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JP2014074332A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2014074332A
JP2014074332A JP2012220413A JP2012220413A JP2014074332A JP 2014074332 A JP2014074332 A JP 2014074332A JP 2012220413 A JP2012220413 A JP 2012220413A JP 2012220413 A JP2012220413 A JP 2012220413A JP 2014074332 A JP2014074332 A JP 2014074332A
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fuel cut
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air
internal combustion
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Abstract

【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、フューエルカットが実施される場合に、燃費を確実に向上させられるようにフューエルカット継続時間を好適に調整することを目的とする。
【解決手段】内燃機関10に燃料を供給する燃料噴射弁24と、内燃機関10の排気通路18に配置された排気浄化触媒18とを備える。フューエルカットの実施によって生じた触媒雰囲気の空燃比のリーン化を解消するための燃料噴射の増量をフューエルカット状態からの復帰時に実行する。予測したフューエルカット継続時間に基づいて、フューエルカットの継続による燃費向上分Aと、上記の燃料噴射の増量に伴う第1燃費悪化分Bを算出する。燃費向上分Aが第1燃費悪化分Bよりも大きくなるように、フューエルカット継続時間を調整する。
【選択図】図3
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and it is an object of the present invention to suitably adjust a fuel cut duration so that fuel efficiency can be reliably improved when fuel cut is performed.
A fuel injection valve for supplying fuel to an internal combustion engine and an exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine are provided. An increase in fuel injection for eliminating the lean air-fuel ratio of the catalyst atmosphere caused by the fuel cut is performed when returning from the fuel cut state. Based on the predicted fuel cut duration, a fuel efficiency improvement A due to continued fuel cut and a first fuel efficiency deterioration B associated with the increase in fuel injection are calculated. The fuel cut duration is adjusted so that the fuel efficiency improvement A is greater than the first fuel efficiency deterioration B.
[Selection] Figure 3

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来、例えば特許文献1には、内燃機関を備える車両用の駆動力制御装置が開示されている。この従来の制御装置では、内燃機関の運転条件に基づいてフューエルカットの最長継続時間が設定される。具体的には、この最長継続時間は、低回転低負荷領域では長く設定され、高回転高負荷領域では短く設定される。   Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a driving force control device for a vehicle including an internal combustion engine. In this conventional control device, the longest duration of fuel cut is set based on the operating conditions of the internal combustion engine. Specifically, the longest duration is set longer in the low rotation / low load region and shorter in the high rotation / high load region.

特開平8−61108号公報JP-A-8-61108 特開2012−57576号公報JP 2012-57576 A 特開2011−163303号公報JP 2011-163303 A 特開2007−56718号公報JP 2007-56718 A 特開2006−233828号公報JP 2006-233828 A 特開2011−111899号公報JP 2011-111899 A 特開平1−113550号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-113550

内燃機関の運転中には、燃費向上のために、減速時等において所定の実行条件が成立した場合にフューエルカットが実施される。その一方で、フューエルカットが実施されると、排気通路に配置される排気浄化触媒には酸素濃度の高い新気が供給されることになる。このため、フューエルカット継続時間が長くなるほど、排気浄化触媒の雰囲気の空燃比がリーン化していく。また、フューエルカット状態からの復帰時には、一般的に、フューエルカットの実施によって生じた排気浄化触媒の雰囲気の空燃比のリーン化を解消するため(例えば、排気浄化触媒が三元触媒である場合には触媒雰囲気を理論空燃比に戻すため)の燃料噴射の増量が実施される。したがって、フューエルカット継続時間が長くなると、復帰時の燃料噴射の上記増量が多くなる。このことは、燃費を悪化させる要因となる。   During operation of the internal combustion engine, in order to improve fuel efficiency, fuel cut is performed when a predetermined execution condition is satisfied during deceleration or the like. On the other hand, when the fuel cut is performed, fresh air having a high oxygen concentration is supplied to the exhaust purification catalyst disposed in the exhaust passage. For this reason, as the fuel cut duration time becomes longer, the air-fuel ratio of the atmosphere of the exhaust purification catalyst becomes leaner. Further, when returning from the fuel cut state, generally, in order to eliminate the lean air-fuel ratio of the exhaust purification catalyst atmosphere caused by the execution of the fuel cut (for example, when the exhaust purification catalyst is a three-way catalyst) The fuel injection is increased in order to return the catalyst atmosphere to the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, if the fuel cut duration time is increased, the increase in fuel injection at the time of return increases. This is a factor that deteriorates fuel consumption.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、フューエルカットが実施される場合に、燃費を確実に向上させられるようにフューエルカット継続時間を好適に調整することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. When the fuel cut is performed, the internal combustion engine capable of suitably adjusting the fuel cut duration so that the fuel consumption can be reliably improved. An object of the present invention is to provide an engine control device.

第1の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、
前記内燃機関の排気通路に配置された排気浄化触媒と、
フューエルカットの実施によって生じた前記排気浄化触媒の雰囲気の空燃比のリーン化を解消するための燃料噴射の増量をフューエルカット状態からの復帰時に実行する復帰時燃料増量実行手段と、
フューエルカット継続時間を取得するフューエルカット継続時間取得手段と、
前記フューエルカット継続時間に基づいて、フューエルカットの継続による燃費向上分を算出する燃費向上分算出手段と、
前記フューエルカット継続時間に基づいて、前記復帰時燃料増量実行手段による燃料噴射の増量に伴う第1燃費悪化分を算出する第1燃費悪化分算出手段と、
前記燃費向上分が前記第1燃費悪化分よりも大きくなるように、前記フューエルカット継続時間を調整するフューエルカット継続時間調整手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a control device for an internal combustion engine,
A fuel injection valve for supplying fuel to the internal combustion engine;
An exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A return fuel increase execution means for executing an increase in fuel injection for eliminating the lean air-fuel ratio of the atmosphere of the exhaust purification catalyst caused by the execution of fuel cut when returning from the fuel cut state;
Fuel cut duration acquisition means for acquiring fuel cut duration; and
Fuel efficiency improvement calculating means for calculating a fuel efficiency improvement due to continuation of the fuel cut based on the fuel cut duration;
First fuel consumption deterioration calculation means for calculating a first fuel consumption deterioration due to an increase in fuel injection by the return fuel increase execution means based on the fuel cut duration;
Fuel cut duration adjusting means for adjusting the fuel cut duration so that the fuel efficiency improvement is greater than the first fuel consumption deterioration;
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記排気通路に配置され、センサ素子を加熱するためのヒータを有し、前記排気通路を流れる排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサと、
フューエルカットが実行される場合に前記ヒータへの通電を中止するヒータ通電中止手段と、
前記フューエルカット継続時間に基づいて、フューエルカット状態からの復帰時に前記センサ素子の温度を活性化温度に上昇させるために必要な前記ヒータの電力消費に伴う第2燃費悪化分を算出する第2燃費悪化分算出手段と、
を更に備え、
前記フューエルカット継続時間調整手段は、前記第1燃費悪化分と前記第2燃費悪化分との和よりも前記燃費向上分が大きくなるように、前記フューエルカット継続時間を調整することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
An air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage, having a heater for heating the sensor element, and detecting an air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust passage;
Heater energization stopping means for stopping energization of the heater when fuel cut is executed,
Based on the fuel cut duration, a second fuel consumption that calculates a second fuel consumption deterioration associated with the power consumption of the heater required to raise the temperature of the sensor element to the activation temperature when returning from the fuel cut state Deterioration calculation means,
Further comprising
The fuel cut duration adjusting means adjusts the fuel cut duration so that the fuel consumption improvement is larger than the sum of the first fuel consumption deterioration and the second fuel consumption deterioration. .

また、第3の発明は、第2の発明において、
前記フューエルカット継続時間取得手段は、フューエルカット状態からの復帰時期を予測する手段を含み、
予測されたフューエルカット状態からの復帰時期が到来した時に前記センサ素子の温度が活性化温度に達するように、フューエルカットの実行中に前記ヒータへの通電を再開するヒータ通電再開手段を更に備えることを特徴とする。
The third invention is the second invention, wherein
The fuel cut duration acquisition means includes means for predicting a return time from the fuel cut state,
Heater energization restarting means for resuming energization of the heater during fuel cut is further provided so that the temperature of the sensor element reaches the activation temperature when the return time from the predicted fuel cut state arrives. It is characterized by.

第1の発明によれば、上記燃費向上分と上記第1燃費悪化分との比較結果に基づいて、燃費向上分が第1燃費悪化分よりも大きくなるようにフューエルカット継続時間が調整される。フューエルカット継続時間が長くなるほど、排気浄化触媒の雰囲気の空燃比のリーン化が進行する。このため、フューエルカット継続時間が長くなると、上記リーン化を解消するための燃料噴射の増量による第1燃費悪化分がフューエルカット継続による燃費向上分を上回ってしまう事態が生じ得る。本発明によれば、上記事態が生じた場合であっても、燃費向上分が第1燃費悪化分よりも大きいという条件が維持されるように、フューエルカット継続時間が調整される。これにより、フューエルカット継続時間の長短に関係なく、燃費を確実に向上させられるようにフューエルカット継続時間を決定できるようになる。   According to the first aspect of the invention, based on the comparison result between the fuel consumption improvement amount and the first fuel consumption deterioration amount, the fuel cut duration is adjusted so that the fuel consumption improvement amount becomes larger than the first fuel consumption deterioration amount. . As the fuel cut duration increases, the air-fuel ratio of the atmosphere of the exhaust purification catalyst becomes leaner. For this reason, if the fuel cut duration time becomes longer, a situation may occur in which the first fuel consumption deterioration due to the increase in fuel injection for eliminating the leaning exceeds the fuel consumption improvement due to continued fuel cut. According to the present invention, even when the above situation occurs, the fuel cut duration is adjusted so that the condition that the fuel consumption improvement is larger than the first fuel consumption deterioration is maintained. As a result, the fuel cut duration can be determined so that the fuel consumption can be reliably improved regardless of the length of the fuel cut duration.

第2の発明によれば、上記第2燃費悪化分をも考慮して、第1燃費悪化分と第2燃費悪化分との和よりも燃費向上分が大きくなるようにフューエルカット継続時間が調整される。これにより、フューエルカットの実行中に空燃比センサが備えるヒータへの通電を中止する制御が行われる場合において、上記第1の発明と比べ、フューエルカット継続時間の長短に関係なしに燃費を確実に向上させられるようにフューエルカット継続時間をより適切に決定できるようになる。   According to the second invention, in consideration of the second fuel consumption deterioration, the fuel cut duration is adjusted so that the fuel consumption improvement is larger than the sum of the first fuel consumption deterioration and the second fuel consumption deterioration. Is done. As a result, when control is performed to stop energization of the heater included in the air-fuel ratio sensor during execution of fuel cut, fuel consumption is reliably ensured regardless of the length of fuel cut duration compared to the first aspect of the invention. The fuel cut duration can be determined more appropriately so that it can be improved.

第3の発明によれば、フューエルカットの実行中にヒータへの通電を中止する時間を適切に調整することにより、予測されたフューエルカット状態からの復帰時期においてセンサ素子が活性化した状態となるようにすることができる。これにより、フューエルカットの実行中にヒータへの通電を中止することによる消費電力の低減効果を維持しつつ、フューエルカット状態からの復帰時期において速やかに空燃比センサを利用して正確な空燃比を検出できるようになる。   According to the third aspect of the present invention, the sensor element is activated at the return time from the predicted fuel cut state by appropriately adjusting the time to stop energizing the heater during the fuel cut. Can be. As a result, while maintaining the effect of reducing power consumption by stopping the energization of the heater during the fuel cut, the air / fuel ratio sensor can be used to quickly obtain an accurate air / fuel ratio at the time of return from the fuel cut state. Can be detected.

本発明の実施の形態1の内燃機関のシステム構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the system configuration | structure of the internal combustion engine of Embodiment 1 of this invention. 同期噴射と非同期噴射との違いを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference between synchronous injection and asynchronous injection. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3において実施される特徴的なヒータ通電制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic heater energization control implemented in Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1の内燃機関10のシステム構成を説明するための模式図である。本実施形態のシステムは、火花点火式の内燃機関(例えば、ガソリンエンジン)10を備えている。内燃機関10の各気筒内には、ピストン12が設けられている。各気筒内には、ピストン12の頂部側に燃焼室14が形成されている。燃焼室14には、吸気通路16および排気通路18が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a system configuration of an internal combustion engine 10 according to a first embodiment of the present invention. The system of this embodiment includes a spark ignition type internal combustion engine (for example, a gasoline engine) 10. A piston 12 is provided in each cylinder of the internal combustion engine 10. A combustion chamber 14 is formed on the top side of the piston 12 in each cylinder. An intake passage 16 and an exhaust passage 18 communicate with the combustion chamber 14.

吸気通路16の入口近傍には、吸気通路16に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ20が設けられている。エアフローメータ20の下流には、電子制御式のスロットルバルブ22が設けられている。各気筒に向けて分岐した後の吸気通路16(吸気マニホールド部)には、吸気ポート内に向けて燃料を噴射するための燃料噴射弁24が設けられている。また、各気筒には、燃焼室14内の混合気に点火するための点火プラグ26が設けられている。   An air flow meter 20 that outputs a signal corresponding to the flow rate of air sucked into the intake passage 16 is provided in the vicinity of the inlet of the intake passage 16. An electronically controlled throttle valve 22 is provided downstream of the air flow meter 20. A fuel injection valve 24 for injecting fuel into the intake port is provided in the intake passage 16 (intake manifold portion) after branching toward each cylinder. Each cylinder is provided with a spark plug 26 for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 14.

排気通路18には、排気ガスを浄化するための排気浄化触媒として、触媒28が配置されている。ここでは、一例として、触媒28は、三元触媒であるものとする。触媒28よりも上流側の排気通路18には、触媒28に流入する排気ガスの空燃比(すなわち、触媒28の雰囲気の空燃比)を検出するための空燃比センサ30が配置されている。このような空燃比センサ30としては、触媒28に流入する排気ガスの空燃比に対してほぼリニアな出力を発するA/Fセンサや、触媒28に流入する排気ガスが理論空燃比に対してリッチである場合にリッチ出力を発生し、また、その排気ガスが理論空燃比に対してリーンである場合にリーン出力を発生するOセンサ等を用いることができる。また、空燃比センサ30は、センサ素子を加熱するためのヒータ(図示省略)を備えているものとする。 A catalyst 28 is disposed in the exhaust passage 18 as an exhaust purification catalyst for purifying the exhaust gas. Here, as an example, the catalyst 28 is assumed to be a three-way catalyst. An air-fuel ratio sensor 30 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 28 (that is, the air-fuel ratio in the atmosphere of the catalyst 28) is disposed in the exhaust passage 18 upstream of the catalyst 28. As such an air-fuel ratio sensor 30, an A / F sensor that emits an almost linear output with respect to the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 28, or the exhaust gas flowing into the catalyst 28 is rich with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. It is possible to use an O 2 sensor or the like that generates a rich output when the exhaust gas is low and generates a lean output when the exhaust gas is lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio sensor 30 is assumed to include a heater (not shown) for heating the sensor element.

更に、図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40の入力部には、上述したエアフローメータ20および空燃比センサ30に加え、エンジン回転数を検知するためのクランク角センサ42等の内燃機関10の運転状態を検知するための各種センサが接続されている。更に、ECU40の入力部には、内燃機関10を搭載する車両のアクセルペダル(図示省略)の踏み込み量(アクセル開度)を検知するためのアクセル開度センサ44、路面情報(例えば、この先の登坂角)を入手可能なナビシステム46、および、前方を走行する車両との車間距離を検知するための車間距離センサ48が接続されている。また、ECU40の出力部には、上述したスロットルバルブ22、燃料噴射弁24および点火プラグ26等の内燃機関10の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ECU40は、上述した各種センサの出力と所定のプログラムに従って各種アクチュエータを作動させることにより、燃料噴射制御および点火制御などの所定のエンジン制御を行うものである。   Further, the system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. In addition to the air flow meter 20 and the air-fuel ratio sensor 30 described above, various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10 such as a crank angle sensor 42 for detecting the engine speed are connected to the input portion of the ECU 40. ing. Further, an input portion of the ECU 40 includes an accelerator opening sensor 44 for detecting a depression amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle on which the internal combustion engine 10 is mounted, road surface information (for example, an uphill road ahead) A navigation system 46 capable of obtaining a corner) and an inter-vehicle distance sensor 48 for detecting an inter-vehicle distance from a vehicle traveling ahead are connected. Further, various actuators for controlling the operation state of the internal combustion engine 10 such as the throttle valve 22, the fuel injection valve 24, and the spark plug 26 are connected to the output portion of the ECU 40. The ECU 40 performs predetermined engine control such as fuel injection control and ignition control by operating various actuators in accordance with the outputs of the various sensors described above and a predetermined program.

(フューエルカット制御およびフューエルカットからの復帰時の燃料噴射制御)
内燃機関10の運転中には、燃費向上のために、減速時等において所定の実行条件が成立した場合にフューエルカットが実施される。その一方で、フューエルカットが実施されると、排気通路18に配置される触媒28には酸素濃度の高い新気が供給されることになる。このため、フューエルカット継続時間が長くなるほど、触媒28の雰囲気の空燃比がリーン化していく。また、フューエルカット状態からの復帰時には、一般的に、フューエルカットの実施によって生じた触媒28の雰囲気の空燃比のリーン化を解消して触媒28の雰囲気の空燃比を理論空燃比(ストイキ)に戻すための燃料噴射の増量が実施される。三元触媒である触媒28の場合には、これにより、NOxの浄化機能を回復させることができる。したがって、フューエルカット継続時間が長くなると、復帰時の燃料噴射の上記増量が多くなる。このことは、燃費を悪化させる要因となる。
(Fuel cut control and fuel injection control when returning from fuel cut)
During the operation of the internal combustion engine 10, a fuel cut is performed when a predetermined execution condition is satisfied during deceleration or the like in order to improve fuel consumption. On the other hand, when the fuel cut is performed, fresh air having a high oxygen concentration is supplied to the catalyst 28 disposed in the exhaust passage 18. For this reason, the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 becomes leaner as the fuel cut duration time becomes longer. Further, when returning from the fuel cut state, generally, the leaning of the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 caused by the fuel cut is eliminated, and the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 is changed to the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric). An increase in fuel injection for returning is performed. In the case of the catalyst 28 which is a three-way catalyst, the NOx purification function can be recovered thereby. Therefore, if the fuel cut duration time is increased, the increase in fuel injection at the time of return increases. This is a factor that deteriorates fuel consumption.

また、一般に、燃料噴射弁24のようなポート噴射式の燃料噴射弁を備えている内燃機関では、必要に応じて、運転中に燃料噴射のタイミングを同期噴射と非同期噴射との間で切り換え可能となっている。図2は、同期噴射と非同期噴射との違いを説明するための図である。図2に示すように、同期噴射は、クランク軸の回転(クランク角度)と同期して、所定のクランク角期間で気筒毎に行われる燃料噴射である。一方、非同期噴射は、クランク角度に関係なく(すなわち、クランク角度とは同期せずに)、噴射要求が検出された際に直ちに実行される燃料噴射であり、図2に示すように全気筒同時に行われるのが一般的である。   In general, in an internal combustion engine having a port injection type fuel injection valve such as the fuel injection valve 24, the timing of fuel injection can be switched between synchronous injection and asynchronous injection during operation as required. It has become. FIG. 2 is a diagram for explaining the difference between synchronous injection and asynchronous injection. As shown in FIG. 2, the synchronous injection is fuel injection performed for each cylinder in a predetermined crank angle period in synchronization with the rotation (crank angle) of the crankshaft. On the other hand, asynchronous injection is fuel injection that is executed immediately when an injection request is detected regardless of the crank angle (that is, not synchronized with the crank angle). Generally done.

フューエルカット中に加速要求などが発生したことに伴ってフューエルカット状態からの復帰が行われる場合には、急増する吸入空気量に見合うだけの燃料を瞬時に供給する必要があり、また、上記のようにリーン状態となった触媒28の雰囲気の空燃比を速やかにストイキに戻す必要がある。このため、この場合には、非同期噴射が実行される。そして、フューエルカット復帰時の非同期噴射量を復帰時の触媒28の雰囲気の空燃比の値に応じて変化させることで、触媒28の雰囲気の空燃比を適切にストイキに復帰させることができる。尚、この場合に非同期噴射が用いられる理由をより具体的に説明すると、加速時はエンジン回転数が急変するため、クランク角度と同期した態様で燃料噴射量を演算してそれを同期噴射に反映させるための時間的な余裕が少なく、そのような演算および反映ができない可能性があるためである。   When returning from the fuel cut state due to the occurrence of an acceleration request or the like during the fuel cut, it is necessary to instantaneously supply the fuel corresponding to the rapidly increasing intake air amount. Thus, it is necessary to quickly return the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 in the lean state to stoichiometric. For this reason, in this case, asynchronous injection is executed. Then, by changing the amount of asynchronous injection at the time of fuel cut return according to the value of the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 at the time of return, the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 can be appropriately returned to stoichiometric. The reason why asynchronous injection is used in this case will be explained more specifically. Since the engine speed changes suddenly during acceleration, the fuel injection amount is calculated in a manner synchronized with the crank angle and reflected in the synchronous injection. This is because there is little time for making it possible to perform such calculation and reflection.

[実施の形態1における特徴的な制御]
以上説明したように、内燃機関10がトルクを発生させることを必要としない減速時等では、フューエルカットを実施することによってその間の燃料消費を抑制することができる。このことは、基本的には燃費向上に寄与する。その一方で、フューエルカット継続時間が長いほど、触媒28の雰囲気の空燃比がリーン化していくことで復帰時の非同期噴射の増量が増えることになる。このことは、燃費悪化の要因となる。
[Characteristic Control in Embodiment 1]
As described above, at the time of deceleration or the like that does not require the internal combustion engine 10 to generate torque, it is possible to suppress fuel consumption during the fuel cut. This basically contributes to an improvement in fuel consumption. On the other hand, as the fuel cut duration time is longer, the amount of asynchronous injection at the time of return increases as the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 becomes leaner. This becomes a factor of deterioration in fuel consumption.

そこで、本実施形態では、フューエルカットの開始時にフューエルカット継続時間を予測したうえで、予測されたフューエルカット継続時間に基づいて、フューエルカットの継続による燃費向上分Aを算出するようにした。更に、予測されたフューエルカット継続時間に基づいて、復帰時の非同期噴射の増量に伴う第1燃費悪化分Bを算出するようにした。そのうえで、算出された燃費向上分Aが第1燃費悪化分Bよりも大きくなるように、フューエルカット継続時間を調整するようにした。   Therefore, in the present embodiment, the fuel cut continuation time is predicted at the start of the fuel cut, and the fuel efficiency improvement A due to the continuation of the fuel cut is calculated based on the predicted fuel cut continuation time. Furthermore, based on the predicted fuel cut duration, the first fuel consumption deterioration B associated with the increase in asynchronous injection at the time of return is calculated. In addition, the fuel cut duration is adjusted so that the calculated fuel efficiency improvement A is greater than the first fuel efficiency deterioration B.

図3は、本発明の実施の形態1における特徴的な制御を実現するためにECU40が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
図3に示すルーチンでは、先ず、フューエルカット(以下、「FC」と称する場合がある)の所定の実行条件の成立の有無に基づいて、FC実行開始時であるか否かが判定される(ステップ100)。
FIG. 3 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 40 in order to realize characteristic control in the first embodiment of the present invention.
In the routine shown in FIG. 3, first, it is determined whether or not the FC execution is started based on whether or not a predetermined execution condition for fuel cut (hereinafter sometimes referred to as “FC”) is satisfied (see FIG. 3). Step 100).

ステップ100においてFC実行開始時であると判定された場合には、FC継続時間の予測値の算出が実行される(ステップ102)。FC継続時間の予測は、公知の手法に基づいて実施することができる。例えば、フューエルカットからの復帰時期を予測し、予測した復帰時期とフューエルカットの開始時期との差に基づいてFC継続時間を算出することができる。この場合の復帰時期の予測は、例えば、現在のエンジン回転数と所定の復帰回転数(自然復帰の場合)との差や、現在のエンジン回転数の減少速度等に基づいて行うことができる。また、加速要求に基づくFC復帰(いわゆる、強制復帰)の場合であっても、例えば、上述したナビシステム46を利用した路面情報(具体的には、ある時間の経過後に車両が上り坂に差し掛かるなど)に基づいて、更には、車間距離センサ48を用いて得られる前方走行車両との車間距離が所定値以上離れたことなどに基づいて、加速要求時期を予測し、FC復帰時期を予測することができる。   When it is determined in step 100 that the FC execution is started, calculation of a predicted value of the FC continuation time is executed (step 102). The FC duration can be predicted based on a known method. For example, the return time from the fuel cut can be predicted, and the FC duration can be calculated based on the difference between the predicted return time and the start time of the fuel cut. In this case, the return timing can be predicted based on, for example, the difference between the current engine speed and a predetermined return speed (in the case of natural return), the reduction speed of the current engine speed, or the like. Even in the case of FC return based on an acceleration request (so-called forced return), for example, the road surface information using the above-described navigation system 46 (specifically, the vehicle has entered an uphill after a certain time has passed). The acceleration request timing is predicted and the FC return timing is predicted based on, for example, that the inter-vehicle distance from the forward traveling vehicle obtained by using the inter-vehicle distance sensor 48 is more than a predetermined value. can do.

次に、ステップ102において算出されたFC継続時間に基づいて、FCの継続による燃費向上分Aが算出される(ステップ104)。この燃費向上分Aは、例えば、予測されたFC継続時間中の燃料噴射回数と、同じ運転条件下においてFCを行わなかったとした場合の1回当たりの所定の燃料噴射量との積として算出することができる。尚、予測されたFC継続時間中の燃料噴射回数は、例えば、FC継続中のエンジン回転数の推移をFC開始時のエンジン回転数やその減少速度などを用いて予測した結果に基づいて推定することができる。   Next, based on the FC continuation time calculated in step 102, the fuel efficiency improvement A due to the continuation of FC is calculated (step 104). This fuel efficiency improvement A is calculated, for example, as the product of the predicted number of fuel injections during the FC continuation time and a predetermined fuel injection amount per time when no FC is performed under the same operating conditions. be able to. The estimated number of fuel injections during the FC continuation time is estimated based on, for example, a result of predicting the transition of the engine speed during the FC continuation using the engine speed at the start of FC or its decreasing speed. be able to.

次に、ステップ102において算出されたFC継続時間に基づいて、FC復帰時の触媒28の雰囲気の空燃比が算出される(ステップ106)。当該空燃比は、例えば、FC開始直前の空燃比の値(空燃比センサ30により検出される値)と、FCの実行中に触媒28に流入する新気量とに基づいて算出することができる。当該新気量は、例えば、当該空気量を、FC継続時間(上記予測値)と、車速と、吸入空気量(エアフローメータ20により検出される値)と、FC中に弁停止している弁の数(逆に、FC中に開いている弁の数を用いてもよい)との関係で定めたマップを参照することで算出することができる。尚、車速を利用するのは、FC中は車速によって吸入空気量が変わるためである。   Next, based on the FC duration calculated in step 102, the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 at the time of FC recovery is calculated (step 106). The air-fuel ratio can be calculated based on, for example, the value of the air-fuel ratio immediately before the start of FC (the value detected by the air-fuel ratio sensor 30) and the amount of fresh air flowing into the catalyst 28 during FC execution. . The fresh air amount is, for example, the air amount, the FC duration (predicted value), the vehicle speed, the intake air amount (the value detected by the air flow meter 20), and the valve that is stopped during FC. It can be calculated by referring to a map defined in relation to the number of (reversely, the number of valves opened during FC may be used). The vehicle speed is used because the intake air amount changes depending on the vehicle speed during FC.

次に、ステップ106において算出されたFC復帰時の触媒雰囲気の空燃比に基づいて、FC復帰時に触媒28をストイキ状態に戻すための非同期噴射の増量に伴う第1燃費悪化分Bが算出される(ステップ108)。ステップ106において算出された空燃比によれば、予測されるFC復帰時の触媒雰囲気の空燃比がどれくらいリーン化しているかを把握することができる。ECU40は、FC復帰時の触媒雰囲気の空燃比との関係で、FC復帰時に触媒28をストイキ状態に戻すために必要な燃料噴射量(第1燃費悪化分B)を定めたマップを記憶している。本ステップ108では、そのようなマップを参照して、ステップ106において算出された空燃比に基づいて、第1燃費悪化分Bが算出される。   Next, based on the air-fuel ratio of the catalyst atmosphere at the time of FC return calculated in step 106, the first fuel consumption deterioration amount B accompanying the increase in asynchronous injection for returning the catalyst 28 to the stoichiometric state at the time of FC return is calculated. (Step 108). According to the air-fuel ratio calculated in step 106, it is possible to grasp how lean the air-fuel ratio of the catalyst atmosphere at the time of FC recovery predicted is lean. The ECU 40 stores a map that defines the fuel injection amount (first fuel consumption deterioration B) necessary for returning the catalyst 28 to the stoichiometric state at the time of FC recovery in relation to the air-fuel ratio of the catalyst atmosphere at the time of FC recovery. Yes. In this step 108, referring to such a map, the first fuel consumption deterioration amount B is calculated based on the air-fuel ratio calculated in step 106.

次に、ステップ104において算出された燃費向上分Aがステップ108において算出された第1燃費悪化分Bよりも大きくなるように、FC継続時間が調整される(ステップ110)。具体的には、本ステップ110では、算出された燃費向上分Aと第1燃費悪化分Bとの比較結果に基づいて、燃費向上分Aが第1燃費悪化分B以下である場合には、燃費向上分Aが第1燃費悪化分Bよりも大きくなるように、ステップ102において算出された値に対してFC継続時間が短縮される。一方、燃費向上分Aが燃費悪化分よりも既に大きい場合には、ステップ102において算出されたFC継続時間がそのまま使用される。   Next, the FC continuation time is adjusted so that the fuel efficiency improvement A calculated in step 104 is larger than the first fuel efficiency deterioration B calculated in step 108 (step 110). Specifically, in this step 110, when the fuel efficiency improvement A is equal to or less than the first fuel efficiency deterioration B based on the comparison result between the calculated fuel efficiency improvement A and the first fuel efficiency deterioration B, The FC duration is shortened with respect to the value calculated in step 102 so that the fuel efficiency improvement A becomes larger than the first fuel efficiency deterioration B. On the other hand, if the fuel efficiency improvement A is already larger than the fuel efficiency deterioration, the FC duration calculated in step 102 is used as it is.

その後、上記ステップ110の処理による調整後のFC継続時間が経過した際に、FC状態からの復帰(燃料噴射の再開)が実行される(ステップ112)。   Thereafter, when the FC continuation time after the adjustment in the process of step 110 has elapsed, a return from the FC state (resumption of fuel injection) is executed (step 112).

以上説明した図3に示すルーチンによれば、FC継続時間に基づいて算出される燃費向上分Aと第1燃費悪化分Bとの比較結果に基づいて、燃費向上分Aが第1燃費悪化分Bよりも大きくなるようにFC継続時間が調整される。既述したように、FC継続時間が長くなるほど、触媒28の雰囲気の空燃比のリーン化が進行する。このため、FC継続時間が長くなると、上記リーン化を解消して触媒雰囲気の空燃比をストイキにするための燃料噴射の増量による第1燃費悪化分BがFC継続による燃費向上分Aを上回ってしまう事態が生じ得る。これに対し、上記ルーチンの処理によれば、上記事態が生じた場合には、燃費向上分Aが第1燃費悪化分Bよりも大きいという条件が維持されるように、FC継続時間が調整される。これにより、FC継続時間の長短に関係なく、燃費を確実に向上させられるようにFC継続時間を決定できるようになる。   According to the routine shown in FIG. 3 described above, the fuel efficiency improvement A is calculated based on the comparison result between the fuel efficiency improvement A calculated based on the FC duration and the first fuel efficiency deterioration B. The FC duration is adjusted to be greater than B. As described above, the leaner the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 progresses as the FC duration time becomes longer. For this reason, if FC continuation time becomes long, the first fuel consumption deterioration B due to the increase in fuel injection for eliminating the leaning and making the air-fuel ratio of the catalyst atmosphere stoichiometric exceeds the fuel consumption improvement A due to FC continuation. Can happen. On the other hand, according to the processing of the above routine, when the above situation occurs, the FC continuation time is adjusted so that the condition that the fuel efficiency improvement A is larger than the first fuel efficiency deterioration B is maintained. The As a result, regardless of the length of the FC duration, the FC duration can be determined so that the fuel consumption can be reliably improved.

尚、上述した実施の形態1においては、ECU40がFC状態からの復帰時に非同期噴射を増量することにより前記第1の発明における「復帰時燃料増量実行手段」が実現されており、ECU40が上記ステップ102の処理を実行することにより前記第1の発明における「フューエルカット継続時間取得手段」が実現されており、ECU40がステップ104の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃費向上分算出手段」が実現されており、ECU40がステップ106および108の処理を実行することにより前記第1の発明における「第1燃費悪化分算出手段」が実現されており、ECU40がステップ110の処理を実行することにより前記第1の発明における「フューエルカット継続時間調整手段」が実現されている。   In the first embodiment described above, the ECU 40 increases the amount of asynchronous injection when returning from the FC state, thereby realizing the “recovery fuel increase execution means” according to the first aspect of the present invention. By executing the processing of 102, the “fuel cut duration acquisition means” in the first invention is realized, and the ECU 40 executes the processing of step 104 to perform the “fuel efficiency improvement calculation” in the first invention. Means "is realized, and the ECU 40 executes the processing of steps 106 and 108, whereby the" first fuel consumption deterioration calculating means "in the first invention is realized, and the ECU 40 executes the processing of step 110. As a result, the “fuel cut duration adjusting means” in the first aspect of the invention is realized. .

実施の形態2.
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU40に図3に示すルーチンに代えて後述の図4に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 2. FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 40 to execute a routine shown in FIG. 4 described later instead of the routine shown in FIG. 3 using the hardware configuration shown in FIG.

内燃機関10が備える空燃比センサ30には、一般にジルコニア素子が用いられており、一定温度以上とならないとセンサ素子が活性化せず、空燃比を正しく検出することができない。このため、空燃比センサ30においてもヒータが備えられており、ヒータへの通電を制御することによってセンサ素子温度が所定の活性化温度を維持できるように配慮されている。   A zirconia element is generally used for the air-fuel ratio sensor 30 provided in the internal combustion engine 10, and the sensor element is not activated unless the temperature exceeds a certain temperature, and the air-fuel ratio cannot be detected correctly. For this reason, the air-fuel ratio sensor 30 is also provided with a heater, and consideration is given so that the sensor element temperature can maintain a predetermined activation temperature by controlling energization to the heater.

しかしながら、上記ヒータへの通電による消費電力は大きく、昨今の燃費向上の必要性を鑑みると、ヒータへの通電をできる限り小さく抑えることが望まれる。このため、本実施形態では、FCの実行中には空燃比センサ30を用いた空燃比フィードバック制御が実施されないことを利用して、FCの実行中はヒータへの通電をOFFとして消費電力の低減を図ることとしている。   However, power consumption due to energization of the heater is large, and it is desired to suppress energization of the heater as small as possible in view of the recent need for improved fuel consumption. For this reason, in the present embodiment, by utilizing the fact that air-fuel ratio feedback control using the air-fuel ratio sensor 30 is not performed during FC execution, the heater is turned off during FC execution to reduce power consumption. We are going to plan.

その一方で、FCの実行中には排気通路18を常温の新気が流れることで、センサ素子が新気によって冷却される。このため、FCの実行中にヒータへの通電がOFFとされる場合、FC継続時間が長くなるにつれ、空燃比センサ30の素子温度はある収束温度に向けて低下していく。FC状態からの復帰時に素子温度を活性化温度にまで上昇させるために必要なヒータ通電時間は、素子温度が低いほど長くなる。このため、上述した実施の形態1における第1燃費悪化分B以外にも、FC継続時間が長くなるにつれ、復帰時のヒータへの通電による消費電力が大きくなることによる第2燃費悪化分Cが大きくなる。   On the other hand, during the execution of the FC, fresh air at normal temperature flows through the exhaust passage 18 so that the sensor element is cooled by the fresh air. For this reason, when the energization to the heater is turned off during the execution of FC, the element temperature of the air-fuel ratio sensor 30 decreases toward a certain convergence temperature as the FC duration time increases. The heater energization time required to raise the element temperature to the activation temperature when returning from the FC state becomes longer as the element temperature is lower. For this reason, in addition to the first fuel consumption deterioration amount B in the first embodiment described above, the second fuel consumption deterioration amount C due to the increase in power consumption due to energization of the heater at the time of return as the FC duration time increases. growing.

そこで、本実施形態では、FCの実行中に空燃比センサ30が備えるヒータへの通電を中止する制御が行われることを前提としたうえで、第1燃費悪化分Bと第2燃費悪化分Cとの和よりも燃費向上分Aが大きくなるように、フューエルカット継続時間が調整されるようにした。   Therefore, in the present embodiment, the first fuel consumption deterioration portion B and the second fuel consumption deterioration portion C are assumed on the premise that control for stopping energization of the heater included in the air-fuel ratio sensor 30 is performed during the execution of FC. The fuel cut duration is adjusted so that the fuel efficiency improvement A is greater than the sum of

尚、本実施形態では、FCの実行中に空燃比センサ30のヒータへの通電をOFFとしている間(すなわち、空燃比センサ30によって空燃比を検出できない間)は、FCの開始直前に空燃比センサ30によって検出される空燃比の値と、FCの実行中に触媒28に流入する新気量とに基づいて、FCの実行中およびFC状態からの復帰後にヒータへの通電再開によってセンサ素子が活性化するまでの間の空燃比が算出(推定)される。FCの実行中の上記新気量は、例えば、当該空気量を、FC継続時間と、車速と、吸入空気量(エアフローメータ20により検出される値)と、FC中に弁停止している弁の数(逆に、FC中に開いている弁の数を用いてもよい)との関係で定めたマップを参照することで算出することができる。これにより、FCの実行中にヒータへの通電をOFFとした場合であっても、FC状態からの復帰時の触媒雰囲気の空燃比を把握できるようになる。   In the present embodiment, while the energization of the heater of the air-fuel ratio sensor 30 is OFF during the execution of FC (that is, while the air-fuel ratio cannot be detected by the air-fuel ratio sensor 30), the air-fuel ratio immediately before the start of FC. Based on the value of the air-fuel ratio detected by the sensor 30 and the amount of fresh air flowing into the catalyst 28 during the execution of FC, the sensor element is detected by restarting energization to the heater during the execution of FC and after returning from the FC state. The air-fuel ratio until activation is calculated (estimated). The amount of fresh air during the execution of FC includes, for example, the air amount, the FC duration, the vehicle speed, the intake air amount (value detected by the air flow meter 20), and the valve that is stopped during FC. It can be calculated by referring to a map defined in relation to the number of (reversely, the number of valves opened during FC may be used). This makes it possible to grasp the air-fuel ratio of the catalyst atmosphere when returning from the FC state even when the heater is turned off during FC execution.

また、本実施形態では、上記のように推定した空燃比の値に基づいて、FC状態からの復帰時の非同期噴射量が変更される。より具体的には、FC復帰時の触媒28の雰囲気の空燃比がよりリーンであるほど、非同期噴射量が増やされる。これにより、空燃比センサ30の素子が活性化されていない状況であっても、触媒雰囲気の空燃比に応じた適切な非同期噴射量を決定することができる。ただし、触媒雰囲気の空燃比のリーン度合いに応じて非同期噴射量を増やし過ぎると、筒内から排出される未燃燃料量が増加する恐れなどがある。このため、空燃比に応じた非同期噴射の増加量については上限が設けられる。その一方で、FCが長時間に渡って継続された場合などは、触媒28の雰囲気の空燃比が極端なリーン状態になっている場合がある。このような場合には、ある上限までの範囲内での非同期噴射の増量だけでは、触媒28の雰囲気の空燃比をストイキ状態に復帰させられない恐れがある。そこで、本実施形態では、FC復帰時に噴射したい非同期噴射量が所定の上限値を超えた場合には、不足する増量分だけを次サイクルの同期噴射量が増やされるようにした。これにより、FCの実行中に触媒雰囲気の空燃比が極端なリーン状態になった場合であっても、速やかにストイキ状態に復帰させられるようになる。   In the present embodiment, the asynchronous injection amount at the time of return from the FC state is changed based on the air-fuel ratio value estimated as described above. More specifically, the asynchronous injection amount is increased as the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 at the time of FC recovery becomes leaner. Thereby, even in a situation where the elements of the air-fuel ratio sensor 30 are not activated, it is possible to determine an appropriate asynchronous injection amount according to the air-fuel ratio of the catalyst atmosphere. However, if the amount of asynchronous injection is excessively increased according to the lean degree of the air-fuel ratio in the catalyst atmosphere, there is a risk that the amount of unburned fuel discharged from the cylinder will increase. For this reason, an upper limit is set for the amount of increase in asynchronous injection corresponding to the air-fuel ratio. On the other hand, when the FC is continued for a long time, the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 may be in an extremely lean state. In such a case, there is a possibility that the air-fuel ratio of the atmosphere of the catalyst 28 cannot be returned to the stoichiometric state only by increasing the amount of asynchronous injection within a range up to a certain upper limit. Therefore, in this embodiment, when the asynchronous injection amount to be injected at the time of FC recovery exceeds a predetermined upper limit value, the synchronous injection amount of the next cycle is increased only by the insufficient increase amount. As a result, even when the air-fuel ratio of the catalyst atmosphere becomes an extremely lean state during the execution of the FC, the stoichiometric state can be quickly restored.

図4は、本発明の実施の形態2におけるフューエルカット継続時間の調整のための特徴的な制御を実現するためにECU40が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図4において、実施の形態1における図3に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。   FIG. 4 is a flowchart illustrating a control routine executed by the ECU 40 in order to realize characteristic control for adjusting the fuel cut duration in the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same steps as those shown in FIG. 3 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図4に示すルーチンでは、ステップ108において第1燃費悪化分Bが算出された後に、予測されたFC継続時間に基づいて、FC復帰時のヒータへの通電による第2燃費悪化分Cが算出される(ステップ200)。FCの継続に伴うセンサ素子の温度低下代は、後述の図5に示すように、FC継続時間との関係を事前にマップとして定めておくことで、FC継続時間に基づいて算出することができる。センサ素子の温度低下代が分かると、センサ素子を再度活性化させるための温度上昇に必要な電力を所定の関係式に従って算出することができる。また、予測されたFC継続時間の間の素子温度を活性化温度で維持するためにヒータへの通電を維持した場合に要する維持電力が算出される。そして、FC復帰時のセンサ素子の再活性化に必要な上記電力と上記維持電力との差が算出されたうえで、この差を所定の関係式に従って燃費向上分Aおよび第1燃費悪化分Bと比較可能な換算値に変換することで、第2燃費悪化分Cが算出される。   In the routine shown in FIG. 4, after the first fuel consumption deterioration amount B is calculated in step 108, the second fuel consumption deterioration amount C due to energization of the heater at the time of FC return is calculated based on the predicted FC duration time. (Step 200). As shown in FIG. 5 to be described later, the temperature reduction allowance of the sensor element due to the continuation of FC can be calculated based on the FC continuation time by defining the relationship with the FC continuation time as a map in advance. . When the temperature reduction allowance of the sensor element is known, the electric power required for the temperature increase for reactivating the sensor element can be calculated according to a predetermined relational expression. Further, the maintenance power required when energization of the heater is maintained in order to maintain the element temperature during the predicted FC duration time at the activation temperature is calculated. Then, after calculating the difference between the power required for reactivation of the sensor element at the time of FC recovery and the maintenance power, this difference is calculated according to a predetermined relational expression and the fuel efficiency improvement A and the first fuel efficiency deterioration B Is converted into a conversion value that can be compared with the second fuel consumption deterioration amount C.

次に、第1燃費悪化分Bと第2燃費悪化分Cとの和よりも燃費向上分Aが大きくなるように、FC継続時間が調整される(ステップ202)。具体的には、本ステップ202では、燃費向上分Aと、第1燃費悪化分Bと第2燃費悪化分Cとの和との比較結果に基づいて、燃費向上分Aが上記和(B+C)以下である場合には、燃費向上分Aが上記和(B+C)よりも大きくなるように、ステップ102において算出された値に対してFC継続時間が短縮される。一方、燃費向上分Aが上記和(B+C)よりも既に大きい場合には、ステップ102において算出されたFC継続時間がそのまま使用される。   Next, the FC continuation time is adjusted so that the fuel efficiency improvement A becomes larger than the sum of the first fuel efficiency deterioration B and the second fuel efficiency deterioration C (step 202). Specifically, in this step 202, based on the comparison result of the fuel efficiency improvement A and the sum of the first fuel efficiency deterioration B and the second fuel efficiency deterioration C, the fuel efficiency improvement A is the sum (B + C). In the following cases, the FC continuation time is shortened with respect to the value calculated in step 102 so that the fuel efficiency improvement A becomes larger than the sum (B + C). On the other hand, if the fuel efficiency improvement A is already greater than the sum (B + C), the FC duration calculated in step 102 is used as it is.

以上説明した図4に示すルーチンによれば、第2燃費悪化分Cをも考慮して、第1燃費悪化分Bと第2燃費悪化分Cとの和よりも燃費向上分Aが大きくなるようにFC継続時間が調整される。これにより、FCの実行中に空燃比センサ30が備えるヒータへの通電を中止する制御が行われる場合において、上述した実施の形態1の制御と比べ、FC継続時間の長短に関係なしに燃費を確実に向上させられるようにFC継続時間をより適切に決定できるようになる。   According to the routine shown in FIG. 4 described above, the fuel efficiency improvement A is larger than the sum of the first fuel efficiency deterioration B and the second fuel efficiency deterioration C in consideration of the second fuel efficiency deterioration C. The FC duration is adjusted. As a result, when control for stopping energization of the heater included in the air-fuel ratio sensor 30 is performed during execution of FC, fuel efficiency is improved regardless of the length of FC continuation time compared to the control of the first embodiment described above. It will be possible to determine the FC duration more appropriately so as to ensure improvement.

尚、上述した実施の形態2においては、ECU40がFCの実行中に空燃比センサ30のヒータへの通電を中止することにより前記第2の発明における「ヒータ通電中止手段」が実現されており、ECU40が上記ステップ200の処理を実行することにより前記第2の発明における「第2燃費悪化分算出手段」が実現されており、ECU40が上記ステップ202の処理を実行することにより前記第2の発明における「フューエルカット継続時間調整手段」が実現されている。   In the second embodiment described above, the “heater energization stopping means” in the second aspect of the present invention is realized by the ECU 40 stopping energization of the heater of the air-fuel ratio sensor 30 during execution of FC. The "second fuel consumption deterioration calculating means" in the second invention is realized by the ECU 40 executing the process of step 200, and the ECU 40 executes the process of step 202 to realize the second invention. "Fuel cut duration adjusting means" is realized.

実施の形態3.
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施形態のシステムは、上述した実施の形態2のシステムに対して、図5を参照して以下に説明する制御を追加的に実施するものである。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The system of the present embodiment additionally performs the control described below with reference to FIG. 5 with respect to the system of the second embodiment described above.

図5は、本発明の実施の形態3において実施される特徴的なヒータ通電制御を説明するための図である。
図5に示すように、FCの開始とともにヒータが非通電とされた場合には、時間の経過に伴ってセンサ素子の温度が低下していく。ただし、素子温度は、下がり続けるわけではなく、一定温度で平衡する。FCの実行中に低下したセンサ素子の温度を活性化温度にまで高めるには、ある程度の時間を要する。
FIG. 5 is a diagram for explaining the characteristic heater energization control performed in the third embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 5, when the heater is de-energized with the start of FC, the temperature of the sensor element decreases with time. However, the element temperature does not continue to decrease, but is balanced at a constant temperature. It takes a certain amount of time to raise the temperature of the sensor element, which has decreased during FC execution, to the activation temperature.

そこで、本実施形態では、FC状態からの復帰時期を既述した手法によって予測したうえで、図5に示すように、予測されたFC状態からの復帰時期が到来した時にセンサ素子の温度が活性化温度に達するように、FCの実行中にヒータへの通電を再開するようにした。言い換えれば、FC継続時間に基づいて、FCの実行中にヒータへの通電をOFFとする時間が制御されるようにした。   Therefore, in this embodiment, after the return time from the FC state is predicted by the method described above, the temperature of the sensor element is activated when the return time from the predicted FC state arrives as shown in FIG. Energization to the heater was resumed during FC execution to reach the control temperature. In other words, based on the FC continuation time, the time for turning off the power to the heater during FC execution is controlled.

より具体的には、本実施形態では、FCの実行中にヒータへの通電が中止されている期間において、FC復帰時にセンサ素子を再度活性化するために必要なヒータへの通電時間が算出される。この通電時間は、既述したようにマップなどを参照して取得したFC実行中のセンサ素子の温度低下代に応じた値として、事前に定めたマップ等に基づいて算出することができる。そのうえで、予測された復帰時期に対して算出された通電時間だけ早いタイミングでヒータへの通電が再開される。   More specifically, in the present embodiment, the energization time to the heater necessary to re-activate the sensor element at the time of FC recovery is calculated during the period in which energization to the heater is stopped during FC execution. The This energization time can be calculated based on a predetermined map or the like as a value according to the temperature reduction allowance of the sensor element that is executing FC obtained by referring to the map or the like as described above. In addition, energization of the heater is resumed at a timing earlier by the energization time calculated with respect to the predicted return timing.

以上説明した本実施形態のヒータ通電制御によれば、予測されたFC状態からの復帰時期においてセンサ素子が活性化した状態となるようにすることができる。これにより、FCの実行中にヒータへの通電を中止することによる消費電力の低減効果を維持しつつ、FC状態からの復帰時期において速やかに空燃比センサ30を利用して正確な空燃比を検出できるようになる。   According to the heater energization control of the present embodiment described above, the sensor element can be activated at the predicted return time from the FC state. As a result, while maintaining the effect of reducing power consumption by stopping energization of the heater during FC execution, the air-fuel ratio sensor 30 is used to quickly detect the accurate air-fuel ratio at the return timing from the FC state. become able to.

尚、上述した実施の形態3においては、ECU40が上記図5に示すように、予測されたFC状態からの復帰時期が到来した時にセンサ素子の温度が活性化温度に達するように、FCの実行中にヒータへの通電を再開することにより前記第3の発明における「ヒータ通電再開手段」が実現されている。   In the above-described third embodiment, as shown in FIG. 5, the ECU 40 executes the FC so that the temperature of the sensor element reaches the activation temperature when the return time from the predicted FC state arrives. The “heater energization restarting means” according to the third aspect of the present invention is realized by resuming energization of the heater.

ところで、上述した実施の形態1等においては、フューエルカットの実行開始時に今回のフューエルカットの継続時間を予測し、予測されたフューエルカット継続時間に基づいて、燃費向上分A、第1燃費悪化分B、更には第2燃費悪化分Cを算出する例について説明を行った。しかしながら、フューエルカット継続時間の予測は、実行開始時に限らず、フューエルカットの実行中に継続時間を逐次予測しながら燃費向上分Aや燃費悪化分B、Cを逐次算出して比較し、その結果に基づいてフューエルカット継続時間を逐次調整するものであってもよい。また、本発明におけるフューエルカット継続時間の調整は、予測したフューエルカット継続時間に基づく手法に限定されるものではない。すなわち、例えば、フューエルカットの実行中にフューエルカット継続時間を実際に計測して取得するようにする。そして、フューエルカット継続時間を計測しながら燃費向上分Aや燃費悪化分B、Cを逐次算出して比較し、その結果に基づいてフューエルカット継続時間を逐次調整するものであってもよい。   By the way, in Embodiment 1 etc. which were mentioned above, the duration of this fuel cut is estimated at the time of the start of execution of fuel cut, and fuel consumption improvement A and 1st fuel consumption deterioration are based on the predicted fuel cut duration. The example which calculates B and also the 2nd fuel consumption deterioration part C was demonstrated. However, the prediction of the fuel cut duration is not limited to the start of execution, and the fuel consumption improvement A and the fuel consumption deterioration B and C are sequentially calculated and compared while sequentially predicting the duration during execution of the fuel cut. The fuel cut duration time may be sequentially adjusted based on the above. Further, the adjustment of the fuel cut duration in the present invention is not limited to the method based on the predicted fuel cut duration. That is, for example, the fuel cut duration time is actually measured and acquired during execution of the fuel cut. Then, the fuel consumption improvement A and the fuel consumption deterioration B and C may be sequentially calculated and compared while measuring the fuel cut duration, and the fuel cut duration may be adjusted sequentially based on the result.

また、上述した実施の形態1等においては、フューエルカット状態からの復帰時に、非同期噴射が増量される例について説明を行った。しかしながら、フューエルカット状態からの復帰時に実行される燃料噴射の態様は、必ずしも非同期噴射に限られるものではなく、可能であれば、同期噴射であってもよい。   Moreover, in Embodiment 1 etc. which were mentioned above, the example where asynchronous injection was increased at the time of a return from a fuel cut state was demonstrated. However, the mode of fuel injection executed when returning from the fuel cut state is not necessarily limited to asynchronous injection, and may be synchronous injection if possible.

また、上述した実施の形態1乃至3においては、減速時等に実施されるフューエルカットを例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となるフューエルカットには、減速時等で全気筒を対象としたものに限らず、減筒運転のための、一部の気筒を対象としたフューエルカットであってもよい。   Further, in the first to third embodiments described above, the fuel cut performed at the time of deceleration or the like has been described as an example. However, the fuel cut that is the subject of the present invention is not limited to a fuel cut intended for all cylinders during deceleration or the like, but may be a fuel cut intended for some cylinders for reduced-cylinder operation. .

また、上述した実施の形態1乃至3においては、ポート噴射式の燃料噴射弁24を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となる燃料噴射弁は、内燃機関に燃料を供給するものであれば、ポート噴射式のものに限らず、筒内直接噴射式のものであってもよい。   In the first to third embodiments described above, the port injection type fuel injection valve 24 has been described as an example. However, the fuel injection valve that is the subject of the present invention is not limited to the port injection type as long as it supplies fuel to the internal combustion engine, and may be a direct injection type in-cylinder type.

10 内燃機関
12 ピストン
14 燃焼室
16 吸気通路
18 排気通路
20 エアフローメータ
22 スロットルバルブ
24 燃料噴射弁
26 点火プラグ
28 排気浄化触媒
30 空燃比センサ
40 ECU(Electronic Control Unit)
42 クランク角センサ
44 アクセル開度センサ
46 ナビシステム
48 車間距離センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Piston 14 Combustion chamber 16 Intake passage 18 Exhaust passage 20 Air flow meter 22 Throttle valve 24 Fuel injection valve 26 Spark plug 28 Exhaust purification catalyst 30 Air-fuel ratio sensor 40 ECU (Electronic Control Unit)
42 Crank angle sensor 44 Accelerator opening sensor 46 Navigation system 48 Inter-vehicle distance sensor

Claims (3)

内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、
前記内燃機関の排気通路に配置された排気浄化触媒と、
フューエルカットの実施によって生じた前記排気浄化触媒の雰囲気の空燃比のリーン化を解消するための燃料噴射の増量をフューエルカット状態からの復帰時に実行する復帰時燃料増量実行手段と、
フューエルカット継続時間を取得するフューエルカット継続時間取得手段と、
前記フューエルカット継続時間に基づいて、フューエルカットの継続による燃費向上分を算出する燃費向上分算出手段と、
前記フューエルカット継続時間に基づいて、前記復帰時燃料増量実行手段による燃料噴射の増量に伴う第1燃費悪化分を算出する第1燃費悪化分算出手段と、
前記燃費向上分が前記第1燃費悪化分よりも大きくなるように、前記フューエルカット継続時間を調整するフューエルカット継続時間調整手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A fuel injection valve for supplying fuel to the internal combustion engine;
An exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A return fuel increase execution means for executing an increase in fuel injection for eliminating the lean air-fuel ratio of the atmosphere of the exhaust purification catalyst caused by the execution of fuel cut when returning from the fuel cut state;
Fuel cut duration acquisition means for acquiring fuel cut duration; and
Fuel efficiency improvement calculating means for calculating a fuel efficiency improvement due to continuation of the fuel cut based on the fuel cut duration;
First fuel consumption deterioration calculation means for calculating a first fuel consumption deterioration due to an increase in fuel injection by the return fuel increase execution means based on the fuel cut duration;
Fuel cut duration adjusting means for adjusting the fuel cut duration so that the fuel efficiency improvement is greater than the first fuel consumption deterioration;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記排気通路に配置され、センサ素子を加熱するためのヒータを有し、前記排気通路を流れる排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサと、
フューエルカットが実行される場合に前記ヒータへの通電を中止するヒータ通電中止手段と、
前記フューエルカット継続時間に基づいて、フューエルカット状態からの復帰時に前記センサ素子の温度を活性化温度に上昇させるために必要な前記ヒータの電力消費に伴う第2燃費悪化分を算出する第2燃費悪化分算出手段と、
を更に備え、
前記フューエルカット継続時間調整手段は、前記第1燃費悪化分と前記第2燃費悪化分との和よりも前記燃費向上分が大きくなるように、前記フューエルカット継続時間を調整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。
An air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage, having a heater for heating the sensor element, and detecting an air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust passage;
Heater energization stopping means for stopping energization of the heater when fuel cut is executed,
Based on the fuel cut duration, a second fuel consumption that calculates a second fuel consumption deterioration associated with the power consumption of the heater required to raise the temperature of the sensor element to the activation temperature when returning from the fuel cut state Deterioration calculation means,
Further comprising
The fuel cut duration adjusting means adjusts the fuel cut duration so that the fuel consumption improvement is larger than the sum of the first fuel consumption deterioration and the second fuel consumption deterioration. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
前記フューエルカット継続時間取得手段は、フューエルカット状態からの復帰時期を予測する手段を含み、
予測されたフューエルカット状態からの復帰時期が到来した時に前記センサ素子の温度が活性化温度に達するように、フューエルカットの実行中に前記ヒータへの通電を再開するヒータ通電再開手段を更に備える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 fuel cut duration acquisition means includes means for predicting a return time from the fuel cut state,
Heater energization restarting means for resuming energization of the heater during fuel cut is further provided so that the temperature of the sensor element reaches the activation temperature when the return time from the predicted fuel cut state arrives. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016044623A (en) * 2014-08-25 2016-04-04 マツダ株式会社 Engine control device
JP2016151230A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 株式会社デンソー Control device of engine
JP2021099049A (en) * 2019-12-20 2021-07-01 株式会社デンソーテン On-vehicle device and filter regeneration control method
WO2022196284A1 (en) * 2021-03-19 2022-09-22 株式会社デンソー Engine control device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016044623A (en) * 2014-08-25 2016-04-04 マツダ株式会社 Engine control device
JP2016151230A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 株式会社デンソー Control device of engine
JP2021099049A (en) * 2019-12-20 2021-07-01 株式会社デンソーテン On-vehicle device and filter regeneration control method
WO2022196284A1 (en) * 2021-03-19 2022-09-22 株式会社デンソー Engine control device
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