JP2009079518A - INTERNAL COMBUSTION ENGINE DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関からの排気を浄化する第1浄化触媒を有する第1浄化装置と、内燃機関からの排気のうち少なくとも窒素酸化物について第1浄化触媒よりも高い性能をもって浄化する第2浄化触媒を有する第2浄化装置とを有するものにおいて、エミッションの悪化を抑制する。
【解決手段】エンジン始動後の吸入空気量Qaの積算値である積算吸入空気量Sqが始動時冷却水温Twsと触媒活性フラグF2とに基づく閾値Sref未満のときには(S160)、積算吸入空気量Sqが閾値Sref以上のときよりも小さい目標空燃比AF*(AF1)を用いてエンジンを制御する(S170,S200)。これにより、第2浄化触媒が十分にその機能を発揮できないときに、エンジンから排気される窒素酸化物(NOx)の量を抑制することができ、エミッションの悪化を抑制することができる。
【選択図】図2A first purification device having a first purification catalyst that purifies exhaust gas from an internal combustion engine, and a second purification catalyst that purifies at least nitrogen oxides of exhaust gas from the internal combustion engine with higher performance than the first purification catalyst. The deterioration of the emission is suppressed in the apparatus having the second purification device having
When an integrated intake air amount Sq, which is an integrated value of an intake air amount Qa after engine startup, is less than a threshold Sref based on a starting coolant temperature Tws and a catalyst activation flag F2 (S160), the integrated intake air amount Sq. The engine is controlled using a target air-fuel ratio AF * (AF1) that is smaller than when the value is equal to or greater than the threshold value Sref (S170, S200). Thereby, when the 2nd purification catalyst cannot fully exhibit the function, the quantity of nitrogen oxide (NOx) exhausted from an engine can be controlled, and the deterioration of emission can be controlled.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、内燃機関装置およびその制御方法並びに車両に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine device, a control method therefor, and a vehicle.
従来、この種の内燃機関装置としては、エンジンを始動するときや始動した後に、エンジンを冷却する冷却水の温度(冷却水温)が低いほど多くなる傾向に燃料噴射量を設定すると共に設定した燃料噴射量を用いてエンジンを制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。なお、特許文献1には、エンジンからの排気を浄化する触媒についても記載されている。
ところで、内燃機関装置としては、エンジンからの排気のうち主として一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を浄化する第1浄化触媒を有する第1浄化装置と、エンジンからの排気のうち主として窒素酸化物(NOx)を浄化する第2浄化触媒を有する第2浄化装置と、を備えるものがある。こうした装置において、上述のように冷却水温だけに基づいて燃料噴射量を設定すると、第2浄化触媒がその温度が低いために機能を十分に発揮できないにも拘わらず冷却水温がある程度高いときに、燃料噴射量がそれほど多くならないために窒素酸化物の発生量を抑制できず、エンジンからの排気を第2浄化触媒により十分に浄化できないことによってエミッションの悪化を招いてしまうことがある。 By the way, as an internal combustion engine device, a first purification device having a first purification catalyst that mainly purifies carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) in exhaust from an engine, and mainly nitrogen in exhaust from the engine. And a second purification device having a second purification catalyst for purifying oxide (NOx). In such an apparatus, when the fuel injection amount is set based only on the cooling water temperature as described above, the cooling water temperature is high to some extent even though the second purification catalyst cannot sufficiently function because its temperature is low. Since the amount of fuel injection does not increase so much, the amount of nitrogen oxide generated cannot be suppressed, and the exhaust from the engine cannot be sufficiently purified by the second purification catalyst, which may lead to deterioration of emissions.
本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、内燃機関からの排気を浄化する第1浄化触媒を有する第1浄化装置と、内燃機関からの排気のうち少なくとも窒素酸化物について第1浄化触媒よりも高い性能をもって浄化する第2浄化触媒を有する第2浄化装置とを有するものにおいて、エミッションの悪化を抑制することを主目的とする。 An internal combustion engine device, a control method therefor, and a vehicle according to the present invention include a first purification device having a first purification catalyst for purifying exhaust from the internal combustion engine, and a first purification catalyst for at least nitrogen oxides in the exhaust from the internal combustion engine. The main object of the present invention is to suppress the deterioration of emissions in a device having a second purification device having a second purification catalyst that purifies with higher performance.
本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The internal combustion engine device, the control method thereof, and the vehicle of the present invention employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の内燃機関装置は、
炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の排気系に配置され、該内燃機関からの排気を浄化する第1浄化触媒を有する第1浄化手段と、
前記内燃機関の排気系に配置され、該内燃機関からの排気のうち少なくとも窒素酸化物について該第1浄化触媒よりも高い性能をもって浄化する第2浄化触媒を有する第2浄化手段と、
前記内燃機関が始動されてからの該内燃機関の吸入空気量の積算値である積算吸入空気量が所定量未満のときには、前記積算吸入空気量が前記所定量以上のときよりも多くの燃料の該内燃機関への供給を伴って該内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The internal combustion engine device of the present invention is
An internal combustion engine device having an internal combustion engine that receives a supply of hydrocarbon fuel and outputs power,
First purifying means disposed in an exhaust system of the internal combustion engine and having a first purifying catalyst for purifying exhaust from the internal combustion engine;
A second purifying means that is disposed in the exhaust system of the internal combustion engine and has a second purifying catalyst that purifies at least nitrogen oxides of the exhaust from the internal combustion engine with higher performance than the first purifying catalyst;
When the integrated intake air amount, which is the integrated value of the intake air amount of the internal combustion engine since the start of the internal combustion engine, is less than a predetermined amount, more fuel is consumed than when the integrated intake air amount is equal to or greater than the predetermined amount. Control means for controlling the internal combustion engine to operate the internal combustion engine with supply to the internal combustion engine;
It is a summary to provide.
この本発明の内燃機関装置では、内燃機関が始動されてからの内燃機関の吸入空気量の積算値である積算吸入空気量が所定量未満のときには、積算吸入空気量が所定量以上のときよりも多くの燃料の内燃機関への供給を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。即ち、積算吸入空気量が所定量未満のときには、積算吸入空気量が所定量以上のときに比して多くの燃料を内燃機関に供給して内燃機関を運転するのである。これにより、内燃機関の始動直後など第2浄化触媒が十分にその機能を発揮できないときにおける内燃機関から排気される窒素酸化物の量を抑制することができる。この結果、第2浄化触媒によって窒素酸化物を十分に浄化できなくなるのを抑制することができ、エミッションの悪化を抑制することができる。また、積算吸入空気量に基づいて内燃機関に供給する燃料の量(以下、燃料量という)を変えるため、内燃機関の冷却水の温度だけで燃料量を変えるものに比して冷却水の温度はある程度高いが第2浄化触媒が十分にその機能を発揮できないときでもエミッションの悪化を抑制することができる。 In this internal combustion engine device of the present invention, when the integrated intake air amount, which is the integrated value of the intake air amount of the internal combustion engine after the internal combustion engine is started, is less than the predetermined amount, the integrated intake air amount is greater than the predetermined amount. The internal combustion engine is controlled so that the internal combustion engine is operated with supply of a large amount of fuel to the internal combustion engine. That is, when the cumulative intake air amount is less than a predetermined amount, the internal combustion engine is operated by supplying more fuel to the internal combustion engine than when the cumulative intake air amount is greater than or equal to the predetermined amount. As a result, the amount of nitrogen oxides exhausted from the internal combustion engine when the second purification catalyst cannot sufficiently perform its function, such as immediately after starting the internal combustion engine, can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the nitrogen oxides from being sufficiently purified by the second purification catalyst, and it is possible to suppress the deterioration of emissions. Further, since the amount of fuel supplied to the internal combustion engine (hereinafter referred to as fuel amount) is changed based on the integrated intake air amount, the temperature of the cooling water is different from that in which the fuel amount is changed only by the temperature of the cooling water of the internal combustion engine. However, even when the second purification catalyst cannot sufficiently perform its function, it is possible to suppress the deterioration of emission.
こうした本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記内燃機関を始動する際の該内燃機関の温度が低いほど大きくなる傾向に設定される前記所定量を用いて制御する手段であるものとすることもできる。これは、冷却水温がある程度高いときに第2浄化触媒がその機能を十分に発揮できる温度にあるとは必ずしも言えないものの、一般に、冷却水温が高いほど第2浄化触媒の温度も高いと考えられることに基づく。 In such an internal combustion engine apparatus of the present invention, the control means is a means for controlling using the predetermined amount that is set to increase as the temperature of the internal combustion engine when the internal combustion engine is started decreases. You can also Although this cannot necessarily be said to be a temperature at which the second purification catalyst can sufficiently perform its function when the cooling water temperature is high to some extent, it is generally considered that the higher the cooling water temperature, the higher the temperature of the second purification catalyst. Based on that.
また、本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記内燃機関を始動する際に前記第2浄化触媒の温度が所定温度以上であると推定される高温推定時には、前記高温推定時でないときに比して小さい値を前記所定量として用いて制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、高温推定時に、必要以上に多くの燃料が内燃機関に供給されるのを抑制することができる。ここで、所定温度は、第2浄化触媒がその機能を十分に発揮できる温度の下限近傍の値を用いるものとすることもできる。また、前記制御手段は、前記内燃機関を始動する際に前回に該内燃機関の暖気を完了した後に該内燃機関が停止されてから所定時間が経過していないときを前記高温推定時として制御する手段であるものとすることもできる。 Further, in the internal combustion engine device of the present invention, when the high temperature estimation that the temperature of the second purification catalyst is estimated to be equal to or higher than a predetermined temperature when the internal combustion engine is started is not the high temperature estimation time. It can also be a means for controlling by using a value smaller than that as the predetermined amount. In this way, it is possible to suppress the supply of more fuel than necessary to the internal combustion engine when estimating the high temperature. Here, the predetermined temperature may be a value near the lower limit of the temperature at which the second purification catalyst can sufficiently perform its function. In addition, when the internal combustion engine is started, the control means controls the time when the predetermined time has not elapsed since the internal combustion engine was stopped after the warm-up of the internal combustion engine was completed last time as the high temperature estimation time. It can also be a means.
さらに、本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記積算吸入空気量が前記所定量未満のときには、前記積算吸入空気量が前記所定量以上のときに比して小さい目標空燃比を設定すると共に該設定した目標空燃比に基づく燃料量の前記内燃機関への供給を伴って該内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。 Further, in the internal combustion engine device of the present invention, the control means sets a target air-fuel ratio that is smaller when the integrated intake air amount is less than the predetermined amount, compared to when the integrated intake air amount is greater than or equal to the predetermined amount. In addition, it may be a means for controlling the internal combustion engine so that the internal combustion engine is operated with supply of the fuel amount based on the set target air-fuel ratio to the internal combustion engine.
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関を有する内燃機関装置であって、前記内燃機関の排気系に配置され該内燃機関からの排気を浄化する第1浄化触媒を有する第1浄化手段と、前記内燃機関の排気系に配置され該内燃機関からの排気のうち少なくとも窒素酸化物について該第1浄化触媒よりも高い性能をもって浄化する第2浄化触媒を有する第2浄化手段と、前記内燃機関が始動されてからの該内燃機関の吸入空気量の積算値である積算吸入空気量が所定量未満のときには、前記積算吸入空気量が前記所定量以上のときよりも多くの燃料の該内燃機関への供給を伴って該内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、を備える内燃機関装置を搭載し、前記内燃機関からの動力を用いて走行することを要旨とする。 The vehicle of the present invention is the internal combustion engine device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, the internal combustion engine device that basically has an internal combustion engine that outputs power upon receiving the supply of hydrocarbon fuel. First purification means having a first purification catalyst disposed in the exhaust system of the internal combustion engine for purifying exhaust from the internal combustion engine, and at least of the exhaust from the internal combustion engine disposed in the exhaust system of the internal combustion engine A second purifying means having a second purifying catalyst that purifies nitrogen oxide with higher performance than the first purifying catalyst, and an integrated value that is an integrated value of an intake air amount of the internal combustion engine after the internal combustion engine is started When the intake air amount is less than a predetermined amount, the internal combustion engine is controlled so that the internal combustion engine is operated with supply of more fuel to the internal combustion engine than when the cumulative intake air amount is equal to or greater than the predetermined amount. Control means to Equipped with an internal combustion engine apparatus comprising, a gist that the vehicle travels using power from the internal combustion engine.
この本発明の車両では、上述の本発明の内燃機関装置を搭載するから、本発明の内燃機関装置が奏する効果、例えば、第2浄化触媒によって窒素酸化物を十分に浄化できなくなるのを抑制することができ、エミッションの悪化を抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。 Since the vehicle according to the present invention is equipped with the above-described internal combustion engine device according to the present invention, the effects exerted by the internal combustion engine device according to the present invention, for example, it is suppressed that nitrogen oxides cannot be sufficiently purified by the second purification catalyst. It is possible to achieve the same effect as the effect of suppressing the deterioration of emission.
本発明の内燃機関装置の制御方法は、
炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関の排気系に配置され該内燃機関からの排気を浄化する第1浄化触媒を有する第1浄化手段と、前記内燃機関の排気系に配置され該内燃機関からの排気のうち少なくとも窒素酸化物について該第1浄化触媒よりも高い性能をもって浄化する第2浄化触媒を有する第2浄化手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記内燃機関が始動されてからの該内燃機関の吸入空気量の積算値である積算吸入空気量が所定量未満のときには、前記積算吸入空気量が前記所定量以上のときよりも多くの燃料の該内燃機関への供給を伴って該内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを特徴とする。
The control method of the internal combustion engine device of the present invention includes:
An internal combustion engine that receives a supply of hydrocarbon fuel and outputs power; a first purification means that is disposed in an exhaust system of the internal combustion engine and has a first purification catalyst that purifies exhaust from the internal combustion engine; and the internal combustion engine And a second purifying means having a second purifying catalyst that is disposed in the exhaust system of the engine and purifies at least nitrogen oxides in the exhaust from the internal combustion engine with higher performance than the first purifying catalyst. A control method,
When the integrated intake air amount, which is the integrated value of the intake air amount of the internal combustion engine since the start of the internal combustion engine, is less than a predetermined amount, more fuel is consumed than when the integrated intake air amount is equal to or greater than the predetermined amount. Controlling the internal combustion engine to operate the internal combustion engine with supply to the internal combustion engine;
It is characterized by that.
この本発明の内燃機関装置では、内燃機関が始動されてからの内燃機関の吸入空気量の積算値である積算吸入空気量が所定量未満のときには、積算吸入空気量が所定量以上のときよりも多くの燃料の内燃機関への供給を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御する。即ち、積算吸入空気量が所定量未満のときには、積算吸入空気量が所定量以上のときに比して多くの燃料を内燃機関に供給して内燃機関を運転するのである。これにより、内燃機関の始動直後など第2浄化触媒が十分にその機能を発揮できないときにおける内燃機関から排気される窒素酸化物の量を抑制することができる。この結果、第2浄化触媒によって窒素酸化物を十分に浄化できなくなるのを抑制することができ、エミッションの悪化を抑制することができる。また、積算吸入空気量に基づいて内燃機関に供給する燃料の量(以下、燃料量という)を変えるため、内燃機関の冷却水の温度だけで燃料量を変えるものに比して冷却水の温度はある程度高いが第2浄化触媒が十分にその機能を発揮できないときでもエミッションの悪化を抑制することができる。 In this internal combustion engine device of the present invention, when the integrated intake air amount, which is the integrated value of the intake air amount of the internal combustion engine after the internal combustion engine is started, is less than the predetermined amount, the integrated intake air amount is greater than the predetermined amount. The internal combustion engine is controlled so that the internal combustion engine is operated with supply of a large amount of fuel to the internal combustion engine. That is, when the cumulative intake air amount is less than a predetermined amount, the internal combustion engine is operated by supplying more fuel to the internal combustion engine than when the cumulative intake air amount is greater than or equal to the predetermined amount. As a result, the amount of nitrogen oxides exhausted from the internal combustion engine when the second purification catalyst cannot sufficiently perform its function, such as immediately after starting the internal combustion engine, can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the nitrogen oxides from being sufficiently purified by the second purification catalyst, and it is possible to suppress the deterioration of emissions. Further, since the amount of fuel supplied to the internal combustion engine (hereinafter referred to as fuel amount) is changed based on the integrated intake air amount, the temperature of the cooling water is different from that in which the fuel amount is changed only by the temperature of the cooling water of the internal combustion engine. However, even when the second purification catalyst cannot sufficiently perform its function, it is possible to suppress the deterioration of emission.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例である内燃機関装置を搭載した自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト34とデファレンシャルギヤ62を介して駆動輪64a,64bとに接続された変速機60と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an
エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図示するように、エアクリーナ23により清浄された空気をスロットルバルブ24を介して吸入する共に燃料噴射弁26からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ28を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ30による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン32の往復運動をクランクシャフト34の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分のうち主として一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を浄化する第1浄化触媒52aを有する第1浄化装置52と、第1浄化装置52よりも冷却されやすい位置(例えば、乗員室の下部など)に配置されて有害成分のうち主として窒素酸化物(NOx)を浄化する第2浄化触媒56aを有する第2浄化装置56と、を介して外気へ排出される。ここで、第1浄化触媒52aは、主として白金(Pt)やパラジウム(Pd)などの酸化触媒やセリア(CeO2)などの助触媒などにより構成されており、高温で活性化して酸化触媒の作用により排気に含まれる一酸化炭素(CO)や燃料(HC)を水(H2O)や二酸化炭素(CO2)に浄化する。また、第2浄化触媒56aは、主としてロジウム(Rh)などの還元触媒やセリア(CeO2)などの助触媒などにより構成されており、高温で活性化して還元触媒の作用により排気に含まれる窒素酸化物(NOx)を窒素(N2)や酸素(O2)などに浄化する。このエンジン22は、実施例では、イグニッションオンされたときにエンジン22のクランクシャフト34に接続された図示しないスタータによりクランキングされて始動されるものとした。
The
電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートとを備える。電子制御ユニット70には、クランクシャフト34の回転位置を検出するクランクポジションセンサ40からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ42からの冷却水温Tw,燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ28や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ44からのカムポジション,スロットルバルブ24のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ46からのスロットルポジション,吸気管に取り付けられたエアフローメータ48からのエアフローメータ信号,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ49からの吸気温,空燃比センサ53からの空燃比,酸素センサ54からの酸素信号,イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット70からは、燃料噴射弁26への駆動信号や、スロットルバルブ24のポジションを調節するスロットルモータ36への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル38への制御信号、吸気バルブ28の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構50,変速機60への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
The
次に、こうして構成された実施例の自動車20の動作、特にイグニッションオンされてエンジン22を始動して運転する際の動作について説明する。図2は、電子制御ユニット70により実行されるエンジン運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン22が始動されてから所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
エンジン運転制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット70のCPU72は、まず、エアフローメータ48から吸入空気量Qaを入力すると共に(ステップS100)、
吸入空気量Qaを積算して積算吸入空気量Sqを計算する(ステップS110)。この積算吸入空気量Sqは、エンジン22が始動されてからの吸入空気量Qaの積算値に相当する。
When the engine operation control routine is executed, the
The integrated intake air amount Sq is calculated by integrating the intake air amount Qa (step S110). The integrated intake air amount Sq corresponds to an integrated value of the intake air amount Qa after the
続いて、初期値として値0が設定されると共に後述の閾値Srefが設定されたときに値1が設定される閾値設定完了フラグF1の値を調べ(ステップS120)、閾値設定完了フラグF1が値0のときには、エンジン22を始動したときの冷却水温Twとして始動時冷却水温Twsと、第2浄化触媒56aがその機能を十分に発揮できると推定できる状態(以下、活性推定状態という)であるか否か、具体的には、第2浄化触媒56aの温度が所定温度(例えば、400℃や450℃など)以上であると推定できるか否かを示す触媒活性フラグF2と、を入力する(ステップS130)。ここで、始動時冷却水温Twsは、エンジン22を始動したときに水温センサ42により検出してRAM76の所定アドレスに書き込まれたものを読み込むことにより入力するものとした。また、触媒活性フラグF2は、第2浄化触媒56aの暖気が完了したと判定されたときに後述のステップS190で値1が設定され、初期値としてまたは値1が設定された後にエンジン22が停止されてから所定時間(例えば、1時間や1.5時間など)が経過したときに値0が設定されるフラグである。
Subsequently, the
そして、入力した始動時冷却水温Twsと触媒活性フラグF2とに基づいて閾値Srefを設定すると共に(ステップS140)、閾値設定完了フラグF1に値1を設定する(ステップS150)。ここで、閾値Srefは、第2浄化触媒56aを活性推定状態にするのに要する熱量が第2浄化触媒56aに供給されたと推定できる値を用いることができる。この閾値Srefは、実施例では、始動時冷却水温Twsと触媒活性フラグF2と閾値Srefとの関係を予め実験などにより定めてROM74に記憶しておき、始動時冷却水温Twsと触媒活性フラグF2とが与えられると記憶したマップから対応する閾値Srefを導出して設定するものとした。閾値設定用マップの一例を図3に示す。閾値Srefは、図3に示すように、始動時冷却水温Twsが高いほど小さくなる傾向に設定し、触媒活性フラグF2が値1のときに値0のときに比して小さい値を設定するものとした。このように設定する理由については後述する。閾値設定完了フラグF1に値1が設定されると、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、ステップS130〜S150の処理を実行することなくステップS160に進む。
Then, a threshold value Sref is set based on the input start-time coolant temperature Tws and the catalyst activation flag F2 (step S140), and a
続いて、積算吸入空気量Sqを閾値Srefと比較し(ステップS160)、積算吸入空気量Sqが閾値Sref未満のときには、未だ第2浄化触媒56aを活性推定状態にするのに要する熱量が第2浄化触媒56aに供給されたと推定できないと判断し、積算吸入空気量Sqが閾値Sref以上のとき(エンジン22を通常運転するとき)の空燃比AF0(例えば14.6など)よりも小さい空燃比AF1(例えば14.4など)を目標空燃比AF*に設定し(ステップS170)、設定した目標空燃比AF*を用いてエンジン22を運転制御して(ステップS200)、エンジン運転制御ルーチンを終了する。エンジン22の運転制御として、具体的には、吸入空気量Qaに基づいて空燃比が目標空燃比AF*となるよう目標燃料噴射量Qf*を設定すると共に設定した目標燃料噴射量Qf*に応じた燃料噴射時間だけ燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射弁26を駆動する燃料噴射制御や、吸入空気量制御や点火制御などが行なわれる。なお、吸入空気量制御や点火制御などについては、本発明の中核をなさないため、詳細な説明を省略する。
Subsequently, the integrated intake air amount Sq is compared with the threshold value Sref (step S160). When the integrated intake air amount Sq is less than the threshold value Sref, the amount of heat required to bring the
ステップS160で積算吸入空気量Sqが閾値Sref以上のときには、第2浄化触媒56aを活性推定状態にするのに要する熱量が第2浄化触媒56aに供給されたと推定できると判断し、空燃比AF0を目標空燃比AF*に設定すると共に(ステップS180)、触媒活性フラグF2に値1を設定し(ステップS190)、目標空燃比AF*を用いてエンジン22を運転制御して(ステップS200)、エンジン運転制御ルーチンを終了する。
When the integrated intake air amount Sq is greater than or equal to the threshold value Sref in step S160, it is determined that it can be estimated that the amount of heat required to bring the
ここで、閾値Srefについて、図3に示すように、始動時冷却水温Twsが高いほど小さくなる傾向に設定し、触媒活性フラグF2が値1のときに値0のときに比して小さい値を設定した理由について説明する。前者については、冷却水温Twがある程度高いだけでは第2浄化触媒56aが活性推定状態であるとは必ずしも言えないものの、一般には、始動時冷却水温Twsが高いほど第2浄化触媒56aの温度も高いと考えられる、即ち、始動時冷却水温Twsが高いほど第2浄化触媒56aを活性推定状態にするのに要する積算吸入空気量Sqは小さくてよいと考えられるためである。後者については、触媒活性フラグF2が値1のときには、第2浄化触媒56aが活性推定状態であるため、触媒活性フラグF2が値1のときに比して小さい値を設定してもよいと考えられるためである。始動時冷却水温Twsと触媒活性フラグF2とに基づいて図3に示す傾向に閾値Srefを設定することにより、第2浄化触媒56aが活性推定状態となるのに要する積算吸入空気量Sqをより適正に設定することができる。この結果、第2浄化触媒56aが活性推定状態でないときに、目標空燃比AF*に空燃比AF0が設定されて第2浄化触媒56aの浄化性能を超えた窒素酸化物(NOx)がエンジン22から排気されることによるエミッションの悪化を抑制することができる。また、必要以上に長い間に亘って目標空燃比AF*に空燃比AF1を設定することによる燃料消費の無駄を抑制することもできる。
Here, as shown in FIG. 3, the threshold value Sref is set to tend to be smaller as the starting coolant temperature Tws is higher. When the catalyst activation flag F2 is 1, the value is smaller than when the value is 0. The reason for setting will be described. As for the former, although it cannot be said that the
以上説明した実施例の自動車20によれば、エンジン22が始動されてからの吸入空気量Qaの積算値である積算吸入空気量Sqが始動時冷却水温Twsと触媒活性フラグF2とに基づいて設定される閾値Sref未満のときには、積算吸入空気量Sqが閾値Sref以上のときの目標空燃比AF*(AF0)よりも小さい目標空燃比AF*(AF1)を設定すると共に設定した目標空燃比AF*(AF1)を用いてエンジン22を制御するから、第2浄化触媒56aが十分にその機能を発揮できないときのエンジン22から排気される窒素酸化物(NOx)の量を抑制することができ、エミッションの悪化を抑制することができる。また、積算吸入空気量Sqに基づいて目標空燃比AF*を変えることにより、冷却水温Twがある程度高いが第2浄化触媒がその機能を十分に発揮できる温度ではないときでもエミッションの悪化を抑制することができる。
According to the
実施例の自動車20では、図3に示したように、始動時冷却水温Twsと触媒活性フラグF2とに基づいて閾値Srefを設定するものとしたが、始動時冷却水温Twsと触媒活性フラグF2とのうち一方だけに基づいて閾値Srefを設定するものとしてもよいし、固定値を用いるものとしてもよい。
In the
実施例の自動車20では、触媒活性フラグF2について、値1が設定された後には、エンジン22が停止されてから所定時間(例えば、1時間や1.5時間など)が経過したときに値0を設定するものとしたが、この値1から値0に切り替えるタイミングとして、エンジン22が停止されてからの時間に代えてまたは加えて、エンジン22が停止されてからの冷却水温Twの変化の様子などを考慮するものとしてもよい。
In the
実施例の自動車20では、積算吸入空気量Sqが閾値Sref未満のときには空燃比AF1(例えば、14.4など)を目標空燃比AF*に設定し、積算吸入空気量Sqが閾値Sref以上のときには空燃比AF0(例えば、14.6など)を目標空燃比AF*に設定するものとしたが、積算吸入空気量Sqが閾値Sref未満のときに積算吸入空気量Sqが閾値Sref以上のときに比して小さい目標空燃比AF*を設定するものであれば、さらに、エンジン22の回転数やエンジン22に要求される負荷などを考慮して目標空燃比AF*を設定するものとしてもよい。
In the
実施例の自動車20では、積算吸入空気量Sqが閾値Sref未満のときに、積算吸入空気量Sqが閾値Sref以上のときに比して小さい目標空燃比AF*を設定して燃料噴射制御など行なうものとしたが、積算吸入空気量Sqが閾値Sref以上のときに比して多くの燃料の供給を伴ってエンジン22が運転されるよう燃料噴射制御などを行なうものであればよい。
In the
実施例では、エンジン22からの動力だけを用いて走行する自動車20について説明したが、エンジンからの動力を用いて走行する自動車であれば如何なるものとしてもよく、例えば、図4の変形例の自動車120に例示するように、駆動輪64a,64b側に遊星歯車機構130を介して動力を出力するエンジン22およびモータMG1と、駆動輪64a,64b側に動力を入出力するモータMG2とを備えるものとしてもよい。
In the embodiment, the
また、実施例では、自動車20に搭載される内燃機関装置として説明したが、自動車以外の車両(例えば、列車など)に搭載された内燃機関装置の形態としてもよく、自動車に搭載されない内燃機関装置の形態としても構わない。また、内燃機関装置の制御方法の形態としても良い。
In the embodiment, the internal combustion engine apparatus mounted on the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、第1浄化装置52が「第1浄化手段」に相当し、第2浄化装置56が「第2浄化手段」に相当し、エンジン22が始動されてからの吸入空気量Qaの積算値である積算吸入空気量Sqが始動時冷却水温Twsと触媒活性フラグF2とに基づいて設定される閾値Sref未満のときに、積算吸入空気量Sqが閾値Sref以上のときの目標空燃比AF*(AF0)よりも小さい目標空燃比AF*(AF1)を設定すると共に設定した目標空燃比AF*(AF1)を用いてエンジン22を制御する図2のエンジン運転制御ルーチンを実行する電子制御ユニット70が「制御手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「内燃機関」としては、エンジン22に限定されるものではなく、炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
「第1浄化手段」としては、第1浄化装置52に限定されるものではなく、内燃機関の排気系に配置され、内燃機関からの排気を浄化する第1浄化触媒を有するものであれば如何なるものとしても構わない。「第2浄化手段」としては、第2浄化装置56に限定されるものではなく、内燃機関の排気系における第1浄化触媒よりも冷却されやすい位置に配置され内燃機関からの排気のうち少なくとも窒素酸化物について第1浄化触媒よりも高い性能をもって浄化する第2浄化触媒を有するものであれば如何なるものとしても構わない。
「制御手段」としては、エンジン22が始動されてからの吸入空気量Qaの積算値である積算吸入空気量Sqが始動時冷却水温Twsと触媒活性フラグF2とに基づいて設定される閾値Sref未満のときに、積算吸入空気量Sqが閾値Sref以上のときの目標空燃比AF*(AF0)よりも小さい目標空燃比AF*(AF1)を設定すると共に設定した目標空燃比AF*(AF1)を用いてエンジン22を制御するものに限定されるものではなく、内燃機関が始動されてからの内燃機関の吸入空気量の積算値である積算吸入空気量が所定量未満のときには、積算吸入空気量が前記所定量以上のときよりも多くの燃料の内燃機関への供給を伴って内燃機関が運転されるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
Here, the “internal combustion engine” is not limited to the
The “first purifying means” is not limited to the
As the “control means”, the integrated intake air amount Sq, which is an integrated value of the intake air amount Qa after the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、内燃機関装置や車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention is applicable to an internal combustion engine device, a vehicle manufacturing industry, and the like.
20,120 自動車、22 エンジン、23 エアクリーナ、24 スロットルバルブ、26 燃料噴射弁、28 吸気バルブ、30 点火プラグ、32 ピストン、34 クランクシャフト、36 スロットルモータ、38 イグニッションコイル、40 クランクポジションセンサ、42 水温センサ、44 カムポジションセンサ、46 スロットルバルブポジションセンサ、48 エアフローメータ、49 温度センサ、50 可変バルブタイミング機構、52 第1浄化装置、52a 第1浄化触媒、53 空燃比センサ、54 酸素センサ、56 第2浄化装置、56a 第2浄化触媒、60 変速機、62 デファレンシャルギヤ、64a,64b 駆動輪、70 電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、130 遊星歯車機構、MG1,MG2 モータ。
20,120 Car, 22 Engine, 23 Air cleaner, 24 Throttle valve, 26 Fuel injection valve, 28 Intake valve, 30 Spark plug, 32 Piston, 34 Crankshaft, 36 Throttle motor, 38 Ignition coil, 40 Crank position sensor, 42 Water temperature Sensor, 44 Cam position sensor, 46 Throttle valve position sensor, 48 Air flow meter, 49 Temperature sensor, 50 Variable valve timing mechanism, 52 First purification device, 52a First purification catalyst, 53 Air-fuel ratio sensor, 54 Oxygen sensor, 56 First 2 purification device, 56a second purification catalyst, 60 transmission, 62 differential gear, 64a, 64b drive wheel, 70 electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition Switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85
Claims (7)
前記内燃機関の排気系に配置され、該内燃機関からの排気を浄化する第1浄化触媒を有する第1浄化手段と、
前記内燃機関の排気系に配置され、該内燃機関からの排気のうち少なくとも窒素酸化物について該第1浄化触媒よりも高い性能をもって浄化する第2浄化触媒を有する第2浄化手段と、
前記内燃機関が始動されてからの該内燃機関の吸入空気量の積算値である積算吸入空気量が所定量未満のときには、前記積算吸入空気量が前記所定量以上のときよりも多くの燃料の該内燃機関への供給を伴って該内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する制御手段と、
を備える内燃機関装置。 An internal combustion engine device having an internal combustion engine that receives a supply of hydrocarbon fuel and outputs power,
First purifying means disposed in an exhaust system of the internal combustion engine and having a first purifying catalyst for purifying exhaust from the internal combustion engine;
A second purifying means that is disposed in the exhaust system of the internal combustion engine and has a second purifying catalyst that purifies at least nitrogen oxides of the exhaust from the internal combustion engine with higher performance than the first purifying catalyst;
When the integrated intake air amount, which is the integrated value of the intake air amount of the internal combustion engine since the start of the internal combustion engine, is less than a predetermined amount, more fuel is consumed than when the integrated intake air amount is equal to or greater than the predetermined amount. Control means for controlling the internal combustion engine to operate the internal combustion engine with supply to the internal combustion engine;
An internal combustion engine device comprising:
前記内燃機関が始動されてからの該内燃機関の吸入空気量の積算値である積算吸入空気量が所定量未満のときには、前記積算吸入空気量が前記所定量以上のときよりも多くの燃料の該内燃機関への供給を伴って該内燃機関が運転されるよう該内燃機関を制御する、
ことを特徴とする内燃機関装置の制御方法。 An internal combustion engine that receives a supply of hydrocarbon fuel and outputs power; a first purification means that is disposed in an exhaust system of the internal combustion engine and has a first purification catalyst that purifies exhaust from the internal combustion engine; and the internal combustion engine And a second purifying means having a second purifying catalyst that is disposed in the exhaust system of the engine and purifies at least nitrogen oxides in the exhaust from the internal combustion engine with higher performance than the first purifying catalyst. A control method,
When the integrated intake air amount, which is the integrated value of the intake air amount of the internal combustion engine since the start of the internal combustion engine, is less than a predetermined amount, more fuel is consumed than when the integrated intake air amount is equal to or greater than the predetermined amount. Controlling the internal combustion engine to operate the internal combustion engine with supply to the internal combustion engine;
A control method for an internal combustion engine device.
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