JP2015169164A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation)装置が付帯した内燃機関を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls an internal combustion engine that is accompanied by an exhaust gas recirculation (Exhaust Gas Recirculation) device.
気筒での混合気の燃焼温度を低下させてNOxの排出量を削減しつつ、ポンピングロスの低減を図るEGR装置が公知である(例えば、下記特許文献1を参照)。EGR装置は、排気経路と吸気経路とを外部EGR通路を介して接続し、気筒内で発生する燃焼ガスの一部をEGR通路経由で吸気経路に還流させて吸気に混交するものである。 While reducing the emissions of the combustion temperature is lowered by NO x of the air-fuel mixture in the cylinder, a EGR device known to reduce the pumping loss (e.g., see Patent Document 1). The EGR device connects an exhaust path and an intake path via an external EGR passage, and recirculates a part of combustion gas generated in the cylinder to the intake path via the EGR passage to mix with the intake air.
また、車両に搭載される内燃機関では、その運転状況に応じて燃料噴射を一時的に停止する燃料カットを行うことが知られている(例えば、下記特許文献2を参照)。通常、アクセルペダルの踏込量が0または0に近い閾値以下となり、かつエンジン回転数が燃料カット許可回転数以上あるときに、燃料カット条件が成立したものとして燃料カットを開始する。そして、アクセルペダルの踏込量が閾値を上回った、エンジン回転数が燃料カット復帰回転数まで低下した等の何れかの燃料カット終了条件が成立したときに、燃料カットを終了、燃料噴射を再開する。 In addition, it is known that an internal combustion engine mounted on a vehicle performs a fuel cut that temporarily stops fuel injection in accordance with its operating condition (for example, see Patent Document 2 below). Normally, when the accelerator pedal depression amount is 0 or less than a threshold value close to 0 and the engine speed is equal to or higher than the fuel cut permission speed, the fuel cut is started assuming that the fuel cut condition is satisfied. Then, when any fuel cut end condition is satisfied, such as when the accelerator pedal depression amount exceeds the threshold value, or the engine speed decreases to the fuel cut return speed, the fuel cut ends and the fuel injection resumes. .
燃料カット中は、気筒において燃料の燃焼が起こらず、燃焼ガスを含まない低温の空気が排気通路を介して排気浄化用の三元触媒に流入する。結果、触媒内に多量の酸素が充満する上、触媒の温度も低下することから、触媒による有害物質の浄化能率が低減して、燃料噴射の再開後にエミッションの悪化を招く懸念がある。 During the fuel cut, fuel does not burn in the cylinder, and low-temperature air that does not contain combustion gas flows into the exhaust purification three-way catalyst through the exhaust passage. As a result, the catalyst is filled with a large amount of oxygen, and the temperature of the catalyst is also lowered. Therefore, there is a concern that the purification efficiency of harmful substances by the catalyst is reduced and the emission is deteriorated after the fuel injection is restarted.
また、内燃機関の経年変化として、吸気通路上の吸気絞りバルブ(スロットルバルブやISC(Idle Speed Control)バルブ等)にデポジットが付着堆積し、吸気絞りバルブの開度に対する吸気流量が減少してゆく。このような経年変化により、燃料カット中のエンジンブレーキ作用の強さを一定の度合いに保つために必要となる吸気絞りバルブの開度の大きさは変わる。にもかかわらず、従前は、燃料カット中に吸気バルブをある一定の開度に操作していた。そのため、燃料カット中の内燃機関及び車両の減速度が変化することになり、ドライバビリティの低下につながり得る。 Further, as the secular change of the internal combustion engine, deposits adhere to and accumulate on an intake throttle valve (such as a throttle valve or an ISC (Idle Speed Control) valve) on the intake passage, and the intake flow rate relative to the opening of the intake throttle valve decreases. . Due to such a secular change, the magnitude of the opening of the intake throttle valve required to keep the strength of the engine braking action during fuel cut to a certain degree changes. Nevertheless, in the past, the intake valve was operated at a certain opening during fuel cut. For this reason, the deceleration of the internal combustion engine and the vehicle during the fuel cut changes, which may lead to a decrease in drivability.
本発明は、内燃機関の燃料カット制御に起因するエミッションの悪化及びドライバビリティの低下を抑制することを所期の目的としている。 An object of the present invention is to suppress deterioration in emissions and drivability due to fuel cut control of an internal combustion engine.
本発明では、排気通路を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気通路に還流させ吸気に混交することのできるEGR装置が付帯した内燃機関を制御するものであって、気筒への燃料供給を一時中断する燃料カットの実行中、気筒に流入する吸気の圧力を目標吸気圧に収束させるように吸気通路上の吸気絞りバルブの開度及びEGR通路上のEGRバルブの開度を操作するとともに、排気通路の温度または排気浄化用の触媒の温度が低いほど気筒に流入する吸気中に占めるEGRガスの割合であるEGR率を高くする内燃機関の制御装置を構成した。 The present invention controls an internal combustion engine with an EGR device that can recirculate a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage as EGR gas and mix it with the intake air, and temporarily supplies fuel to the cylinder. During execution of the fuel cut to be interrupted, the opening of the intake throttle valve on the intake passage and the opening of the EGR valve on the EGR passage are manipulated so that the pressure of the intake air flowing into the cylinder converges to the target intake pressure. A control device for an internal combustion engine is configured in which the EGR rate, which is the proportion of EGR gas in the intake air flowing into the cylinder, is increased as the temperature of the passage or the temperature of the exhaust purification catalyst is lower.
つまり、燃料カット中に必要に応じてEGRバルブを開弁してEGRを行い、気筒に流入する吸気の酸素濃度を引き下げつつ吸気の温度を高めるようにしたのである。なお、EGRを行うと内燃機関のポンピングロスが低減し、内燃機関及び車両の減速度が低下することになるが、本発明にあっては、予め目標吸気圧を設定し、気筒に流入する吸気の圧力をこの目標吸気圧に追従させることでポンピングロスの変動を抑え、ひいては減速度の変動を抑制する。 That is, EGR is performed by opening the EGR valve as necessary during fuel cut, and the temperature of the intake air is increased while lowering the oxygen concentration of the intake air flowing into the cylinder. Note that when EGR is performed, the pumping loss of the internal combustion engine is reduced and the deceleration of the internal combustion engine and the vehicle is reduced. However, in the present invention, the target intake pressure is set in advance, and the intake air flowing into the cylinder is reduced. By making the pressure follow the target intake pressure, fluctuations in pumping loss are suppressed, and consequently fluctuations in deceleration are suppressed.
また、燃料カット中、上記のEGR率が高いほど目標吸気圧を低くすることが好ましい。さすれば、EGR率即ち排気通路の温度如何によらず内燃機関及び車両の減速度を好適な大きさに調整でき、ドライバビリティを高く保つことができる。 In addition, during fuel cut, it is preferable to lower the target intake pressure as the EGR rate is higher. Then, the deceleration of the internal combustion engine and the vehicle can be adjusted to a suitable magnitude regardless of the EGR rate, that is, the temperature of the exhaust passage, and drivability can be kept high.
本発明によれば、内燃機関の燃料カット制御に起因したエミッションの悪化及びドライバビリティの低下を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the deterioration of the emission resulting from the fuel cut control of an internal combustion engine and the fall of drivability can be suppressed.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の4ストロークエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。点火プラグ12は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment. The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition type four-stroke engine and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel is provided. A
吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、吸気絞りバルブたる電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。
The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an
排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。 The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4.
外部EGR装置2は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものであり、排気通路4における触媒41の上流側と吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流側とを連通するEGR通路21と、EGR通路21上に設けたEGRクーラ22と、EGR通路21を開閉し当該EGR通路21を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ23とを要素とする。EGR通路21の入口は、排気通路4における排気マニホルド42またはその下流の所定箇所に接続している。EGR通路21の出口は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク33に接続している。
The external EGR device 2 realizes a so-called high-pressure loop EGR. The EGR device 21 communicates the upstream side of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 and the downstream side of the
本実施形態の内燃機関の制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。 An ECU (Electronic Control Unit) 0 serving as a control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量をアクセル開度(運転者が要求する機関出力、いわば要求負荷)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、シフトレバーのレンジを知得するためのセンサ(シフトポジションスイッチ)から出力されるシフトレンジ信号d、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号e、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号f、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号g、外気温を検出する気温センサから出力される外気温信号h等が入力される。 The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle and engine speed of the crankshaft, and depression of an accelerator pedal. Accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount as an accelerator opening (engine output required by the driver, so-called required load), and output from a sensor (shift position switch) to know the range of the shift lever The shift range signal d, the intake air temperature / intake pressure signal e output from the temperature / pressure sensor for detecting the intake air temperature and the intake pressure in the intake passage 3 (particularly, the surge tank 33), and the cooling indicating the temperature of the internal combustion engine. The coolant temperature signal f output from the water temperature sensor for detecting the water temperature, the intake camshaft or the exhaust camshaft A cam angle signal g output from the cam angle sensor at a cam angle of the outside air temperature signal h or the like to be output from the temperature sensor for detecting the outside air temperature is input.
出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタ13に対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、EGRバルブ23に対して開度操作信号l等を出力する。
From the output interface, an ignition signal i for the igniter 13 of the
ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒1に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、要求EGR率(または、EGR量)、点火タイミング等といった各種運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、l、mを出力インタフェースを介して印加する。 The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface, knows the engine speed, and is filled in the cylinder 1. Estimate the intake volume. Based on the engine speed and intake air amount, etc., the required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of times of fuel injection for one combustion), fuel injection pressure, required EGR rate (or EGR amount), Various operating parameters such as ignition timing are determined. The ECU 0 applies various control signals i, j, k, l and m corresponding to the operation parameters via the output interface.
原則として、気筒1に充填される吸気について要求されるEGR率は、アクセル開度が中程度の中負荷運転領域において最も高く、そこからアクセル開度が縮小するほど低下し、またアクセル開度が拡大するほど低下する。アクセル開度が全開または全開に近い全負荷運転領域では、要求EGR率は0となり、EGRバルブ23を全閉する。 In principle, the EGR rate required for the intake air charged in the cylinder 1 is the highest in the medium load operation region where the accelerator opening is medium, and decreases as the accelerator opening decreases from that. Decreases with expansion. In the full load operation region where the accelerator opening is fully open or close to full open, the required EGR rate becomes 0 and the EGR valve 23 is fully closed.
また、ECU0は、運転状況に応じてインジェクタ11からの燃料噴射を一時的に停止する燃料カットを実行する。ECU0は、アクセル開度が0または0に近い閾値以下となり、かつエンジン回転数が燃料カット許可回転数以上あることを少なくとも条件として、燃料カット条件が成立したものと判断する。 Moreover, ECU0 performs the fuel cut which stops fuel injection from the injector 11 temporarily according to a driving | running condition. The ECU 0 determines that the fuel cut condition is satisfied at least on the condition that the accelerator opening is 0 or less than a threshold value close to 0 and the engine speed is equal to or higher than the fuel cut permission speed.
因みに、燃焼カット条件が成立したとしても、即座に気筒1への燃料噴射を停止するわけではない。ECU0は、燃料カット条件の成立後も気筒1に燃料を噴射して燃焼させる運転を維持しつつ、燃料噴射を停止してよい状況が整ったときにはじめて燃料噴射(及び、点火)を停止する。燃料噴射を停止してよい状況とは、エンジントルクが必要十分に低下し、燃料噴射を停止しても大きなトルクショックを引き起こさないような状況のことである。燃料カット条件の成立時点から燃料カットの開始時点までの遅延時間においては、点火タイミングを遅角して積極的にエンジントルクを低下させる。 Incidentally, even if the combustion cut condition is satisfied, the fuel injection to the cylinder 1 is not immediately stopped. The ECU 0 stops the fuel injection (and ignition) only when the situation where the fuel injection can be stopped is ready while maintaining the operation of injecting and burning the fuel into the cylinder 1 even after the fuel cut condition is satisfied. . The situation where the fuel injection may be stopped is a situation where the engine torque is sufficiently low and does not cause a large torque shock even if the fuel injection is stopped. In the delay time from when the fuel cut condition is satisfied to when the fuel cut is started, the ignition timing is retarded and the engine torque is actively reduced.
燃料カット条件の成立後、燃料カット終了条件が成立したならば、燃料カットを終了して燃料噴射(及び、点火)を再開する。ECU0は、運転者によりアクセルペダルが踏まれてアクセル開度が閾値を上回った、エンジン回転数が燃料カット復帰回転数まで低下した等の何れかが成立したときに、燃料カット終了条件が成立したものと判断する。 If the fuel cut end condition is satisfied after the fuel cut condition is satisfied, the fuel cut is ended and fuel injection (and ignition) is restarted. The ECU 0 establishes the fuel cut end condition when either the accelerator pedal is depressed by the driver and the accelerator opening exceeds the threshold, or the engine speed is reduced to the fuel cut return speed. Judge that.
しかして、本実施形態のECU0は、アクセル開度が0または0に近い閾値以下であって、エンジン回転数が所定のアイドル回転数を上回っている減速要求下での惰性走行時(降坂路上の走行を含む)に、気筒1に流入する吸気の圧力を目標吸気圧に収束させるフィードバック制御を実施する。 Therefore, the ECU 0 according to the present embodiment is configured to perform the inertial driving (on the downhill road) under a deceleration request in which the accelerator opening is 0 or less than a threshold value close to 0 and the engine speed exceeds the predetermined idle speed. Feedback control for converging the pressure of the intake air flowing into the cylinder 1 to the target intake pressure is performed.
図2に、本実施形態のECU0が実行する処理の手順例を示す。ECU0は、アクセル開度が0または0に近い閾値以下、かつエンジン回転数が所定回転数以上である(ステップS1)状況下において、燃料カットを実行している最中であるか否かに応じて以降の処理を選択する(ステップS2)。 In FIG. 2, the example of a procedure of the process which ECU0 of this embodiment performs is shown. The ECU 0 determines whether or not the fuel cut is being executed in a situation where the accelerator opening is 0 or less than a threshold value close to 0 and the engine speed is greater than or equal to a predetermined speed (step S1). And subsequent processes are selected (step S2).
現在燃料カットを実行していない、つまりインジェクタ11から燃料を噴射して燃焼させている低負荷運転領域にあるならば、要求EGR率を0としてEGRバルブ23を全閉した上、センサを介して実測されるサージタンク33内吸気圧と目標吸気圧との偏差を縮小するようにスロットルバルブ32の開度を操作するフィードバック制御を行う(ステップS3)。
If the fuel cut is not currently executed, that is, in the low load operation region in which the fuel is injected from the injector 11 and burned, the required EGR rate is set to 0, the EGR valve 23 is fully closed, and then the sensor is connected. Feedback control is performed to manipulate the opening of the
サージタンク33内吸気圧、換言すればスロットルバルブ32下流の吸気負圧の目標吸気圧へのフィードバック制御は、内燃機関のポンピングロスの変動を抑制する働きをする。このフィードバック制御は、内燃機関の経年変化、例えばスロットルバルブ32にデポジットが付着堆積することによる吸気の流量の減少等を吸収し、エンジンブレーキの強さ即ち内燃機関及び車両の減速度を一定に保つために寄与する。
The feedback control of the intake pressure in the surge tank 33, in other words, the intake negative pressure downstream of the
目標吸気圧は、エンジン回転数に基づいて設定する。この目標吸気圧は、内燃機関及び車速の減速度が好適な大きさとなるよう、また吸気負圧により潤滑油が気筒1から吸気通路3に持ち去られるのをできる限り抑えるように定める。無論、燃料を噴射して燃焼させる運転中であれば、燃焼不良を招かないように最低限の吸気圧ひいては酸素量を確保する必要がある。ECU0のメモリには予め、エンジン回転数と目標吸気圧との関係を規定したマップデータが格納されている。ECU0は、現在のエンジン回転数をキーとして当該マップを検索し、設定するべき目標吸気圧を知得する。 The target intake pressure is set based on the engine speed. The target intake pressure is determined so that the deceleration of the internal combustion engine and the vehicle speed becomes a suitable magnitude, and the lubricant is removed from the cylinder 1 to the intake passage 3 by the intake negative pressure as much as possible. Of course, during the operation of injecting and burning the fuel, it is necessary to secure a minimum intake pressure and therefore an oxygen amount so as not to cause a combustion failure. In the memory of the ECU 0, map data that defines the relationship between the engine speed and the target intake pressure is stored in advance. The ECU 0 searches the map using the current engine speed as a key, and obtains the target intake pressure to be set.
他方、現在燃料カットを実行しているのであれば、次に、現在の排気通路4の温度及び/または触媒41の温度の高低に応じて以降の処理を選択する(ステップS4)。 On the other hand, if the fuel cut is currently being executed, the subsequent process is selected according to the current temperature of the exhaust passage 4 and / or the temperature of the catalyst 41 (step S4).
排気通路4内の温度を検出するセンサまたは触媒41の温度を検出するセンサが内燃機関に実装されている場合には、排気通路4内の温度や触媒41の温度を実測することができる。そのようなセンサが存在しないならば、排気通路4内の温度または触媒41の温度をECU0において推定することとなる。例えば、燃料カット中の排気通路4を流れる排気の温度は、外気温、内燃機関の冷却水温、エンジン回転数及びサージタンク33内吸気圧(即ち、気筒1に充填される吸気量)等から推定が可能である。 When a sensor for detecting the temperature in the exhaust passage 4 or a sensor for detecting the temperature of the catalyst 41 is mounted on the internal combustion engine, the temperature in the exhaust passage 4 or the temperature of the catalyst 41 can be measured. If such a sensor does not exist, the temperature in the exhaust passage 4 or the temperature of the catalyst 41 is estimated in the ECU 0. For example, the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 during fuel cut is estimated from the outside air temperature, the cooling water temperature of the internal combustion engine, the engine speed, the intake pressure in the surge tank 33 (that is, the intake amount charged into the cylinder 1), and the like. Is possible.
触媒41の温度であれば、当該触媒41の単位時間あたりの受熱量及び放熱量の積算(時間積分)に基づいて推定可能である。単位時間あたりの受熱量は、燃料を噴射して燃焼させている運転中における、エンジン回転数及びサージタンク33内吸気圧、燃料噴射量(増量補正分または減量補正分)、点火タイミング等から推算される。単位時間あたりの放熱量は、燃料を噴射して燃焼させている運転中であれば、エンジンルームに吹き込む走行風の流量を示唆する車速及びその走行風の温度を示唆する外気温等から推算される。燃料カット中であれば、これら車速及び外気温に加えて、排気通路4を流れる排気の温度並びにエンジン回転数及びサージタンク33内吸気圧(即ち、排気の流量)等から推算される。 The temperature of the catalyst 41 can be estimated based on the integration (time integration) of the amount of heat received and the amount of heat released per unit time of the catalyst 41. The amount of heat received per unit time is estimated from the engine speed, the intake pressure in the surge tank 33, the fuel injection amount (increase correction or decrease correction), ignition timing, etc. during the operation in which fuel is injected and burned. Is done. The amount of heat released per unit time is estimated from the vehicle speed indicating the flow rate of the driving wind blowing into the engine room and the outside air temperature indicating the temperature of the driving wind during operation in which fuel is injected and burned. The If the fuel is being cut, in addition to the vehicle speed and the outside air temperature, the temperature is estimated from the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4, the engine speed, the intake pressure in the surge tank 33 (that is, the exhaust gas flow rate), and the like.
その上で、排気通路4の温度が所定値以上、及び/または、触媒41の温度が所定値であるときには、ステップS3と同様、要求EGR率を0としてEGRバルブ23を全閉し、センサを介して実測されるサージタンク33内吸気圧と目標吸気圧との偏差を縮小するようにスロットルバルブ32の開度を操作する(ステップS5)。これは、現状触媒41の温度降下が小さく、または燃料カットの開始直後であって触媒41に吸蔵された酸素量が過大ではなく、有害物質の浄化性能の低下の問題は顕在化しないと考えられることによる。また、燃料カット終了条件が成立して燃料噴射を再開する際の内燃機関はアイドル運転または低負荷運転領域にある蓋然性が高く、当該運転領域での要求EGR率は0ないし極小であるので、燃料カット終了条件の成立に備えてEGRバルブ23を閉じておくという意味合いもある。
In addition, when the temperature of the exhaust passage 4 is equal to or higher than the predetermined value and / or the temperature of the catalyst 41 is the predetermined value, as in step S3, the required EGR rate is set to 0, the EGR valve 23 is fully closed, and the sensor is turned on. The opening of the
翻って、排気通路4の温度が所定値未満、及び/または、触媒41の温度が所定値未満であるときには、ステップS5と異なり、EGRバルブ23を開弁し、センサを介して実測されるサージタンク33内吸気圧と目標吸気圧との偏差を縮小するようにスロットルバルブ32の開度及びEGRバルブ23の開度を操作する(ステップS6)。EGRバルブ23を開いてEGRを行うのは、気筒1から排出され排気通路4経由で触媒41に流入するガスの温度を高めて触媒41の温度降下を抑制するとともに、触媒41に流入するガスの酸素濃度を低下させて触媒41に吸蔵される酸素量を少しでも減らす意図である。
Conversely, when the temperature of the exhaust passage 4 is less than the predetermined value and / or the temperature of the catalyst 41 is less than the predetermined value, unlike step S5, the EGR valve 23 is opened and the surge measured through the sensor is measured. The opening of the
触媒41をより的確に保温するために、ステップS6における要求EGR率は、排気通路4の温度が低いほど高く設定し、及び/または、触媒41の温度が低いほど高く設定することが好ましい。要求EGR率を引き上げる結果、EGRバルブ23の開度が相対的に拡大し、スロットルバルブ32の開度が相対的に縮小する。ECU0のメモリには予め、排気通路4の温度及び/または触媒41の温度と要求EGR率との関係を規定したマップデータが格納されている。ECU0は、現在の排気通路4の温度及び/または触媒41の温度をキーとして当該マップを検索し、設定するべき要求EGR率を知得する。
In order to keep the temperature of the catalyst 41 more accurately, it is preferable to set the required EGR rate in step S6 higher as the temperature of the exhaust passage 4 is lower and / or higher as the temperature of the catalyst 41 is lower. As a result of increasing the required EGR rate, the opening degree of the EGR valve 23 is relatively increased and the opening degree of the
ステップS6における目標吸気圧は、エンジン回転数並びに排気通路4の温度及び/または触媒41の温度に基づいて設定する。より具体的には、要求EGR率が高くなるほど目標吸気圧を低くすることで、EGRバルブ23の開度の過度の拡大つまりはポンピングロスの過度の減少を回避し、内燃機関及び車両の減速度をある程度以上確保する。ECU0のメモリには予め、エンジン回転数並びに排気通路4の温度及び/または触媒41の温度(または、要求EGR率)と目標吸気圧との関係を規定したマップデータが格納されている。ECU0は、現在のエンジン回転数並びに排気通路4の温度及び/または触媒41の温度をキーとして当該マップを検索し、設定するべき目標吸気圧を知得する。 The target intake pressure in step S6 is set based on the engine speed, the temperature of the exhaust passage 4, and / or the temperature of the catalyst 41. More specifically, the target intake pressure is decreased as the required EGR rate increases, thereby avoiding excessive expansion of the opening of the EGR valve 23, that is, excessive decrease in pumping loss, and deceleration of the internal combustion engine and the vehicle. To ensure a certain level. In the memory of the ECU 0, map data defining the relationship between the engine speed, the temperature of the exhaust passage 4 and / or the temperature of the catalyst 41 (or the required EGR rate) and the target intake pressure is stored. The ECU 0 searches the map using the current engine speed, the temperature of the exhaust passage 4 and / or the temperature of the catalyst 41 as keys, and knows the target intake pressure to be set.
燃料カット中にEGRバルブ23を開弁してサージタンク33内吸気圧のフィードバック制御を実施しているときに、燃料カット終了条件が成立した場合には、燃料噴射を再開する以前にEGRバルブ23を全閉することが理想的である。特に、運転者の意思による燃料カットの終了、即ちアクセル開度が閾値を上回った場合には、EGR23バルブを閉じる操作を実行し、その開度が0ないし極小となってから燃料噴射を再開することが望ましい。これに対し、運転者の意思によらない燃料カットの終了、例えばエンジン回転数が燃料カット復帰回転数まで低下した場合には、エンジンストールに陥るリスクがあるので、EGRバルブ23の開度如何を問わず、可及的速やかに燃料噴射を再開する。 When the EGR valve 23 is opened during the fuel cut and the feedback control of the intake pressure in the surge tank 33 is performed, if the fuel cut end condition is satisfied, the EGR valve 23 is set before the fuel injection is restarted. It is ideal to fully close. In particular, when the fuel cut is completed by the driver's intention, that is, when the accelerator opening exceeds the threshold, an operation of closing the EGR23 valve is executed, and the fuel injection is resumed after the opening becomes 0 or minimal. It is desirable. On the other hand, when the fuel cut ends without the intention of the driver, for example, when the engine speed decreases to the fuel cut return speed, there is a risk of engine stall. Regardless, restart fuel injection as soon as possible.
ステップS3、S5またはS6のフィードバック制御において、実測のサージタンク33内吸気圧と目標吸気圧との偏差の絶対値が所定値以下に収束した状態でのスロットルバルブ32開度(のフィードバック補正量)及び/またはEGRバルブ23開度(のフィードバック補正量)を学習値として、そのときのエンジン回転数と紐付けしてECU0のメモリに記憶保持させる学習制御を実行してもよい。後にステップS3、S5またはS6を再び実施することとなった暁には、現在のエンジン回転数をキーとして先にメモリに記憶したスロットルバルブ32開度の学習値及び/またはEGRバルブ23開度の学習値を検索して読み出し、当該学習値の開度にスロットルバルブ32及び/またはEGRバルブ23を操作する。
In the feedback control of step S3, S5 or S6, the
本実施形態では、排気通路4を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気通路3に還流させ吸気に混交することのできる排気ガス再循環装置2が付帯した内燃機関を制御するものであって、気筒1への燃料供給を一時中断する燃料カットの実行中、気筒1に流入する吸気の圧力を目標吸気圧に収束させるように吸気通路3上の吸気絞りバルブ32の開度及びEGR通路21上のEGRバルブ23の開度を操作するとともに、排気通路4の温度及び/または排気浄化用の触媒41の温度が低いほど気筒1に流入する吸気中に占めるEGRガスの割合であるEGR率を高くする内燃機関の制御装置0を構成した。
In this embodiment, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 is recirculated to the intake passage 3 as EGR gas and the internal combustion engine attached with the exhaust gas recirculation device 2 that can be mixed with the intake air is controlled. During the fuel cut for temporarily interrupting the fuel supply to the cylinder 1, the opening of the
本実施形態によれば、内燃機関のポンピングロスの変動を抑えて内燃機関及び車両の減速度をできるだけ一定に保ちながら、気筒1に流入する吸気の酸素濃度を引き下げつつ吸気の温度を高め、触媒41を保温しつつその吸蔵酸素量の過大化を防止することが可能である。従って、内燃機関の燃料カット制御に起因したエミッションの悪化及びドライバビリティの低下を抑制ないし回避することができる。 According to the present embodiment, the fluctuation of the pumping loss of the internal combustion engine is suppressed, the deceleration of the internal combustion engine and the vehicle is kept as constant as possible, the oxygen concentration of the intake air flowing into the cylinder 1 is lowered, the intake air temperature is increased, and the catalyst It is possible to prevent the amount of stored oxygen from becoming excessive while keeping 41 warm. Therefore, it is possible to suppress or avoid the deterioration of the emission and the decrease in drivability caused by the fuel cut control of the internal combustion engine.
また、内燃機関の経年変化により、アクセル開度が0または0に近い減速要求下での燃焼運転中のエンジン回転数の吹き上がり及びエンジンストールを回避するために必要となる吸気絞りバルブ32の開度や、燃料カット中のエンジンブレーキ作用の強さを一定に保つために必要となる吸気絞りバルブ32の開度は変化する。本実施形態の制御装置0は、吸気圧のフィードバック制御を通じてこのような経年変化の影響を吸収するので、中長期に亘り減速要求下での燃焼運転中のエンジン回転数を好適な回転数に維持でき、また、燃料カット中のエンジンブレーキの強さを一定に保つことができる。
In addition, due to aging of the internal combustion engine, the opening of the
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、ステップS6のフィードバック制御におけるEGRバルブ23の開度を可変としていたが、ステップS6のフィードバック制御におけるEGRバルブ23の開度をある一定の大きさとしてもよい。この態様では、ステップS5にてEGRバルブ23を閉止、ステップS6にてEGRバルブ23を開放という、燃料カット中の排気通路4の温度及び/または触媒41の温度の高低に応じた二段階の切り替えとなる。 The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. For example, in the above embodiment, the opening degree of the EGR valve 23 in the feedback control in step S6 is variable, but the opening degree of the EGR valve 23 in the feedback control in step S6 may be set to a certain size. In this aspect, the EGR valve 23 is closed in step S5, and the EGR valve 23 is opened in step S6. The two-stage switching according to the temperature of the exhaust passage 4 and / or the temperature of the catalyst 41 during fuel cut. It becomes.
上記実施形態では、サージタンク33内吸気圧のフィードバック制御のために、電子スロットルバルブ32の開度を操作していたが、吸気絞りバルブとしてISCバルブを実装している内燃機関においては、(EGRバルブ23の開度とともに)このISCバルブの開度を操作して吸気圧をフィードバック制御するようにしてもよい。周知の通り、ISCバルブは、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の上流側と下流側とを連通するバイパスを開閉する流量制御バルブである。
In the above embodiment, the opening degree of the
その他、各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each unit, the processing procedure, and the like can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。 The present invention can be applied to control of an internal combustion engine mounted on a vehicle.
0…制御装置(ECU)
1…気筒
11…インジェクタ
2…排気ガス再循環(EGR)装置
23…EGRバルブ
3…吸気通路
32…吸気絞りバルブ(スロットルバルブ)
4…排気通路
0 ... Control unit (ECU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder 11 ... Injector 2 ... Exhaust-gas recirculation (EGR) apparatus 23 ... EGR valve 3 ...
4 ... Exhaust passage
Claims (2)
気筒への燃料供給を一時中断する燃料カットの実行中、気筒に流入する吸気の圧力を目標吸気圧に収束させるように吸気通路上の吸気絞りバルブの開度及びEGR通路上のEGRバルブの開度を操作するとともに、排気通路の温度または排気浄化用の触媒の温度が低いほど気筒に流入する吸気中に占めるEGRガスの割合であるEGR率を高くする内燃機関の制御装置。 A part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage is recirculated to the intake passage as EGR gas to control the internal combustion engine attached with the exhaust gas recirculation device capable of intermingling with the intake air;
During the fuel cut to temporarily interrupt the fuel supply to the cylinder, the opening of the intake throttle valve on the intake passage and the opening of the EGR valve on the EGR passage are made to converge the pressure of the intake air flowing into the cylinder to the target intake pressure. A control device for an internal combustion engine that increases the EGR rate, which is the proportion of EGR gas in the intake air flowing into the cylinder, as the temperature of the exhaust passage or the temperature of the exhaust purification catalyst decreases.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014045939A JP2015169164A (en) | 2014-03-10 | 2014-03-10 | Control device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2014045939A JP2015169164A (en) | 2014-03-10 | 2014-03-10 | Control device of internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015169164A true JP2015169164A (en) | 2015-09-28 |
Family
ID=54202121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2014045939A Pending JP2015169164A (en) | 2014-03-10 | 2014-03-10 | Control device of internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2015169164A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017180416A (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | マツダ株式会社 | Engine control device |
| CN113803176A (en) * | 2021-09-24 | 2021-12-17 | 潍柴动力股份有限公司 | Control method of natural gas engine, engine system and vehicle |
-
2014
- 2014-03-10 JP JP2014045939A patent/JP2015169164A/en active Pending
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