WO2021001669A1 - Method and device for controlling internal combustion engine - Google Patents
Method and device for controlling internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021001669A1 WO2021001669A1 PCT/IB2019/000645 IB2019000645W WO2021001669A1 WO 2021001669 A1 WO2021001669 A1 WO 2021001669A1 IB 2019000645 W IB2019000645 W IB 2019000645W WO 2021001669 A1 WO2021001669 A1 WO 2021001669A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engine
- egr
- intake
- passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
- F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
- F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
- F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Definitions
- the present invention relates to an internal combustion engine control method and a control device including an EGR system and filling an intake passage with EGR gas when the internal combustion engine is temporarily stopped.
- JP2005-330886A The technology of JP2005-330886A is that after the fuel supply is stopped by idle stop, the gas sent from the cylinder while the rotation due to coasting continues, and the gas flowing into the catalyst contains excess oxygen, so that the oxidizing atmosphere in the catalyst It suppresses the formation of.
- the above technology focuses on the period after the fuel supply is stopped, and does not specifically assume the restart after the idle stop, and the cylinder from the start of the restart to the ignition.
- air (oxygen) via the cylinder flows into the catalyst unreacted during ranking or motoring. This is because when oxygen flows into the catalyst, the oxygen adsorbed on the catalyst is sufficiently processed, and the purification rate of NOx (nitrogen oxide) by the catalyst decreases until the oxygen storage state is cleared.
- An object of the present invention is to provide a control method and a control device for an internal combustion engine in consideration of the above problems.
- an internal combustion engine control method comprises an EGR system and fills an intake passage with EGR gas when the internal combustion engine is temporarily stopped.
- the intake shutter valve provided on the upstream side of the connection point of the EGR passage is closed, and the intake passage is opened.
- the effective cross-sectional area is reduced and the cranking of the internal combustion engine is started.
- the cranking is continued and the intake shutter valve is kept closed. ..
- the intake shutter valve is opened to allow the introduction of substantial air into the cylinder, and the combustion is restarted.
- a control device for an internal combustion engine is provided.
- FIG. 1 is a schematic view showing an overall configuration of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state of the internal combustion engine according to the same embodiment when the engine is stopped after the fuel is cut.
- FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of the internal combustion engine according to the same embodiment at the time of fuel cut recovery (during cranking).
- FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation of the internal combustion engine according to the same embodiment at the time of fuel cut recovery (after the engine speed has increased).
- FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of the internal combustion engine according to the same embodiment at the time of fuel cut recovery (after the lapse of the intake delay period).
- FIG. 6 is a flowchart showing the content of control of the internal combustion engine according to the same embodiment at the time of fuel cut.
- FIG. 7 is a flowchart showing the content of control of the internal combustion engine according to the same embodiment at the time of fuel cut recovery.
- FIG. 8 is an explanatory diagram showing the content of the intake delay time lapse determination process of the control at the time of fuel cut recovery.
- FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of the internal combustion engine from the time when the engine is stopped due to the fuel cut to the time when the engine is restarted by the fuel cut recoverer by a time chart.
- FIG. 1 shows the overall configuration of an internal combustion engine 1 according to an embodiment of the present invention.
- the internal combustion engine 1 (hereinafter referred to as “internal combustion engine”, sometimes simply referred to as “engine”) 1 constitutes a drive source that is mounted on a vehicle and forms a driving force of the vehicle.
- the internal combustion engine 1 can be configured as a single drive source for a vehicle, or can be configured in cooperation with an electric motor or a motor generator.
- the drive source in the latter case may be of either a series type or a parallel type.
- the internal combustion engine 1 includes a turbocharger 2.
- the supercharger 2 includes an intake compressor 21 and an exhaust turbine 22, and the intake compressor 21 is interposed in the intake passage 11 of the internal combustion engine 1, and the exhaust turbine 22 is interposed in the exhaust passage 15.
- the intake compressor 21 and the exhaust turbine 22 are coupled by a shaft 23, and the rotation of the exhaust turbine 22 is transmitted to the intake compressor 21 via the shaft 23 to rotate the intake compressor 21.
- an air cleaner 12 is installed on the upstream side of the intake compressor 21 with respect to the flow of intake air, a throttle valve 13 is installed on the downstream side, and a fuel injection valve 14 is installed on the downstream side thereof. ..
- the air cleaner 12 removes foreign matter contained in the air sucked into the intake passage 11 from the atmosphere, and the throttle valve 13 expands the substantial cross-sectional area of the intake passage 11 (hereinafter, may be referred to as "effective cross-sectional area"). Or reduce it to adjust the amount of air sucked into the cylinder.
- the fuel injection valve 14 is arranged in the cylinder so as to be able to supply fuel. In the present embodiment, the fuel injection valve 14 is embedded in the cylinder head and injects fuel toward the intake port.
- the catalytic converters 16 and 17 are installed on the downstream side of the exhaust turbine 22 with respect to the flow of exhaust gas, and the muffler 18 is installed further on the downstream side thereof.
- the catalysts contained in the catalytic converters 16 and 17 may be of different types or have the same capacity. It may be.
- a three-way catalyst can be exemplified as the type of catalyst, but other catalysts having oxygen storage capacity can also be adopted.
- the number of catalytic converters may be only one (for example, the catalytic converter 16), or may be three or more.
- the internal combustion engine 1 further includes an EGR system 3 that recirculates the exhaust gas after combustion as EGR gas into the cylinder.
- the EGR system 3 includes an EGR passage 31 connected between the intake passage 11 and the exhaust passage 15, and the intake passage 11 and the exhaust passage 15 are connected to each other by the EGR passage 31 so that fluid can communicate with each other.
- the EGR passage 31 is the portion of the exhaust passage 15 downstream of the exhaust turbine 22, specifically, the portion between the two catalytic converters 16 and 17, (branch point Pd), and the intake passage 11. Of these, it is connected between the portion on the upstream side (connection point Pm) of the intake compressor 21.
- an EGR cooler 32 and an EGR valve 33 are installed as elements other than the EGR passage 31 constituting the EGR system.
- the EGR cooler 32 cools the exhaust gas branched from the exhaust passage 15, and the EGR valve 33 expands or contracts the substantial cross-sectional area (effective cross-sectional area) of the EGR passage 31 and returns the exhaust gas (effective cross-sectional area) to the inside of the cylinder. Adjust the amount of EGR gas).
- the internal combustion engine 1 includes an intake shutter valve 41 installed in the intake passage 11 on the upstream side of the connection point Pm of the EGR passage 31 with respect to the intake flow.
- the intake shutter valve 41 is configured so that the effective cross-sectional area of the intake passage 11 can be adjusted.
- the pressure on the downstream side of the intake passage 11 is reduced by reducing the effective cross-sectional area of the intake passage 11, and the EGR passage is reduced.
- It is configured as an admission valve (hereinafter unified by the name of "admission valve") that increases the differential pressure between the inlet side (branch point Pd) and the outlet side (connection point Pm) of 31.
- the "intake shutter valve” is configured as an admission valve 41 so that the opening degree can be adjusted stepwise or continuously, but it is adjusted only to two positions, the maximum opening degree and the minimum opening degree. It may be possible. As such a case, a case where the expansion of the differential pressure is not required for the operation of the EGR system can be exemplified. Then, for example, the maximum opening degree is the opening degree when fully opened (fully opened opening degree), and the minimum opening degree is the opening degree when fully closed (fully closed opening degree).
- the EGR valve 33 is not only configured so that the opening degree can be adjusted stepwise or continuously, but is also configured so that the opening degree can be switched only between the maximum opening degree and the minimum opening degree. Is possible.
- the engine controller 101 is configured as an electronic control unit, and includes a central processing unit (CPU), various storage devices such as RAM and ROM, and a microcomputer provided with an input / output interface and the like.
- CPU central processing unit
- RAM random access memory
- ROM read-only memory
- microcomputer provided with an input / output interface and the like.
- the engine controller 101 inputs detection signals of various operating state sensors that detect the operating state of the internal combustion engine 1, executes a predetermined calculation based on the detected operating state, and determines the fuel injection amount of the internal combustion engine 1. Set the fuel injection timing, ignition timing, etc.
- the accelerator sensor 111 that detects the amount of operation of the accelerator pedal by the driver (hereinafter referred to as “accelerator opening”) APO, the rotation speed sensor 112 that detects the rotation speed NE of the internal combustion engine 1,
- a cooling water temperature sensor 113 or the like for detecting the temperature TW of the engine cooling water is provided, and an air flow meter, a throttle sensor, an air fuel ratio sensor and the like (not shown) are provided.
- the elimination of the oxygen storage state is generally performed by, for example, operating the fuel injection valve 14 (rich spike operation) that temporarily increases the air-fuel ratio of the exhaust gas from the theoretical value.
- the EGR gas is circulated between the inside of the cylinder and the EGR passage 31 while the admission valve 41 is kept closed after the start of cranking, and the cylinder is used. Suppress the introduction of air into the interior. Then, when the engine speed has risen sufficiently and the predetermined speed at which combustion can be restarted is reached, the admission valve 41 is opened and the introduction of air is started. Further, after the start of air introduction, the execution of the fuel cut recovery is suspended until the introduced air reaches the intake port and the EGR gas in the intake passage 11 downstream of the admission valve 41 is replaced with air, and the EGR is held. After the replacement of gas with air is completed, this is executed to restart the supply of fuel to the internal combustion engine 1 and restart combustion.
- FIGS. 2 to 5 show in chronological order the operation of the internal combustion engine 1 according to the present embodiment from the time of stopping due to the fuel cut to the time of restarting by the fuel cut recovery cover.
- the thick dotted line conceptually shows the behavior of the exhaust gas or the EGR gas
- the direction of the arrow indicates the presence or absence of the flow and its direction.
- FIG. 9 shows the operation of the internal combustion engine 1 from before the fuel cut to after the fuel cut recovery by a time chart.
- the time Toff indicates the time when the accelerator is off
- the time Treq indicates the time when the fuel cut condition is satisfied
- the time Tcut indicates the time when the fuel cut is executed.
- time Trcv indicates the time when the fuel cut recovery condition is satisfied
- time Trst indicates the time when the fuel cut recovery is executed.
- the case of so-called deceleration fuel cut in which the fuel is cut when the vehicle is decelerated, is described on the premise that the internal combustion engine 1 alone constitutes the drive source of the vehicle.
- the fuel cut (and the subsequent fuel cut recovery cover) will be described. ) Is not limited to this, and the vehicle may be temporarily stopped, for example, while waiting for a traffic light.
- the deceleration fuel cut may be performed during so-called coastal operation from deceleration to stopping.
- the "fuel cut” means a general operation of temporarily stopping the supply of fuel to the internal combustion engine 1 (in other words, during the operation of the engine controller 101), and the vehicle is stopped. It shall also include the case of so-called idle stop.
- the internal combustion engine 1 forms a drive source in cooperation with an electric motor, it may include a case of switching to a mode in which the internal combustion engine 1 travels only by the electric motor.
- FIG. 2 shows the state when the engine is stopped after the fuel is cut (time Tstp in FIG. 9). Due to the gas replacement performed when the fuel is cut, in addition to the exhaust passage 15 and the EGR passage 31, the intake passage 11 downstream of the admission valve 41 is also filled with EGR gas.
- the admission valve 41 is continuously closed from the time of fuel cut, and the EGR valve 33 is in the opened state. In the present embodiment, the admission valve 41 is fully closed and the EGR valve 33 is fully opened. By closing the admission valve 41, the introduction of air downstream thereof is suppressed.
- FIG. 3 shows the state during cranking after the fuel cut recovery condition is satisfied (time Trcv to Trev).
- the admission valve 41 is in the fully closed position, while the EGR valve 33 is in the fully open position, which promotes the introduction of EGR gas from the exhaust passage 15 to the intake passage 11 via the EGR passage 31, and promotes the introduction of EGR gas into the cylinder and in the EGR.
- EGR gas circulates with the passage 31.
- the throttle valve 13 is adjusted to maintain a fully closed state when the power of the engine controller 101 is turned off. However, in the present embodiment, the throttle valve 13 is controlled to a fully open position by turning on the power, and remains in the fully open position while cranking is continued. Be retained.
- the EGR valve 33 By closing the EGR gas, the EGR gas may not be circulated.
- FIG. 4 shows the state after the engine speed has sufficiently increased due to cranking (time Trev to Trst).
- the admission valve 41 is opened in order to replace the EGR gas filled in the intake passage 11 with air in preparation for the resumption of combustion.
- the EGR valve 33 is closed to prevent the introduction of new EGR gas into the intake passage 11.
- the admission valve 41 is fully opened while the EGR valve 33 is fully closed.
- the EGR gas that was in the intake passage 11 when the fuel cut recovery condition is satisfied is sent out to the exhaust passage 15 by air, and air is introduced into the cylinder.
- the air reaches the intake port, it can be considered that the replacement with air is completed.
- a thick dotted line with an arrow indicates the behavior of EGR gas
- a two-dot chain line with an arrow indicates the behavior of air.
- FIG. 5 shows the state at the time of execution of the fuel cut recovery (time Trst). After the admission valve 41 is opened, the fuel supply to the internal combustion engine 1 is restarted when the air passes through the admission valve 41 and reaches the intake port, in other words, when the intake delay period ⁇ Tdry elapses. And restart the combustion.
- FIG. 6 and 7 show the operation of the engine controller 101 by a flowchart
- FIG. 6 shows the operation related to the fuel cut control
- FIG. 7 shows the operation related to the fuel cut recovery control, respectively.
- the engine controller 101 is programmed to execute the fuel cut control when the predetermined fuel cut condition is satisfied, and to execute the fuel cut recovery control when the predetermined fuel cut recovery condition is satisfied after the execution of the fuel cut. ing.
- the fuel cut condition is that the rotation speed of the internal combustion engine 1 at the time when the accelerator off state continues for a predetermined time or longer is equal to or higher than the predetermined rotation speed, and the brake is applied by the driver. In addition, it is judged that it has been established. If the fuel cut condition is satisfied, the process proceeds to S103, and if not, the processes of S101 and 102 are repeated.
- the fuel may be cut and the internal combustion engine 1 may be automatically stopped.
- the success or failure of the automatic stop condition of the internal combustion engine 1 is determined as the fuel cut condition based on the battery charge state and the accelerator opening. It is possible.
- the admission valve 41 is closed (specifically, fully closed).
- the EGR valve 33 is opened (specifically, fully opened). This promotes the circulation of EGR gas between the inside of the cylinder and the EGR passage 31.
- the transportation delay time refers to the time corresponding to the transportation delay of the EGR gas from the connection point Pm of the EGR passage 31 to the intake port after the admission valve 41 is closed, and whether or not this has elapsed is the internal combustion engine. It is possible to estimate based on the operating state of the engine 1. Similar to the estimation of the intake delay period ⁇ Tdry described later, the flow rate of EGR gas passing through the intake valve (intake valve passing flow rate) is integrated per unit time to calculate the volume passing through the intake valve (intake valve passing volume). Then, when this reaches a predetermined volume corresponding to the volume of the intake passage 11, it is estimated that the transport delay time has elapsed. If the transportation delay time has elapsed, the process proceeds to S107, and if not, the process proceeds to S106.
- S106 it is determined whether or not the fuel cut cancellation condition is satisfied.
- the fuel cut cancellation condition is satisfied, for example, when the accelerator pedal is depressed while waiting for the elapse of the transportation delay time to continue the fuel supply. If the fuel cut cancellation condition is satisfied, the process proceeds to S108, and if the fuel cut cancellation condition is not satisfied, the process returns to S105 and continues to wait for the elapse of the transportation delay time.
- fuel cut is executed. Specifically, the operation of the fuel injection valve 14 is stopped, and the supply of fuel to the internal combustion engine 1 is stopped. Along with this, the operation of the spark plug (not shown) is also stopped.
- S201 it is determined whether or not the fuel cut recovery condition is satisfied. In the present embodiment, it is determined that the fuel cut recovery condition is satisfied when the brake operated by the driver is released by the brake pedal being completely returned or returned to a state close to this. To. If the fuel cut recovery condition is satisfied, the process proceeds to S202, and if not, the process of S201 is repeated.
- the fuel cut recovery condition (that is, the internal combustion engine 1) It is possible to determine that the restart condition) has been met.
- the admission valve 41 is closed (specifically, fully closed). In the present embodiment, since the admission valve 41 is already closed at the time of fuel cut, the closed state is continued.
- the EGR valve 33 is opened (specifically, fully opened). Similar to the admission valve 41, the state at the time of fuel cut (valve open state) is continued.
- cranking of the internal combustion engine 1 is started. Cranking (sometimes called “motoring") is done by an electric motor such as an ISG (Integrated Starter Generator).
- ISG Integrated Starter Generator
- the internal combustion engine 1 cooperates with an electric motor or a motor generator to form a drive source, it is possible to perform cranking by these rotating electric machines.
- the admission valve 41 is in the closed state and the EGR valve 33 is in the open state, the exhaust gas in the exhaust passage 15 during cranking is directed toward the branch point Pd downstream of the exhaust passage 15. Is guided to the intake passage 11 via the EGR passage 31 without passing through.
- the admission valve 41 is opened (for example, fully opened). As a result, air is allowed to pass through the admission valve 41 and the connection point Pm and be introduced into the cylinder.
- the EGR valve 33 is closed (for example, fully closed). As a result, the introduction of the EGR gas into the intake passage 11 is prevented, and as the introduction of air through the admission valve 41 progresses, the gas occupying the intake passage 11 is replaced with air from the EGR gas.
- the intake delay time ⁇ Tdry is the time corresponding to the delay in transporting the air that has passed through the admission valve 41 to the intake port via the connection point Pm after the admission valve 41 is opened. It is possible to determine whether or not this has been done by estimation based on the operating state of the internal combustion engine 1. If the intake delay time ⁇ Tdry has elapsed, the process proceeds to S209, and if not, the determination of S208 is repeated and the elapse is awaited.
- FIG. 8 shows the principle of determining the progress in the case of estimation.
- the flow rate of air passing through the intake valve (flow rate passing through the intake valve) is given for each opening of the throttle valve 13 (hereinafter referred to as “throttle opening”) THO, and each throttle is opened. It is possible to predetermine the degree THO as a function with respect to the engine speed NE, for example, a monotonically increasing function. Then, the intake valve passing volume of air is calculated by integrating the intake valve passing flow rate, and when the intake valve passing volume reaches a predetermined volume Vthr corresponding to the volume of the intake passage 11 after the start of integration (time T0). It is determined that the intake delay time ⁇ Tdry has elapsed at (time T1).
- Whether or not the transportation delay time ⁇ Tdry has elapsed can be determined not only by such an estimation but also by actual measurement using a sensor.
- a gas state sensor for example, an oxygen concentration sensor
- the admission valve 41 is opened, and then the gas detected by the gas state sensor is used.
- the behavior indicating the arrival of air occurs in the state, it is determined that the intake delay time ⁇ Tdry has elapsed.
- the oxygen concentration rises above a predetermined concentration when the oxygen concentration sensor is used.
- the air transport delay is "the delay required to replace the EGR gas with air in the intake passage downstream of the intake shutter valve” or "the air occupied in the cylinder after opening the intake shutter valve ( It can be rephrased as "the delay until the ratio of oxygen) rises and reaches a predetermined value.”
- the engine controller 101 constitutes an "internal combustion engine control device".
- the internal combustion engine 1 and its control device according to the present embodiment have the above configurations, and the effects obtained by the present embodiment will be described below.
- the air oxygen
- the admission valve 41 closed while continuing the cranking of the internal combustion engine 1. It is possible to prevent the air from flowing into the intake passage 11 downstream of the valve 41, passing through the cylinder unreacted, and flowing into the catalyst. As a result, it is possible to prevent the catalyst from forming an excessive oxidizing atmosphere and deteriorating the purification rate of NOx (nitrogen oxide).
- the EGR valve 33 is opened to expand the effective cross-sectional area of the EGR passage 31, so that the EGR gas is circulated between the cylinder and the EGR passage 31 while the cranking is continued. This makes it possible to reduce the load on the cranking motor and more reliably suppress the inflow of air into the catalyst.
- the admission valve 41 After opening the admission valve 41, by waiting for the elapse of the intake delay period ⁇ Tdry indicating the arrival of air to the intake port and restarting combustion, it is possible to set the intake delay period ⁇ Tdry without excess or deficiency. It is possible to prevent the exhaust from being deteriorated due to the delay in the resumption of combustion and the inflow of air into the catalyst, or the supply of fuel in a state where the resumption of combustion is early and the ignition is unstable.
- the catalyst converter 16 in the exhaust passage 15 on the upstream side of the branch point Pd of the EGR passage 31, the gas discharged from the cylinder passes through the catalyst before reaching the branch point Pd. It will be. According to the present embodiment, in such a situation, it is possible to suppress the inflow of air into the catalyst and surely suppress the deterioration of the exhaust gas.
- the EGR system 3 recirculates the exhaust gas flowing through the exhaust passage 15 downstream of the exhaust turbine 22 to the intake passage 11 upstream of the intake compressor 21 as EGR gas, so that the existing low-pressure EGR system 3 is provided.
- the valve device that is, the admission valve 41
- the control according to this embodiment is not limited to the so-called low pressure type EGR system, but can also be applied to the high pressure type EGR system.
- a catalyst is provided on the upstream side of the exhaust passage from the exhaust turbine, the exhaust passage on the downstream side of the catalyst and the intake passage on the downstream side of the throttle valve are connected by an EGR passage for combustion. By closing the throttle valve when restarting after cutting, the introduction of air into the intake passage is suppressed.
- the exhaust passage on the downstream side of the catalyst and the intake passage on the downstream side of the throttle valve are connected by an EGR passage, and the throttle valve functions as an "intake shutter valve".
- the throttle valve functions as an "intake shutter valve”.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
Description
本発明は、EGRシステムを備え、内燃エンジンの一時的な停止時に吸気通路をEGRガスで充填させる内燃エンジンの制御方法および制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control method and a control device including an EGR system and filling an intake passage with EGR gas when the internal combustion engine is temporarily stopped.
JP2005−330886Aには、EGRシステムを備える内燃エンジンにおいて、アイドルストップによる内燃エンジンの一時的な停止に際し、EGR弁を開き、燃料の供給停止後の惰性による回転中にシリンダから送出された空気を、吸気通路に導入することが開示されている(段落0029~0037)。 In the JP2005-330886A, in an internal combustion engine equipped with an EGR system, when the internal combustion engine is temporarily stopped by idle stop, the EGR valve is opened, and the air sent from the cylinder during rotation due to coasting after the fuel supply is stopped is supplied. It is disclosed that it is introduced into the intake passage (paragraphs 0029 to 0037).
JP2005−330886Aの技術は、アイドルストップによる燃料の供給停止後、惰性による回転が継続している間にシリンダから送出され、触媒に流入するガスに過剰な酸素が含まれることによる、触媒における酸化雰囲気の形成を抑制するものである。 The technology of JP2005-330886A is that after the fuel supply is stopped by idle stop, the gas sent from the cylinder while the rotation due to coasting continues, and the gas flowing into the catalyst contains excess oxygen, so that the oxidizing atmosphere in the catalyst It suppresses the formation of.
つまり、上記技術は、燃料の供給停止後の期間に着目するものであって、アイドルストップ後の再始動については具体的に想定しておらず、再始動の開始後、点火に至るまでのクランキングないしモータリング中にシリンダを介した空気(酸素)が、未反応のまま触媒に流入するという問題がある。触媒に酸素が流入すると、触媒に吸着された酸素が充分に処理され、酸素ストレージ状態が解消されるまでの間、触媒によるNOx(窒素酸化物)の浄化率が低下するからである。 In other words, the above technology focuses on the period after the fuel supply is stopped, and does not specifically assume the restart after the idle stop, and the cylinder from the start of the restart to the ignition. There is a problem that air (oxygen) via the cylinder flows into the catalyst unreacted during ranking or motoring. This is because when oxygen flows into the catalyst, the oxygen adsorbed on the catalyst is sufficiently processed, and the purification rate of NOx (nitrogen oxide) by the catalyst decreases until the oxygen storage state is cleared.
さらに、酸素ストレージ状態の解消に要する還元剤の投入量の増大に帰結することから、排気を悪化させる原因となり得ることも懸念される。 Furthermore, since it results in an increase in the amount of reducing agent input required to eliminate the oxygen storage state, there is concern that it may cause deterioration of exhaust gas.
本発明は、以上の問題を考慮した内燃エンジンの制御方法および制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a control method and a control device for an internal combustion engine in consideration of the above problems.
一態様では、EGRシステムを備え、内燃エンジンの一時的な停止時に吸気通路をEGRガスで充填させる内燃エンジンの制御方法が提供される。本形態に係る方法は、内燃エンジンの停止後、所定の再始動条件が成立した場合に、吸気通路のうち、EGR通路の接続点よりも上流側に備わる吸気シャッタ弁を閉じて、吸気通路の有効断面積を縮小させるとともに、内燃エンジンのクランキングを開始させる。そして、クランキングの開始から内燃エンジンの回転数が上昇し、クランキングの開始前よりも高い所定回転数に達するまでの間、クランキングを継続させるとともに、吸気シャッタ弁を閉じた状態に維持する。そして、内燃エンジンの回転数が所定回転数に達した後、吸気シャッタ弁を開いて、筒内への実質的な空気の導入を許容し、燃焼を再開させる。 In one aspect, an internal combustion engine control method is provided that comprises an EGR system and fills an intake passage with EGR gas when the internal combustion engine is temporarily stopped. In the method according to this embodiment, when a predetermined restart condition is satisfied after the internal combustion engine is stopped, the intake shutter valve provided on the upstream side of the connection point of the EGR passage is closed, and the intake passage is opened. The effective cross-sectional area is reduced and the cranking of the internal combustion engine is started. Then, from the start of cranking until the rotation speed of the internal combustion engine rises and reaches a predetermined rotation speed higher than that before the start of cranking, the cranking is continued and the intake shutter valve is kept closed. .. Then, after the rotation speed of the internal combustion engine reaches a predetermined rotation speed, the intake shutter valve is opened to allow the introduction of substantial air into the cylinder, and the combustion is restarted.
他の態様では、内燃エンジンの制御装置が提供される。 In another aspect, a control device for an internal combustion engine is provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(内燃エンジンの全体構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る内燃エンジン1の全体的な構成を示している。
(Overall configuration of internal combustion engine)
FIG. 1 shows the overall configuration of an
本実施形態に係る内燃エンジン(以下「内燃エンジン」といい、単に「エンジン」という場合がある)1は、車両に搭載され、車両の駆動力を形成する駆動源を構成する。内燃エンジン1は、車両の駆動源を単体で構成することが可能であるし、電気モータまたはモータジェネレータと協働して構成することも可能である。後者の場合の駆動源は、シリーズ式またはパラレル式のいずれの形式であってもよい。
The internal combustion engine (hereinafter referred to as "internal combustion engine", sometimes simply referred to as "engine") 1 according to the present embodiment constitutes a drive source that is mounted on a vehicle and forms a driving force of the vehicle. The
内燃エンジン1は、ターボ式の過給器2を備える。過給機2は、吸気コンプレッサ21および排気タービン22を備え、吸気コンプレッサ21は、内燃エンジン1の吸気通路11に、排気タービン22は、排気通路15に、夫々介装される。吸気コンプレッサ21と排気タービン22とは、軸23により結合され、排気タービン22の回転がこの軸23を介して吸気コンプレッサ21に伝達され、吸気コンプレッサ21を回転させる。
The
吸気通路11には、吸気の流れに関して吸気コンプレッサ21よりも上流側にエアクリーナ12が設置されるとともに、下流側にスロットル弁13が設置され、そのさらに下流側に燃料噴射弁14が設置されている。エアクリーナ12は、大気から吸気通路11に吸入される空気に含まれる異物を除去し、スロットル弁13は、吸気通路11の実質的な断面積(以下「有効断面積」という場合がある)を拡大または縮小させて、筒内に吸入される空気の量を調整する。燃料噴射弁14は、筒内に燃料を供給可能に配設されており、本実施形態では、シリンダヘッドに埋設され、吸気ポートに向けて燃料を噴射する。
In the
他方で、排気通路15には、排気の流れに関して排気タービン22よりも下流側に触媒コンバータ16、17が設置されるとともに、そのさらに下流側にマフラ18が設置されている。本実施形態では、容量の異なる同種の触媒を有する2つの触媒コンバータ16、17を備える例を示すが、触媒コンバータ16、17が有する触媒は、異なる種類のものであってもよいし、等しい容量であってもよい。触媒の種類として、三元触媒を例示することができるが、酸素ストレージ能力を有する他の触媒を採用することも可能である。さらに、触媒コンバータは、1つ(例えば、触媒コンバータ16)のみであってもよいし、3つ以上であってもよい。
On the other hand, in the
内燃エンジン1は、さらに、燃焼後の排気をEGRガスとして筒内に還流させるEGRシステム3を備える。
The
EGRシステム3は、吸気通路11と排気通路15との間に接続されたEGR通路31を備え、吸気通路11と排気通路15とは、EGR通路31により互いに流体連通可能に接続されている。本実施形態において、EGR通路31は、排気通路15のうち、排気タービン22よりも下流側、具体的には、2つの触媒コンバータ16、17の間の部分(分岐点Pd)と、吸気通路11のうち、吸気コンプレッサ21よりも上流側の部分(接続点Pm)と、の間に接続される。EGR通路31には、EGRシステムを構成するEGR通路31以外の要素として、EGRクーラ32およびEGR弁33が設置されている。EGRクーラ32は、排気通路15から分岐した排気を冷却し、EGR弁33は、EGR通路31の実質的な断面積(有効断面積)を拡大または縮小させて、筒内に還流される排気(EGRガス)の量を調整する。
The
以上に加え、内燃エンジン1は、吸気通路11のうち、吸気の流れに関してEGR通路31の接続点Pmよりも上流側に設置された吸気シャッタ弁41を備える。吸気シャッタ弁41は、吸気通路11の有効断面積を調整可能に構成されており、本実施形態では、吸気通路11の有効断面積を縮小させることによりその下流側の圧力を低下させ、EGR通路31の入口側(分岐点Pd)と出口側(接続点Pm)との間の差圧を拡大させるアドミッション弁(以下「アドミッション弁」との呼称で統一する)として構成される。本実施形態に係る「吸気シャッタ弁」は、アドミッション弁41として、開度を段階的または連続的に調整可能に構成されるが、最大開度と最小開度との2つの位置のみに調整可能なものであってもよい。そのような場合として、EGRシステムの動作上、差圧の拡大を必要としない場合を例示することができる。そして、例えば、最大開度は、全開時における開度(全開開度)であり、最小開度は、全閉時における開度(全閉開度)である。アドミッション弁41と同様に、EGR弁33もまた、開度を段階的または連続的に調整可能に構成するばかりでなく、最大開度と最小開度との間でのみ切換可能に構成することが可能である。
In addition to the above, the
(制御システムの基本構成)
EGRシステム3を含む内燃エンジン1全体の動作は、エンジンコントローラ101により制御される。
(Basic configuration of control system)
The operation of the entire
エンジンコントローラ101は、電子制御ユニットとして構成され、中央演算装置(CPU)、RAMおよびROM等の各種記憶装置、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータからなる。
The
エンジンコントローラ101は、内燃エンジン1の運転状態を検出する各種運転状態センサの検出信号を入力し、検出された運転状態をもとに所定の演算を実行して、内燃エンジン1の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期等を設定する。
The
本実施形態では、運転状態センサとして、運転者によるアクセルペダルの操作量(以下「アクセル開度」という)APOを検出するアクセルセンサ111、内燃エンジン1の回転速度NEを検出する回転速度センサ112、エンジン冷却水の温度TWを検出する冷却水温度センサ113等が設けられるほか、図示しないエアフローメータ、スロットルセンサおよび空燃比センサ等が設けられる。
In the present embodiment, as the operation state sensor, the
(燃料カット制御および燃料カットリカバ制御の概要)
本実施形態では、エンジンコントローラ101の動作中、換言すれば、図示しない起動スイッチがオンされている間、所定の燃料カット条件が成立した場合に、内燃エンジン1に対する燃料の供給を一時的に停止させる燃料カットを行う。そして、燃料の供給を停止させるのに先立ち、アドミッション弁41よりも下流側の吸気通路11および筒内をEGRガスで充填させる制御を実施する。これは、アドミッション弁41を閉じて、吸気通路11の有効断面積を燃料カット条件の成立前よりも縮小させるとともに、EGR弁33を開けることで、内燃エンジン1のシリンダとEGR通路31との間でEGRガスを循環させることで実現可能である。
(Overview of fuel cut control and fuel cut recovery control)
In the present embodiment, during the operation of the
そして、その後、所定の燃料カットリカバ条件が成立すると、内燃エンジン1に対する燃料の供給を再開させ、内燃エンジン1を再始動させる燃料カットリカバを行う。
Then, when the predetermined fuel cut recovery condition is satisfied, the fuel supply to the
ここで、燃料カットリカバ条件の成立後、内燃エンジン1のクランキングを開始させるのと同時にアドミッション弁41をも開放させた場合、つまり、クランキングを開始させるのとアドミッション弁41を開けるのとを同時に行った場合は、エンジン回転数が所定回転数にまで上昇し、燃焼の再開が許容されるまでの間、アドミッション弁41を介して筒内に導入された空気(酸素)が、排気通路15に未反応のまま送出(つまり、掃気)され、触媒コンバータ16に流入することとなる。触媒に酸素が流入すると、燃焼の再開後、触媒に吸着されている酸素が充分に処理され、酸素ストレージ状態が解消されるまでの間、触媒によるNOx(窒素酸化物)の浄化率が低下する。さらに、酸素ストレージ状態の解消に要する還元剤の投入量の増大に帰結することから、排気を悪化させる原因ともなり得る。酸素ストレージ状態の解消は、例えば、排気の空燃比を一時的に理論値よりも増大させる燃料噴射弁14の操作(リッチスパイク操作)によるのが一般的である。
Here, when the cranking of the
そこで、本実施形態では、燃料カットリカバ条件が成立した場合に、クランキングの開始後、アドミッション弁41を引き続き閉じたままとして、筒内とEGR通路31との間でEGRガスを循環させ、筒内への空気の導入を抑制する。そして、エンジン回転数が充分に上昇し、燃焼の再開が許容される所定回転数に達したことをもって、アドミッション弁41を開弁させ、空気の導入を開始する。さらに、空気の導入開始後、導入された空気が吸気ポートに到達し、アドミッション弁41下流の吸気通路11にあったEGRガスが空気に置き換わるまでの間、燃料カットリカバの実行を保留し、EGRガスから空気への置換が完了した後、これを実行して、内燃エンジン1に対する燃料の供給を再開させ、燃焼を再開させる。
Therefore, in the present embodiment, when the fuel cut recovery condition is satisfied, the EGR gas is circulated between the inside of the cylinder and the
(燃料カットリカバの基本動作)
図2~5は、本実施形態に係る内燃エンジン1の燃料カットによる停止時から燃料カットリカバによる再始動時に亘る動作を、時系列に示している。図2~5のそれぞれにおいて、太い点線は、排気またはEGRガスの挙動を概念的に示し、矢印の向きにより流れの有無およびその方向を示している。さらに、図9は、燃料カット前から燃料カットリカバ後に亘る内燃エンジン1の動作を、タイムチャートにより示している。図9中、時刻Toffは、アクセルオフ時を示し、時刻Treqは、燃料カット条件の成立時を示し、時刻Tcutは、燃料カットの実行時を示す。さらに、時刻Trcvは、燃料カットリカバ条件の成立時を示し、時刻Trstは、燃料カットリカバの実行時を示す。図9を適宜に参照しながら、内燃エンジン1の動作を、図2~5により説明する。
(Basic operation of fuel cut recovery)
FIGS. 2 to 5 show in chronological order the operation of the
本実施形態では、内燃エンジン1単体で車両の駆動源を構成することを前提に、車両の減速時に燃料カットを行う、いわゆる減速燃料カットの場合について説明するが、燃料カット(およびその後の燃料カットリカバ)の適用は、これに限定されるものではなく、例えば、信号待ちの間等、車両の一時的な停車中であってもよい。さらに、減速燃料カットは、減速から停車に至るいわゆるコースト運転時に行われるものであってもよい。この意味で、本実施形態に係る「燃料カット」とは、内燃エンジン1への燃料の供給を一時的に(換言すれば、エンジンコントローラ101の動作中に)停止させる操作全般をいい、停車中に行う、いわゆるアイドルストップによる場合をも含むものとする。さらに、内燃エンジン1が電気モータと協働して駆動源を構成する場合は、電気モータのみにより走行するモードへの切換えによる場合を含み得る。
In the present embodiment, the case of so-called deceleration fuel cut, in which the fuel is cut when the vehicle is decelerated, is described on the premise that the
図2は、燃料カット後のエンジン停止時における状態を示す(図9の時刻Tstp)。燃料カットに際して実行されるガスの置換により、排気通路15およびEGR通路31に加え、アドミッション弁41下流の吸気通路11もEGRガスで充填された状態にある。アドミッション弁41は、燃料カット時から引き続き閉弁させられ、EGR弁33は、開放させられた状態にある。本実施形態では、アドミッション弁41を全閉させ、EGR弁33を全開させる。アドミッション弁41を閉弁させることで、その下流への空気の導入が抑制される。
FIG. 2 shows the state when the engine is stopped after the fuel is cut (time Tstp in FIG. 9). Due to the gas replacement performed when the fuel is cut, in addition to the
図3は、燃料カットリカバ条件が成立した後のクランキング中における状態を示す(時刻Trcv~Trev)。クランキングの開始により、内燃エンジン1の回転数が上昇する。アドミッション弁41が全閉位置にある一方、EGR弁33が全開位置にあることで、排気通路15から吸気通路11へのEGR通路31を介したEGRガスの導入が促され、筒内とEGR通路31との間でEGRガスが循環する。スロットル弁13は、エンジンコントローラ101の電源オフ時に全閉状態を保つように調整されるが、本実施形態では、電源の投入により全開位置に制御され、クランキングが継続される間、全開位置に保持される。ここで、燃料カット中に吸気通路11に充填されていたEGRガスが筒内に吸入され、排出されるまでに次に述べるクランキング中のエンジン回転数が充分に上昇する場合は、EGR弁33を閉じておくことで、EGRガスを循環させないようにしてもよい。
FIG. 3 shows the state during cranking after the fuel cut recovery condition is satisfied (time Trcv to Trev). With the start of cranking, the rotation speed of the
図4は、クランキングによりエンジン回転数が充分に上昇した後の状態を示す(時刻Trev~Trst)。燃焼の再開に備えるべく、吸気通路11に充填されていたEGRガスを空気で置き換えるため、アドミッション弁41を開弁させる。これに併せ、EGR弁33を閉弁させ、吸気通路11への新たなEGRガスの導入を抑止する。本実施形態では、アドミッション弁41を全開させる一方、EGR弁33を全閉させる。これにより、燃料カットリカバ条件が成立した時点で吸気通路11にあったEGRガスが空気により排気通路15へ送出され、筒内に空気が導入される。空気が吸気ポートに到達した時点で、空気への置換が完了したものとみなすことが可能である。図4中、矢印付きの太い点線は、EGRガスの挙動を示し、矢印付きの二点鎖線は、空気の挙動を示す。
FIG. 4 shows the state after the engine speed has sufficiently increased due to cranking (time Trev to Trst). The
図5は、燃料カットリカバの実行時における状態を示す(時刻Trst)。アドミッション弁41の開弁後、アドミッション弁41を空気が通過し、吸気ポートに到達した時点、換言すれば、吸気遅れ期間ΔTdlyが経過した時点で、内燃エンジン1への燃料の供給を再開させ、燃焼を再開させる。
FIG. 5 shows the state at the time of execution of the fuel cut recovery (time Trst). After the
(フローチャートによる説明)
図6および7は、エンジンコントローラ101の動作をフローチャートにより示しており、図6は、燃料カット制御に係る動作を、図7は、燃料カットリカバ制御に係る動作を、夫々示す。エンジンコントローラ101は、所定の燃料カット条件が成立した場合に、燃料カット制御を実行し、燃料カットの実行後、所定の燃料カットリカバ条件が成立した場合に、燃料カットリカバ制御を実行するようにプログラムされている。
(Explanation by flowchart)
6 and 7 show the operation of the
図6に示すフローチャートにおいて、S101では、アクセルオフの状態にあるか否かを判定する。アクセルペダルが完全に戻されるかまたはそれに近い位置にあり、アクセルオフの状態にある場合は、S102へ進み、アクセルオフの状態にない場合は、S108へ進む。 In the flowchart shown in FIG. 6, in S101, it is determined whether or not the accelerator is off. If the accelerator pedal is fully released or close to it and the accelerator is off, the process proceeds to S102, and if the accelerator pedal is not in the accelerator off state, the process proceeds to S108.
S102では、燃料カット条件が成立したか否かを判定する。本実施形態では、燃料カット条件は、アクセルオフの状態が所定時間以上に亘って継続した時点での内燃エンジン1の回転速度が所定回転速度以上であり、運転者によりブレーキがかけられている場合に、成立したものと判断する。燃料カット条件が成立した場合は、S103へ進み、成立していない場合は、S101および102の処理を繰り返す。
In S102, it is determined whether or not the fuel cut condition is satisfied. In the present embodiment, the fuel cut condition is that the rotation speed of the
ここで、バッテリが搭載され、このバッテリにより給電される電気モータで駆動力を生じさせることが可能なハイブリッド車両では、バッテリの充電状態SOCに余裕がある場合に、アクセルオンの状態にあっても燃料カットを行わせ、内燃エンジン1を自動的に停止させることがある。この場合は、S101および102の処理として、バッテリの充電状態とアクセル開度とをもとに、燃料カット条件として、内燃エンジン1の自動停止条件(つまり、EV走行モード条件)の成否を判定することが可能である。
Here, in a hybrid vehicle equipped with a battery and capable of generating driving force by an electric motor supplied by the battery, even if the accelerator is on when the battery charge state SOC has a margin. The fuel may be cut and the
S103では、アドミッション弁41を閉弁(具体的には、全閉)させる。
In S103, the
S104では、EGR弁33を開弁(具体的には、全開)させる。これにより、筒内とEGR通路31との間におけるEGRガスの循環が促進される。
In S104, the
S105では、EGRガスの輸送遅れ時間が経過したか否かを判定する。輸送遅れ時間とは、アドミッション弁41を閉じた後、EGR通路31の接続点Pmから吸気ポートに至るまでのEGRガスの輸送遅れに相当する時間をいい、これが経過したか否かは、内燃エンジン1の運転状態をもとに推定することが可能である。後に述べる吸気遅れ期間ΔTdlyの推定と同様に、単位時間当たりに吸気弁を通過するEGRガスの流量(吸気弁通過流量)を積算して、吸気弁を通過する体積(吸気弁通過体積)を算出し、これが吸気通路11の体積に相当する所定体積に達したときに、輸送遅れ時間が経過したものと推定する。輸送遅れ時間が経過した場合は、S107へ進み、経過していない場合は、S106へ進む。
In S105, it is determined whether or not the EGR gas transport delay time has elapsed. The transportation delay time refers to the time corresponding to the transportation delay of the EGR gas from the connection point Pm of the
S106では、燃料カットキャンセル条件が成立したか否かを判定する。燃料カットキャンセル条件は、例えば、輸送遅れ時間の経過を待っている間に、アクセルペダルが踏み込まれ、燃料の供給を継続させる場合に、成立する。燃料カットキャンセル条件が成立した場合は、S108へ進み、成立していない場合は、S105へ戻り、引き続き輸送遅れ時間の経過を待つ。 In S106, it is determined whether or not the fuel cut cancellation condition is satisfied. The fuel cut cancellation condition is satisfied, for example, when the accelerator pedal is depressed while waiting for the elapse of the transportation delay time to continue the fuel supply. If the fuel cut cancellation condition is satisfied, the process proceeds to S108, and if the fuel cut cancellation condition is not satisfied, the process returns to S105 and continues to wait for the elapse of the transportation delay time.
S107では、燃料カットを実行する。具体的には、燃料噴射弁14の動作を停止させ、内燃エンジン1に対する燃料の供給を停止させる。これに伴い、図示しない点火プラグの動作をも停止させる。
In S107, fuel cut is executed. Specifically, the operation of the
S108では、通常の燃料噴射制御を実行し、内燃エンジン1に対する燃料の供給を継続させる。
In S108, normal fuel injection control is executed to continue supplying fuel to the
図7に示すフローチャートに移り、S201では、燃料カットリカバ条件が成立したか否かを判定する。本実施形態において、燃料カットリカバ条件は、ブレーキペダルが完全に戻されるかまたはこれに近い状態にまで戻されることで、運転者により操作されるブレーキが解除された場合に、成立したものと判断される。燃料カットリカバ条件が成立した場合は、S202へ進み、成立していない場合は、S201の処理を繰り返す。 Moving on to the flowchart shown in FIG. 7, in S201, it is determined whether or not the fuel cut recovery condition is satisfied. In the present embodiment, it is determined that the fuel cut recovery condition is satisfied when the brake operated by the driver is released by the brake pedal being completely returned or returned to a state close to this. To. If the fuel cut recovery condition is satisfied, the process proceeds to S202, and if not, the process of S201 is repeated.
先に述べたハイブリッド車両では、上記に代え、バッテリの充電状態SOCが低下し、その指標値がアクセル開度に応じた所定値にまで減少したときに、燃料カットリカバ条件(つまり、内燃エンジン1の再始動条件)が成立したと判定することが可能である。 In the hybrid vehicle described above, instead of the above, when the battery charge state SOC decreases and the index value decreases to a predetermined value according to the accelerator opening, the fuel cut recovery condition (that is, the internal combustion engine 1) It is possible to determine that the restart condition) has been met.
S202では、アドミッション弁41を閉弁(具体的には、全閉)させる。本実施形態では、燃料カット時にアドミッション弁41を既に閉じた状態にあるので、その閉弁状態を継続させる。
In S202, the
S203では、EGR弁33を開弁(具体的には、全開)させる。アドミッション弁41と同様に、燃料カット時の状態(開弁状態)を継続させる。
In S203, the
S204では、内燃エンジン1のクランキングを開始する。クランキング(「モータリング」と呼ばれる場合もある)は、ISG(インテグレート・スタータ・ジェネレータ)等の電気モータによる。内燃エンジン1が電気モータまたはモータジェネレータと協働して駆動源を構成する場合は、これらの回転電機によりクランキングを行わせることが可能である。ここで、アドミッション弁41が閉弁状態にあり、EGR弁33が開弁状態にあることから、クランキングの間、排気通路15にある排気は、分岐点Pdを排気通路15の下流の方向へは通過せず、EGR通路31を介して吸気通路11に誘導される。
In S204, cranking of the
S205では、内燃エンジン1の回転数が所定回転数に達したか否かを判定する。所定回転数に達した場合は、S206へ進み、達していない場合は、クランキングを継続させ、所定回転数に達するのを待つ。
In S205, it is determined whether or not the rotation speed of the
S206では、アドミッション弁41を開弁(例えば、全開)させる。これにより、空気がアドミッション弁41および接続点Pmを通過して、筒内へ導入されるのが許容される。
In S206, the
S207では、EGR弁33を閉弁(例えば、全閉)させる。これにより、吸気通路11へのEGRガスの導入が阻止されることから、アドミッション弁41を介する空気の導入が進むのに従い、吸気通路11に占めるガスがEGRガスから空気に置き換えられる。
In S207, the
S208では、吸気遅れ時間ΔTdlyが経過したか否かを判定する。吸気遅れ時間ΔTdlyとは、アドミッション弁41を開いた後、アドミッション弁41を通過した空気が接続点Pmを介して吸気ポートに至るまでの空気の輸送遅れに相当する時間をいい、これが経過したか否かの判定は、内燃エンジン1の運転状態に基づく推定によることが可能いである。吸気遅れ時間ΔTdlyが経過した場合は、S209へ進み、経過していない場合は、S208の判定を繰り返してその経過を待つ。
In S208, it is determined whether or not the intake delay time ΔTdry has elapsed. The intake delay time ΔTdry is the time corresponding to the delay in transporting the air that has passed through the
図8は、推定による場合の経過の判定原理を示している。 FIG. 8 shows the principle of determining the progress in the case of estimation.
図8(a)に示すように、吸気弁を通過する空気の流量(吸気弁通過流量)は、スロットル弁13の開度(以下「スロットル開度」という)THO毎に与えられ、各スロットル開度THOについて、エンジン回転数NEに対する関数、例えば、単調増加関数として予め見積もりを定めることが可能である。そして、吸気弁通過流量を積算することにより空気の吸気弁通過体積を算出し、積算の開始後(時刻T0)、吸気弁通過体積が吸気通路11の体積に相当する所定体積Vthrに達したとき(時刻T1)に、吸気遅れ時間ΔTdlyが経過したものと判定する。
As shown in FIG. 8A, the flow rate of air passing through the intake valve (flow rate passing through the intake valve) is given for each opening of the throttle valve 13 (hereinafter referred to as “throttle opening”) THO, and each throttle is opened. It is possible to predetermine the degree THO as a function with respect to the engine speed NE, for example, a monotonically increasing function. Then, the intake valve passing volume of air is calculated by integrating the intake valve passing flow rate, and when the intake valve passing volume reaches a predetermined volume Vthr corresponding to the volume of the
輸送遅れ時間ΔTdlyが経過したか否かは、このような推定によるほか、センサを用いた実測により判定することも可能である。例えば、吸気通路11のうち、燃焼室または吸気ポートに近い位置にガス状態センサ(例えば、酸素濃度センサ)を設置し、アドミッション弁41を開いた後、このガス状態センサにより検出されるガスの状態に、空気の到達を示す挙動が生じた場合に、吸気遅れ時間ΔTdlyが経過したものと判定する。そのような挙動として、酸素濃度センサによる場合に、酸素濃度が所定濃度以上に上昇することを例示することができる。この意味で、空気の輸送遅れは、「吸気シャッタ弁下流の吸気通路に占めるガスの、EGRガスから空気への置換に要する遅れ」または「吸気シャッタ弁を開いた後、筒内に占める空気(酸素)の割合が上昇して、所定値に達するまでの遅れ」といい換えることができる。
Whether or not the transportation delay time ΔTdry has elapsed can be determined not only by such an estimation but also by actual measurement using a sensor. For example, in the
S209では、燃料カットリカバを実行し、燃料噴射弁14による燃料の供給を再開させて、内燃エンジン1を始動させる。
In S209, the fuel cut recovery is executed, the fuel supply by the
(作用効果の説明)
本実施形態では、エンジンコントローラ101が「内燃エンジンの制御装置」を構成する。本実施形態に係る内燃エンジン1およびその制御装置は、以上の構成を有し、本実施形態により得られる効果について、以下に説明する。
(Explanation of action and effect)
In the present embodiment, the
第1に、内燃エンジン1の一時的な停止後の再始動に際し、内燃エンジン1のクランキングを継続させる間、アドミッション弁41を閉じた状態に維持することで、空気(酸素)がアドミッション弁41下流の吸気通路11に流入し、シリンダを未反応のまま通過して、触媒に流入するのを抑制することが可能となる。これにより、触媒に過剰な酸化雰囲気が形成されて、NOx(窒素酸化物)の浄化率が悪化するのを回避することができる。
First, when restarting the
さらに、触媒における酸化雰囲気の形成が抑制されることで、酸素ストレージ状態の解消に要する還元剤の投入量を削減させ、これを通じて燃費の改善を図ることが可能となる。 Furthermore, by suppressing the formation of an oxidizing atmosphere in the catalyst, it is possible to reduce the amount of reducing agent input required to eliminate the oxygen storage state, and thereby improve fuel efficiency.
第2に、クランキングの開始後、内燃エンジン1の回転数が上昇して、所定回転数に達した後に燃料の供給を再開させ、燃焼を再開させることで、燃費のよい運転点で燃焼を再開させることが可能となる。ここで、内燃エンジン1の回転数が所定回転数に達するまでに時間を要したとしても、触媒への空気の流入が抑制されることで、NOxの浄化率の悪化を抑制することできる。
Secondly, after the start of cranking, the rotation speed of the
第3に、クランキングの開始に際し、EGR弁33を開き、EGR通路31の有効断面積を拡大させることで、クランキングを継続させる間、筒内とEGR通路31との間でEGRガスを循環させ、クランキングモータに対する負荷を低減させるとともに、触媒に対する空気の流入をより確実に抑制することが可能となる。
Third, at the start of cranking, the
第4に、内燃エンジン1の回転数が所定回転数に達した後、アドミッション弁41を介する空気の導入が許容されてから所定時間の経過を待って燃焼を再開させることで、筒内に充填されるガスに占めるEGRガスの割合が高いうちに燃焼が再開されるのを回避し、不安定な燃焼による未燃分の排出を抑制し、さらに、再始動を確実に達成することが可能となる。
Fourth, after the rotation speed of the
ここで、アドミッション弁41を開いた後、吸気ポートへの空気の到達を示す吸気遅れ期間ΔTdlyの経過を待って燃焼を再開させることで、過不足のない吸気遅れ期間ΔTdlyの設定を可能とし、燃焼の再開が遅れて触媒に空気が流入したり、燃焼の再開が早く、着火が不安定な状態で燃料が供給されることにより、排気が悪化したりするのを回避することができる。
Here, after opening the
第5に、触媒コンバータ16を、EGR通路31の分岐点Pdよりも上流側の排気通路15に設置したことで、筒内から排出されたガスがこの分岐点Pdに至る前に触媒を通過することになる。本実施形態によれば、このような状況において、触媒に対する空気の流入を抑制し、排気の悪化を確実に抑制することが可能となる。
Fifth, by installing the
第6に、EGRシステム3により、排気タービン22下流の排気通路15を流れる排気を、吸気コンプレッサ21上流の吸気通路11へ、EGRガスとして還流させることで、いわゆる低圧型のEGRシステム3に備わる既存の弁装置(つまり、アドミッション弁41)により、吸気シャッタ弁を実現することが可能となり、部品点数の増大を抑制することができる。
Sixth, the
本実施形態に係る制御は、いわゆる低圧型のEGRシステムに限らず、高圧型のEGRシステムに適用することも可能である。具体的には、排気通路のうち排気タービンよりも上流側に触媒が備わる場合に、この触媒よりも下流側の排気通路とスロットル弁よりも下流側の吸気通路とをEGR通路により接続し、燃焼カット後の再始動に際し、スロットル弁を閉じることで、吸気通路への空気の導入を抑制するのである。 The control according to this embodiment is not limited to the so-called low pressure type EGR system, but can also be applied to the high pressure type EGR system. Specifically, when a catalyst is provided on the upstream side of the exhaust passage from the exhaust turbine, the exhaust passage on the downstream side of the catalyst and the intake passage on the downstream side of the throttle valve are connected by an EGR passage for combustion. By closing the throttle valve when restarting after cutting, the introduction of air into the intake passage is suppressed.
さらに、過給機を備えていない内燃エンジンでは、触媒よりも下流側の排気通路とスロットル弁よりも下流側の吸気通路とをEGR通路により接続し、スロットル弁により「吸気シャッタ弁」の機能を具現することができる。 Furthermore, in an internal combustion engine without a supercharger, the exhaust passage on the downstream side of the catalyst and the intake passage on the downstream side of the throttle valve are connected by an EGR passage, and the throttle valve functions as an "intake shutter valve". Can be embodied.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は、本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を、上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。上記実施形態に対し、請求の範囲に記載した事項の範囲内で様々な変更および修正が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment shows only a part of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above-described embodiment. Not the purpose. Various changes and modifications can be made to the above embodiments within the scope of the matters described in the claims.
Claims (7)
前記内燃エンジンの停止後、所定の再始動条件が成立した場合に、
前記吸気通路のうち、EGR通路の接続点よりも上流側に備わる吸気シャッタ弁を閉じて、前記吸気通路の有効断面積を縮小させ、
前記内燃エンジンのクランキングを開始させ、
前記クランキングの開始から前記内燃エンジンの回転数が上昇し、前記クランキングの開始前よりも高い所定回転数に達するまでの間、前記クランキングを継続させるとともに、前記吸気シャッタ弁を閉じた状態に維持し、
前記内燃エンジンの回転数が前記所定回転数に達した後、前記吸気シャッタ弁を開いて、筒内への実質的な空気の導入を許容し、燃焼を再開させる、
内燃エンジンの制御方法。 An internal combustion engine control method that is equipped with an EGR system and fills the intake passage with EGR gas when the internal combustion engine is temporarily stopped.
When a predetermined restart condition is satisfied after the internal combustion engine is stopped,
Of the intake passages, the intake shutter valve provided on the upstream side of the connection point of the EGR passage is closed to reduce the effective cross-sectional area of the intake passage.
The cranking of the internal combustion engine is started,
A state in which the cranking is continued and the intake shutter valve is closed from the start of the cranking until the rotation speed of the internal combustion engine increases and reaches a predetermined rotation speed higher than that before the start of the cranking. Keep in
After the rotation speed of the internal combustion engine reaches the predetermined rotation speed, the intake shutter valve is opened to allow substantially air to be introduced into the cylinder and restart combustion.
Internal combustion engine control method.
前記所定の再始動条件が成立した場合に、前記EGR弁を開いた後、前記クランキングを開始させる、
内燃エンジンの制御方法。 The method for controlling an internal combustion engine according to claim 1, wherein the EGR system includes an EGR valve in which the effective cross-sectional area of the EGR passage is adjustablely interposed in the EGR passage.
When the predetermined restart condition is satisfied, the EGR valve is opened and then the cranking is started.
Internal combustion engine control method.
前記内燃エンジンの回転数が前記所定回転数に達した後、前記吸気シャッタ弁を開き、前記EGR弁を閉じてから所定時間の経過を待って燃焼を再開させる、
内燃エンジンの制御方法。 The method for controlling an internal combustion engine according to claim 2.
After the rotation speed of the internal combustion engine reaches the predetermined rotation speed, the intake shutter valve is opened, the EGR valve is closed, and combustion is restarted after a predetermined time has elapsed.
Internal combustion engine control method.
前記クランキング中に、前記吸気シャッタ弁を最小開度に維持し、前記EGR弁を最大開度に維持する、
内燃エンジンの制御方法。 The method for controlling an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
During the cranking, the intake shutter valve is maintained at the minimum opening and the EGR valve is maintained at the maximum opening.
Internal combustion engine control method.
前記内燃エンジンが、排気通路のうち、前記EGR通路の前記排気通路からの分岐点よりも上流側に設置された排気浄化触媒を備える、
内燃エンジンの制御方法。 The method for controlling an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
The internal combustion engine includes an exhaust purification catalyst installed in the exhaust passage on the upstream side of the branch point of the EGR passage from the exhaust passage.
Internal combustion engine control method.
前記EGRシステムにより、前記過給機の排気タービン下流の排気通路を流れる排気を、前記過給機の吸気コンプレッサ上流の吸気通路へ、前記EGRガスとして還流させる、
内燃エンジンの制御方法。 The method for controlling an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the internal combustion engine includes a supercharger.
By the EGR system, the exhaust gas flowing through the exhaust passage downstream of the exhaust turbine of the supercharger is recirculated as the EGR gas to the intake passage upstream of the intake compressor of the supercharger.
Internal combustion engine control method.
前記吸気通路のうち、前記EGR通路の接続点よりも上流側に設置された、前記吸気通路の有効断面積を調整可能な吸気シャッタ弁と、
を備える内燃エンジンを制御する、内燃エンジンの制御装置であって、
前記内燃エンジンの一時的な停止時に、前記吸気通路をEGRガスで充填させ、
前記内燃エンジンの停止後、所定の再始動条件が成立した場合に、
前記吸気シャッタ弁を閉じて、前記吸気通路の有効断面積を縮小させ、
前記内燃エンジンのクランキングを開始させ、
前記クランキングの開始から前記内燃エンジンの回転数が所定回転数に達するまでの間、前記クランキングを継続させるとともに、前記吸気シャッタ弁を閉じた状態に維持し、
前記内燃エンジンの回転数が前記所定回転数に達した後、前記吸気シャッタ弁を開いて、筒内への実質的な空気の導入を許容し、燃焼を再開させる、
内燃エンジンの制御装置。 An EGR system that connects the intake passage and the exhaust passage so that fluid can communicate with each other via the EGR passage, and recirculates the exhaust gas after combustion as EGR gas into the cylinder through the EGR passage.
Of the intake passages, an intake shutter valve installed on the upstream side of the connection point of the EGR passage and capable of adjusting the effective cross-sectional area of the intake passage,
An internal combustion engine control device that controls an internal combustion engine.
When the internal combustion engine is temporarily stopped, the intake passage is filled with EGR gas.
When a predetermined restart condition is satisfied after the internal combustion engine is stopped,
The intake shutter valve is closed to reduce the effective cross-sectional area of the intake passage.
The cranking of the internal combustion engine is started,
From the start of the cranking until the rotation speed of the internal combustion engine reaches a predetermined rotation speed, the cranking is continued and the intake shutter valve is maintained in a closed state.
After the rotation speed of the internal combustion engine reaches the predetermined rotation speed, the intake shutter valve is opened to allow substantially air to be introduced into the cylinder and restart combustion.
Internal combustion engine control device.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/IB2019/000645 WO2021001669A1 (en) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | Method and device for controlling internal combustion engine |
| JP2021529535A JP7287464B2 (en) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | Control method and control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/IB2019/000645 WO2021001669A1 (en) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | Method and device for controlling internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021001669A1 true WO2021001669A1 (en) | 2021-01-07 |
Family
ID=74101158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/IB2019/000645 Ceased WO2021001669A1 (en) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | Method and device for controlling internal combustion engine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7287464B2 (en) |
| WO (1) | WO2021001669A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022176173A1 (en) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | 日産自動車株式会社 | Control method for series hybrid vehicle and control device for series hybrid vehicle |
| JP7613237B2 (en) | 2021-04-23 | 2025-01-15 | マツダ株式会社 | Engine Control Unit |
| WO2025154203A1 (en) * | 2024-01-17 | 2025-07-24 | 日産自動車株式会社 | Method and device for controlling negative-pressure-generation valve of internal combustion engine |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215257A (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | Starter for internal combustion engine |
| JP2010281286A (en) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Toyota Motor Corp | Start control device for internal combustion engine |
| JP2011247166A (en) * | 2010-05-26 | 2011-12-08 | Denso Corp | Engine control device |
| JP2016089784A (en) * | 2014-11-10 | 2016-05-23 | 日産自動車株式会社 | EGR control device for engine |
| JP2019027296A (en) * | 2017-07-26 | 2019-02-21 | 愛三工業株式会社 | Engine system |
-
2019
- 2019-07-04 WO PCT/IB2019/000645 patent/WO2021001669A1/en not_active Ceased
- 2019-07-04 JP JP2021529535A patent/JP7287464B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215257A (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | Starter for internal combustion engine |
| JP2010281286A (en) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Toyota Motor Corp | Start control device for internal combustion engine |
| JP2011247166A (en) * | 2010-05-26 | 2011-12-08 | Denso Corp | Engine control device |
| JP2016089784A (en) * | 2014-11-10 | 2016-05-23 | 日産自動車株式会社 | EGR control device for engine |
| JP2019027296A (en) * | 2017-07-26 | 2019-02-21 | 愛三工業株式会社 | Engine system |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022176173A1 (en) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | 日産自動車株式会社 | Control method for series hybrid vehicle and control device for series hybrid vehicle |
| JPWO2022176173A1 (en) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | ||
| CN116888024A (en) * | 2021-02-19 | 2023-10-13 | 日产自动车株式会社 | Control method and control device for series hybrid vehicle |
| JP7521678B2 (en) | 2021-02-19 | 2024-07-24 | 日産自動車株式会社 | Method and device for controlling series hybrid vehicle |
| US12077149B2 (en) | 2021-02-19 | 2024-09-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control method for series hybrid vehicle and control device for series hybrid vehicle |
| JP7613237B2 (en) | 2021-04-23 | 2025-01-15 | マツダ株式会社 | Engine Control Unit |
| WO2025154203A1 (en) * | 2024-01-17 | 2025-07-24 | 日産自動車株式会社 | Method and device for controlling negative-pressure-generation valve of internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7287464B2 (en) | 2023-06-06 |
| JPWO2021001669A1 (en) | 2021-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8914172B2 (en) | Control method and device for hybrid motor | |
| US8438841B2 (en) | Particulate filter regeneration in an engine | |
| US8424295B2 (en) | Particulate filter regeneration during engine shutdown | |
| US8402751B2 (en) | Particulate filter regeneration in an engine | |
| US8516797B2 (en) | Control of exhaust flow in an engine including a particulate filter | |
| US8438840B2 (en) | Particulate filter regeneration in an engine | |
| JP4858278B2 (en) | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine | |
| US20100126142A1 (en) | Internal combustion engine exhaust gas control system and control method of internal combustion engine exhaust gas control system | |
| US20130118154A1 (en) | Controlling operation of exhaust of an engine including a particulate filter | |
| JP2010038147A (en) | Engine exhaust emission control system | |
| JP2002213231A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2014114754A (en) | Control device of internal combustion engine | |
| JP7287464B2 (en) | Control method and control device for internal combustion engine | |
| US8402753B2 (en) | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine | |
| US8843259B2 (en) | Control apparatus for hybrid vehicle | |
| JP4453602B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
| JP2008151064A (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP6946871B2 (en) | Internal combustion engine control system | |
| JP3558019B2 (en) | Abnormality detection device for reducing agent supply device | |
| JP7287465B2 (en) | Control method and control device for internal combustion engine | |
| JP2008106725A (en) | Exhaust system for internal combustion engine | |
| JP2013160156A (en) | Failure determining device of internal combustion engine and vehicle | |
| JP4123707B2 (en) | Engine control device | |
| JP2005330886A (en) | Engine idle stop control unit | |
| JP6154315B2 (en) | Engine exhaust gas recirculation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19934373 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2021529535 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19934373 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |