JP2003193895A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine

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JP2003193895A
JP2003193895A JP2001394156A JP2001394156A JP2003193895A JP 2003193895 A JP2003193895 A JP 2003193895A JP 2001394156 A JP2001394156 A JP 2001394156A JP 2001394156 A JP2001394156 A JP 2001394156A JP 2003193895 A JP2003193895 A JP 2003193895A
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JP
Japan
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engine
intake air
speed
temperature
internal combustion
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001394156A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Watanabe
智 渡辺
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JP2003193895A publication Critical patent/JP2003193895A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid the case that, in conjunction with idling speed feedback control after cold start, a decreased intake air amount, a worse catalyst warming condition and poor emission control result from small friction of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: This control device for controlling an idling speed after starting the internal combustion engine having a catalyst arranged in an exhaust system for purifying exhaust emission performs speed feedback control for controlling an engine speed to a target speed by controlling the intake air amount depending on a difference between the target speed and an actual engine speed and sets such an ignition timing that an exhaust temperature is kept constant, depending on the engine intake air amount as a result of the speed feedback control. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関し、より詳細には、機関の冷間始動後のアイドル
運転時に機関回転数を目標回転数に維持する制御(冷間
始動後のアイドル回転数フィードバック制御)を行う制
御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to control for maintaining an engine speed at a target speed during idle operation after cold start of the engine (after cold start). The present invention relates to a control device that performs idle speed feedback control).

【0002】[0002]

【従来の技術】機関アイドル運転時に機関回転数を所定
の目標回転数に維持する制御装置が一般に知られてい
る。例えば、この種の制御装置の例として、特開平5−
222997号公報に記載されたものがある。同公報の
装置は、アイドル運転時に機関回転数が予め定められた
目標回転数に一致するように機関吸入空気量を調節する
ことによる機関回転数のフィードバック制御を実施して
アイドル回転数を一定に維持するとともに、そのような
機関吸入空気量の調節による回転数制御に故障が生じた
場合には、点火時期の調節による機関回転数のフィード
バック制御を実施することでアイドル回転数を一定に維
持するようにしている。
2. Description of the Related Art A controller for maintaining an engine speed at a predetermined target speed during engine idle operation is generally known. For example, as an example of this type of control device, Japanese Patent Laid-Open No.
There is one described in Japanese Patent No. 222997. The device disclosed in the same publication carries out feedback control of the engine speed by adjusting the engine intake air amount so that the engine speed matches a predetermined target speed during idle operation, and makes the idle speed constant. In addition to maintaining the engine speed, if a failure occurs in the engine speed control by adjusting the engine intake air amount, feedback control of the engine speed by adjusting the ignition timing is performed to maintain the idle speed constant. I am trying.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、冷間アイド
ル運転時、機関回転数が目標回転数に一致するように機
関吸入空気量を調節することで機関回転数のフィードバ
ック制御を実施する場合、フリクションの小さい内燃機
関では、そのフィードバック制御による空気補正量が小
さくなる。その結果、機関吸入空気量も小さくなるた
め、排気系に設けられた触媒の暖機の状態が悪化する場
合がある。その場合には、エミッションが悪化するとい
う問題が生ずる。
When performing feedback control of the engine speed by adjusting the engine intake air amount so that the engine speed matches the target speed during cold idle operation, friction may occur. In an internal combustion engine with a small value, the air correction amount by the feedback control becomes small. As a result, the amount of engine intake air also becomes small, which may deteriorate the warm-up state of the catalyst provided in the exhaust system. In that case, there arises a problem that the emission is deteriorated.

【0004】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、冷間始動後のアイドル回転
数フィードバック制御において、内燃機関のフリクショ
ンが小さいことに起因するエミッションのばらつきを低
減することができる内燃機関の制御装置を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to suppress variations in emissions due to small friction of an internal combustion engine in idle speed feedback control after a cold start. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can be reduced.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の面によれば、排気系に排気浄化のた
めの触媒が配置された内燃機関の始動後におけるアイド
ル回転数を制御する装置であって、目標回転数と実際の
機関回転数との差に応じて吸入空気量を調節することに
より、機関回転数を目標回転数に制御する回転数フィー
ドバック制御手段と、前記回転数フィードバック制御手
段による制御の結果としての機関吸入空気量に応じて、
排気の温度が一定温度となるように点火時期を設定する
点火時期設定手段と、を具備する、内燃機関の制御装置
が提供される。
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, an idle speed after starting of an internal combustion engine in which a catalyst for purifying exhaust gas is arranged in an exhaust system. A device for controlling the engine rotation speed feedback control means for controlling the engine rotation speed to the target rotation speed by adjusting the intake air amount according to the difference between the target rotation speed and the actual engine rotation speed, Depending on the engine intake air amount as a result of the control by the rotation speed feedback control means,
There is provided an internal combustion engine control device comprising: an ignition timing setting unit that sets an ignition timing so that the temperature of exhaust gas becomes a constant temperature.

【0006】上述の如く構成された、本発明の第1の面
による内燃機関の制御装置においては、常に排気温度が
一定となるように、吸入空気量に対して点火時期が設定
されるため、触媒暖機状態のばらつきが低減せしめら
れ、その結果、エミッションのばらつきも低減せしめら
れる。
In the control device for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention configured as described above, the ignition timing is set with respect to the intake air amount so that the exhaust temperature is always constant. The variation in the catalyst warm-up state is reduced, and as a result, the emission variation is also reduced.

【0007】また、本発明の第2の面によれば、前記点
火時期設定手段は、機関始動時の冷却水温度及び吸入空
気温度に応じて前記一定温度を決定する。
Further, according to the second aspect of the present invention, the ignition timing setting means determines the constant temperature according to the cooling water temperature and the intake air temperature at the time of starting the engine.

【0008】一定の触媒暖機状態を得るために必要とな
る排気温度は、始動時の触媒温度に応じて異なってく
る。すなわち、始動時の触媒温度が高い場合には排気温
度は比較的低くてもよい一方、始動時の触媒温度が低い
場合には比較的高い排気温度が必要となってくる。上述
の如き本発明の第2の面による内燃機関の制御装置にお
いては、始動時の触媒温度を推定する上で目安となる始
動時の冷却水温度及び吸入空気温度に応じて目標排気温
度が決定されるため、より一層、触媒暖機状態のばらつ
き及びエミッションのばらつきが低減せしめられる。
The exhaust gas temperature required to obtain a constant catalyst warm-up state varies depending on the catalyst temperature at the time of starting. That is, when the catalyst temperature at the start is high, the exhaust temperature may be relatively low, while when the catalyst temperature at the start is low, a relatively high exhaust temperature is required. In the control device for the internal combustion engine according to the second aspect of the present invention as described above, the target exhaust gas temperature is determined according to the cooling water temperature and the intake air temperature at the time of starting, which are a guide when estimating the catalyst temperature at the time of starting. Therefore, the variation in the catalyst warm-up state and the variation in the emission can be further reduced.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0010】図1は、本発明を自動車用内燃機関に適用
した場合の全体構成を示す概略図である。図1におい
て、1は内燃機関本体、2は機関1の吸気通路に設けら
れたサージタンク、2aはサージタンク2と各気筒の吸
気ポートとを接続する吸気マニホルド、16はサージタ
ンク2の上流側の吸気通路に配置されたスロットル弁、
7は機関1の各気筒の吸気ポートに加圧燃料を噴射する
燃料噴射弁である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall construction of the present invention when applied to an internal combustion engine for automobiles. In FIG. 1, 1 is an internal combustion engine main body, 2 is a surge tank provided in an intake passage of the engine 1, 2a is an intake manifold connecting the surge tank 2 and an intake port of each cylinder, and 16 is an upstream side of the surge tank 2. Throttle valve located in the intake passage of
Reference numeral 7 is a fuel injection valve for injecting pressurized fuel into the intake port of each cylinder of the engine 1.

【0011】本実施形態では、スロットル弁16はステ
ッパモータ等のアクチュエータ16aを備えており、後
述するECU10から入力される制御信号に応じた開度
をとる形式のものが使用されている。すなわち、本実施
形態のスロットル弁16としては、運転者のアクセルペ
ダル操作量とは無関係な開度をとることができる、いわ
ゆる電子制御スロットル弁が用いられている。また、ス
ロットル弁16にはスロットル弁の動作量(開度)に応
じた電圧信号を発生するスロットル開度センサ17が設
けられている。
In the present embodiment, the throttle valve 16 is provided with an actuator 16a such as a stepper motor, and is of a type that takes an opening according to a control signal input from the ECU 10 described later. That is, as the throttle valve 16 of the present embodiment, a so-called electronically controlled throttle valve that can take an opening that is irrelevant to the accelerator pedal operation amount of the driver is used. Further, the throttle valve 16 is provided with a throttle opening sensor 17 which generates a voltage signal according to the operation amount (opening) of the throttle valve.

【0012】図1において11は各気筒の排気ポートを
共通の集合排気管14に接続する排気マニホルド、20
は排気管14に配置された三元触媒、13は排気マニホ
ルド11の排気合流部(三元触媒20上流側)に配置さ
れた上流側空燃比センサ、15は三元触媒20下流側の
排気管14に配置された下流側空燃比センサである。三
元触媒20は、流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍
にあるときに排気中のHC、CO、NOxの3成分を同
時に浄化することができる。空燃比センサ13、15は
機関通常運転時に機関空燃比が所定の目標空燃比になる
ように機関への燃料噴射量をフィードバック制御する際
の排気空燃比検出に用いられる。
In FIG. 1, 11 is an exhaust manifold for connecting the exhaust ports of the respective cylinders to a common collective exhaust pipe 14, 20
Is a three-way catalyst arranged in the exhaust pipe 14, 13 is an upstream air-fuel ratio sensor arranged in the exhaust merging portion of the exhaust manifold 11 (upstream of the three-way catalyst 20), and 15 is an exhaust pipe downstream of the three-way catalyst 20. 14 is a downstream side air-fuel ratio sensor. The three-way catalyst 20 can simultaneously purify the three components of HC, CO, and NOx in the exhaust when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust is near the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio sensors 13 and 15 are used to detect the exhaust air-fuel ratio when feedback controlling the fuel injection amount to the engine so that the engine air-fuel ratio becomes a predetermined target air-fuel ratio during normal engine operation.

【0013】本実施形態では、吸気通路のサージタンク
2にはサージタンク内の吸気圧力(絶対圧)に応じた電
圧信号を発生する吸気圧センサ3が、また、機関本体1
のシリンダブロックのウォータジャケット8には、冷却
水の温度に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する水
温センサ9が設けられている。また、吸気通路には、吸
入空気量(流量)を検出するためのエアフローメータ7
0が取付けられている。吸気通路においてエアクリーナ
の近傍には、吸入空気の温度を検出するための吸気温セ
ンサ73が取付けられている。
In this embodiment, the surge tank 2 in the intake passage is provided with an intake pressure sensor 3 for generating a voltage signal according to the intake pressure (absolute pressure) in the surge tank, and the engine body 1 as well.
The water jacket 8 of the cylinder block is provided with a water temperature sensor 9 for generating an electric signal of an analog voltage according to the temperature of the cooling water. An air flow meter 7 for detecting the intake air amount (flow rate) is provided in the intake passage.
0 is attached. An intake air temperature sensor 73 for detecting the temperature of intake air is attached near the air cleaner in the intake passage.

【0014】なお、上述のスロットル弁開度センサ1
7、吸気圧センサ3、水温センサ9、空燃比センサ1
3、15、エアフローメータ70及び吸気温センサ73
の出力信号は、後述するECU10のマルチプレクサ内
蔵A/D変換器101に入力される。
The throttle valve opening sensor 1 described above is used.
7, intake pressure sensor 3, water temperature sensor 9, air-fuel ratio sensor 1
3, 15, air flow meter 70, and intake air temperature sensor 73
Output signal is input to an A / D converter 101 with a built-in multiplexer of the ECU 10, which will be described later.

【0015】図1に5、6で示すのは、機関1のカム軸
とクランク軸(図示せず)とのそれぞれ近傍に配置され
たクランク角センサである。クランク角センサ5は、例
えばクランク角に換算して720°毎に基準位置検出用
パルス信号を発生し、クランク角センサ6は、クランク
角30°毎にクランク角検出用パルス信号を発生する。
これらクランク角センサ5、6のパルス信号はECU1
0の入出力インターフェイス102に供給され、このう
ちクランク角センサ6の出力はECU10のCPU10
3の割込み端子に供給される。ECU10は、クランク
角センサ6からのクランク角パルス信号間隔に基づいて
機関1の回転数(回転速度)を算出し、種々の制御に使
用している。
Reference numerals 5 and 6 in FIG. 1 denote crank angle sensors arranged near the cam shaft and the crank shaft (not shown) of the engine 1, respectively. The crank angle sensor 5 generates a reference position detecting pulse signal at every 720 ° converted into a crank angle, and the crank angle sensor 6 generates a crank angle detecting pulse signal at every 30 ° crank angle.
The pulse signals of the crank angle sensors 5 and 6 are transmitted to the ECU 1
0 of the input / output interface 102, of which the output of the crank angle sensor 6 is the CPU 10 of the ECU 10.
3 is supplied to the interrupt terminal. The ECU 10 calculates the rotation speed (rotation speed) of the engine 1 based on the crank angle pulse signal interval from the crank angle sensor 6 and uses it for various controls.

【0016】機関1の電子制御ユニット(ECU)10
は、たとえばマイクロコンピュータとして構成され、マ
ルチプレクサ内蔵A/D変換器101、入出力インター
フェイス102、CPU103の他に、ROM104、
RAM105、メインスイッチがオフにされた場合でも
記憶保持可能なバックアップRAM106、クロック発
生回路107等が設けられている。
Electronic control unit (ECU) 10 of engine 1
Is configured as, for example, a microcomputer, includes an A / D converter 101 with a built-in multiplexer, an input / output interface 102, a CPU 103, a ROM 104,
A RAM 105, a backup RAM 106 capable of storing and holding even when the main switch is turned off, a clock generation circuit 107, etc. are provided.

【0017】ECU10は、吸入空気量、スロットル弁
開度、機関回転数等に基づいて、機関1の燃料噴射量制
御、点火時期制御等の機関1の基本制御を行う他、本実
施形態では、後述するように機関アイドル運転時に機関
回転数を目標回転数に維持するアイドル回転数制御を行
う。
The ECU 10 performs basic control of the engine 1 such as fuel injection amount control of the engine 1 and ignition timing control based on the intake air amount, throttle valve opening, engine speed, etc. As will be described later, idle speed control is performed to maintain the engine speed at the target speed during engine idle operation.

【0018】上記制御を行うため、ECU10は一定時
間毎に実行するA/D変換ルーチンにより、吸気圧セン
サ3からの吸気圧信号、スロットル開度センサ17から
のスロットル開度信号、水温センサ9からの冷却水温度
信号、エアフローメータ70からの吸入空気量信号、吸
気温センサ73からの吸気温信号をA/D変換して入力
している。
In order to perform the above control, the ECU 10 executes an A / D conversion routine that is executed at regular time intervals, and an intake pressure signal from the intake pressure sensor 3, a throttle opening signal from the throttle opening sensor 17, and a water temperature sensor 9 from the intake air pressure signal. The cooling water temperature signal, the intake air amount signal from the air flow meter 70, and the intake air temperature signal from the intake air temperature sensor 73 are A / D converted and input.

【0019】また、ECU10の入出力インターフェイ
ス102は駆動回路108を介して燃料噴射弁7に接続
され、燃料噴射弁7からの燃料噴射量、噴射時期を制御
している。更に、ECU10の入出力インターフェイス
102は、点火回路110を介して機関1の各点火プラ
グ111に接続され、機関の点火時期を制御するととも
に、駆動回路113を介してスロットル弁16のアクチ
ュエータ16aに接続され、アクチュエータ16aを駆
動してスロットル弁16の開度を制御している。
The input / output interface 102 of the ECU 10 is connected to the fuel injection valve 7 via a drive circuit 108 to control the fuel injection amount and injection timing from the fuel injection valve 7. Further, the input / output interface 102 of the ECU 10 is connected to each spark plug 111 of the engine 1 via the ignition circuit 110, controls the ignition timing of the engine, and is connected to the actuator 16a of the throttle valve 16 via the drive circuit 113. The actuator 16a is driven to control the opening of the throttle valve 16.

【0020】次に、本実施形態のアイドル回転数制御に
ついて説明する。本実施形態では、ECU10は機関始
動後のアイドル運転中、機関回転数を予め定めた目標回
転数に維持するアイドル回転数制御を行う。通常、機関
始動時(クランキング開始時)には機関の燃料噴射量は
冷却水温度と機関回転数とから定まる基本始動時噴射量
に吸気温度(大気温度)と大気圧とに応じた補正を加え
た量に設定される。そして、クランキング開始後、機関
回転数がクランキング回転数より高い所定の回転数(例
えば400rpm程度)を越えたあと(すなわち、各気
筒で燃焼が開始され機関が完爆状態になったと判断され
た後)は、燃料噴射量は機関吸入空気量と機関回転数と
に応じた基本燃料噴射量に所定の係数を乗じた量に設定
される。基本燃料噴射量は、機関燃焼空燃比を理論空燃
比に維持するために必要とされる燃料噴射量である。ま
た、上記所定の係数は機関始動時の吸気ポート壁面への
噴射燃料の付着や低温による燃料の気化状態の悪化を補
償するためのものであり、機関始動時には上記所定の係
数は1より大きな値に設定され機関燃焼空燃比は理論空
燃比よりリッチ側に設定される。
Next, the idle speed control of this embodiment will be described. In the present embodiment, the ECU 10 performs idle speed control for maintaining the engine speed at a predetermined target speed during idle operation after engine startup. Normally, when the engine is started (when cranking is started), the fuel injection amount of the engine is corrected based on the cooling water temperature and the engine speed, and the basic injection amount is corrected according to the intake air temperature (atmospheric temperature) and atmospheric pressure. It is set to the added amount. After the cranking is started, it is determined that the engine speed exceeds a predetermined speed (for example, about 400 rpm) higher than the cranking speed (that is, combustion is started in each cylinder and the engine is in a complete explosion state). The fuel injection amount is set to an amount obtained by multiplying the basic fuel injection amount according to the engine intake air amount and the engine speed by a predetermined coefficient. The basic fuel injection amount is the fuel injection amount required to maintain the engine combustion air-fuel ratio at the stoichiometric air-fuel ratio. Further, the above-mentioned predetermined coefficient is for compensating the deterioration of the vaporization state of the fuel due to the adhesion of the injected fuel to the wall surface of the intake port at the time of engine start and the low temperature, and the above-mentioned predetermined coefficient is a value larger than 1 at the time of engine start. The engine combustion air-fuel ratio is set to the rich side of the stoichiometric air-fuel ratio.

【0021】一般に、アイドル運転時の機関回転数を所
定の目標回転数に維持する方法としては、機関回転数が
目標回転数に一致するように機関吸入空気量を調節する
ことによる機関回転数フィードバック制御が行われる。
吸入空気量の調節による回転数フィードバック制御で
は、機関回転数が目標回転数より低い場合にはスロット
ル弁16の開度を増大(機関吸入空気量を増大)して回
転数を上昇させ、回転数が目標回転数より高い場合には
スロットル弁16の開度を低減(吸入空気量を低減)し
て回転数を低下させるフィードバック制御を行うことに
より、回転数が目標回転数に維持される。
Generally, as a method for maintaining the engine speed during idle operation at a predetermined target speed, the engine speed feedback is performed by adjusting the engine intake air amount so that the engine speed matches the target speed. Control is performed.
In the engine speed feedback control by adjusting the intake air amount, when the engine speed is lower than the target engine speed, the opening degree of the throttle valve 16 is increased (the engine intake air amount is increased) to increase the engine speed. Is higher than the target rotation speed, the rotation speed is maintained at the target rotation speed by performing feedback control to reduce the opening degree of the throttle valve 16 (reduce the intake air amount) to reduce the rotation speed.

【0022】しかし、前述のように、フリクションの小
さい内燃機関では、そのフィードバック制御による空気
補正量が小さくなり、その結果、吸入空気量も小さくな
るため、排気系に設けられた触媒の暖機が促進されず、
エミッションが悪化するという問題が生ずる。
However, as described above, in an internal combustion engine with a small friction, the air correction amount by the feedback control becomes small, and as a result, the intake air amount becomes small, so that the catalyst provided in the exhaust system is warmed up. Not promoted,
The problem arises that emissions are worse.

【0023】そこで、本実施形態では、吸入空気量の調
節によるアイドル回転数フィードバック制御の結果とし
て得られる吸入空気量に対して、排気温度が一定温度と
なるように点火時期を設定することで、触媒暖機状態の
ばらつきを低減し、結果としてエミッションのばらつき
を低減するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the ignition timing is set so that the exhaust temperature becomes a constant temperature with respect to the intake air amount obtained as a result of the idle speed feedback control by adjusting the intake air amount, Variations in the catalyst warm-up state are reduced, and as a result, variations in emissions are reduced.

【0024】図2は、アイドル運転時に排気温度を一定
に維持するために必要となる、吸入空気量と点火時期と
の関係を示す特性図である。すなわち、曲線L1は排気
温度をT1に維持するための吸入空気量と点火時期との
関係、曲線L2は排気温度をT 2に維持するための吸入空
気量と点火時期との関係、曲線L3は排気温度をT3に維
持するための吸入空気量と点火時期との関係をそれぞれ
示しており、T1、T2及びT3はT1<T2<T3の関係に
ある。なお、具体的な数値は、試験によって決定される
こととなる。
FIG. 2 shows that the exhaust temperature is kept constant during idle operation.
Intake air amount and ignition timing required to maintain
It is a characteristic view showing the relationship of. That is, the curve L1Is exhaust
Temperature to T1Of the intake air amount and ignition timing to maintain
Relationship, curve L2Is the exhaust temperature T 2Inhalation empty to maintain
Relationship between volume and ignition timing, curve L3Is the exhaust temperature T3To
The relationship between the amount of intake air to maintain and the ignition timing
Shows, T1, T2And T3Is T1<T2<T3In a relationship
is there. The specific numerical value is determined by the test.
It will be.

【0025】この図から明らかなように、吸入空気量が
減少したときには点火時期を遅角する一方、吸入空気量
が増大したときには点火時期を進角することで、排気温
度を一定温度に維持することができる。また、一定の触
媒暖機状態を得るために必要となる排気温度は、始動時
の触媒温度に応じて異なっている。例えば、始動時の触
媒温度が高い場合には、目標排気温度は、比較的低い排
気温度を達成する曲線L1に沿って設定される必要があ
る一方、始動時の触媒温度が低い場合には、目標排気温
度は、比較的高い排気温度を達成する曲線L3に沿って
設定される必要がある。
As is apparent from this figure, when the intake air amount decreases, the ignition timing is retarded, while when the intake air amount increases, the ignition timing is advanced to maintain the exhaust temperature at a constant temperature. be able to. Further, the exhaust gas temperature required to obtain a constant catalyst warm-up state differs depending on the catalyst temperature at the time of starting. For example, if the catalyst temperature at startup is high, the target exhaust temperature needs to be set along a curve L 1 that achieves a relatively low exhaust temperature, while if the catalyst temperature at startup is low. The target exhaust temperature needs to be set along the curve L 3 that achieves a relatively high exhaust temperature.

【0026】ここで、始動時の触媒温度は、始動時の冷
却水温度及び吸入空気温度によって推定され得るため、
本実施形態においては、始動時に、水温センサ9によっ
て検出される冷却水温度THWと、吸気温センサ73に
よって検出される吸入空気温度THAとに応じて、目標
排気温度THEを決定するための、図3に示される如き
マップが予め設けられている。なお、具体的な数値は、
試験によって決定されることとなる。
Since the catalyst temperature at the start can be estimated by the cooling water temperature and the intake air temperature at the start,
In the present embodiment, at the time of start-up, a diagram for determining the target exhaust temperature THE according to the cooling water temperature THW detected by the water temperature sensor 9 and the intake air temperature THA detected by the intake temperature sensor 73 A map as shown in 3 is provided in advance. In addition, the concrete numerical value is
It will be decided by the test.

【0027】さらに、本実施形態においては、決定され
た目標排気温度THEと、エアフローメータ70によっ
て検出される吸入空気量QAとに応じて、図2に示され
る等排気温度ラインに基づく点火時期SAを決定するた
めの、図4に示される如きマップが予め設けられてい
る。なお、具体的な数値は、試験によって決定される。
以下、本実施形態における具体的な制御について説明す
る。
Further, in this embodiment, the ignition timing SA based on the equal exhaust temperature line shown in FIG. 2 is determined according to the determined target exhaust temperature THE and the intake air amount QA detected by the air flow meter 70. A map as shown in FIG. 4 for determining is set in advance. The specific numerical value is determined by the test.
The specific control in this embodiment will be described below.

【0028】図5は、目標排気温度設定ルーチンの処理
手順を示すフローチャートである。本ルーチンは、機関
始動時にECU10により一回実行される。まず、ステ
ップ152では、水温センサ9によって検出される冷却
水温度THWと、吸気温センサ73によって検出される
吸入空気温度THAとが読み込まれる。
FIG. 5 is a flowchart showing the processing procedure of the target exhaust temperature setting routine. This routine is executed once by the ECU 10 when the engine is started. First, at step 152, the cooling water temperature THW detected by the water temperature sensor 9 and the intake air temperature THA detected by the intake air temperature sensor 73 are read.

【0029】次いで、ステップ154では、読み込まれ
た冷却水温度THWと吸入空気温度THAとに応じた目
標排気温度THEが、図3のマップを参照することによ
り決定される。そして、本ルーチンは終了する。
Next, at step 154, the target exhaust gas temperature THE according to the read cooling water temperature THW and intake air temperature THA is determined by referring to the map of FIG. Then, this routine ends.

【0030】図6は、アイドル回転数フィードバック制
御ルーチンの処理手順を説明するフローチャートであ
る。本ルーチンは、ECU10により一定時間毎に実行
される。図6の制御では、目標アイドル回転数NE0
現在の機関回転数NEとの差DNE(=NE0−N
E)、及びDNEの積分値(積算値)IDNE、DNE
の時間変化率DDNEを用いて、吸入空気量補正量EQ
の値が、EQ=α1*DNE+α2*IDNE+α3*D
DNEとして算出される。この補正量EQに応じて目標
吸入空気量の値が増減される。すなわち、機関吸入空気
量が目標回転数NE0と実際の回転数NEとの差DNE
に基づいて比例積分微分(PID)制御される。
FIG. 6 is a flow chart for explaining the processing procedure of the idle speed feedback control routine. This routine is executed by the ECU 10 at regular time intervals. In the control of FIG. 6, the difference between the target idle speed NE 0 and the current engine speed NE DNE (= NE 0 −N
E), and the integrated value of DNE (integrated value) IDNE, DNE
Intake air amount correction amount EQ using the time change rate DDNE of
Is equal to EQ = α 1 * DNE + α 2 * IDNE + α 3 * D
Calculated as DNE. The value of the target intake air amount is increased or decreased according to the correction amount EQ. That is, the engine intake air amount is the difference DNE between the target rotational speed NE 0 and the actual rotational speed NE.
The proportional-integral-derivative (PID) control is performed based on

【0031】まず、ステップ202では、現在アイドル
運転中か否かが判定される。本実施形態では、運転者の
アクセルペダル操作量がゼロ(運転者がアクセルペダル
を踏込んでいない状態)であるときに現在機関がアイド
ル運転中であると判定される。ステップ202で現在ア
イドル運転中でないと判定されるときには、アイドル回
転数制御の必要はないため、処理は終了し、一方、現在
アイドル運転中であると判定されるときには、ステップ
204に進む。
First, at step 202, it is judged if the engine is currently idle. In the present embodiment, it is determined that the engine is currently in idle operation when the accelerator pedal operation amount of the driver is zero (the driver does not step on the accelerator pedal). If it is determined in step 202 that the idle operation is not currently being performed, the idle speed control is not necessary, and thus the process ends, while if it is determined that the idle operation is currently being performed, the process proceeds to step 204.

【0032】ステップ204では、機関回転数NEが読
み込まれる。次いで、ステップ206では目標回転数N
0とNEとの差DNEが、ステップ208では差DN
Eの積算値IDNE(積分値)が、更にステップ210
では差DNEの時間変化率DDNEが、それぞれ算出さ
れる。なお、ステップ210におけるDNEi-1は前回
実行時のDNEの値であり、ステップ212で次回の実
行に備えて更新される。
At step 204, the engine speed NE is read. Next, at step 206, the target speed N
The difference DNE between E 0 and NE is the difference DN in step 208.
The integrated value IDNE (integrated value) of E is further calculated in step 210.
Then, the time change rate DDNE of the difference DNE is calculated. Note that DNE i-1 in step 210 is the DNE value at the time of the previous execution, and is updated in step 212 in preparation for the next execution.

【0033】ステップ214では、上記DNE、IDN
E、DDNEの値に基づいて吸入空気量補正量EQの値
が、 EQ=α1*DNE+α2*IDNE+α3*DDNE として算出される。ここで、α1、α2、α3は、それぞ
れ比例項係数、積分項係数、微分項係数であり、それぞ
れ正の一定値とされる。
In step 214, the DNE, IDN
Based on the values of E and DDNE, the value of the intake air amount correction amount EQ is calculated as EQ = α 1 * DNE + α 2 * IDNE + α 3 * DDNE. Here, α 1 , α 2 , and α 3 are a proportional term coefficient, an integral term coefficient, and a differential term coefficient, respectively, which are positive constant values.

【0034】ステップ216では、機関の目標吸入空気
量QTの値がQT=QCAL+EQとして算出され、目標吸
入空気量QTが得られるようにスロットル弁16の開度
が調節される。なお、QCALは基本吸入空気量であり、
機関回転数NEとスロットル弁開度とに基づいて予め設
定された関係により定まる値である。
In step 216, the target intake air amount Q T of the engine is calculated as Q T = Q CAL + EQ, and the opening of the throttle valve 16 is adjusted so as to obtain the target intake air amount Q T. Note that Q CAL is the basic intake air amount,
It is a value determined by a preset relationship based on the engine speed NE and the throttle valve opening.

【0035】次いで、ステップ218では、エアフロー
メータ70によって検出される吸入空気量QAの値が読
み込まれる。最後に、ステップ220では、既に求めら
れている目標排気温度THEと読み込まれた吸入空気量
QAとに応じた目標点火時期SA(各気筒の圧縮上死点
までのクランク角で表す)が、図4のマップを参照する
ことにより決定され、その目標点火時期が得られるよう
に点火回路110が設定される。そして、本ルーチンは
終了する。
Next, at step 218, the value of the intake air amount QA detected by the air flow meter 70 is read. Finally, in step 220, the target ignition timing SA (represented by the crank angle up to the compression top dead center of each cylinder) according to the target exhaust temperature THEE that has already been obtained and the read intake air amount QA is The ignition circuit 110 is set so as to obtain the target ignition timing determined by referring to the map of FIG. Then, this routine ends.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷間始動後のアイドル回転数フィードバック制御におい
て、内燃機関のフリクションが小さいことに起因して、
吸入空気量が低下し、触媒暖機状態が悪化し、そしてエ
ミッションが悪化するという事態が、排気温度を一定に
維持することで回避される。
As described above, according to the present invention,
In idle speed feedback control after cold start, due to the small friction of the internal combustion engine,
A situation in which the intake air amount decreases, the catalyst warm-up state deteriorates, and the emission deteriorates can be avoided by maintaining the exhaust temperature constant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を自動車用内燃機関に適用した場合の全
体構成を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration when the present invention is applied to an internal combustion engine for automobiles.

【図2】アイドル運転時に排気温度を一定に維持するた
めに必要となる、吸入空気量と点火時期との関係を示す
特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an intake air amount and an ignition timing, which is necessary to maintain a constant exhaust gas temperature during idle operation.

【図3】冷却水温度THWと吸入空気温度THAとに応
じて目標排気温度THEを決定するためのマップを示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a map for determining a target exhaust temperature THE according to a cooling water temperature THW and an intake air temperature THA.

【図4】目標排気温度THEと吸入空気量QAとに応じ
て点火時期SAを決定するためのマップを示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a map for determining an ignition timing SA according to a target exhaust temperature THE and an intake air amount QA.

【図5】目標排気温度設定ルーチンの処理手順を示すフ
ローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of a target exhaust temperature setting routine.

【図6】アイドル回転数フィードバック制御ルーチンの
処理手順を説明するフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure of an idle speed feedback control routine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関本体 2…サージタンク 2a…吸気マニホルド 3…吸気圧センサ 5、6…クランク角センサ 7…燃料噴射弁 8…ウォータジャケット 9…水温センサ 10…ECU 11…排気マニホルド 13…上流側空燃比センサ 14…集合排気管 15…下流側空燃比センサ 16…スロットル弁 16a…アクチュエータ 17…スロットル開度センサ 20…三元触媒 70…エアフローメータ 73…吸気温センサ 101…マルチプレクサ内蔵A/D変換器 102…入出力インターフェイス 103…CPU 104…ROM 105…RAM 106…バックアップRAM 107…クロック発生回路 108…駆動回路 110…点火回路 111…点火プラグ 113…駆動回路 1. Main body of internal combustion engine 2 ... surge tank 2a ... intake manifold 3 ... Intake pressure sensor 5, 6 ... Crank angle sensor 7 ... Fuel injection valve 8 ... Water jacket 9 ... Water temperature sensor 10 ... ECU 11 ... Exhaust manifold 13 ... Upstream air-fuel ratio sensor 14 ... Collecting exhaust pipe 15 ... Downstream air-fuel ratio sensor 16 ... Throttle valve 16a ... Actuator 17 ... Throttle opening sensor 20 ... Three-way catalyst 70 ... Air flow meter 73 ... Intake air temperature sensor 101 ... A / D converter with built-in multiplexer 102 ... Input / output interface 103 ... CPU 104 ... ROM 105 ... RAM 106 ... Backup RAM 107 ... Clock generation circuit 108 ... Driving circuit 110 ... Ignition circuit 111 ... Spark plug 113 ... Driving circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/14 320 F02D 41/14 320A 41/16 41/16 P F02P 5/15 F02P 5/15 E Fターム(参考) 3G022 CA02 CA03 DA01 DA02 FA04 FA06 GA00 GA01 GA02 GA05 GA06 GA07 GA08 GA09 GA11 3G084 BA03 BA05 BA17 BA24 CA02 CA03 DA10 EA11 EB08 EB12 EC03 FA02 FA07 FA10 FA11 FA20 FA30 FA33 FA38 FA39 3G091 AA02 AB03 BA03 CB05 DB10 DC03 EA01 EA05 EA06 EA07 EA14 EA16 EA34 FA01 FA04 FB02 HA03 HA36 HA37 3G301 HA01 JA21 KA05 KA07 LA03 LC04 NA09 ND02 PA01Z PA07Z PA10Z PA11Z PD09Z PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02D 41/14 320 F02D 41/14 320A 41/16 41/16 P F02P 5/15 F02P 5/15 E F Term (Reference) 3G022 CA02 CA03 DA01 DA02 FA04 FA06 GA00 GA01 GA02 GA05 GA06 GA07 GA08 GA09 GA11 3G084 BA03 BA05 BA17 BA24 CA02 CA03 DA10 EA11 EB08 EB12 EC03 FA02 FA07 FA10 FA11 FA20 FA30 FA33 FA03 FA03 FA03 FA05 FA03 FA03 DCA EA06 EA07 EA14 EA16 EA34 FA01 FA04 FB02 HA03 HA36 HA37 3G301 HA01 JA21 KA05 KA07 LA03 LC04 NA09 ND02 PA01Z PA07Z PA10Z PA11Z PD09Z PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気系に排気浄化のための触媒が配置さ
れた内燃機関の始動後におけるアイドル回転数を制御す
る装置であって、 目標回転数と実際の機関回転数との差に応じて吸入空気
量を調節することにより、機関回転数を目標回転数に制
御する回転数フィードバック制御手段と、 前記回転数フィードバック制御手段による制御の結果と
しての機関吸入空気量に応じて、排気の温度が一定温度
となるように点火時期を設定する点火時期設定手段と、 を具備する、内燃機関の制御装置。
1. A device for controlling an idle speed after starting of an internal combustion engine in which a catalyst for purifying exhaust gas is arranged in an exhaust system, the device being controlled according to a difference between a target speed and an actual engine speed. By adjusting the intake air amount, the rotation speed feedback control means for controlling the engine rotation speed to a target rotation speed, and the exhaust gas temperature depending on the engine intake air quantity as a result of the control by the rotation speed feedback control means. An ignition timing setting means for setting an ignition timing so as to maintain a constant temperature, and a control device for an internal combustion engine.
【請求項2】 前記点火時期設定手段は、機関始動時の
冷却水温度及び吸入空気温度に応じて前記一定温度を決
定する、請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the ignition timing setting means determines the constant temperature in accordance with a cooling water temperature and an intake air temperature at engine startup.
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