JP2005120908A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
燃料カット運転から空燃比フィードバック制御への移行時において、三元触媒に吸蔵されている酸素量が所定の適正値になるまで、目標空燃比をリッチ側に設定する燃料噴射制御装置が下記特許文献1に記載されている。
燃料カット運転復帰時におけるリッチ制御実行中はストイキ制御時と比較してエンジントルクが増大する。その後、触媒の吸蔵酸素量が所定の適正値まで減少し、リッチ制御からストイキ制御に移行される場合、エンジントルクの低下によるトルクショックが発生する虞がある。 During rich control execution at the time of fuel cut operation return, engine torque increases compared to during stoichiometric control. Thereafter, when the amount of oxygen stored in the catalyst is reduced to a predetermined appropriate value and the shift is made from rich control to stoichiometric control, there is a possibility that a torque shock due to a decrease in engine torque may occur.
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、燃料カット運転復帰時におけるリッチ制御からストイキ制御に移行するときのトルクショックを低減することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a control device for an internal combustion engine that can reduce torque shock when shifting from rich control to stoichiometric control at the time of return from fuel cut operation. For the purpose.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、所定の燃料供給停止条件が満足された場合に、内燃機関に対する燃料供給を停止させると共に、燃料停止運転からの復帰時に、空燃比をリッチに制御する内燃機関の制御装置において、リッチ制御時に内燃機関の出力トルクを低減するトルク制御手段を備えることを特徴とする。 The internal combustion engine control apparatus according to the present invention stops the fuel supply to the internal combustion engine when a predetermined fuel supply stop condition is satisfied, and controls the air-fuel ratio to be rich when returning from the fuel stop operation. The engine control device is characterized by comprising torque control means for reducing the output torque of the internal combustion engine during rich control.
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、燃料停止運転からの復帰時におけるリッチ制御中に、内燃機関の出力トルクがトルク低減手段により低減され、空燃比のリッチ化による出力トルクの増大が抑制される。そのため、ストイキ制御移行時におけるトルク段差を縮小することができる。 According to the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the output torque of the internal combustion engine is reduced by the torque reduction means during the rich control at the time of return from the fuel stop operation, and the increase of the output torque due to the enrichment of the air-fuel ratio is prevented. It is suppressed. Therefore, it is possible to reduce the torque step at the time of shifting to stoichiometric control.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、トルク制御手段がリッチ制御時に空燃比のリッチ度合に応じて内燃機関の点火時期を遅角側に制御する点火時期制御手段を有することが好ましい。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention preferably includes an ignition timing control means for controlling the ignition timing of the internal combustion engine to the retard side according to the richness of the air-fuel ratio during the rich control.
この場合、燃料停止運転からの復帰時におけるリッチ制御中に、点火時期が遅角制御されることにより、内燃機関の出力トルクが低減される。 In this case, the output torque of the internal combustion engine is reduced by retarding the ignition timing during the rich control when returning from the fuel stop operation.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、トルク制御手段がリッチ制御時に空燃比のリッチ度合に応じて内燃機関に吸入される空気量を減少させる吸気量調節手段を有することが好ましい。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention preferably includes an intake air amount adjusting means for reducing the amount of air taken into the internal combustion engine in accordance with the richness of the air-fuel ratio when the torque control means is in rich control.
この場合、燃料停止運転からの復帰時におけるリッチ制御中に、内燃機関に吸入される空気量が減少されることにより、内燃機関の出力トルクが低減される。 In this case, the output torque of the internal combustion engine is reduced by reducing the amount of air sucked into the internal combustion engine during the rich control when returning from the fuel stop operation.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、トルク制御手段が、リッチ制御時に空燃比のリッチ度合に応じて内燃機関に吸入される空気量を減少させる吸気量調節手段と、リッチ制御時に空気量が減少されるときの応答遅れに対応して点火時期を遅角側に制御する点火時期制御手段とを有することが好ましい。 In the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the torque control means includes an intake air amount adjusting means for reducing the amount of air sucked into the internal combustion engine in accordance with the richness of the air-fuel ratio during the rich control, and the air amount during the rich control. It is preferable to have ignition timing control means for controlling the ignition timing to the retard side in response to the response delay when it is decreased.
内燃機関に吸入される空気量が吸気量調節手段により減少される場合、吸入空気量は応答遅れを伴って変化する。そのため、内燃機関の出力トルクも応答遅れを伴って低減される。本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、空気量の応答遅れに対応して点火時期が遅角側に制御されるので、応答性に優れる点火制御により吸入空気量の応答遅れ、即ち出力トルクの応答遅れを補うことができる。そのため、応答性良く空燃比のリッチ化による出力トルクの増大を抑制することが可能になる。 When the amount of air sucked into the internal combustion engine is reduced by the intake air amount adjusting means, the intake air amount changes with a response delay. Therefore, the output torque of the internal combustion engine is also reduced with a response delay. According to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the ignition timing is controlled to the retard side in response to the response delay of the air amount. Therefore, the response delay of the intake air amount, that is, the output by the ignition control having excellent responsiveness. Torque response delay can be compensated. Therefore, it is possible to suppress an increase in output torque due to enrichment of the air-fuel ratio with good responsiveness.
本発明によれば、燃料停止運転からの復帰時におけるリッチ制御中に、内燃機関の出力トルクが低減され、空燃比のリッチ化による出力トルクの増大が抑制される。そのため、リッチ制御からストイキ制御に移行するときのトルクショックを低減することができる。 According to the present invention, the output torque of the internal combustion engine is reduced during the rich control at the time of return from the fuel stop operation, and the increase in the output torque due to the rich air-fuel ratio is suppressed. Therefore, torque shock when shifting from rich control to stoichiometric control can be reduced.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the figure, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts.
まず、本実施形態に係る制御装置の構成について、図1を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係る制御装置を備える内燃機関の構成図である。 First, the configuration of the control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of an internal combustion engine including a control device according to the present embodiment.
本実施形態の制御装置は、内燃機関であるエンジン1を制御するものである。エンジン1は、多気筒エンジンであるが、ここではそのうちの一気筒のみを断面図として示す。エンジン1は、図1に示されるように、点火プラグ2によって各シリンダ3内の混合気に対して点火を行うことによって駆動力を発生する。エンジン1の燃焼に際して、外部から吸入された空気は吸気管4を通り、インジェクタ5から噴射された燃料と混合され、混合気としてシリンダ3内に吸入される。シリンダ3の内部と吸気管4との間は、吸気バルブ6によって開閉される。シリンダ3の内部で燃焼された混合気は、排気ガスとして排気管7に排気される。シリンダ3の内部と排気管7との間は、排気バルブ8によって開閉される。
The control apparatus of this embodiment controls the
吸気管4上には、シリンダ3内に吸入される吸入空気量を調節するスロットルバルブ9が配設されている。スロットルバルブ9には、その開度を検出するスロットルポジションセンサ10が接続されている。また、スロットルバルブ9は、スロットルモータ11と連結されており、スロットルモータ11の駆動力によって開閉される。スロットルバルブ9の近傍には、アクセルペダル16の操作量(アクセル開度)を検出するアクセルポジションセンサ12も配設されている。このように本実施形態では、スロットルバルブ9の開度が電子制御される電子制御スロットルバルブが採用されている。スロットルバルブ9は、吸気量調節手段として機能する。さらに、吸気管4上には、吸入空気量を検出するためのエアフロメータ13も取り付けられている。
A
エンジン1のクランクシャフト近傍には、クランクシャフトの位置を検出するクランクポジションセンサ14が取り付けられている。クランクポジションセンサ14の出力からは、シリンダ3内のピストン15の位置や、エンジン回転数を求めることができる。
A
また、排気管7上には、排気浄化触媒19が配設されている。排気浄化触媒は、排気管上に複数設けてもよい。例えば、四気筒のエンジンにおいて、二気筒の排気管が一つに集合された箇所に排気浄化触媒を一つ配置し、残りの二気筒の排気管が一つに集合された箇所にもう一つの排気浄化触媒を配置することもできる。本実施形態においては、各シリンダ3毎の排気管が一つに集合された箇所よりも下流側に一つの排気浄化触媒19が配設されている。
An
点火プラグ2、インジェクタ5、スロットルポジションセンサ10、スロットルモータ11、アクセルポジションセンサ12、エアフロメータ13、クランクポジションセンサ14やその他のセンサ類は、エンジン1を総合的に制御する電子制御装置(以下「ECU」という)18と接続されており、ECU18からの信号に基づいて制御され、あるいは、検出結果をECU18に対して送出している。排気管7上に配設された排気浄化触媒19の温度を測定する触媒温度センサ21もECU18に接続されている。
The spark plug 2, injector 5,
また、ECU18には、排気浄化触媒19の上流側に取り付けられた空燃比センサ25も接続されている。空燃比センサ25は、その取付位置における排気ガス中の酸素濃度から排気空燃比を検出する。空燃比センサ25としては、排気空燃比をオン−オフ的に検出するO2センサが用いられる。なお、空燃比センサ25として、排気空燃比をリニアに検出することのできるリニア空燃比センサを用いてもよい。また、空燃比センサ25は、所定の温度(活性化温度)以上とならなければ正確な空燃比の検出を行えないため、早期に活性化温度に昇温されるように、ECU18を介して供給される電力によって昇温される。
Further, an air-
さらに、ECU18は、インジェクタ5を駆動するインジェクタドライバ、スロットルモータ11を駆動するモータドライバ及び点火信号を出力する出力回路などを備えている。
Further, the ECU 18 includes an injector driver that drives the injector 5, a motor driver that drives the
ECU18は、その内部に演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するROM、演算結果などの各種データを記憶するRAM及びバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップRAM等を有している。 The ECU 18 has its stored contents held by a microprocessor that performs calculations therein, a ROM that stores programs for causing the microprocessor to execute various processes, a RAM that stores various data such as calculation results, and a battery. It has a backup RAM and the like.
そして、ECU18の内部には、所定の燃料カット条件が満足された場合にエンジン1に対する燃料供給を停止(カット)する燃料カット部18a、燃料カット運転からの復帰時に排気浄化触媒19の吸蔵酸素量に応じて混合気の空燃比をリッチに制御する空燃比制御部18b、及び、混合気に対する点火時期を制御する点火時期制御部18c等が構築されている。即ち、ECU18は、点火時期制御手段として機能する。また、ECU18及びスロットルバルブ9は、トルク制御手段として機能する。
The ECU 18 includes a
また、ECU18では、目標スロットル開度の演算、排気浄化触媒19に吸蔵されている酸素吸蔵量の演算等も実行される。
Further, the
ここで、排気浄化触媒19の酸素吸蔵作用について説明する。排気浄化触媒19は、コージェライトを主成分とするハニカム構造を有した三元触媒である。このハニカム構造体の表面にはアルミナ(Al2O3)やジルコニア(ZrO2)等のコート材からなる担体層が形成され、この担体層には白金−ロジウム(Pt−Rh)系の貴金属触媒物質が担持されている。
Here, the oxygen storage function of the
この排気浄化触媒19は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比のときに未燃成分(HC,CO)を酸化し、同時に窒素酸化物(NOx)を還元する機能を有する。また、排気浄化触媒19は、上記セリア等の成分を担持することにより、流入する排気ガス中の酸素分子を吸蔵(吸着、貯蔵)及び放出する性質(酸素吸蔵機能)を有していて、この酸素吸蔵機能により、空燃比が理論空燃比からある程度ずれても、HC,CO及びNOxを浄化することができる。すなわち、排気浄化触媒19は排気空燃比がリーンとなって流入する排気ガスに過剰の酸素及び窒素酸化物NOxが多量に含まれると、過剰な酸素を吸蔵すると共に窒素酸化物NOxから酸素を奪って(NOxを還元して)酸素を吸蔵し、これによりNOxを浄化する。また、排気浄化触媒19は、排気空燃比がリッチになって流入する排気ガスに炭化水素HCや一酸化炭素CO等の未燃成分が多量に含まれると、内部に吸蔵している酸素分子をこれらの未燃成分に与えて同未燃成分を酸化し、これによりCO,HCを浄化する。
The
したがって、排気浄化触媒19が酸素を吸蔵し得る限界まで酸素を吸蔵していると、排気空燃比がリーンとなったときに酸素を吸蔵することができないので、酸素吸蔵機能を利用したNOx浄化に寄与できなくなる。一方、排気浄化触媒19が酸素を放出しきっていて酸素を全く吸蔵していなければ排気空燃比がリッチとなったときに酸素を放出することができないので、酸素吸蔵機能を利用したHC,CO浄化に寄与できなくなる。このため、排気浄化触媒19に流入する排気ガスの空燃比が過渡的にリーン又はリッチとなった場合であっても、上述した浄化すべき成分を充分に浄化できるように、酸素吸蔵量を精度良く推定すると共に、酸素吸蔵量を所定の値に維持するように空燃比制御を行うことが望ましい。
Therefore, if the
次に、図2乃至図7を参照して本実施形態に係る制御装置の動作について説明する。まず、図2を参照して本実施形態に係る制御装置による点火遅角制御を用いたトルクダウン処理について説明する。ここで、図2は、点火遅角制御を用いたトルクダウン処理の処理手順を示すフローチャートである。このトルクダウン処理は、エンジン1の回転に同期して起動され、実行される。
Next, the operation of the control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, torque reduction processing using ignition retard control by the control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of torque reduction processing using ignition retardation control. This torque reduction process is started and executed in synchronization with the rotation of the
ステップS100では、燃料カット運転復帰後のリッチ制御が実行中であるか否かについての判断が行われる。ここで、燃料カット運転復帰時に排気浄化触媒19の吸蔵酸素量が所定値以上である場合には、吸蔵酸素量が所定値未満となるまで空燃比がリッチに制御される。
In step S100, it is determined whether or not the rich control after the fuel cut operation return is being executed. Here, when the stored oxygen amount of the
ステップS100が肯定された場合、即ち燃料カット運転復帰後のリッチ制御が実行中である場合には、ステップS102に処理が移行する。一方、ステップS100が否定された場合、即ちリッチ制御が行われていない場合には、ステップS104に処理が移行する。 When step S100 is affirmed, that is, when the rich control after returning from the fuel cut operation is being executed, the process proceeds to step S102. On the other hand, if step S100 is negative, that is, if rich control is not performed, the process proceeds to step S104.
ステップS102では、空燃比のリッチ化により増大するエンジントルクをストイキ制御時のエンジントルク相当まで低減するための点火時期遅角量ARTDFCが算出される。点火時期遅角量ARTDFCは、リッチ度合に点火時期遅角補正係数KARTDを積算することにより算出される。ここで、リッチ度合は、理論空燃比(ストイキ)と実空燃比との空燃比差に応じて求められる。なお、リッチ度合として、燃料を完全に燃焼するために必要な理論空気量に対する実際の供給空気量の割合である空気過剰率λの逆数を用いてもよい。点火時期遅角補正係数KARTDは、所定の定数である。なお、点火時期遅角補正係数KARTDは、エンジン回転数やエンジン負荷等に応じて設定してもよい。 In step S102, the ignition timing retard amount ARTDFC for reducing the engine torque that increases due to the rich air-fuel ratio to the engine torque equivalent to the stoichiometric control is calculated. The ignition timing retardation amount ARTDFC is calculated by adding the ignition timing retardation correction coefficient KARTD to the rich degree. Here, the richness is obtained according to the air-fuel ratio difference between the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric) and the actual air-fuel ratio. Note that the reciprocal of the excess air ratio λ, which is the ratio of the actual supply air amount to the theoretical air amount necessary for completely burning the fuel, may be used as the rich degree. The ignition timing retardation correction coefficient KARTD is a predetermined constant. The ignition timing retardation correction coefficient KARTD may be set according to the engine speed, the engine load, and the like.
一方、基本点火時期は、エンジン回転数、吸入空気量や空燃比等のエンジン運転状態に基づいて算出される。この基本点火時期に点火時期遅角量ARTDFCが加算されて目標点火時期が求められる。そして、求められた目標点火時期に応じたタイミングでシリンダ3内の混合気に点火が行われる。その後、処理から一旦抜ける。 On the other hand, the basic ignition timing is calculated based on engine operating conditions such as engine speed, intake air amount, air-fuel ratio, and the like. The target ignition timing is obtained by adding the ignition timing retard amount ARTDFC to the basic ignition timing. Then, the air-fuel mixture in the cylinder 3 is ignited at a timing corresponding to the determined target ignition timing. Thereafter, the process is temporarily exited.
ステップS100が否定された場合、即ちリッチ制御が行われていない場合には、ステップS104において、点火時期遅角量ARTDFCが0に設定(リセット)される。そのため、エンジン運転状態に基づいて算出された基本点火時期が目標点火時期として設定される。そして、点火時期の遅角が行われることなく、基本点火時期と等しい目標点火時期に応じたタイミングでシリンダ3内の混合気に点火が行われる。その後、処理から一旦抜ける。 If step S100 is negative, that is, if rich control is not being performed, the ignition timing retard amount ARTDFC is set to 0 (reset) in step S104. Therefore, the basic ignition timing calculated based on the engine operating state is set as the target ignition timing. Then, the air-fuel mixture in the cylinder 3 is ignited at a timing according to the target ignition timing equal to the basic ignition timing without delaying the ignition timing. Thereafter, the process is temporarily exited.
図3に、点火遅角制御を用いたトルクダウン処理における(a)空燃比、(b)点火時期、(c)エンジントルクの変化を示す。 FIG. 3 shows changes in (a) air-fuel ratio, (b) ignition timing, and (c) engine torque in torque reduction processing using ignition retard control.
図3(a)に示されるように、燃料カット運転中の空燃比は極リーンを示す。燃料カット運転中は、排気浄化触媒19が極リーンの雰囲気に曝されるため、排気浄化触媒19に吸蔵される酸素量が増大する。また、燃料カット運転中には排気浄化触媒19に吸蔵される酸素量が算出される。吸蔵酸素量は、排出空気量及び酸素濃度に基づいて算出される。ただし、燃料カット運転中は排気ガスが空気になるため、酸素濃度は、空気中に占める酸素割合(約20%)に一致する。
As shown in FIG. 3A, the air-fuel ratio during the fuel cut operation is extremely lean. During the fuel cut operation, since the
燃料カット運転復帰後、排気浄化触媒19の吸蔵酸素量が所定値以上である場合には、吸蔵酸素量が上記所定値未満となるまで空燃比がリッチに制御される。このとき、図3(b)に示されるように、空燃比のリッチ度合に応じて点火時期が遅角される。
When the stored oxygen amount of the
図3(c)の一点鎖線は、空燃比のリッチ制御中に点火時期の遅角が行われなかった場合のエンジントルクの変化を示す。図3(c)の一点鎖線で示されるように、点火時期の遅角制御が行われない場合には、空燃比のリッチ化によりエンジントルクが増大する。 A dashed line in FIG. 3C shows a change in engine torque when the ignition timing is not retarded during the rich control of the air-fuel ratio. As indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 3C, when the ignition timing retarding control is not performed, the engine torque increases due to the rich air-fuel ratio.
一方、図3(c)の実線は、点火時期の遅角が行われた場合のエンジントルクの変化を示す。図3(c)の実線で示されるように、点火時期が遅角制御されることにより、空燃比がリッチに制御されているときにおいても、エンジン1の出力トルクがストイキ制御時の出力トルク相当まで低減される。
On the other hand, the solid line in FIG. 3C shows the change in engine torque when the ignition timing is retarded. As shown by the solid line in FIG. 3C, the output torque of the
このように、本制御装置によれば、燃料カット運転復帰後のリッチ制御中に、点火時期が遅角制御されることにより、エンジン1の出力トルクが低減され、空燃比のリッチ化による出力トルクの増大が抑制される。そのため、ストイキ制御移行時におけるトルク段差が縮小され、トルクショックが低減される。
Thus, according to the present control device, the ignition timing is retarded during the rich control after the fuel cut operation is resumed, so that the output torque of the
また、点火時期制御は応答性に優れるので、空燃比のリッチ化による出力トルクの増大を応答性良く抑制することができる。 Further, since the ignition timing control is excellent in responsiveness, an increase in output torque due to the rich air-fuel ratio can be suppressed with good responsiveness.
次に、図4及び図5を参照して本実施形態に係る制御装置による吸入空気量制御を用いたトルクダウン処理について説明する。ここで、図4は、吸入空気量制御を用いたトルクダウン処理の処理手順を示すフローチャートである。このトルクダウン処理は、エンジン1の回転に同期して起動され、実行される。
Next, torque reduction processing using intake air amount control by the control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Here, FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of torque reduction processing using intake air amount control. This torque reduction process is started and executed in synchronization with the rotation of the
ステップS200では燃料カット運転復帰後のリッチ制御が実行中であるか否かについての判断が行われる。ここで、燃料カット運転復帰時に排気浄化触媒19の吸蔵酸素量が所定値以上である場合には、吸蔵酸素量が所定値未満となるまで空燃比がリッチ側に制御される。
In step S200, it is determined whether or not the rich control after the fuel cut operation return is being executed. Here, when the stored oxygen amount of the
ステップS200が肯定された場合、即ち燃料カット運転復帰後のリッチ制御が実行中である場合には、ステップS202に処理が移行する。一方、ステップS200が否定された場合、即ちリッチ制御が行われていない場合には、ステップS204に処理が移行する。 When step S200 is affirmed, that is, when the rich control after the fuel cut operation return is being executed, the process proceeds to step S202. On the other hand, if step S200 is negative, that is, if rich control is not performed, the process proceeds to step S204.
ステップS202では、空燃比のリッチ化により増大するエンジントルクをストイキ制御時のエンジントルク相当まで低減するためのスロットルバルブ9の閉弁量TARTDFCが算出される。スロットルバルブ閉弁量TARTDFCは、リッチ度合にスロットルバルブ閉弁補正係数KTARTDが積算されることにより算出される。ここで、リッチ度合は、理論空燃比(ストイキ)と実空燃比との空燃比差に応じて求められる。なお、リッチ度合として、燃料を完全に燃焼するために必要な理論空気量に対する実際の供給空気量の割合である空気過剰率λの逆数を用いてもよい。スロットルバルブ閉弁補正係数KTARTDは、所定の定数である。なお、スロットルバルブ閉弁補正係数KTARTDは、エンジン回転数やエンジン負荷等に応じて設定してもよい。
In step S202, a valve closing amount TARTDFC of the
一方、基本スロットルバルブ開度は、アクセル開度等の運転状態に基づいて算出される。この基本スロットルバルブ開度からスロットルバルブ閉弁量TARTDFCが減算されて目標スロットルバルブ開度が求められる。そして、求められた目標スロットルバルブ開度と実スロットルバルブ開度とが一致するようにスロットルモータ11が駆動される。このように、スロットルバルブ9がスロットルバルブ閉弁量TARTDFCに応じて閉弁されることによりエンジン1に吸入される空気量が減少される。その後、処理から一旦抜ける。
On the other hand, the basic throttle valve opening is calculated based on the operating state such as the accelerator opening. The throttle valve closing amount TARTDFC is subtracted from the basic throttle valve opening to obtain the target throttle valve opening. Then, the
ステップS200が否定された場合、即ちリッチ制御が行われていない場合には、ステップS204において、スロットルバルブ閉弁量TARTDFCが0に設定(リセット)される。そのため、アクセル開度等の運転状態に基づいて算出された基本スロットルバルブ開度が目標スロットルバルブ開度として設定される。そして、スロットルバルブ9の閉弁制御が行われることなく、基本スロットルバルブ開度と等しい目標スロットルバルブ開度に応じてスロットルバルブ9が開弁される。その後、処理から一旦抜ける。
If step S200 is negative, that is, if rich control is not being performed, the throttle valve closing amount TARTDFC is set to 0 (reset) in step S204. Therefore, the basic throttle valve opening calculated based on the operating state such as the accelerator opening is set as the target throttle valve opening. The
図5に、吸入空気量制御を用いたトルクダウン処理における(a)空燃比、(b)吸入空気量、(c)エンジントルクの変化を示す。 FIG. 5 shows changes in (a) air-fuel ratio, (b) intake air amount, and (c) engine torque in torque reduction processing using intake air amount control.
図5(a)に示されるように、燃料カット運転中の空燃比は極リーンを示す。燃料カット運転中は、排気浄化触媒19が極リーンの雰囲気に曝されるため、排気浄化触媒19に吸蔵される酸素量が増大する。また、燃料カット運転中には排気浄化触媒19に吸蔵される酸素量が算出される。
As shown in FIG. 5A, the air-fuel ratio during the fuel cut operation is extremely lean. During the fuel cut operation, since the
燃料カット運転復帰後、排気浄化触媒19の吸蔵酸素量が所定値以上である場合には、吸蔵酸素量が上記所定値未満となるまで空燃比がリッチに制御される。このとき、図5(b)に示されるように、空燃比のリッチ度合に応じてスロットルバルブ9が閉弁され、エンジン1に吸入される空気量が減少される。
When the stored oxygen amount of the
図5(c)の一点鎖線は、空燃比のリッチ制御中にスロットルバルブ9の閉弁制御が行われなかった場合のエンジントルクの変化を示す。図5(c)の一点鎖線で示されるように、スロットルバルブ9の閉弁制御が行われない場合には、空燃比のリッチ化によりエンジントルクが増大する。
An alternate long and short dash line in FIG. 5C shows a change in engine torque when the valve closing control of the
一方、図5(c)の実線は、スロットルバルブ9の閉弁制御が行われた場合のエンジントルクの変化を示す。図5(c)の実線で示されるように、スロットルバルブ9が閉弁制御されることにより、空燃比がリッチに制御されているときにおいても、エンジン1の出力トルクがストイキ制御時の出力トルク相当まで低減される。
On the other hand, the solid line in FIG. 5C shows the change in engine torque when the closing control of the
このように、本制御装置によれば、燃料カット運転復帰後のリッチ制御中に、スロットルバルブ9が閉弁制御されることにより、エンジン1の出力トルクが低減され、空燃比のリッチ化による出力トルクの増大が抑制される。そのため、ストイキ制御移行時におけるトルク段差が縮小され、トルクショックが低減される。
Thus, according to the present control device, the
また、スロットルバルブ開度を閉弁制御して吸入空気量を減少させることによりエンジントルクを低減させる場合には、燃費や燃焼状態の悪化を生じさせることなくリッチ化による出力トルクの増大を抑制することができる。 In addition, when the engine torque is reduced by closing the throttle valve opening to reduce the intake air amount, the increase in output torque due to enrichment is suppressed without causing deterioration in fuel consumption or combustion state. be able to.
なお、スロットルバルブ9に代えて、ISC(Idle Speed Control:アイドル回転数制御装置)を用いて吸入空気量の調節を行う構成としてもよい。この場合には、ISCを構成するバルブの開度を閉弁するように制御が行われ、吸入空気量が減少される。
Note that the intake air amount may be adjusted using an ISC (Idle Speed Control) instead of the
次に、図6及び図7を参照して本実施形態に係る制御装置による点火遅角制御及び吸入空気量制御を用いたトルクダウン処理について説明する。ここで、図6は、点火遅角制御及び吸入空気量制御を用いたトルクダウン処理の処理手順を示すフローチャートである。このトルクダウン処理は、エンジン1の回転に同期して起動され、実行される。
Next, torque reduction processing using ignition retard control and intake air amount control by the control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of torque reduction processing using ignition retard control and intake air amount control. This torque reduction process is started and executed in synchronization with the rotation of the
ステップS300では燃料カット運転復帰後のリッチ制御が実行中であるか否かについての判断が行われる。ここで、燃料カット運転復帰時に排気浄化触媒19の吸蔵酸素量が所定値以上である場合には、吸蔵酸素量が所定値未満となるまで空燃比がリッチ側に制御される。
In step S300, it is determined whether or not the rich control after the fuel cut operation return is being executed. Here, when the stored oxygen amount of the
ステップS300が肯定された場合、即ち燃料カット運転復帰後のリッチ制御が実行中である場合には、ステップS302に処理が移行する。一方、ステップS300が否定された場合、即ちリッチ制御が行われていない場合には、ステップS326に処理が移行する。 When step S300 is affirmed, that is, when the rich control after the return to the fuel cut operation is being executed, the process proceeds to step S302. On the other hand, if step S300 is negative, that is, if rich control is not performed, the process proceeds to step S326.
ステップS302では、リッチ制御開始後所定時間経過したか否かについての判断が行われる。ここで、リッチ制御開始後所定時間経過していない場合には、ステップS304に処理が移行する。一方、所定時間経過している場合には、ステップS306に処理が移行する。 In step S302, a determination is made as to whether a predetermined time has elapsed after the start of rich control. If the predetermined time has not elapsed since the start of rich control, the process proceeds to step S304. On the other hand, if the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S306.
ステップS302が否定された場合、すなわちリッチ制御開始後所定時間経過していない場合には、ステップS304において、空燃比のリッチ化により増大するエンジントルクをストイキ制御時のエンジントルク相当まで低減するためのスロットルバルブ9の閉弁量TARTDFCが算出される。スロットルバルブ閉弁量TARTDFCの算出方法は、上記ステップS202と同一又は同等であるので、ここでは説明を省略する。
If step S302 is negative, that is, if a predetermined time has not elapsed since the start of the rich control, in step S304, the engine torque that increases due to the rich air-fuel ratio is reduced to the engine torque equivalent to the stoichiometric control. A valve closing amount TARTDFC of the
一方、基本スロットルバルブ開度は、アクセル開度等の運転状態に基づいて算出される。この基本スロットルバルブ開度からスロットルバルブ閉弁量TARTDFCが減算されて目標スロットルバルブ開度が求められる。そして、求められた目標スロットルバルブ開度と実スロットルバルブ開度とが一致するようにスロットルモータ11が駆動される。このように、スロットルバルブ9がスロットルバルブ閉弁量TARTDFCに応じて閉弁されることによりエンジン1に吸入される空気量が減少される。その後、ステップS312に処理が進む。
On the other hand, the basic throttle valve opening is calculated based on the operating state such as the accelerator opening. The throttle valve closing amount TARTDFC is subtracted from the basic throttle valve opening to obtain the target throttle valve opening. Then, the
ステップS302が肯定された場合、すなわちリッチ制御開始後所定時間経過している場合には、ステップS306において、スロットルバルブ9の閉弁量TARTDFCが算出される。ここでは、リッチ度合から所定値を減算した値にスロットルバルブ閉弁補正係数KTARTDが積算されることによりスロットルバルブ閉弁量TARTDFCが算出される。その他については上記ステップS202と同一又は同等であるので、ここでは説明を省略する。
If step S302 is affirmed, that is, if a predetermined time has elapsed after the start of rich control, the valve closing amount TARTDFC of the
続いてステップS308及びS310において閉弁量TARTDFCのリミットチェックが行われる。ステップS308では、ステップS306で算出されたスロットルバルブ閉弁量TARTDFCが0より小さいか否かについての判断が行われる。ここで、スロットルバルブ閉弁量TARTDFCが0より小さい場合には、ステップS310においてスロットルバルブ閉弁量TARTDFCに0が設定される。一方、スロットルバルブ閉弁量TARTDFCが0以上の場合にはステップS306において算出されたスロットルバルブ閉弁量TARTDFCが維持される。 Subsequently, a limit check of the valve closing amount TARTDFC is performed in steps S308 and S310. In step S308, a determination is made as to whether or not the throttle valve closing amount TARTDFC calculated in step S306 is smaller than zero. If the throttle valve closing amount TARTDFC is smaller than 0, the throttle valve closing amount TARTDFC is set to 0 in step S310. On the other hand, when the throttle valve closing amount TARTDFC is 0 or more, the throttle valve closing amount TARTDFC calculated in step S306 is maintained.
そして、基本スロットルバルブ開度からスロットルバルブ閉弁量TARTDFCが減算されて目標スロットルバルブ開度が求められ、目標スロットルバルブ開度と実スロットルバルブ開度とが一致するようにスロットルモータ11が駆動される。その後、ステップS312に処理が進む。
Then, the target throttle valve opening is obtained by subtracting the throttle valve closing amount TARTDFC from the basic throttle valve opening, and the
ステップS312では、本ステップの前回実行時は燃料カット運転中であり且つ今回実行時は燃料カット運転復帰後であるか否かについて、即ち燃料カット運転復帰後において初めて本ステップを通るか否かについての判断が行われる。ここで、ステップS312が肯定された場合には、ステップS314に処理が移行する。一方、ステップS312が否定された場合には、ステップS316に処理が移行する。 In step S312, whether the previous execution of this step is in the fuel cut operation and whether the current execution is after the return of the fuel cut operation, that is, whether or not to pass this step for the first time after the return of the fuel cut operation. Judgment is made. If step S312 is affirmed, the process proceeds to step S314. On the other hand, if step S312 is negative, the process proceeds to step S316.
ステップS314では、空燃比のリッチ度合に応じて点火時期遅角量ARTDFCの初期値が算出される。この点火時期遅角量ARTDFCの算出方法は、上記ステップS102と同一又は同等であるので、ここでは説明を省略する。この点火時期遅角量ARTDFCがエンジン運転状態に基づいて算出された基本点火時期に加算されて目標点火時期が求められる。そして、求められた目標点火時期に応じたタイミングでシリンダ3内の混合気に点火が行われる。その後、処理から一旦抜ける。 In step S314, the initial value of the ignition timing retardation amount ARTDFC is calculated according to the richness of the air-fuel ratio. Since the method for calculating the ignition timing retard amount ARTDFC is the same as or equivalent to that in step S102, the description thereof is omitted here. This ignition timing retardation amount ARTDFC is added to the basic ignition timing calculated based on the engine operating state to obtain the target ignition timing. Then, the air-fuel mixture in the cylinder 3 is ignited at a timing corresponding to the determined target ignition timing. Thereafter, the process is temporarily exited.
ステップS312が否定された場合、ステップS316において、燃料カット運転復帰後所定時間経過したか否かについての判断が行われる。ここで、所定時間は、吸入空気量の応答遅れに対応して決定される所定の定数である。吸入空気量の応答遅れはエンジン1の運転状態により変動するため、上記所定時間は、エンジン回転数やエンジン負荷等に応じて設定してもよい。ステップS316が否定された場合、即ち燃料カット運転復帰後所定時間経過していない場合には、ステップS318に処理が移行する。一方、ステップS316が肯定された場合、即ち燃料カット運転復帰後所定時間経過した場合には、ステップS320に処理が移行する。
If step S312 is negative, a determination is made in step S316 as to whether or not a predetermined time has elapsed after returning from the fuel cut operation. Here, the predetermined time is a predetermined constant determined in accordance with the response delay of the intake air amount. Since the response delay of the intake air amount varies depending on the operating state of the
ステップS318では、ステップS314で設定された点火時期遅角量ARTDFCの初期値が、点火時期遅角量の今回値ARTDFCiとして設定される。この点火時期遅角量ARTDFCiがエンジン運転状態に基づいて算出された基本点火時期に加算されて目標点火時期が求められる。そして、求められた目標点火時期に応じたタイミングでシリンダ3内の混合気に点火が行われる。その後、処理から一旦抜ける。 In step S318, the initial value of the ignition timing retardation amount ARTDFC set in step S314 is set as the current value ARTDFC i of the ignition timing retardation amount. This ignition timing retard amount ARTDFFC i is added to the basic ignition timing calculated based on the engine operating state to obtain the target ignition timing. Then, the air-fuel mixture in the cylinder 3 is ignited at a timing corresponding to the determined target ignition timing. Thereafter, the process is temporarily exited.
ステップS320では、点火時期遅角量の前回値ARTDFCi−1から所定値ARTDFCDECを減算した値が、点火時期遅角量の今回値ARTDFCiとして設定される。ここで、所定値ARTDFCDECは、所定の定数(例えば、1deg/1回転)である。なお、所定値ARTDFCDECは、エンジン回転数やエンジン負荷等に応じて設定してもよい。本処理が実行される毎に所定値ARTDFCDECが減算されることにより、遅角量が徐々に減少され、点火時期が基本点火時期に徐々に近づけられる。 In step S320, a value obtained by subtracting the predetermined value ARTDFCDEC from the previous value ARTDFC i-1 of the ignition timing retardation amount is set as the current value ARTDFC i of the ignition timing retardation amount. Here, the predetermined value ARTDFCDEC is a predetermined constant (for example, 1 deg / 1 rotation). The predetermined value ARTDFCDEC may be set according to the engine speed, engine load, and the like. By subtracting the predetermined value ARTDFCDEC every time this process is executed, the retard amount is gradually reduced, and the ignition timing is gradually brought closer to the basic ignition timing.
続いてステップS322及びS324において点火時期遅角量ARTDFCiのリミットチェックが行われる。ステップS322では、ステップS320で算出された点火時期遅角量ARTDFCiが0より小さいか否かについての判断が行われる。ここで、点火時期遅角量ARTDFCiが0より小さい場合には、ステップS324において点火時期遅角量ARTDFCiが0に設定される。一方、点火時期遅角量ARTDFCiが0以上の場合にはステップS320において算出された点火時期遅角量ARTDFCiが維持される。すなわち、点火時期遅角量の今回値ARTDFCiが0となった時点で、所定値ARTDFCDECの減算が終了される。 Subsequently, in steps S322 and S324, a limit check of the ignition timing retard amount ARTDFFC i is performed. In step S322, a determination is made as to whether or not the ignition timing retard amount ARTDFFC i calculated in step S320 is smaller than zero. Here, if the ignition timing retard amount ARTDFC i is smaller than 0, the ignition timing retard amount ARTDFFC i is set to 0 in step S324. On the other hand, the calculated ignition timing retard quantity ARTDFC i is maintained in step S320 if the ignition timing retard quantity ARTDFC i is zero or more. That is, when the current value ARTDFFC i of the ignition timing retardation amount becomes 0, the subtraction of the predetermined value ARTDFCDEC is completed.
このように設定された点火時期遅角量ARTDFCiがエンジン運転状態に基づいて算出された基本点火時期に加算されて目標点火時期が求められる。そして、求められた目標点火時期に応じたタイミングでシリンダ3内の混合気に点火が行われる。その後、処理から一旦抜ける。 The ignition timing retard amount ARTDFFC i set in this way is added to the basic ignition timing calculated based on the engine operating state to obtain the target ignition timing. Then, the air-fuel mixture in the cylinder 3 is ignited at a timing corresponding to the determined target ignition timing. Thereafter, the process is temporarily exited.
ステップS300が否定された場合、即ちリッチ制御が行われていない場合には、ステップS326において、スロットルバルブ閉弁量TARTDFCが0に設定(リセット)される。そのため、アクセル開度等の運転状態に基づいて算出された基本スロットルバルブ開度が目標スロットルバルブ開度として設定される。そして、スロットルバルブ9の閉弁制御が行われることなく、基本スロットルバルブ開度と等しい目標スロットルバルブ開度に応じてスロットルバルブ9が開弁される。
If step S300 is negative, that is, if rich control is not being performed, the throttle valve closing amount TARTDFC is set to 0 (reset) in step S326. Therefore, the basic throttle valve opening calculated based on the operating state such as the accelerator opening is set as the target throttle valve opening. The
続いて、ステップS328において、点火時期遅角量ARTDFCが0に設定(リセット)される。そのため、エンジン運転状態に基づいて算出された基本点火時期が目標点火時期として設定される。そして、点火時期の遅角が行われることなく、基本点火時期と等しい目標点火時期に応じたタイミングでシリンダ3内の混合気に点火が行われる。その後、処理から一旦抜ける。 Subsequently, in step S328, the ignition timing retardation amount ARTDFC is set to 0 (reset). Therefore, the basic ignition timing calculated based on the engine operating state is set as the target ignition timing. Then, the air-fuel mixture in the cylinder 3 is ignited at a timing according to the target ignition timing equal to the basic ignition timing without delaying the ignition timing. Thereafter, the process is temporarily exited.
図7に、点火遅角制御及び吸入空気量制御を用いたトルクダウン制御における(a)空燃比、(b)吸入空気量、(c)点火時期、(c)エンジントルクの変化を示す。 FIG. 7 shows changes in (a) air-fuel ratio, (b) intake air amount, (c) ignition timing, and (c) engine torque in torque down control using ignition retard control and intake air amount control.
図7(a)に示されるように、燃料カット運転中の空燃比は極リーンを示す。燃料カット運転中は、排気浄化触媒19が極リーンの雰囲気に曝されるため、排気浄化触媒19に吸蔵される酸素量が増大する。また、燃料カット運転中には排気浄化触媒19に吸蔵される酸素量が算出される。
As shown in FIG. 7A, the air-fuel ratio during the fuel cut operation is extremely lean. During the fuel cut operation, since the
燃料カット運転復帰後、排気浄化触媒19の吸蔵酸素量が所定値以上である場合には、吸蔵酸素量が上記所定値未満となるまで空燃比がリッチに制御される。このとき、図7(b)に示されるように、空燃比のリッチ度合に応じてスロットルバルブ9が閉弁され、エンジン1に吸入される空気量が減少される。ここで、実線は、スロットルバルブ開度の変化を示す。また、一点鎖線は、吸入空気量の変化を示す。スロットルバルブ開度が閉弁側に駆動された場合、吸入空気量は、図7(b)の一点鎖線で示されるように、遅れて減少する。そのため、エンジン1の出力トルクも応答遅れを伴って低減される。
When the stored oxygen amount of the
なお、閉弁側に駆動されているスロットルバルブ9をもどす場合には、吸入空気量の応答遅れを考慮して開弁動作が行われる。
When returning the
吸入空気量の応答遅れ、即ち出力トルクの応答遅れを補うように点火時期が遅角される。図7(c)に点火時期の変化の様子を示す。 The ignition timing is retarded so as to compensate for the response delay of the intake air amount, that is, the response delay of the output torque. FIG. 7C shows how the ignition timing changes.
図7(d)の一点鎖線は、空燃比のリッチ制御中にスロットルバルブ9の閉弁制御及び点火遅角制御が行われなかった場合のエンジントルクの変化を示す。図7(d)の一点鎖線で示されるように、スロットルバルブ9の閉弁制御及び点火遅角制御が行われない場合には、空燃比のリッチ化によりエンジントルクが増大する。
The dashed line in FIG. 7 (d) shows the change in engine torque when the valve closing control and the ignition retardation control of the
一方、図7(d)の実線は、スロットルバルブ9の閉弁制御及び点火遅角制御が行われた場合のエンジントルクの変化を示す。図7(d)の実線で示されるように、スロットルバルブ9が閉弁制御され、点火時期が遅角されることにより、空燃比がリッチに制御されているときにおいても、エンジン1の出力トルクがストイキ制御時の出力トルク相当まで低減される。
On the other hand, the solid line in FIG. 7D shows changes in engine torque when the valve closing control and the ignition retardation control of the
このように、本制御装置によれば、燃料カット運転復帰後のリッチ制御中に、スロットルバルブ9が閉弁制御されると共に点火時期が遅角制御されることにより、エンジン1の出力トルクが低減され、空燃比のリッチ化による出力トルクの増大が抑制される。そのため、ストイキ制御移行時におけるトルク段差が縮小され、トルクショックが低減される。
Thus, according to the present control device, the output torque of the
また、スロットルバルブ9の閉弁制御による吸入空気量調節と点火遅角制御とを併用することにより、燃費や燃焼状態の悪化を生じさせることなく、リッチ化による出力トルクの増大を応答性良く抑制することができる。 In addition, by using both intake air amount adjustment by throttle valve closing control and ignition retard control, the increase in output torque due to enrichment is suppressed with good responsiveness without causing deterioration in fuel consumption or combustion state. can do.
上記実施例では、空燃比のリッチ度合に応じてスロットルバルブ9を閉弁し、吸入空気量を減少させると共に、吸入空気量の応答遅れ、即ち出力トルクの応答遅れを補うように点火時期を遅角制御した。本発明は、上記実施例に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、空気量制御及び点火遅角制御それぞれを独立して実行してもよい。すなわち、空燃比のリッチ度合に応じてスロットルバルブ9を閉弁し、吸入空気量を減少させると共に、空燃比のリッチ度合に応じて点火時期を遅角させてもよい。
In the above embodiment, the
この場合にも、燃料カット運転復帰後のリッチ制御中にエンジン1の出力トルクが低減され、空燃比のリッチ化による出力トルクの増大が抑制される。そのため、ストイキ制御移行時におけるトルク段差が縮小され、トルクショックが低減される。
Also in this case, the output torque of the
1…エンジン、2…点火プラグ、3…シリンダ、4…吸気管、5…インジェクタ、7…排気管、9…スロットルバルブ、18…ECU、18a…燃料カット部、18b…空燃比制御部、18c…点火時期制御部、19…排気浄化触媒、25…空燃比センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記リッチ制御時に前記内燃機関の出力トルクを低減するトルク制御手段を備える、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine that stops fuel supply to the internal combustion engine when a predetermined fuel supply stop condition is satisfied, and controls the air-fuel ratio richly at the time of return from the fuel stop operation,
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising torque control means for reducing an output torque of the internal combustion engine during the rich control.
The torque control means includes an intake air amount adjusting means for reducing the amount of air taken into the internal combustion engine according to the richness of the air-fuel ratio during the rich control, and a response when the air amount is reduced during the rich control. 2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising ignition timing control means for controlling the ignition timing to the retard side in response to the delay.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003356580A JP2005120908A (en) | 2003-10-16 | 2003-10-16 | Control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003356580A JP2005120908A (en) | 2003-10-16 | 2003-10-16 | Control device for internal combustion engine |
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ID=34613785
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8251042B2 (en) | 2007-03-19 | 2012-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control unit and control method for torque-demand-type internal combustion engine |
-
2003
- 2003-10-16 JP JP2003356580A patent/JP2005120908A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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