JP2006194115A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、減速時のフューエルカット実行中に排気ガスを還流させる内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control apparatus, and more particularly to an internal combustion engine control apparatus suitable as an apparatus for controlling an internal combustion engine that recirculates exhaust gas during execution of fuel cut during deceleration.
従来、例えば特許文献1には、スロットル開度と車速に基づいて、内燃機関の過渡運転状態、すなわち、急加速、緩加速、急減速、および緩減速を判定し、それぞれの状態に応じて、吸入空気量を適切に制御する技術が開示されている。より具体的には、この技術は、急加速時と判定された場合に、吸気管内圧力可変手段(過給機)により吸入空気量を増大させるとともに、バルブタイミング可変手段をも用いることとして、当該バルブタイミング可変手段により吸気弁閉じ時期を制御して吸入空気量を増大させることで空気吸入の応答遅れを補うことができるように構成されている。 Conventionally, for example, in Patent Document 1, a transient operation state of an internal combustion engine, that is, rapid acceleration, slow acceleration, sudden deceleration, and slow deceleration is determined based on the throttle opening and the vehicle speed, and according to each state, A technique for appropriately controlling the amount of intake air is disclosed. More specifically, this technique increases the intake air amount by the intake pipe pressure variable means (supercharger) and also uses the valve timing variable means when it is determined that the engine is suddenly accelerated. By controlling the intake valve closing timing by the valve timing variable means to increase the intake air amount, the response delay of the air intake can be compensated.
内燃機関においては、一般に、減速運転時に所定の条件が成立した場合に、燃費特性の改善のためフューエルカットが実行される。そして、そのようなフューエルカットの実行中に急加速要求が出された場合には、内燃機関は、加速要求に対して優れたレスポンスを発揮させることを求められる。 In an internal combustion engine, generally, when a predetermined condition is satisfied during a deceleration operation, fuel cut is executed to improve fuel consumption characteristics. When a sudden acceleration request is issued during execution of such fuel cut, the internal combustion engine is required to exhibit an excellent response to the acceleration request.
ところで、排気通路に配置される触媒の劣化抑制と吸気管圧力の過大な負圧化の抑制の観点から、減速時のフューエルカット実行中に、排気ガスを燃焼室内に還流させる制御を行う内燃機関がある。このような制御を有する内燃機関において、フューエルカットからの強制復帰が急加速要求に伴うものである場合には、上記特許文献1の技術の手法によって吸入空気量を最適化することができても、強制復帰の実行タイミングに対して何らの配慮がされていなければ、失火等の発生を確実に抑制することはできない。つまり、上記のような制御を有する内燃機関においては、フューエルカットからアクセル要求に基づき強制復帰される際には、燃焼悪化または失火の発生を防止するため、排気ガス再循環量の減衰が確実になされた後に、当該強制復帰を実行する必要がある。しかし、その一方で、強制復帰が急加速要求に伴うものである場合には、出来る限り強制復帰を早めることで、機関のもたつきを最小限に留めたいという要求がある。 By the way, from the viewpoint of suppressing deterioration of the catalyst disposed in the exhaust passage and suppressing excessive negative pressure of the intake pipe pressure, an internal combustion engine that performs control to recirculate exhaust gas into the combustion chamber during fuel cut during deceleration There is. In an internal combustion engine having such control, even if the forced recovery from the fuel cut is accompanied by a request for rapid acceleration, even if the intake air amount can be optimized by the technique of the above-mentioned Patent Document 1. If no consideration is given to the execution timing of forced return, the occurrence of misfire cannot be reliably suppressed. In other words, in the internal combustion engine having the control as described above, when it is forcibly returned from the fuel cut based on the accelerator request, the exhaust gas recirculation amount is surely attenuated to prevent the deterioration of combustion or misfire. After this is done, it is necessary to execute the forced return. However, on the other hand, when the forced return is accompanied by a request for rapid acceleration, there is a demand for minimizing engine slack by accelerating the forced return as much as possible.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、減速時のフューエルカット実行中に排気ガスを燃焼室内に還流させる内燃機関において、フューエルカットからの強制復帰が急加速要求に伴うものである場合に、機関のもたつきを改善し得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-described problems. In an internal combustion engine that recirculates exhaust gas into a combustion chamber during execution of fuel cut during deceleration, forced return from fuel cut is a request for rapid acceleration. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can improve the engine slackness when accompanied.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の減速時にフューエルカットを行うフューエルカット手段と、排気ガス再循環量を制御するEGR制御手段とを備え、減速時のフューエルカット時に前記EGR制御手段により前記排気ガス再循環量を増量する内燃機関の制御装置であって、
減速時のフューエルカット中に検出されるアクセル要求に基づいて当該フューエルカットからの強制復帰条件が成立したと判断する強制復帰条件判断手段と、
前記強制復帰条件が成立した場合に、燃焼再開が可能か否かを判断する燃焼可能判断手段と、
前記強制復帰条件が成立した場合に、排気ガス再循環量が減衰するように前記EGR制御手段を駆動するEGR減衰手段と、
前記EGR減衰手段により排気ガス再循環量が減衰されていく過程で、前記燃焼可能判定手段により燃焼再開が可能であると判断された場合に、燃料噴射を再開させる燃料噴射再開実行手段と、
前記強制復帰条件の成立が急加速要求に伴うものか否かを判断する急加速要求判断手段とを備え、
前記燃料噴射再開実行手段は、前記強制復帰条件の成立が急加速要求に伴うものであると判断された場合には、前記燃焼再開可能判断時点よりも燃料噴射の再開時点を早めることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention comprises a fuel cut means for performing fuel cut when the internal combustion engine is decelerated, and an EGR control means for controlling the exhaust gas recirculation amount. A control device for an internal combustion engine that increases the exhaust gas recirculation amount by an EGR control means,
Forced return condition determination means for determining that a forced return condition from the fuel cut is satisfied based on an accelerator request detected during the fuel cut during deceleration;
Combustion possibility determination means for determining whether combustion can be resumed when the forced return condition is satisfied;
EGR damping means for driving the EGR control means so that the exhaust gas recirculation amount is attenuated when the forced return condition is satisfied;
Fuel injection restart execution means for restarting fuel injection when it is determined by the combustion possibility determination means that combustion can be restarted in the process in which the exhaust gas recirculation amount is attenuated by the EGR attenuation means;
Rapid acceleration request determination means for determining whether the establishment of the forced return condition is accompanied by a rapid acceleration request,
The fuel injection restart execution means, when it is determined that the establishment of the forced return condition is accompanied by a rapid acceleration request, the fuel injection restart execution time is advanced from the fuel restart restart determination time. To do.
また、第2の発明は、第1の発明において、前記燃料噴射再開実行手段は、前記燃焼再開可能判断時点よりも所定期間だけ燃料噴射の再開時点を早めることを特徴とする。 Further, the second invention is characterized in that, in the first invention, the fuel injection resumption execution means advances the fuel injection resumption time by a predetermined period from the combustion resumability judgment time.
また、第3の発明は、第2の発明において、前記燃料噴射再開実行手段は、前記所定期間を、少なくとも1つの気筒における前記強制復帰条件成立後の初爆により生じた排気ガスが前記EGR制御手段によって燃焼室内に再循環されるまでの期間となるように設定する再開時期設定手段を含むことを特徴とする。 In a third aspect based on the second aspect, the fuel injection resumption executing means is configured such that the exhaust gas generated by the initial explosion after the forced return condition is satisfied in at least one cylinder is controlled by the EGR control during the predetermined period. It is characterized by comprising restart time setting means for setting so as to be a period until it is recirculated into the combustion chamber by the means.
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、前記EGR制御手段は、
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構を駆動して内部排気ガス再循環量を増減させる可変バルブタイミング制御手段と、吸気通路と排気通路とを連通する排気ガス還流通路の途中に設けられるEGR弁の開度を調整して外部排気ガス再循環量を増減させるEGR弁制御手段の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
Further, in a fourth invention according to any one of the first to third inventions, the EGR control means includes:
Variable valve timing control means for driving a variable valve mechanism that varies the valve overlap period in which the intake valve opening period and the exhaust valve opening period overlap to vary the internal exhaust gas recirculation amount, the intake passage and the exhaust It includes at least one of EGR valve control means for adjusting an opening degree of an EGR valve provided in the middle of the exhaust gas recirculation passage communicating with the passage to increase or decrease the amount of external exhaust gas recirculation.
また、第5の発明は、第4の発明において、前記燃料噴射再開実行手段は、前記可変動弁機構の駆動量、前記EGR弁の開度の少なくとも一方に基づいて、燃料噴射の再開時点を早めることを特徴とする。 In a fifth aspect based on the fourth aspect, the fuel injection resumption execution means determines a fuel injection resumption time based on at least one of a drive amount of the variable valve mechanism and an opening of the EGR valve. It is characterized by being advanced.
第1の発明によれば、フューエルカットからの強制復帰が急加速要求に伴うものである場合には、燃焼再開が可能であると判断される領域まで排気ガス再循環量が減衰される前に燃料噴射が再開される。このため、本発明によれば、急加速要求に対して、機関のもたつきを改善することができる。 According to the first invention, when the forced return from the fuel cut is accompanied by a rapid acceleration request, before the exhaust gas recirculation amount is attenuated to the region where it is determined that the combustion can be restarted. Fuel injection is resumed. For this reason, according to the present invention, it is possible to improve the engine slackness in response to the rapid acceleration request.
第2の発明によれば、フューエルカットからの強制復帰が急加速要求に伴うものである場合には、燃焼再開が可能であると判断される領域まで排気ガス再循環量が減衰される時点よりも所定期間だけ前に燃料噴射が再開される。このため、本発明によれば、急加速要求に対して、機関のもたつきを改善することができる。 According to the second invention, when the forced return from the fuel cut is accompanied by the rapid acceleration request, from the time when the exhaust gas recirculation amount is attenuated to the region where it is determined that the combustion can be resumed. Also, the fuel injection is resumed only a predetermined time ago. For this reason, according to the present invention, it is possible to improve the engine slackness in response to the rapid acceleration request.
第3の発明によれば、強制復帰条件成立後の初爆により生じた排気ガスが燃焼室内に再循環されるまでの期間だけ、燃料噴射の再開を早期に開始することができ、燃焼悪化または失火の発生を抑制しつつ、急加速要求に対する機関のもたつきを改善することができる。 According to the third aspect of the present invention, the resumption of fuel injection can be started at an early stage only until the exhaust gas generated by the first explosion after the forced return condition is established is recirculated into the combustion chamber, and the combustion deteriorates or While suppressing the occurrence of misfire, it is possible to improve the engine's sluggishness in response to a rapid acceleration request.
第4の発明によれば、内部排気ガス再循環量、或いは外部排気ガス再循環量の減衰の状況に応じて、燃焼再開が可能か否かを判断することができ、より確実に失火等の発生を抑制することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to determine whether or not combustion can be restarted according to the state of attenuation of the internal exhaust gas recirculation amount or the external exhaust gas recirculation amount. Occurrence can be suppressed.
第5の発明によれば、可変動弁機構の駆動量、或いはEGR弁の開度に基づいて、より正確に燃料噴射の再開時点を決定することができるので、失火等の発生をより確実に抑制しつつ、急加速要求に対する機関のもたつきを改善することができる。 According to the fifth aspect, since the restart point of fuel injection can be determined more accurately based on the driving amount of the variable valve mechanism or the opening of the EGR valve, the occurrence of misfire and the like can be more reliably performed. While suppressing, it is possible to improve the sluggishness of the engine in response to a rapid acceleration request.
実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1の構成を説明するための図を示す。図1に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10の筒内には、燃焼室12が形成されている。燃焼室12には、吸気通路14および排気通路16が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment includes an
吸気通路14には、スロットルバルブ18が配置されている。スロットルバルブ18は、アクセル開度に基づいてスロットルモータにより駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ18の近傍には、スロットル開度TAを検出するためのスロットルポジションセンサ20が配置されている。
A
内燃機関10は、複数の気筒を有する多気筒式の機関であり、図1は、そのうちの一気筒の断面を示している。内燃機関10が備える個々の気筒には、吸気通路14に通じる吸気ポート、および排気通路16に通じる排気ポートが設けられている。吸気ポートには、その内部に燃料を噴射するための燃料噴射弁22が配置されている。また、吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室12と吸気通路14、或いは燃焼室12と排気通路16を導通状態または遮断状態とするための吸気弁24および排気弁26が設けられている。
The
吸気弁24および排気弁26は、それぞれ吸気可変動弁(VVT)機構28および排気可変動弁(VVT)機構30により駆動される。可変動弁機構28、30は、それぞれ、クランク軸の回転と同期して吸気弁24および排気弁26を開閉させると共に、それらの開弁特性(開弁時期、作用角、リフト量など)を変更することができる。
The
内燃機関10は、クランク軸の近傍にクランク角センサ32を備えている。クランク角センサ32は、クランク軸が所定回転角だけ回転する毎に、Hi出力とLo出力を反転させるセンサである。クランク角センサ32の出力によれば、クランク軸の回転位置や回転速度、更には、機関回転数NEなどを検知することができる。また、内燃機関10は、吸気カム軸の近傍にカム角センサ34を備えている。カム角センサ34は、クランク角センサ32と同様の構成を有するセンサである。カム角センサ34の出力によれば、吸気カム軸の回転位置(進角値)などを検知することができる。
The
内燃機関10の排気通路16には、排気ガスを浄化するための上流触媒(SC)36および下流触媒(UF)38が直列に配置されている。また、上流触媒36の上流には、その位置で排気空燃比を検出するための空燃比センサ40が配置されている。更に、上流触媒36と下流触媒38との間には、その位置の空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた信号を発生する酸素センサ42が配置されている。
An upstream catalyst (SC) 36 and a downstream catalyst (UF) 38 for purifying exhaust gas are arranged in series in the
図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50には、上述した各種センサに加え、アクセル開度PAを検出するためのアクセルポジションセンサ52や、上述した各種アクチュエータが接続されている。ECU50は、それらのセンサ出力に基づいて、内燃機関10の運転状態を制御することができる。
The system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. In addition to the various sensors described above, the
[触媒劣化抑制制御の概要]
上記のように構成された本実施形態のシステムは、内燃機関10の運転中にスロットル開度TAがアイドル開度TA0とされた場合に、燃料の噴射を停止する処理、つまり、フューエルカット(F/C)を実行する。F/Cは、内燃機関10の運転中に、スロットル開度TAが急激に閉じられることにより開始される。このため、F/Cの開始後は、吸気管圧力PMが大きく負圧化し易い状態が形成される。この際、吸気管圧力PMが過大に負圧化すると、内燃機関10においてオイル上がりが発生し、オイル消費量が増大する事態が生ずる。
[Overview of catalyst deterioration suppression control]
The system of the present embodiment configured as described above is a process for stopping fuel injection when the throttle opening TA is set to the idle opening TA0 during the operation of the
ところで、吸気管圧力PMの負圧化は、スロットル開度TAを大きくすることにより回避することができる。従って、F/Cの開始後、スロットル開度TAを、基本のアイドル開度TA0より大きな開度に保てば、吸気管圧力PMが過大に負圧化するのを防ぐことが可能、すなわち、オイル上がりの発生を防ぐことが可能である。しかしながら、F/Cの実行中は、燃料噴射が行われないことから、触媒(上流触媒36および下流触媒38)に流れ込むガスは極端にリーンに偏ったものとなる。そして、高温の触媒にリーンなガスが流入すると、触媒の劣化が進行し易い。このため、F/Cの開始後にスロットル開度TAを開いてリーンガスの流通量を増やすと、オイル消費量の増加は防げるものの、上流触媒36および下流触媒38の劣化は促進されることとなる。
Incidentally, the negative pressure of the intake pipe pressure PM can be avoided by increasing the throttle opening degree TA. Therefore, if the throttle opening TA is maintained at an opening larger than the basic idle opening TA0 after the start of F / C, it is possible to prevent the intake pipe pressure PM from becoming excessively negative, that is, It is possible to prevent the oil from rising. However, since fuel injection is not performed during execution of F / C, the gas flowing into the catalyst (
図1に示すシステムによれば、吸気可変動弁機構28により吸気弁24の開弁位相を進角(より具体的には開弁タイミングを進角)することにより、バルブオーバーラップ期間、つまり、吸気弁24と排気弁26が共に開弁状態となる期間を延ばすことができる。そして、吸気管圧力PMが負圧状況下にある減速時のF/C実行中に、バルブオーバーラップ期間が延びれば、吸気弁24の開弁後に吸気通路14に逆流する既燃ガス量、つまり、内部EGR量が増加する。
According to the system shown in FIG. 1, the valve opening phase of the
吸気管圧力PMは、スロットルバルブ18の下流におけるガス量が多いほど大気圧に近づく。そして、そのガス量は、スロットルバルブ18を通過した新気ガスの量と、バルブオーバーラップの期間中に生じた内部EGRガス量との和である。このため、内部EGR量が十分に多量であれば、スロットル開度TAが如何に小さくても、吸気管圧力PMが過度に負圧化することはない。
The intake pipe pressure PM approaches the atmospheric pressure as the amount of gas downstream of the
以上説明した通り、図1に示すシステムによれば、十分なバルブオーバーラップを発生させた状態でスロットル開度TAを十分に絞ることとすれば、十分な内部EGR量を生じさせることができ、オイル上がりの発生を防ぎつつ、上流触媒36および下流触媒38の劣化進行を有効に抑制することが可能である。以下、そのような制御、すなわち、減速時のF/C中に燃焼室12にEGRガスを導入することにより触媒36、38の劣化を抑制させる制御を、「触媒劣化抑制制御」と称する。
As described above, according to the system shown in FIG. 1, if the throttle opening degree TA is sufficiently reduced in a state where a sufficient valve overlap is generated, a sufficient internal EGR amount can be generated. It is possible to effectively suppress the deterioration of the
[実施の形態1の特徴部分]
図2は、F/C中に上記触媒劣化抑制制御が実行されている状況下で急加速要求が発せられた場合の本実施の形態1の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図2(A)は、F/C実行の成否を表す波形を、図2(B)は、アクセルペダルがアイドル位置にあるか否かを表す波形を、図2(C)は、スロットルバルブ18がアイドル位置にあるか否かを表す波形を示す。また、図2(D)は、F/Cに伴う目標VVT値および実VVT値の変化例を失火限界値との関係で表す図を、図2(E)は、F/Cに伴う実アクセル開度PA(急加速時のもの)、目標スロットル開度TAおよび実スロットル開度TAの変化例を、図2(F)は、吸気管圧力PMおよび車両に組み込まれた加速度センサ(Gセンサ)の変化例を示す。
[Characteristics of Embodiment 1]
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the first embodiment when a rapid acceleration request is issued under the situation where the catalyst deterioration suppression control is being executed during F / C. More specifically, FIG. 2 (A) shows a waveform indicating the success or failure of F / C execution, and FIG. 2 (B) shows a waveform indicating whether or not the accelerator pedal is in the idle position. ) Shows a waveform indicating whether or not the
図2(B)に示すように、F/Cの実行中にアクセルペダルがアイドル位置を離れた場合に、加速要求が検知され、F/Cからの強制復帰条件が成立したと判定される。以後、燃料噴射の再開に向けて、以下の処理が実行される。すなわち、強制復帰条件の成立が認められると、スロットル開度TAがアイドル開度TA0とされる(図2(E)に示す「スロットル待ち」状態)と共に、図2(D)に示すように、内部EGRの実現のためにF/Cの実行中に進角されていた吸気バルブタイミングVVTの進角値を内燃機関10の運転状態に応じた通常燃焼運転時の設定値に戻すべく、吸気バルブタイミングVVTの遅角要求が発せられる。上記触媒劣化抑制制御が実行されている場合には、スロットル開度TAは、F/Cの実行中であれば触媒36、38への新気の流入をより確実に抑制すべく、基本的に全閉に維持されている。可変動弁機構28、30は、通常、油圧により駆動されるものであるため、その応答性はスロットルバルブ18に比して良くない。上記の処理によれば、吸気可変動弁機構28に比して応答性の良いスロットルバルブ18のスロットル開度TAをアイドル開度TA0とすることにより、吸気バルブタイミングVVTが遅角されていく際に、吸気管圧力PMが過大に負圧化されるのを抑制することができる。
As shown in FIG. 2B, when the accelerator pedal leaves the idle position during execution of F / C, an acceleration request is detected, and it is determined that the condition for forced return from F / C is satisfied. Thereafter, the following processing is executed toward the resumption of fuel injection. That is, when the forced return condition is established, the throttle opening TA is set to the idle opening TA0 (the “throttle waiting” state shown in FIG. 2E), and as shown in FIG. In order to return the advance value of the intake valve timing VVT, which has been advanced during the execution of the F / C to realize the internal EGR, to the set value in the normal combustion operation according to the operation state of the
また、強制復帰条件の成立が認められると、図2(E)に示すように、実アクセル開度PAに基づいて、加速状態が判定される。図2に示す動作の例は、急加速と判定される例を示している。以後、実アクセル開度PAの変化量に応じて、目標スロットル開度TATの指令値が大きくされ、それに伴い、実スロットル開度TAが大きくなるように制御されていく。 Further, when the forced return condition is established, the acceleration state is determined based on the actual accelerator opening PA as shown in FIG. The example of the operation illustrated in FIG. 2 illustrates an example in which it is determined that sudden acceleration is performed. Thereafter, the command value of the target throttle opening degree TAT is increased in accordance with the change amount of the actual accelerator opening degree PA, and the actual throttle opening degree TA is controlled to increase accordingly.
上記の如く、吸気バルブタイミングVVTの遅角要求が発せられると、遅角された目標VVT値に向けて、実VVT値が徐々に遅角されていく(図2(D)参照)。しかし、上記の如く、吸気可変動弁機構28の応答性はスロットルバルブ18に比して良くないため、吸気可変動弁機構28による吸気バルブタイミングVVTの制御には、スロットルバルブ18の開度の制御に対して応答遅れが生ずる。このような応答遅れが生じている状況下で、直ちに燃料噴射を再開させようとすると、内部EGR量の減衰が十分でないため、燃焼悪化または失火が生じてしまう。
As described above, when a request for retarding the intake valve timing VVT is issued, the actual VVT value is gradually retarded toward the retarded target VVT value (see FIG. 2D). However, as described above, the response of the intake variable valve mechanism 28 is not as good as that of the
このため、F/Cからの復帰時に失火等の発生を抑制するには、確実に燃焼が可能となる領域まで実VVT値が遅角されるのを待って、F/Cからの復帰を実行する必要がある。すなわち、実VVT値が、図2に示す失火限界を通過するのを待って、F/Cからの復帰を実行する必要がある。しかし、図2に示す例のように急加速が要求されている場合は、ドライバーからのそのような要求に応えるためには、失火等の発生を抑制しつつ、出来る限りF/Cからの復帰を早めることで機関のもたつきを最小限に留めたい。 For this reason, in order to suppress the occurrence of misfire, etc. when returning from F / C, wait for the actual VVT value to be retarded until the area where combustion is possible, and then return from F / C. There is a need to. That is, it is necessary to execute the return from the F / C after waiting for the actual VVT value to pass the misfire limit shown in FIG. However, when rapid acceleration is required as in the example shown in Fig. 2, to respond to such a request from the driver, return from F / C as much as possible while suppressing the occurrence of misfire. I want to minimize the sluggishness of the institution by speeding up.
ここで、F/Cの実行後に燃料噴射が再開された際の内燃機関の動作を具体的に説明する。上記触媒劣化抑制制御が実行されている場合のF/Cの実行中では、実スロットル開度TAは、触媒36、38への新気の流入をより確実に抑制すべく、全閉に維持されているが、実スロットル開度TAが全閉位置にあっても、スロットルバルブ18の構造上、完全に新気を遮断することができない。このため、F/Cの経過と共に燃焼室12内ガス中の新気割合が徐々に増大していく。つまり、F/Cが実行されている間は燃焼が行われないため、新気を十分に含むガスが燃焼室12と吸気通路14との間を行き来することになる。
Here, the operation of the internal combustion engine when the fuel injection is resumed after the execution of F / C will be specifically described. During the execution of the F / C when the catalyst deterioration suppression control is being executed, the actual throttle opening degree TA is kept fully closed in order to more reliably suppress the inflow of fresh air into the
このため、F/Cからの復帰後の初回の燃焼(以下、「初爆」と略することがある)は非常に良好なものとなり、失火等が生ずるおそれがない。しかし、初爆の次の燃焼では、初爆により生じた既燃ガスが吸気管にバックブローされた後にEGRガスとして燃焼室12内に供給されることとなり、このような場合に、実VVT値の遅角が十分に進んでいないと、失火等が生じてしまうことになる。このことは、換言すると、初爆により生じた既燃ガスが燃焼室12内に再循環される前に実VVT値が失火限界を超えれば、F/C復帰の実行時点を失火限界到達時点より早めても、失火等の発生を防ぐことができることを意味する。
For this reason, the first combustion after the return from F / C (hereinafter may be abbreviated as “first explosion”) is very good, and there is no risk of misfire or the like. However, in the combustion after the first explosion, the burned gas generated by the first explosion is back blown into the intake pipe and then supplied into the
そこで、本実施形態では、急加速要求が発せられた場合には、燃焼噴射再開後の初爆により生じた既燃ガスが再循環されて燃焼室12内に再吸入されるまでの期間分だけ、実VVT値が失火限界値に到達する時点よりも燃料噴射の再開を早めることとした。このような手法によれば、本実施形態のように、F/C中にEGRガスを導入する手法として内部EGR制御が実行されている場合には、初爆により生じた既燃ガスが再吸入される次回の燃焼までの期間、すなわち、機関回転数NEで言えば2回転に相当する期間は、実VVT値が失火限界値に到達する時点よりも燃料噴射の再開を早めることが可能となる。このため、本実施形態のシステムによれば、F/Cからの強制復帰条件の成立が急加速要求に基づくものであった場合に、失火等を発生させずに機関のもたつきを改善することが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, when a rapid acceleration request is issued, the burned gas generated by the initial explosion after resuming combustion injection is recirculated and only re-intaked into the
次に、図3および図4を参照して、実施の形態1における具体的な処理について説明する。
図3は、上記の機能を実現するために、本実施の形態1においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、減速時のF/C実行中において、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。図2に示すルーチンでは、先ず、F/C復帰要求があったか否かが判別される(ステップ100)。具体的には、加速要求があったか否かが、アクセル開度PAに基づいて判別される。その結果、F/C復帰要求が出されていないと判定された場合には、VVTレスポンスΔVVTが取得された後(ステップ102)、今回の処理サイクルが終了される。上記ステップ102では、ECT50は、VVTレスポンスΔVVTを、上述したカム角センサ34の出力に基づく所定時間毎の実VVT値の変化量から算出している。
Next, specific processing in the first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a flowchart of a routine executed by the
一方、上記ステップ100において、F/C復帰要求があったと認められた場合、すなわち、F/Cからの強制復帰条件の成立が認められた場合には、スロットル開度TAがアイドル開度TA0に設定される(ステップ104)と共に、吸気可変動弁(VVT)機構28により吸気バルブタイミングVVTを遅角させることで、内部EGRを減衰させる処理が実行される(ステップ106)。具体的には、F/C復帰要求があったと認められた時点で、吸気可変動弁機構28が出し得る最高速度で、吸気バルブタイミングVVTが遅角される。
On the other hand, if it is determined in
次に、アクセル開度PAが所定の高負荷域角度PA0より大きいか否かが判別される(ステップ108)。具体的には、本ステップ108では、アクセルペダルの踏み込み具合に応じて加速要求度が判断される、つまり、ドライバーからの加速要求が急加速を要求するものか否かが判断される。ここでは、アクセル開度PAの変化量(踏み込み量)を判定しきい値である高負荷域角度PA0と比較することとしているが、加速要求度の判定手法は、これに限らず、アクセル開度PAの変化量に代えて、或いはアクセル開度PAと共に、アクセル開度PAの変化率(踏み込み速度)に基づいて判定するものであってもよい。
Next, it is determined whether or not the accelerator opening PA is larger than a predetermined high load region angle PA0 (step 108). Specifically, in this
上記ステップ108において、アクセル開度PAが高負荷域角度PA0より小さいと判定された場合、すなわち、急加速であると判定された場合には、機関回転数NEとVVTレスポンスΔVVTの前回値が取得される(ステップ110)。次いで、F/Cからの最速復帰点P1が算出される(ステップ112)。この最速復帰点P1は、F/Cからの最速復帰を可能とする吸気バルブタイミングVVTの進角値であり、ECU50は、そのような最速復帰点P1を算出するために、図4に示すマップを記憶している。このマップに記憶されている最速復帰点P1は、失火限界値に相当する吸気バルブタイミングVVTの進角値Aに対して、機関回転数NEの2回転前に相当する吸気バルブタイミングVVTの進角値として設定されたものである。尚、進角値A自体は、内燃機関10の運転状態(負荷率KL、機関回転数NE等)に基づいて算出することが可能である。
If it is determined in
具体的には、図4に示すマップは、最速復帰点P1を、VVTレスポンスΔVVTと機関回転数NEとの関係で定めている。すなわち、図4のマップでは、最速復帰点P1は、VVTレスポンスΔVVTが高くなるほど、つまり、所定時間当たりの実VVT値の変化量がより大きくなるほど、上記進角値Aに対してより進角側の値となるように設定されている。また、図4のマップでは、最速復帰点P1は、F/C復帰時の機関回転数NEが低くなるほど、機関回転数NEの2回転分に相当する時間が長く確保されることとなるため、上記進角値Aに対してより進角側の値となるように設定されている。このようなマップの設定によれば、EGRを減衰させる機構のレスポンス、この場合は吸気可変動弁機構28のレスポンスと、機関回転数NEとに基づいて、最速復帰点P1を正確に取得することができる。 Specifically, the map shown in FIG. 4 defines the fastest return point P1 in relation to the VVT response ΔVVT and the engine speed NE. That is, in the map of FIG. 4, the fastest return point P1 is more advanced with respect to the advance value A as the VVT response ΔVVT is higher, that is, the change amount of the actual VVT value per predetermined time is larger. It is set to be the value of. In the map of FIG. 4, the fastest return point P1 is secured for a longer time corresponding to two engine revolutions NE as the engine revolution NE at the time of F / C restoration decreases. It is set to be a value on the advance side with respect to the advance value A. According to such a map setting, the fastest return point P1 is accurately obtained based on the response of the mechanism that attenuates EGR, in this case, the response of the intake variable valve mechanism 28 and the engine speed NE. Can do.
次に、実VVT値が最速復帰点P1を通過したか否かが判別される(ステップ114)。その結果、実VVT値が最速復帰点P1を通過していると判定された場合には、F/Cからの復帰処理が実行される、すなわち、燃料噴射が再開される(ステップ116)。 Next, it is determined whether or not the actual VVT value has passed the fastest return point P1 (step 114). As a result, when it is determined that the actual VVT value has passed the fastest return point P1, the return process from the F / C is executed, that is, the fuel injection is restarted (step 116).
以上説明した通り、図3のルーチンによれば、燃料噴射の再開実行タイミングは、実VVT値が失火限界値に対応する進角値Aに到達するより機関回転数NEで2回転分だけ早いタイミングとされる。このような処理によれば、燃料噴射の再開実行タイミングを早めても、初爆により生じた既燃ガスが燃焼室12内に再循環される前に実VVT値が進角値Aに到達することとなる。このため、本実施形態のシステムによれば、急加速要求によって強制復帰条件が成立した場合に、失火等の発生を抑制しつつ、機関のもたつきを改善することができる。
As described above, according to the routine of FIG. 3, the restart timing of fuel injection is earlier than the actual VVT value reaches the advance value A corresponding to the misfire limit value by two engine revolutions NE. It is said. According to such processing, the actual VVT value reaches the advance value A before the burned gas generated by the first explosion is recirculated into the
ところで、上述した実施の形態1においては、F/Cが実行されている間は基本的にスロットル開度TAが全閉となる制御が実行されるものに適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、F/Cの実行中にスロットル開度TAが所定量開かせることとする制御が実行されるものであってもよい。 By the way, in the first embodiment described above, while the F / C is being executed, it is basically applied to the control in which the throttle opening degree TA is fully closed. The target is not limited to this, and control may be executed in which the throttle opening degree TA is opened by a predetermined amount during execution of F / C.
また、上述した実施の形態1においては、吸気可変動弁機構28の状態を変えることによりバルブオーバーラップ期間を変化させ、その結果として内部EGR量を変化させることとしているが、内部EGR量を変化させる手法は、このような手法に限定されるものではない。例えば、排気可変動弁機構30の状態を変えることによりバルブオーバーラップ期間を変化させ、その結果として内部EGR量を変化させることとしてもよい。
In the first embodiment described above, the valve overlap period is changed by changing the state of the intake variable valve mechanism 28, and as a result, the internal EGR amount is changed. However, the internal EGR amount is changed. The technique to make is not limited to such a technique. For example, the valve overlap period may be changed by changing the state of the exhaust
また、内部EGR量を変化させる手法は、バルブオーバーラップ期間を増減させる手法に限定されるものではない。例えば、排気弁26の閉弁時期を、排気上死点以前のクランク角領域に設定した場合、その閉弁時期を前後させることにより、排気行程において燃焼室12内に閉じ込められる残留ガス量が増減する。このため、内部EGR量は、排気弁26の閉弁時期を排気上死点以前のクランク角領域で調整することにより増減させることとしてもよい。
Further, the method of changing the internal EGR amount is not limited to the method of increasing or decreasing the valve overlap period. For example, when the closing timing of the
尚、上述した実施の形態1においては、ECU50が、内燃機関の減速時にF/Cを実行することにより前記第1の発明における「フューエルカット手段」が、吸気可変動弁機構28を駆動して内部EGR量を制御することにより前記第1の発明における「EGR制御手段」が、上記ステップ100の処理を実行することにより前記第1の発明における「強制復帰条件判断手段」が、上記ステップ112および114の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃焼可能判断手段」が、上記ステップ106の処理を実行することにより前記第1の発明における「EGR減衰手段」が、上記ステップ116の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃料噴射再開実行手段」が、上記ステップ108の処理を実行することにより前記第1の発明における「急加速要求判断手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態1においては、ECU50が上記ステップ110および112の処理を実行することにより前記第3の発明における「再開時期設定手段」が、実現されている。
また、上述した実施の形態1においては、吸気可変動弁機構28を駆動して内部EGR量を増減させることにより前記第4の発明における「可変バルブタイミング制御手段」が実現されている。
In the first embodiment described above, the
In the first embodiment described above, the “resumption time setting means” in the third aspect of the present invention is realized by the
In the first embodiment described above, the “variable valve timing control means” according to the fourth aspect of the present invention is implemented by driving the intake variable valve mechanism 28 to increase or decrease the internal EGR amount.
実施の形態2.
次に、図5および図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
図5は、本発明の実施の形態2の構成を説明するための図である。尚、図5において、上記図1に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 and FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
図5に示すシステムは、排気ガス還流通路64、EGR弁66、およびEGRクーラ68を備え、かつ、吸気弁24および排気弁26を、図示しないそれぞれの動弁機構によって、それぞれ単一の開弁特性が得られるように開閉駆動している点を除き、図1に示すシステムと同様の構成を有している。外部EGR制御が実行される本実施形態のシステムにおいても、F/C中に上記触媒劣化抑制制御が実行されている状態からの強制復帰時に急加速が要求された場合に、失火等の発生を抑制しつつ、機関のもたつきを改善すべく、以下の図6に示すルーチンの処理をECU62に実行させることとしている。
The system shown in FIG. 5 includes an exhaust
図6は、本実施の形態2において、ECU62が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、減速時のF/C実行中において、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。また、図6において、実施の形態1における図3に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
FIG. 6 is a flowchart of a routine executed by the
図6に示すルーチンでは、減速時のF/C中に、F/C復帰要求が未だにないと判定される間は(ステップ100)、処理サイクル毎にEGR弁レスポンスΔEGRVが取得される(ステップ200)。EGR弁レスポンスΔEGRVは、所定時間毎の実EGR弁開度の変化量として算出されるものである。一方、F/C復帰要求があったと判定された場合には(ステップ100)、スロットル開度TAがアイドル開度TA0に設定される(ステップ104)と共に、F/C中に行われていた外部EGRを減衰させるべく、EGR弁66の開度を内燃機関70の運転状態に応じた設定値に戻す処理が開始される(ステップ202)。
In the routine shown in FIG. 6, during the F / C at the time of deceleration, while it is determined that an F / C return request has not yet been made (step 100), the EGR valve response ΔEGRV is acquired for each processing cycle (step 200). ). The EGR valve response ΔEGRV is calculated as a change amount of the actual EGR valve opening degree every predetermined time. On the other hand, when it is determined that the F / C return request has been made (step 100), the throttle opening degree TA is set to the idle opening degree TA0 (step 104) and the external operation performed during the F / C is performed. In order to attenuate EGR, a process for returning the opening degree of the
次に、ドライバーから出されたアクセル要求が急加速要求であると判定された場合には(ステップ108)、機関回転数NEとEGR弁レスポンスΔEGRVの前回値とが取得される(ステップ204)。次いで、F/Cからの最速復帰点P2が算出される(ステップ206)。この最速復帰点P2は、F/Cからの最速復帰を可能とするEGR弁66の開度であり、ECU62は、上述した図4に類似するマップを参照して、最速復帰点P2を算出する。
Next, when it is determined that the accelerator request issued from the driver is a rapid acceleration request (step 108), the engine speed NE and the previous value of the EGR valve response ΔEGRV are acquired (step 204). Next, the fastest return point P2 from F / C is calculated (step 206). The fastest return point P2 is the opening degree of the
次に、実EGR弁開度が最速復帰点P2を通過したか否かが判別される(ステップ208)。その結果、実EGR弁開度が最速復帰点P2を通過していると判定された場合には、F/Cからの復帰処理が実行される、すなわち、燃料噴射が再開される(ステップ210)。 Next, it is determined whether or not the actual EGR valve opening has passed the fastest return point P2 (step 208). As a result, when it is determined that the actual EGR valve opening degree has passed the fastest return point P2, the return process from the F / C is executed, that is, the fuel injection is restarted (step 210). .
以上説明した通り、図6のルーチンによれば、燃料噴射の再開実行タイミングは、実EGR弁開度が失火限界値に対応する開度Bに到達するより機関回転数NEで2回転分だけ早いタイミングとされる。このような処理によれば、燃料噴射の再開実行タイミングを早めても、初爆により生じた既燃ガスが燃焼室12内に再循環される前に実EGR弁開度が開度Bに到達することとなる。このため、本実施形態のシステムによれば、F/C中に外部EGR制御により上記触媒劣化抑制制御が実行されている状況下で、急加速要求によって強制復帰条件が成立した場合に、失火等の発生を抑制しつつ、機関のもたつきを改善することができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 6, the timing for resuming the fuel injection is faster by two revolutions at the engine speed NE than when the actual EGR valve opening reaches the opening B corresponding to the misfire limit value. It is time. According to such a process, even if the restart execution timing of the fuel injection is advanced, the actual EGR valve opening degree reaches the opening degree B before the burned gas generated by the first explosion is recirculated into the
尚、上述した実施の形態2においては、ECU62がEGR弁66の開度を調整して外部EGR量を増減させることにより、前記第4の発明における「EGR弁制御手段」が実現されている。
In the second embodiment described above, the “EGR valve control means” according to the fourth aspect of the present invention is realized by the
10、60 内燃機関
14 吸気通路
16 排気通路
18 電子制御式スロットルバルブ
20 スロットルポジションセンサ
28 吸気可変動弁(VVT)機構
30 排気可変動弁(VVT)機構
32 クランク角センサ
34 カム角センサ
50、62 ECU(Electronic Control Unit)
52 アクセルポジションセンサ
64 排気ガス還流通路
66 EGR弁
10, 60
52
Claims (5)
減速時のフューエルカット中に検出されるアクセル要求に基づいて当該フューエルカットからの強制復帰条件が成立したと判断する強制復帰条件判断手段と、
前記強制復帰条件が成立した場合に、燃焼再開が可能か否かを判断する燃焼可能判断手段と、
前記強制復帰条件が成立した場合に、排気ガス再循環量が減衰するように前記EGR制御手段を駆動するEGR減衰手段と、
前記EGR減衰手段により排気ガス再循環量が減衰されていく過程で、前記燃焼可能判定手段により燃焼再開が可能であると判断された場合に、燃料噴射を再開させる燃料噴射再開実行手段と、
前記強制復帰条件の成立が急加速要求に伴うものか否かを判断する急加速要求判断手段とを備え、
前記燃料噴射再開実行手段は、前記強制復帰条件の成立が急加速要求に伴うものであると判断された場合には、前記燃焼再開可能判断時点よりも燃料噴射の再開時点を早めることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An internal combustion engine having a fuel cut means for performing fuel cut during deceleration of the internal combustion engine and an EGR control means for controlling an exhaust gas recirculation amount, and increasing the exhaust gas recirculation amount by the EGR control means during a fuel cut during deceleration An engine control device,
Forced return condition determination means for determining that a forced return condition from the fuel cut is satisfied based on an accelerator request detected during the fuel cut during deceleration;
Combustion possibility determination means for determining whether combustion can be resumed when the forced return condition is satisfied;
EGR damping means for driving the EGR control means so that the exhaust gas recirculation amount is attenuated when the forced return condition is satisfied;
Fuel injection restart execution means for restarting fuel injection when it is determined by the combustion possibility determination means that combustion can be restarted in the process in which the exhaust gas recirculation amount is attenuated by the EGR attenuation means;
Rapid acceleration request determination means for determining whether the establishment of the forced return condition is accompanied by a rapid acceleration request,
The fuel injection restart execution means, when it is determined that the establishment of the forced return condition is accompanied by a rapid acceleration request, the fuel injection restart execution time is advanced from the fuel restart restart determination time. A control device for an internal combustion engine.
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構を駆動して内部排気ガス再循環量を増減させる可変バルブタイミング制御手段と、吸気通路と排気通路とを連通する排気ガス還流通路の途中に設けられるEGR弁の開度を調整して外部排気ガス再循環量を増減させるEGR弁制御手段の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 The EGR control means includes
Variable valve timing control means for driving a variable valve mechanism that varies the valve overlap period in which the intake valve opening period and the exhaust valve opening period overlap to vary the internal exhaust gas recirculation amount, the intake passage and the exhaust 2. An EGR valve control means for adjusting an opening degree of an EGR valve provided in the middle of an exhaust gas recirculation passage communicating with the passage to increase or decrease an external exhaust gas recirculation amount. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 4.
5. The internal combustion engine according to claim 4, wherein the fuel injection restart execution means advances the restart point of fuel injection based on at least one of a drive amount of the variable valve mechanism and an opening of the EGR valve. Control device.
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JP2008138519A (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-19 | Yamaha Motor Co Ltd | Valve timing control device for engine |
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- 2005-01-12 JP JP2005004919A patent/JP2006194115A/en not_active Withdrawn
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