JP2007285279A - Torque variation preventing and controlling system for internal combustion engine - Google Patents

Torque variation preventing and controlling system for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2007285279A
JP2007285279A JP2006116670A JP2006116670A JP2007285279A JP 2007285279 A JP2007285279 A JP 2007285279A JP 2006116670 A JP2006116670 A JP 2006116670A JP 2006116670 A JP2006116670 A JP 2006116670A JP 2007285279 A JP2007285279 A JP 2007285279A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
torque fluctuation
secondary air
torque
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006116670A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryosuke Ogura
良介 小倉
Masaki Koga
正揮 古賀
Hiroshi Kato
浩志 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2006116670A priority Critical patent/JP2007285279A/en
Publication of JP2007285279A publication Critical patent/JP2007285279A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for suppressing a torque step which is caused by a backflow of a portion of secondary air into a cylinder. <P>SOLUTION: The torque variation preventing and controlling system prevents a sudden torque variation for an internal combustion with a secondary air supply unit, in which air is supplied upstream of a catalytic unit provided in an exhaust passage, thereby enhancing early activation of the catalytic unit. The torque variation preventing and controlling system includes: a backflow air volume calculating unit (S103) for calculating a backflow air volume which flows back to a combustion chamber out of the total volume of air supplied from the secondary air supply unit, according to engine operating conditions; and a torque variation suppressing means (S105) for suppressing a sudden torque variation caused by the backflow air. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は内燃機関のトルク変動防止制御装置に関する。   The present invention relates to a torque fluctuation prevention control device for an internal combustion engine.

従来から、冷間始動時に排気通路に2次空気を供給して触媒装置の早期活性を図る2次空気供給装置を備えたエンジンが知られている。排気通路に2次空気を供給すると、排気の脈動により2次空気の一部が気筒内へ逆流することがある。すると、気筒内及び排気の空燃比に影響が及ぶ。そのため、このような2次空気供給装置を備えたエンジンにおいて、2次空気の一部が気筒内に逆流した場合であっても、気筒内及び排気の空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量及び2次空気供給量を制御する技術が公知である(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−90352号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, an engine having a secondary air supply device that supplies secondary air to an exhaust passage during a cold start to promote early activation of a catalyst device is known. When secondary air is supplied to the exhaust passage, a portion of the secondary air may flow back into the cylinder due to exhaust pulsation. This affects the air-fuel ratio in the cylinder and the exhaust. Therefore, in an engine equipped with such a secondary air supply device, even when a portion of the secondary air flows back into the cylinder, the fuel is set so that the air-fuel ratio in the cylinder and the exhaust becomes the target air-fuel ratio. A technique for controlling the injection amount and the secondary air supply amount is known (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-2005-90352

ところで、2次空気供給装置が使用される場合には、気筒内の目標空燃比は理論空燃比よりも小さく設定される。そのため、2次空気の一部が気筒内に逆流すると、気筒内の空燃比が理論空燃比側にずれるため出力が増加する。そうすると、トルク段差が発生して運転性が悪化するという問題があった。   By the way, when the secondary air supply device is used, the target air-fuel ratio in the cylinder is set smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, when a portion of the secondary air flows back into the cylinder, the output increases because the air-fuel ratio in the cylinder shifts to the theoretical air-fuel ratio side. If it does so, there existed a problem that a torque level | step difference generate | occur | produced and driveability deteriorated.

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、2次空気の一部が気筒内に逆流することにより発生するトルク段差を抑制する手段の提供を目的とする。   The present invention has been made paying attention to such a problem, and an object of the present invention is to provide means for suppressing a torque step generated by a part of secondary air flowing back into a cylinder.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、排気通路(30)に設けられた触媒装置(32)の上流に空気を供給して、その触媒装置(32)の早期活性を図る2次空気供給装置(10)を備えた内燃機関(1)のトルクの急変動を防止するトルク変動防止制御装置であって、2次空気供給装置(10)によって供給された空気のうち燃焼室(5)へ逆流する吹き戻し空気量を、機関運転状態に応じて算出する吹き戻し空気量算出手段(ステップS103)と、吹き戻し空気によって発生するトルクの急変動を抑制するトルク変動抑制手段(ステップS105、S204)と、を備えたことを特徴とする。   The present invention provides an internal combustion engine provided with a secondary air supply device (10) for supplying air upstream of a catalyst device (32) provided in an exhaust passage (30) to achieve early activation of the catalyst device (32). A torque fluctuation prevention control device for preventing sudden fluctuations in the torque of the engine (1), wherein the amount of blowback air that flows back to the combustion chamber (5) out of the air supplied by the secondary air supply device (10), Blow-back air amount calculation means (step S103) for calculating according to the engine operating state, and torque fluctuation suppression means (steps S105, S204) for suppressing sudden fluctuations in torque generated by the blow-back air. Features.

また、本発明は、排気通路(30)に設けられた触媒装置(32)の上流に空気を供給して、その触媒装置(32)の早期活性を図る2次空気供給装置(10)を備えた内燃機関(1)のトルクの急変動を防止するトルク変動防止制御方法であって、2次空気供給装置(10)によって供給された空気のうち燃焼室(5)へ逆流する吹き戻し空気量を、機関運転状態に応じて算出する吹き戻し空気量算出工程(ステップS103)と、吹き戻し空気によって発生するトルクの急変動を抑制するトルク変動抑制工程(ステップS105、S204)と、を備えたことを特徴とする。   The present invention also includes a secondary air supply device (10) for supplying air upstream of the catalyst device (32) provided in the exhaust passage (30) so that the catalyst device (32) can be activated early. A torque fluctuation prevention control method for preventing sudden fluctuations in torque of the internal combustion engine (1), wherein the amount of blowback air that flows back to the combustion chamber (5) out of the air supplied by the secondary air supply device (10) Are calculated according to the engine operating state (step S103), and a torque fluctuation suppressing step (steps S105 and S204) for suppressing sudden fluctuations in torque generated by the blowback air. It is characterized by that.

本発明では、2次空気の吹き戻しによって2次空気の供給開始及び停止時の発生するトルクの急変動を抑制できる。   In the present invention, it is possible to suppress sudden fluctuations in torque generated when secondary air supply is started and stopped by blowing back the secondary air.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は本発明による2次空気供給装置10を有するエンジン1の構成を示す概略図である。エンジン1は、シリンダブロック2と、その頂部を覆うシリンダヘッド3とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an engine 1 having a secondary air supply device 10 according to the present invention. The engine 1 includes a cylinder block 2 and a cylinder head 3 that covers the top of the cylinder block 2.

シリンダブロック2には、複数のシリンダ2aが形成される。なお、図1では図面の煩雑を防止し、発明の理解を容易にするために1つのシリンダ2aを記載した。シリンダ2aには、ピストン4が摺動自在に嵌合する。これらシリンダブロック2とシリンダヘッド3とピストン4とによって、ペントルーフ形の燃焼室5が区画形成される。燃焼室5の頂壁中心には、点火栓6が配設される。   The cylinder block 2 is formed with a plurality of cylinders 2a. In FIG. 1, one cylinder 2a is shown in order to prevent the drawing from being complicated and to facilitate understanding of the invention. A piston 4 is slidably fitted into the cylinder 2a. The cylinder block 2, the cylinder head 3, and the piston 4 define a pent roof type combustion chamber 5. A spark plug 6 is disposed at the center of the top wall of the combustion chamber 5.

シリンダヘッド3には、燃焼室5の頂壁に開口する吸気通路20と排気通路30とが形成される。吸気通路20の開口を吸気バルブ21が開閉し、排気通路30の開口を排気バルブ31が開閉する。   The cylinder head 3 is formed with an intake passage 20 and an exhaust passage 30 that open to the top wall of the combustion chamber 5. The intake valve 21 opens and closes the opening of the intake passage 20, and the exhaust valve 31 opens and closes the opening of the exhaust passage 30.

吸気通路20には、上流から順にエアフロセンサ21と、スロットルバルブ22と、燃料噴射弁23とが配設される。後述するコントローラ50が、エアフロセンサ21によって吸入した新気量を検出し、その検出量に応じて燃料噴射弁23の燃料噴射量を調整する。スロットルバルブ22の開度は、スロットルセンサ24によって検出される。   In the intake passage 20, an airflow sensor 21, a throttle valve 22, and a fuel injection valve 23 are arranged in order from the upstream. A controller 50 described later detects the amount of fresh air taken in by the airflow sensor 21, and adjusts the fuel injection amount of the fuel injection valve 23 according to the detected amount. The opening degree of the throttle valve 22 is detected by a throttle sensor 24.

排気通路30には、上流から順に空燃比センサ31と三元触媒32とが配設される。三元触媒32は、排気に含まれる炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)の有害三成分を、酸化及び還元して浄化する。空燃比センサ31は、三元触媒32の入口に配設されて、排気中の酸素濃度に基づいて排気空燃比を検出する。   An air-fuel ratio sensor 31 and a three-way catalyst 32 are arranged in the exhaust passage 30 in order from the upstream. The three-way catalyst 32 purifies the harmful three components of hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas by oxidizing and reducing them. The air-fuel ratio sensor 31 is disposed at the inlet of the three-way catalyst 32 and detects the exhaust air-fuel ratio based on the oxygen concentration in the exhaust.

三元触媒32は、所定の温度(以下「活性開始温度」という。約300℃前後)に達して初めて炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物の有害三成分の浄化性能を発揮する。しかし、エンジン始動直後は排気温度が低い。そのため、三元触媒32は、活性開始温度に達するまでに時間を要する。そうすると三元触媒32は、活性開始温度に達するまでこれら有害成分をほとんど浄化できず、比較的多量の有害成分を大気中に排出してしまう。   The three-way catalyst 32 exhibits the purification performance of harmful three components of hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides only after reaching a predetermined temperature (hereinafter referred to as “activation start temperature”, about 300 ° C.). However, the exhaust temperature is low immediately after the engine is started. For this reason, the three-way catalyst 32 takes time to reach the activation start temperature. Then, the three-way catalyst 32 can hardly purify these harmful components until the activation start temperature is reached, and discharges a relatively large amount of harmful components into the atmosphere.

このように、三元触媒32は、エンジン始動直後から活性開始温度に達するまで有害成分を未浄化のまま排出してしまう。そこで本発明では、このような未浄化のまま排出される有害成分を低減するため、2次空気供給装置10を備える。2次空気供給装置10は、2次空気供給通路11と、エアポンプ12と、カットバルブ13とから構成される。   In this manner, the three-way catalyst 32 discharges harmful components without purification until the activation start temperature is reached immediately after the engine is started. Therefore, in the present invention, the secondary air supply device 10 is provided in order to reduce such harmful components discharged without purification. The secondary air supply device 10 includes a secondary air supply passage 11, an air pump 12, and a cut valve 13.

2次空気供給通路11は、排気通路30と連通する。2次空気供給通路11は、排気通路30に配設された三元触媒21の上流に接続される。2次空気供給通路11に、エアポンプ12とカットバルブ13とを配設する。   The secondary air supply passage 11 communicates with the exhaust passage 30. The secondary air supply passage 11 is connected upstream of the three-way catalyst 21 provided in the exhaust passage 30. An air pump 12 and a cut valve 13 are disposed in the secondary air supply passage 11.

エアポンプ12は、モータ又はエンジンによって駆動され、2次空気供給通路11を介して2次空気を排気通路30に送り込む。   The air pump 12 is driven by a motor or an engine, and sends secondary air into the exhaust passage 30 via the secondary air supply passage 11.

カットバルブ13は、2次空気供給通路11を開閉する。カットバルブ13は、2次空気供給時に開弁し、エアポンプ12から送り込まれた2次空気を排気通路30に供給する。一方、カットバルブ13は、2次空気非供給時に閉弁して排気通路30への2次空気の供給を停止するとともに、2次空気供給通路11への排気の逆流を防止する。   The cut valve 13 opens and closes the secondary air supply passage 11. The cut valve 13 is opened when the secondary air is supplied, and supplies the secondary air sent from the air pump 12 to the exhaust passage 30. On the other hand, the cut valve 13 is closed when the secondary air is not supplied to stop the supply of the secondary air to the exhaust passage 30 and prevent the backflow of the exhaust gas to the secondary air supply passage 11.

コントローラ50は、上述したスロットルセンサ24や空燃比センサ31などの各種センサからの検出信号に基づいて、燃料噴射量や点火時期などを運転状態に応じて最適に制御する。また、コントローラ50は、エンジン水温を検出する水温センサ7の検出信号に基づいて、エアポンプ12及びカットバルブ13を制御して、2次空気の供給を制御する。コントローラ50は中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。   The controller 50 optimally controls the fuel injection amount, ignition timing, and the like based on detection signals from various sensors such as the throttle sensor 24 and the air-fuel ratio sensor 31 described above. Further, the controller 50 controls the supply of secondary air by controlling the air pump 12 and the cut valve 13 based on the detection signal of the water temperature sensor 7 that detects the engine water temperature. The controller 50 includes a microcomputer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface).

2次空気供給装置10はこのように構成されて、冷間始動時のように三元触媒21が十分に昇温されていない場合に2次空気を排気通路30に供給する。同時に、コントローラ50は、この2次空気の供給に併せて燃料噴射量を増量する。つまり、2次空気の供給時には、筒内空燃比を理論空燃比よりもリッチにして、リッチ燃焼を行わせる。リッチ燃焼後の排気は未燃燃料である炭化水素や一酸化炭素が残存する排気となる。2次空気供給装置10は、この排気に2次空気を供給することで、排気中の炭化水素、一酸化炭素の酸化(2次燃焼)を促して排気の浄化を図る。同時に2次燃焼によって昇温された排気が三元触媒32に導入される。そのため、三元触媒32は、活性が促されて活性開始温度に達するまでの時間が短縮される。なお、三元触媒32は、排気空燃比が理論空燃比近傍のときに炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物の有害三成分を同時に効率よく浄化する。そこで、燃料噴射量の増量は、三元触媒32の入口の排気空燃比が理論空燃比となるように設定されている。   The secondary air supply device 10 is configured in this way, and supplies secondary air to the exhaust passage 30 when the temperature of the three-way catalyst 21 is not sufficiently raised as in the cold start. At the same time, the controller 50 increases the fuel injection amount in accordance with the supply of the secondary air. That is, when the secondary air is supplied, the in-cylinder air-fuel ratio is made richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and rich combustion is performed. The exhaust gas after rich combustion is an exhaust gas in which hydrocarbons and carbon monoxide that are unburned fuel remain. The secondary air supply device 10 supplies secondary air to the exhaust gas, thereby promoting the oxidation (secondary combustion) of hydrocarbons and carbon monoxide in the exhaust gas to purify the exhaust gas. At the same time, the exhaust gas whose temperature has been raised by the secondary combustion is introduced into the three-way catalyst 32. Therefore, the time until the activation of the three-way catalyst 32 is promoted to reach the activation start temperature is shortened. The three-way catalyst 32 efficiently purifies the harmful three components of hydrocarbon, carbon monoxide, and nitrogen oxide at the same time when the exhaust air-fuel ratio is near the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, the increase in the fuel injection amount is set so that the exhaust air-fuel ratio at the inlet of the three-way catalyst 32 becomes the stoichiometric air-fuel ratio.

ところで、2次空気を排気通路30に供給すると、供給された2次空気の一部が、排気脈動等が原因で燃焼室5へ逆流すること(以下「吹き戻し」という)がある。そうすると、リッチに設定した筒内空燃比が理論空燃比側にずれるため、軸トルクが増加する。図2に、このような吹き戻しによるトルク変動の様子を示す。   By the way, when the secondary air is supplied to the exhaust passage 30, a part of the supplied secondary air may flow back to the combustion chamber 5 due to exhaust pulsation or the like (hereinafter referred to as “blowback”). As a result, the in-cylinder air-fuel ratio that is set rich is shifted to the stoichiometric air-fuel ratio side, so that the shaft torque increases. FIG. 2 shows how torque changes due to such blowback.

図2は、2次空気供給量に対する軸トルクの変動を表した図であり、折れ線グラフが軸トルクを、棒グラフが2次空気供給量を表す。図2に示すように、2次空気の供給を停止しているときに比べて、2次空気を供給するときは、折れ線グラフで示す軸トルクが吹き戻しによって増加する。そうすると、矢印で示すように、2次空気の供給開始時にトルク段差(トルクの急変動)が発生するため、ドライバに不快感を与えてしまう。   FIG. 2 is a diagram showing the variation of the shaft torque with respect to the secondary air supply amount, and the line graph represents the shaft torque and the bar graph represents the secondary air supply amount. As shown in FIG. 2, the shaft torque indicated by the line graph is increased by blowing back when the secondary air is supplied compared to when the supply of the secondary air is stopped. Then, as indicated by an arrow, a torque step (abrupt fluctuations in torque) occurs at the start of the supply of secondary air, which causes discomfort to the driver.

そこで本発明では、このような吹き戻しによって、2次空気の供給開始及び停止時に発生するトルク段差を抑制して運転性能の悪化を防止すべく、点火時期をリタードする。図3は、図2の2次空気供給量に対する軸トルクの変動を表した図に、点火時期をリタードさせた場合の軸トルクを加えた図である。実線の折れ線グラフが点火時期をリタードさせた場合の軸トルクを表す。図3に示すように、本発明によれば、点火時期をリタードさせることで、2次空気の供給開始時の軸トルクの増加を抑えて、出力を供給開始直前の軸トルクに維持する。その結果、2次空気の供給開始及び停止時に発生するトルク段差を抑制できる。   Therefore, in the present invention, the ignition timing is retarded so as to suppress the torque step generated at the start and stop of the supply of the secondary air and prevent the deterioration of the operation performance by such blowback. FIG. 3 is a diagram in which the shaft torque when the ignition timing is retarded is added to the diagram showing the variation of the shaft torque with respect to the secondary air supply amount of FIG. The solid line graph represents the shaft torque when the ignition timing is retarded. As shown in FIG. 3, according to the present invention, by retarding the ignition timing, an increase in shaft torque at the start of the supply of secondary air is suppressed, and the output is maintained at the shaft torque immediately before the start of supply. As a result, it is possible to suppress a torque step that occurs when the secondary air supply is started and stopped.

以下、本発明の第1実施形態による2次空気供給時のトルク段差の抑制制御について説明する。図4はコントローラ50で実行される第1実施形態による抑制制御を示すフローチャートである。コントローラ50は、イグニッションキーがオンされ、エンジンが始動されると、この処理を所定の単位時間毎に繰り返し実行する。   Hereinafter, the suppression control of the torque step at the time of the secondary air supply by 1st Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 4 is a flowchart showing the suppression control executed by the controller 50 according to the first embodiment. When the ignition key is turned on and the engine is started, the controller 50 repeatedly executes this process every predetermined unit time.

ステップS101において、コントローラ50は、2次空気の供給条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、エンジン水温が所定値以下であれば条件成立と判定する。   In step S101, the controller 50 determines whether the secondary air supply condition is satisfied. In the present embodiment, it is determined that the condition is satisfied if the engine water temperature is equal to or lower than a predetermined value.

ステップS101において、2次空気の供給条件が成立しないとき、すなわち、エンジン水温が所定値より高いとき、コントローラ50は、ステップS106に処理を移行する。   In step S101, when the secondary air supply condition is not satisfied, that is, when the engine water temperature is higher than the predetermined value, the controller 50 proceeds to step S106.

一方、ステップS101において、2次空気の供給条件が成立したとき、すなわち、エンジン水温が所定値より低いとき、コントローラ50は、ステップS102に処理を移行する。   On the other hand, when the secondary air supply condition is satisfied in step S101, that is, when the engine water temperature is lower than the predetermined value, the controller 50 proceeds to step S102.

ステップS102において、コントローラ50は、エアポンプ12を駆動するとともに、カットバルブ13を開いて排気通路30へ2次空気を供給する。   In step S <b> 102, the controller 50 drives the air pump 12 and opens the cut valve 13 to supply secondary air to the exhaust passage 30.

ステップS103において、コントローラ50は、エンジン運転状態に応じた2次空気の燃焼室5への逆流量(以下「吹き戻し空気量」という)を算出する。   In step S103, the controller 50 calculates a reverse flow rate (hereinafter referred to as “blow-back air amount”) of the secondary air to the combustion chamber 5 in accordance with the engine operating state.

吹き戻しの割合は、2次空気の供給量に関わらず、エンジン運転状態に応じてほぼ一定となる。したがって、吹き戻し空気量は、例えばROMに、予め実験を通じて設定したエンジン運転状態に応じた2次空気の吹き戻しの割合のマップを格納しておき、この特性に基づいて決定すればよい。マップの一例を図5に示す。本発明では、エンジン回転速度及びエンジン負荷から2次空気の吹き戻しの割合を決定しているが、これに限らず、吹き戻しに影響を与える排気脈動などの種々のパラメータから2次空気の吹き戻し割合を決定してもよい。   The ratio of blowback is substantially constant according to the engine operating state regardless of the supply amount of the secondary air. Therefore, the blowback air amount may be determined based on this characteristic, for example, by storing a map of the ratio of secondary air blowback according to the engine operating state set in advance through experiments in the ROM. An example of the map is shown in FIG. In the present invention, the ratio of secondary air blowing back is determined from the engine speed and engine load. However, the present invention is not limited to this, and the secondary air blowing is determined based on various parameters such as exhaust pulsation that affects the blowing back. The return ratio may be determined.

ステップS104において、コントローラ50は、ステップS103で算出した吹き戻し空気量に対する点火時期の設定テーブルから、点火時期のリタード量を算出する。図6は、この吹き戻し空気量に対する点火時期の設定テーブルである。これに示すように、吹き戻し空気量が多いほどトルク段差も大きくなるため、点火時期のリタード量は大きくなる。点火時期のリタード量は、この設定テーブルによって、先に図3を参照して説明したように、2次空気の供給開始直前の軸トルクを維持できる値に設定される。   In step S104, the controller 50 calculates the ignition timing retard amount from the ignition timing setting table for the blowback air amount calculated in step S103. FIG. 6 is a setting table of ignition timing with respect to the blowback air amount. As shown in this figure, the greater the amount of blowback air, the greater the torque step, and the greater the retard amount of the ignition timing. The retard amount of the ignition timing is set by this setting table to a value that can maintain the shaft torque immediately before the start of the supply of secondary air, as described above with reference to FIG.

なお、点火時期のリタード量は、さらに燃焼安定性を考慮して設定してもよい。図7は安定燃焼の領域を示した特性図である。燃焼安定性を考慮する場合には、点火時期のリタード量を、図7に示した安定燃焼の領域内(燃焼安定限界内)の値に設定する。吹き戻し空気量が多いときなど、点火時期のリタード量によっては、安定燃焼の領域外に出てしまう場合、すなわち燃焼安定性の限界を超えてしまう場合がある。このような場合には、同時に燃料噴射量を制御して安定燃焼の領域内に入るように制御することもできる。例えば、図7のA点からB点までリタードしても、リタード量がまだ不足するときは、同時に空燃比を変更してC点へ制御する。   Note that the retard amount of the ignition timing may be set in consideration of combustion stability. FIG. 7 is a characteristic diagram showing a region of stable combustion. When the combustion stability is taken into consideration, the retard amount of the ignition timing is set to a value within the stable combustion region (combustion stability limit) shown in FIG. Depending on the amount of retard at the ignition timing, such as when the amount of blowback air is large, the engine may go out of the stable combustion region, that is, exceed the limit of combustion stability. In such a case, the fuel injection amount can be controlled at the same time so as to enter the stable combustion region. For example, if the retard amount is still insufficient after retarding from point A to point B in FIG. 7, the air-fuel ratio is simultaneously changed and controlled to point C.

ステップS105において、コントローラ50は、ステップS104で算出したリタード量に基づいて、点火栓6の点火時期を通常値よりもリタードする。これにより、吹き戻しによって2次空気の供給開始及び停止時に発生するトルク段差を抑制する。   In step S105, the controller 50 retards the ignition timing of the spark plug 6 from the normal value based on the retard amount calculated in step S104. Thereby, the torque level difference which occurs at the time of starting and stopping the supply of secondary air by blowing back is suppressed.

ステップS106において、コントローラ50は、エアポンプ12の駆動を中止するとともに、カットバルブ13を閉じて排気通路30への2次空気の供給を停止する。   In step S <b> 106, the controller 50 stops driving the air pump 12 and closes the cut valve 13 to stop the supply of secondary air to the exhaust passage 30.

ステップS107において、コントローラ50は、点火時期を通常値に戻して抑制制御から通常のエンジン制御に処理を移行する。   In step S107, the controller 50 returns the ignition timing to the normal value and shifts the processing from the suppression control to the normal engine control.

図8はコントローラ50で実行される第1実施形態による抑制制御のタイムチャートである。なお、フローチャートとの対応を明確にするため、フローチャートのステップ番号を併記して説明する。   FIG. 8 is a time chart of the suppression control executed by the controller 50 according to the first embodiment. In addition, in order to clarify the correspondence with the flowchart, description will be made with the step number of the flowchart.

イグニッションキーがオンされ、時間t1でエンジンが始動されると、コントローラ50は制御を開始する。まず初めに、コントローラ50は、エンジン水温が所定温度以下であるか否かを判定する(S101)。所定温度以下であれば(図8(A))、コントローラ50は、エアポンプ12を駆動するとともに、カットバルブ13を開いて2次空気を供給する(図7(B)のt1;S102)。コントローラ50は、このとき三元触媒32の入口の排気空燃比が理論空燃比となるように(図8(C))、燃料噴射量を増量する(図8(D))。 When the ignition key is turned on, the engine at time t 1 is started, the controller 50 starts the control. First, the controller 50 determines whether or not the engine water temperature is equal to or lower than a predetermined temperature (S101). If the temperature is equal to or lower than the predetermined temperature (FIG. 8A), the controller 50 drives the air pump 12 and opens the cut valve 13 to supply secondary air (t 1 in FIG. 7B; S102). At this time, the controller 50 increases the fuel injection amount so that the exhaust air-fuel ratio at the inlet of the three-way catalyst 32 becomes the stoichiometric air-fuel ratio (FIG. 8C) (FIG. 8D).

このとき、コントローラ50は、2次空気の吹き戻し空気量を算出し(S103)、トルク段差が発生しないように(図8(E))、点火時期をリタードする(図8(F);S105)。   At this time, the controller 50 calculates the blow-back air amount of the secondary air (S103), and retards the ignition timing so as not to generate a torque step (FIG. 8E) (FIG. 8F; S105). ).

時間t2でエンジン水温が所定温度に達すると(図8(A);S101でNO)、コントローラ50は、エアポンプ12の駆動を中止するとともに、カットバルブ13を閉じて2次空気の供給を停止する(図8(A)のt2;S106)。その後、コントローラ50は、抑制制御を終了して(S107)、通常のエンジン制御に移行する。 When the engine water temperature reaches a predetermined temperature at time t 2 (FIG. 8A; NO in S101), the controller 50 stops driving the air pump 12 and closes the cut valve 13 to stop the supply of secondary air. (T 2 in FIG. 8A; S106). Thereafter, the controller 50 ends the suppression control (S107) and shifts to normal engine control.

以上説明した本実施形態では、2次空気の吹き戻しによって2次空気の供給開始及び停止時の発生するトルク段差を、点火時期を制御することで抑制できる。そのため、トルク段差によりドライバが感じる不快感を解消し、運転性能の向上を図れる。   In the present embodiment described above, the torque step generated when the secondary air is started and stopped by blowing back the secondary air can be suppressed by controlling the ignition timing. Therefore, it is possible to eliminate the uncomfortable feeling felt by the driver due to the torque step and to improve the driving performance.

また、カットバルブ13が故障して、排気通路30に2次空気が逆流しているときにも、上述した抑制制御によりトルク段差を抑制でき、運転性能の悪化を防止できる。   Further, even when the cut valve 13 breaks down and the secondary air flows back into the exhaust passage 30, the torque step can be suppressed by the above-described suppression control, and deterioration of the driving performance can be prevented.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態による2次空気供給時のトルク段差の抑制制御について説明する。本発明の第2実施形態は、2次空気の吹き戻しによって発生するトルク段差を、吸入空気量及び燃料噴射量を制御して抑制する点で、第1実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
Next, torque step suppression control during secondary air supply according to a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that a torque step generated by blowing back secondary air is controlled by controlling the intake air amount and the fuel injection amount. Hereinafter, the difference will be described. In each of the following embodiments, the same reference numerals are used for portions that perform the same functions as those of the first embodiment described above, and repeated descriptions are omitted as appropriate.

図9はコントローラ50で実行される第2実施形態による抑制制御を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing the suppression control executed by the controller 50 according to the second embodiment.

ステップS204において、コントローラ50は、ステップS203において算出した2次空気の吹き戻し空気量に相当する量の吸入空気量を減らす。これにより、吹き戻しによって2次空気の供給開始及び停止時に発生するトルク段差を抑制する。トルク段差は、2次空気の吹き戻しによりリッチに設定した筒内空燃比が理論空燃比側にずれて軸トルクが増加することによって発生する。そこで、この吹き戻し空気量分の吸入空気量を減らすことで、軸トルクの増加を抑え、トルク段差を抑制する。   In step S204, the controller 50 reduces the amount of intake air corresponding to the amount of secondary air blow-back air calculated in step S203. Thereby, the torque level difference which occurs at the time of starting and stopping the supply of secondary air by blowing back is suppressed. The torque step is generated when the in-cylinder air-fuel ratio, which is set rich by secondary air blowing back, is shifted to the theoretical air-fuel ratio side and the shaft torque increases. Therefore, by reducing the amount of intake air corresponding to the amount of blowback air, an increase in shaft torque is suppressed and a torque step is suppressed.

なお、吹き戻し空気量だけ2次燃焼に使用される2次空気が減少する。そのため、2次空気の供給量に対して燃料噴射量の増量が多くなって、三元触媒21の入口での排気空燃比がリッチとなる。したがって、これを防止するために、コントローラ50は、吸入空気量を減らすと同時に、吹き戻し空気量だけ燃料噴射量の増量を抑えている。   The secondary air used for the secondary combustion is reduced by the amount of blowback air. Therefore, the fuel injection amount increases with respect to the secondary air supply amount, and the exhaust air-fuel ratio at the inlet of the three-way catalyst 21 becomes rich. Therefore, in order to prevent this, the controller 50 reduces the intake air amount and suppresses the increase in the fuel injection amount by the blowback air amount.

ステップS206において、コントローラ50は、吸入空気量及び燃料噴射量を通常値に戻して、抑制制御から通常のエンジン制御に処理を移行する。   In step S206, the controller 50 returns the intake air amount and the fuel injection amount to the normal values, and shifts the processing from the suppression control to the normal engine control.

図10はコントローラ50で実行される第2実施形態による抑制制御のタイムチャートである。   FIG. 10 is a time chart of the suppression control executed by the controller 50 according to the second embodiment.

イグニッションキーがオンされ、時間t1でエンジンが始動されると、コントローラ50は抑制制御を開始する。コントローラ50は、エンジン水温が所定温度以下のときに(図10(A))、エアポンプ12を駆動するとともに、カットバルブ13を開いて2次空気を供給する(図10(B)のt1;S202)。そして、コントローラ50は、吹き戻し空気量に応じて吸入空気量を減少する(図10(G);S204)。これにより、2次空気の吹き戻しによるトルク段差の発生を防止する(図10(E))。 When the ignition key is turned on, the engine at time t 1 is started, the controller 50 starts suppression control. When the engine water temperature is equal to or lower than the predetermined temperature (FIG. 10A), the controller 50 drives the air pump 12 and opens the cut valve 13 to supply secondary air (t 1 in FIG. 10B); S202). Then, the controller 50 decreases the intake air amount in accordance with the blowback air amount (FIG. 10 (G); S204). As a result, the occurrence of a torque step due to the secondary air blowing back is prevented (FIG. 10E).

また、t1で排気通路30へ2次空気の供給が開始されると、コントローラ50は、三元触媒32の入口の排気空燃比が理論空燃比となるように(図10(C))、燃料噴射量を増量する(図8(D))。本実施形態では吹き戻し空気量分の吸入空気量を減らすため、コントローラ50は、第1実施形態と比べて、吹き戻し空気量分の燃料を減量する(図10(D);S204)。 When the supply of secondary air to the exhaust passage 30 is started at t 1 , the controller 50 causes the exhaust air / fuel ratio at the inlet of the three-way catalyst 32 to become the stoichiometric air / fuel ratio (FIG. 10C). The fuel injection amount is increased (FIG. 8D). In this embodiment, the controller 50 reduces the amount of fuel for the amount of blowback air compared to the first embodiment in order to reduce the amount of intake air for the amount of blowback air (FIG. 10 (D); S204).

時間t2でエンジン水温が所定温度に達すると(図10(A))、コントローラ50は、エアポンプ12の駆動を中止するとともに、カットバルブ13を閉じて2次空気の供給を停止する(図10(A)のt2;S205)。その後、コントローラ50は、抑制制御を終了して(S206)、通常のエンジン制御に処理を移行する。 When the engine water temperature reaches a predetermined temperature at time t 2 (FIG. 10A), the controller 50 stops driving the air pump 12 and closes the cut valve 13 to stop the supply of secondary air (FIG. 10). t 2 of (a); S205). Thereafter, the controller 50 ends the suppression control (S206), and shifts the processing to normal engine control.

以上説明した本実施形態によれば、2次空気の吹き戻しによって2次空気の供給開始及び停止時の発生するトルク段差を、吸入空気量及び燃料噴射量を制御することで抑制できる。そのため、トルク段差によりドライバが感じる不快感を解消し、運転性能の向上を図れる。   According to the present embodiment described above, the torque step generated when secondary air supply is started and stopped by blowing back the secondary air can be suppressed by controlling the intake air amount and the fuel injection amount. Therefore, it is possible to eliminate the uncomfortable feeling felt by the driver due to the torque step and to improve the driving performance.

また、カットバルブ13が故障して、排気通路30に2次空気が逆流しているときにも、上述した抑制制御によりトルク段差を抑制でき、運転性能の悪化を防止できる。   Further, even when the cut valve 13 breaks down and the secondary air is flowing back into the exhaust passage 30, the torque step can be suppressed by the above-described suppression control, and deterioration of the driving performance can be prevented.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。例えば、第1実施形態では、点火時期のリタード量を一定にしているが、2次空気供給時のトルク段差を抑えた後は、徐々にリタード量を少なくしてもよい。また、2次空気の供給停止条件をエンジン水温によって判定しているが、三元触媒21に与えた熱量や空気量などのパラメータから活性状態を判定して供給停止を判定してもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea. For example, in the first embodiment, the retard amount at the ignition timing is made constant, but the retard amount may be gradually reduced after suppressing the torque step at the time of supplying the secondary air. Although the secondary air supply stop condition is determined by the engine water temperature, the supply stop may be determined by determining the active state from parameters such as the amount of heat and the amount of air given to the three-way catalyst 21.

2次空気供給装置を有するエンジンの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the engine which has a secondary air supply apparatus. 2次空気供給量に対する軸トルクの変動を表した図である。It is a figure showing the fluctuation | variation of the shaft torque with respect to secondary air supply amount. 2次空気供給量に対する軸トルクの変動を表した図である。It is a figure showing the fluctuation | variation of the shaft torque with respect to secondary air supply amount. 第1実施形態による2次空気供給時のトルク段差の抑制制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows suppression control of the torque level difference at the time of secondary air supply by 1st Embodiment. 2次空気の吹き戻しの割合のマップである。It is a map of the ratio of secondary air blowing back. 吹き戻し空気量に対する点火時期の設定テーブルである。It is a setting table of the ignition timing with respect to the amount of blowback air. 安定燃焼の領域を示した特性図である。It is the characteristic view which showed the area | region of stable combustion. 第1実施形態による抑制制御のタイムチャートである。It is a time chart of suppression control by a 1st embodiment. 第2実施形態による2次空気供給時のトルク段差の抑制制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows suppression control of the torque level difference at the time of secondary air supply by 2nd Embodiment. 第2実施形態による抑制制御のタイムチャートである。It is a time chart of suppression control by a 2nd embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン(内燃機関)
10 2次空気供給装置
30 排気通路
32 三元触媒(触媒装置)
S103 吹き戻し空気量算出手段
S105 トルク変動抑制手段
1 engine (internal combustion engine)
10 Secondary air supply device 30 Exhaust passage 32 Three-way catalyst (catalyst device)
S103 Blowback air amount calculation means S105 Torque fluctuation suppression means

Claims (8)

排気通路に設けられた触媒装置の上流に空気を供給して、その触媒装置の早期活性を図る2次空気供給装置を備えた内燃機関のトルクの急変動を防止するトルク変動防止制御装置であって、
前記2次空気供給装置によって供給された空気のうち燃焼室へ逆流する吹き戻し空気の空気量を、機関運転状態に応じて算出する吹き戻し空気量算出手段と、
前記吹き戻し空気によって発生するトルクの急変動を抑制するトルク変動抑制手段と、
を備えたこと特徴とする内燃機関のトルク変動防止制御装置。
A torque fluctuation prevention control device for preventing sudden fluctuations in torque of an internal combustion engine provided with a secondary air supply device that supplies air upstream of a catalyst device provided in an exhaust passage and promotes early activation of the catalyst device. And
Blow-back air amount calculating means for calculating the amount of blow-back air that flows back to the combustion chamber out of the air supplied by the secondary air supply device according to the engine operating state;
Torque fluctuation suppressing means for suppressing sudden fluctuations in torque generated by the blow-back air;
A torque fluctuation prevention control device for an internal combustion engine, comprising:
前記トルク変動抑制手段は、前記吹き戻し空気量に応じて点火時期を調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のトルク変動防止制御装置。
The torque fluctuation preventing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the torque fluctuation suppressing means adjusts an ignition timing in accordance with the blow-back air amount.
前記トルク変動抑制手段は、前記吹き戻し空気量が多いときほど点火時期をリタードする
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のトルク変動防止制御装置。
2. The torque fluctuation preventing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the torque fluctuation suppressing means retards the ignition timing as the amount of blowback air increases.
前記トルク変動抑制手段は、燃焼安定限界内に収まるように前記点火時期を調整する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関のトルク変動防止制御装置。
The torque fluctuation preventing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein the torque fluctuation suppressing means adjusts the ignition timing so as to be within a combustion stability limit.
前記トルク変動抑制手段は、前記吹き戻し空気量に相当する量の吸入空気量を減らす
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のトルク変動防止制御装置。
2. The torque fluctuation preventing control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the torque fluctuation suppressing means reduces an intake air quantity corresponding to the blowback air quantity.
前記トルク変動抑制手段は、前記吹き戻し空気量に応じて燃料噴射量を2次空気供給時における通常の増量値よりも減量させて、排気空燃比を理論空燃比に維持する
ことを特徴とする請求項5に記載の内燃機関のトルク変動防止制御装置。
The torque fluctuation suppression means maintains the exhaust air / fuel ratio at a stoichiometric air / fuel ratio by reducing the fuel injection amount from a normal increase value at the time of supplying secondary air in accordance with the blowback air amount. The torque fluctuation prevention control device for an internal combustion engine according to claim 5.
前記吹き戻し空気量算出手段は、前記内燃機関の負荷と回転速度とから算出される
ことを特徴とする請求項1から6までのいずれか1つに記載の内燃機関のトルク変動防止制御装置。
The torque fluctuation prevention control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the blowback air amount calculation means is calculated from a load and a rotation speed of the internal combustion engine.
排気通路に設けられた触媒装置の上流に空気を供給して、その触媒装置の早期活性を図る2次空気供給装置を備えた内燃機関のトルクの急変動を防止するトルク変動防止制御方法であって、
前記2次空気供給装置によって供給された空気のうち燃焼室へ逆流する吹き戻し空気の空気量を、機関運転状態に応じて算出する吹き戻し空気量算出工程と、
前記吹き戻し空気によって発生するトルクの急変動を抑制するトルク変動抑制工程と、
を備えたこと特徴とする内燃機関のトルク変動防止制御方法。
This is a torque fluctuation prevention control method for preventing sudden fluctuations in torque of an internal combustion engine having a secondary air supply device that supplies air upstream of a catalyst device provided in an exhaust passage and promotes early activation of the catalyst device. And
A blowback air amount calculation step of calculating an air amount of blowback air that flows back to the combustion chamber out of the air supplied by the secondary air supply device, according to the engine operating state;
A torque fluctuation suppressing step for suppressing a sudden fluctuation in torque generated by the blow-back air;
A torque fluctuation preventing control method for an internal combustion engine, comprising:
JP2006116670A 2006-04-20 2006-04-20 Torque variation preventing and controlling system for internal combustion engine Pending JP2007285279A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006116670A JP2007285279A (en) 2006-04-20 2006-04-20 Torque variation preventing and controlling system for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006116670A JP2007285279A (en) 2006-04-20 2006-04-20 Torque variation preventing and controlling system for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007285279A true JP2007285279A (en) 2007-11-01

Family

ID=38757280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006116670A Pending JP2007285279A (en) 2006-04-20 2006-04-20 Torque variation preventing and controlling system for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007285279A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009197638A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Toyota Motor Corp Control device for internal-combustion engine
JP2011247233A (en) * 2010-05-31 2011-12-08 Toyota Motor Corp Secondary air supply device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009197638A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Toyota Motor Corp Control device for internal-combustion engine
JP2011247233A (en) * 2010-05-31 2011-12-08 Toyota Motor Corp Secondary air supply device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3684934B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US20030116123A1 (en) Internal combustion engine and control method of the same
KR100802209B1 (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP4175385B2 (en) Internal combustion engine exhaust purification catalyst warm-up system
JP4344953B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2005248781A (en) Fuel cut control device of internal combustion engine
JP4557176B2 (en) Catalyst early warm-up control device for internal combustion engine
JP2009036117A (en) Air-fuel ratio controller of internal combustion engine
JP2004100503A (en) Internal combustion engine, control device of internal combustion engine and control method of internal combustion engine
JP2007285279A (en) Torque variation preventing and controlling system for internal combustion engine
JP5880592B2 (en) Abnormality detection device for exhaust purification system
JP2007077913A (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
CN110878717B (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3890730B2 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP4888368B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2000130221A (en) Fuel injection control device of internal combustion engine
JP4134398B2 (en) Internal combustion engine
KR100566690B1 (en) Exhaust gas purifying device of spark-plug type internal combustion engine
JP4269279B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5004935B2 (en) Air-fuel ratio control method for internal combustion engine
JP4914875B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2010185321A (en) Engine control device
JP4324787B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP2007071090A (en) Control device of internal combustion engine
JP2007077857A (en) Operation mode control device for internal combustion engine