JP2008038866A - Combustion control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼モードの切り換えなどを行う内燃機関の燃焼制御装置に関する。 The present invention relates to a combustion control device for an internal combustion engine that performs switching of a combustion mode and the like.
従来から、気筒ごとに空燃比を増減させることによって、排気浄化触媒(NOx触媒など)の温度を上昇させ、硫黄酸化物(SOx)などの浄化低下物質の除去が行われている。例えば、特許文献1には、一方の気筒群(バンク)と他方の気筒群(バンク)とにおいて空燃比を異ならせる制御(以下、「バンク制御」とも呼ぶ。)を行うことによって、浄化低下物質を除去する技術が記載されている。
Conventionally, by increasing or decreasing the air-fuel ratio for each cylinder, the temperature of the exhaust purification catalyst (NOx catalyst or the like) is raised, and the removal of the purification reducing substance such as sulfur oxide (SOx) is performed. For example,
ところで、近年、例えば空燃比の互いに異なるストイキ燃焼やリーン燃焼等の燃焼モードへ切り換える技術が行われている。このような燃焼モードの切り換えの際、例えばトルク段差等の出力段差が大きく生じてしまう場合があり、この出力段差を抑制するため各種の提案がなされている。例えば特許文献2では、燃焼モードを切り換える際、吸入空気量等から推定される内燃機関のトルクが切り換え後の所定のトルクに一致するまで点火時期を遅角する、即ちトルク補正を行うことにより切り換え時のトルク段差を抑制する技術が提案されている。
By the way, in recent years, for example, a technique for switching to a combustion mode such as stoichiometric combustion or lean combustion having different air-fuel ratios has been performed. When such a combustion mode is switched, an output step such as a torque step may occur greatly, and various proposals have been made to suppress this output step. For example, in
しかしながら、上記した特許文献1及び2に記載された技術においては、通常燃焼(ストイキ燃焼)からバンク制御に燃焼モードを切り換える場合に、製品ばらつきや経年劣化に起因する出力段差を、適切に抑制することができない場合があった。
However, in the techniques described in
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、通常燃焼からバンク制御に燃焼モードを切り換える際に発生し得る出力段差を効果的に抑制することが可能な内燃機関の燃焼制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and is an internal combustion engine capable of effectively suppressing an output step that can occur when switching the combustion mode from normal combustion to bank control. It is to provide a combustion control device.
本発明の1つの観点では、一方の気筒群と他方の気筒群とにおいて空燃比を異ならせることによって、排気通路上に設けられた排気浄化触媒を被毒回復させるバンク制御を実行する内燃機関の燃焼制御装置は、通常燃焼からバンク制御に切り換える要求があるか否かを判定する切り換え要求判定手段と、前記通常燃焼から前記バンク制御に切り換えた際に、前記内燃機関が発生するトルクに段差が生じるか否かを判定するトルク段差判定手段と、前記切り換え要求判定手段によってバンク制御に切り換える要求があると判定された場合において、前記トルク段差判定手段がトルクに段差が生じると判定した場合、所定時間、当該切り換えを禁止する切り換え禁止手段と、を備える。 In one aspect of the present invention, an internal combustion engine that performs bank control for recovering poisoning of an exhaust purification catalyst provided on an exhaust passage by making an air-fuel ratio different between one cylinder group and the other cylinder group. The combustion control device includes a switching request determination unit that determines whether or not there is a request to switch from normal combustion to bank control, and a step in torque generated by the internal combustion engine when switching from the normal combustion to the bank control. When it is determined that there is a request for switching to bank control by the torque step determining means for determining whether or not to occur, and when the switching request determining means determines that there is a request to switch to bank control, Switching prohibiting means for prohibiting the time and the switching.
上記の内燃機関の燃焼制御装置は、通常燃焼から、排気浄化触媒を被毒回復させるためのバンク制御へと切り換える制御を実行する。この場合、内燃機関の燃焼制御装置は、通常燃焼からバンク制御に切り換えた際に、トルクに段差が生じるか否かを考慮に入れて、バンク制御への切り換えを行う。具体的には、トルクに段差が生じると判定された場合には、所定時間、バンク制御への切り換えを禁止する。これにより、通常燃焼からバンク制御に切り換える際に発生し得るトルク段差を効果的に抑制することが可能となる。 The combustion control device for an internal combustion engine executes control for switching from normal combustion to bank control for recovering poisoning of the exhaust purification catalyst. In this case, the combustion control device of the internal combustion engine switches to the bank control in consideration of whether or not a step is generated in the torque when switching from the normal combustion to the bank control. Specifically, when it is determined that there is a step in the torque, switching to bank control is prohibited for a predetermined time. As a result, it is possible to effectively suppress a torque step that may occur when switching from normal combustion to bank control.
上記の内燃機関の燃焼制御装置の一態様では、前記トルク段差判定手段がトルクに段差が生じないと判定した場合、スロットル開度を変更することなく前記通常燃焼から前記バンク制御への切り換えを実行する第1の切り換え制御手段を備える。 In one aspect of the combustion control apparatus for an internal combustion engine, when the torque step determining means determines that there is no step in the torque, switching from the normal combustion to the bank control is performed without changing the throttle opening. First switching control means is provided.
この態様では、第1の切り換え制御手段は、トルク段差が発生しないような状況で、優先的にバンク制御への切り換えを実行する。具体的には、トルク段差が発生しないような状況であるため、スロットル開度を変更することなくバンク制御への切り換えを実行する。このような状況において切り換えを実行することにより、製品ばらつきや経年劣化による影響を受けにくくなるため、切り換え時に発生し得るトルク段差をかなり高い確率で抑制することが可能となる。 In this aspect, the first switching control means preferentially switches to bank control in a situation where no torque step occurs. Specifically, since a torque step does not occur, switching to bank control is executed without changing the throttle opening. By executing the switching in such a situation, it becomes difficult to be affected by product variations and aging deterioration, and therefore it is possible to suppress a torque step that may occur at the time of switching with a considerably high probability.
上記の内燃機関の燃焼制御装置の他の一態様では、前記切り換え禁止手段によって前記切り換えの禁止を継続した時間が前記所定時間を超えた場合、スロットル開度を変更することによって前記通常燃焼から前記バンク制御への切り換えを実行する第2の切り換え制御手段を備える。 In another aspect of the combustion control apparatus for an internal combustion engine, when the time during which the switching prohibition unit continues to prohibit the switching exceeds the predetermined time, the throttle opening is changed to change the normal combustion from the normal combustion. Second switching control means for executing switching to bank control is provided.
この態様では、第2の切り換え制御手段は、トルク段差が発生し得るような状況においては、所定時間の間は、トルク段差が発生し得るような状況からトルク段差が発生しないような状況へと変化するまで切り換えを禁止し、このように切り換えを禁止したにもかかわらず、禁止を継続した時間が所定時間に達した場合に、バンク制御への切り換えを実行する。即ち、禁止を継続した時間が所定時間に達した場合には、排気浄化触媒の被毒回復の実行を優先するために、バンク制御への切り換えを実行する。より詳しくは、スロットル開度を変更することによって切り換えを実行する。こうするのは、バンク制御への切り換え時に発生するトルク段差を抑制するためである。以上より、バンク制御への切り換え時に発生するトルク段差を適切に抑制しつつ、排気浄化触媒の被毒回復を確実に実行することができる。 In this aspect, the second switching control means switches from a situation in which a torque step can occur to a situation in which a torque step does not occur for a predetermined time in a situation where a torque step can occur. Switching is prohibited until a change is made, and switching to bank control is executed when the time for which the prohibition has continued reaches a predetermined time even though the switching is prohibited in this way. That is, when the time for which the prohibition has continued reaches a predetermined time, switching to bank control is executed in order to prioritize the execution of the poisoning recovery of the exhaust purification catalyst. More specifically, switching is performed by changing the throttle opening. This is to suppress a torque step generated when switching to bank control. As described above, the poisoning recovery of the exhaust purification catalyst can be surely executed while appropriately suppressing the torque step generated when switching to the bank control.
上記の内燃機関の燃焼制御装置において好適には、前記トルク段差判定手段は、前記内燃機関の回転数、吸入空気量、吸気管圧力、スロットル開度、及びアクセル開度の少なくとも一つ以上に基づいて前記判定を行うことができる。 Preferably, in the combustion control apparatus for an internal combustion engine, the torque step determining means is based on at least one of the rotational speed, intake air amount, intake pipe pressure, throttle opening, and accelerator opening of the internal combustion engine. The determination can be made.
更に好適には、前記切り換え禁止手段が前記切り換えを禁止する前記所定時間は、1時間以上の値とすることができる。 More preferably, the predetermined time during which the switching prohibiting unit prohibits the switching may be a value of 1 hour or more.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[全体構成]
図1は、本実施形態に係る内燃機関の燃焼制御装置が適用された車両100の全体構成を示す概略図である。なお、図1では、実線の矢印がガスの流れの一例を示し、破線の矢印が信号の入出力を示している。
[overall structure]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a
車両100は、主に、吸気通路3と、スロットルバルブ4と、エンジン(内燃機関)5と、排気通路6と、触媒7と、ECU(Electronic Control Unit)10と、を備える。
The
吸気通路3には外部から導入された吸気が通過し、スロットルバルブ4は吸気通路3を通過する吸気の流量を調整する。そして、吸気は、サージタンクに導入された後に、エンジン5に供給される。なお、スロットルバルブ4はECU10から供給される制御信号に応じた開度(スロットル開度)に制御される。
The intake air introduced from outside passes through the intake passage 3, and the throttle valve 4 adjusts the flow rate of the intake air passing through the intake passage 3. The intake air is supplied to the engine 5 after being introduced into the surge tank. The throttle valve 4 is controlled to an opening (throttle opening) corresponding to a control signal supplied from the
エンジン5は、2つのバンク5a、5bに3つずつ気筒(シリンダ)5cが設けられたV型6気筒エンジンとして構成されている。バンク5aの3つの気筒5cによって一つの気筒群が構成され、バンク5bの3つの気筒5cによって他の一つの気筒群が構成される。なお、以下では、バンク5aとバンク5bとの区別を行わない場合には、符号を省略して示すものとする。
The engine 5 is configured as a V-type 6-cylinder engine in which three cylinders (cylinders) 5c are provided in two
エンジン5は、供給された吸気と燃料とを混合した混合気を、気筒5c内で爆発させることによって動力を発生する。エンジン5は、ECU10から供給される制御信号によって、燃料噴射量の制御や点火時期の制御などが行われる。具体的には、バンク5a及びバンク5bのそれぞれに制御信号が供給されることにより、バンク5a及びバンク5bのそれぞれにおける燃料噴射量の制御や点火時期の制御などが実行される。なお、エンジン5として、3つの気筒5cによってバンクが構成されたV型6気筒エンジンを用いることに限定はされない。
The engine 5 generates power by causing an air-fuel mixture obtained by mixing the supplied intake air and fuel to explode in the cylinder 5c. The engine 5 performs control of the fuel injection amount, ignition timing, and the like by a control signal supplied from the
排気通路6は、エンジン5から排出された排気ガスが流通する。排気通路6中には、触媒7が設けられている。触媒7(排気浄化触媒)は、NOx吸蔵触媒などによって構成され、排気ガス中のNOxやSOxを浄化する。なお、図1においては、バンク5a及びバンク5bの両方に接続された排気通路6上に触媒7を設ける例を示しているが、バンク5a及びバンク5bのそれぞれに排気通路を接続し、これらの各々に触媒を設けても良い。
The exhaust gas discharged from the engine 5 flows through the exhaust passage 6. A
ECU10は、図示しないCPU、ROM、RAM、A/D変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。ECU10は、触媒7の硫黄被毒を回復(以下、「S被毒回復」とも呼ぶ。)するために、「バンク制御」を実行する。具体的には、ECU10は、一方のバンクと他方のバンクとにおいて空燃比を異ならせる制御を行う。詳しくは、一方のバンクをリッチ燃焼(以下、このバンクを「リッチバンク」と呼ぶ。)させ、他方のバンクをリーン燃焼(以下、このバンクを「リーンバンク」と呼ぶ。)させる制御を行う。これにより、燃料を多く含むガスと酸素を多く含むガスとを混合したガスが触媒7に供給されて、触媒7の温度(床温)が上昇するため、触媒7の硫黄被毒が回復される。なお、バンク制御は、数1000kmの走行毎に実行される。
The
また、本実施形態では、ECU10は、通常燃焼からバンク制御へ燃焼モードを切り換えるための制御(以下、「燃焼モード切り換え制御」と呼ぶ。)を実行する。具体的には、燃焼モードの切り換え時に発生し得るトルク段差が適切に抑制されるように、燃焼モード切り換え制御を実行する。より詳しくは、ECU10は、バンク制御に切り換えた場合にトルク段差が発生する可能性、及びバンク制御に切り換える要求が発せられてからの経過時間を考慮に入れて、通常燃焼からバンク制御への切り換えを実行する。このように、ECU10は、本発明における内燃機関の燃焼制御装置として動作する。具体的には、ECU10は、切り換え要求判定手段、トルク段差判定手段、切り換え禁止手段、及び第1の切り換え制御手段、並びに第2の切り換え制御手段として動作する。
In the present embodiment, the
[燃焼モード切り換え制御]
以下で、ECU10が通常燃焼からバンク制御へ燃焼モードを切り換える際に実行する燃焼モード切り換え制御について、具体的に説明する。
[Combustion mode switching control]
Hereinafter, the combustion mode switching control executed when the
本実施形態では、通常燃焼からバンク制御へ燃焼モードを切り換える際に発生し得るトルク段差が効果的に抑制されるように、燃焼モード切り換え制御を実行する。詳しくは、ECU10は、バンク制御に切り換えた場合にトルク段差が発生する可能性、及びバンク制御に切り換える要求が発せられてからの経過時間を考慮に入れて、通常燃焼からバンク制御への切り換えを実行する。例えば、ECU10は、エンジン回転数、吸入空気量、吸気管圧力、スロットル開度、及びアクセル開度の少なくとも一つ以上に基づいて、バンク制御に切り換えた際にトルク段差が発生するか否かの判定を行う。
In the present embodiment, the combustion mode switching control is executed so that a torque step that may occur when switching the combustion mode from normal combustion to bank control is effectively suppressed. Specifically, the
具体的には、ECU10は、トルク段差が発生しないような状況で、優先的にバンク制御への切り換えを実行する。この場合にはトルク段差が発生しないような状況であるので、ECU10は、スロットル開度を変更することなくバンク制御への切り換えを実行する。このような状況において切り換えを実行することにより、製品ばらつきや経年劣化による影響を受けにくくなるため、切り換え時に発生し得るトルク段差を効果的に抑制することが可能となる。したがって、本実施形態では、トルク段差が発生しないような状況で、優先的にバンク制御への切り換えを実行する。
Specifically, the
一方、ECU10は、トルク段差が発生し得るような状況においては、バンク制御に切り換える要求が発せられてから所定時間、バンク制御への切り換えを禁止する。即ち、上記した状況においては、所定時間の間は、トルク段差が発生し得るような状況からトルク段差が発生しないような状況へと変化するまで切り換えを禁止し、このように切り換えを禁止したにもかかわらず、禁止を継続した時間(要求が発せられてからの経過時間)が所定時間に達した場合に、バンク制御への切り換えを実行する。即ち、禁止を継続した時間が所定時間に達した場合には、S被毒回復の実行を優先するために、バンク制御への切り換えを実行する。この場合、ECU10は、スロットル開度を変更することによって切り換えを実行する。こうするのは、バンク制御への切り換え時に発生するトルク段差を抑制するためである。
On the other hand, in a situation where a torque step may occur, the
以上のように、本実施形態では、トルク段差が発生しないような状況では、製品ばらつきや経年劣化による影響を受けにくくなるため、トルク段差をかなり高い確率で抑制することができるので、優先的にバンク制御への切り換えを実行する。一方、トルク段差が発生し得る状況では、所定時間が経過するまではバンク制御への切り換えを禁止し、禁止を継続した時間が所定時間に達した際に、S被毒回復の実行を優先するために、トルク段差を抑制するための制御を適切に行ってバンク制御への切り換えを実行する。これにより、通常燃焼からバンク制御に切り換える際に発生し得るトルク段差を効果的に抑制しつつ、S被毒回復を確実に実行することができる。 As described above, in this embodiment, in a situation where a torque step does not occur, the torque step can be suppressed with a considerably high probability because it is less affected by product variations and aging deterioration. Switch to bank control. On the other hand, in a situation where a torque step can occur, switching to bank control is prohibited until a predetermined time elapses, and priority is given to the execution of S poison recovery when the prohibited time reaches the predetermined time. Therefore, the control for suppressing the torque step is appropriately performed to switch to the bank control. Thereby, S poison recovery can be reliably performed while effectively suppressing a torque step that may occur when switching from normal combustion to bank control.
ここで、図2乃至図5を参照して、燃焼モード切り換え制御を具体的に説明する。 Here, the combustion mode switching control will be specifically described with reference to FIGS.
(高エンジン回転数である場合の制御)
まず、図2及び図3を用いて、通常燃焼からバンク制御への切り換え時にトルク段差が発生しないような状況、即ちスロットル開度を変更することなく切り換えを行うことが可能な状況について説明する。具体的には、エンジン回転数が高回転数である場合について説明する。
(Control when engine speed is high)
First, a situation where a torque step does not occur when switching from normal combustion to bank control, that is, a situation where switching can be performed without changing the throttle opening will be described with reference to FIGS. Specifically, a case where the engine speed is a high speed will be described.
図2は、高エンジン回転数である場合に発生されるトルクを示す図である。図2(a)は空気量(横軸)とトルク(縦軸)との関係を示す図である。また、実線40で示すグラフがストイキ時(通常燃焼時)のトルク特性を示しており、一点鎖線41で示すグラフが高エンジン回転数である場合におけるバンク制御時のトルク特性を示している。具体的には、バンク制御時のトルク特性は、S被毒回復を行う際に設定すべき温度にまで触媒7の床温を上昇させることが可能な、両バンクの空燃比の差に基づいて決定される。図2(a)より、バンク制御時のトルクと通常燃焼時のトルクとの差はほとんどないと言える。こうなるのは、高エンジン回転数である場合には排気温度が高い傾向にあるため、バンク制御時におけるリッチバンクとリーンバンクとの空燃比の差が小さくても、触媒7の床温を十分に上昇させることができるからである。
FIG. 2 is a diagram showing torque generated when the engine speed is high. FIG. 2A is a diagram showing the relationship between the air amount (horizontal axis) and the torque (vertical axis). Further, the graph indicated by the
図2(b)は空燃比(横軸)とトルク(縦軸)との関係を示しており、曲線60で示すグラフは空燃比に対するトルクの特性を示している。前述したように、高エンジン回転数においては排気温度が高い傾向にあるため、バンク制御時におけるリッチバンクとリーンバンクとの空燃比の差が小さくても、S被毒回復を行う際に設定すべき温度にまで触媒7の床温を十分に上昇させることができると言える。そのため、例えば図2(b)中の符号61で示すように、バンク制御時におけるリッチバンクとリーンバンクとの空燃比の差として、比較的小さな空燃比の差が決定される。この場合、曲線60で示すグラフを用いると、リッチバンクから発生させるべきトルクは符号51で示すトルクとなり、リーンバンクから発生させるべきトルクは符号52で示すトルクとなる。なお、符号50で示すトルクは、ストイキ時に発生されるトルクを示している。
FIG. 2B shows the relationship between the air-fuel ratio (horizontal axis) and the torque (vertical axis), and the graph shown by the curve 60 shows the characteristic of torque with respect to the air-fuel ratio. As described above, since the exhaust temperature tends to be high at a high engine speed, even when the air-fuel ratio difference between the rich bank and the lean bank during the bank control is small, it is set when performing S poison recovery. It can be said that the bed temperature of the
上記の場合において、通常燃焼からバンク制御に切り換えた場合、リッチバンクにおけるトルク変化(トルク50とトルク51との差分)は「Tr1」となり、リーンバンクにおけるトルク変化(トルク50とトルク52との差分)は「Tl1」となる。この場合、リッチバンクにおけるトルク変化Tr1とリーンバンクにおけるトルク変化Tl1とにおいては、「Tr1≒Tl1」という関係が成立する。即ち、バンク制御時に発生されるトルクは、通常燃焼時に発生されるトルクと概ね等しいと言える。つまり、高エンジン回転数である場合には、通常燃焼からバンク制御に切り換えても、ほとんどトルク段差が生じないと言える。したがって、高エンジン回転数である場合には、通常燃焼からバンク制御への切り換えを行う際に、スロットル開度の制御を行う必要がない。以上より、本実施形態では、エンジン回転数が高エンジン回転数である場合に、バンク制御への切り換えを優先的に実行する。
In the above case, when switching from normal combustion to bank control, the torque change in the rich bank (difference between
次に、高エンジン回転数である場合に、通常燃焼からバンク制御へ切り換える際に実行される制御について、図3を用いて説明する。図3(a)は、スロットル開度を示し、図3(b)は空気量を示し、図3(c)は点火時期を示し、図3(d)は目標空燃比を示している。なお、図3の横軸は、時間を示している。 Next, control executed when switching from normal combustion to bank control when the engine speed is high will be described with reference to FIG. 3 (a) shows the throttle opening, FIG. 3 (b) shows the air amount, FIG. 3 (c) shows the ignition timing, and FIG. 3 (d) shows the target air-fuel ratio. In addition, the horizontal axis of FIG. 3 has shown time.
この場合、時刻t1において、ECU10は、通常燃焼からバンク制御への切り換えを開始する。この際、高エンジン回転数であるため、ECU10は、スロットル開度を変更せず(図3(a)参照)、空気量も変更しない(図3(b)参照)。更に、ECU10は、時刻t1における切り換えの開始時に、点火時期と目標空燃比を、リッチバンク及びリーンバンクで用いる値にそれぞれ変更する制御を行う(図3(c)、(d)参照)。即ち、ECU10は、高エンジン回転数である場合には、通常燃焼からバンク制御へ移行させるための制御を行うことなく、時刻t1における切り換えの開始時に、一度に制御値を変更する制御を行う。このようにスロットル開度等を変更することなく燃焼モードを切り換えるため、製品ばらつきや経年劣化などの影響を受けにくくなるので、燃焼モードの切り換え時に発生し得るトルク段差を効果的に抑制することができる。
In this case, at time t1, the
(低エンジン回転数である場合の制御)
次に、図4及び図5を用いて、通常燃焼からバンク制御への切り換え時にトルク段差が発生し得る状況、即ちスロットル開度を変更して切り換えを行う状況について説明する。具体的には、エンジン回転数が低回転数である場合について説明する。
(Control when the engine speed is low)
Next, a situation in which a torque step can occur when switching from normal combustion to bank control, that is, a situation where switching is performed by changing the throttle opening will be described with reference to FIGS. Specifically, a case where the engine speed is a low speed will be described.
図4は、低エンジン回転数である場合に発生されるトルクを示す図である。図4(a)は空気量(横軸)とトルク(縦軸)との関係を示す図である。また、実線40で示すグラフがストイキ時(通常燃焼時)のトルク特性を示しており、一点鎖線42で示すグラフが低エンジン回転数である場合におけるバンク制御時のトルク特性を示している。具体的には、バンク制御時のトルク特性は、S被毒回復を行う際に設定すべき温度にまで触媒7の床温を上昇させることが可能な、両バンクの空燃比の差に基づいて決定される。図4(a)より、バンク制御時のトルクと通常燃焼時のトルクとの差が大きいと言える。こうなるのは、低エンジン回転数である場合には排気温度が比較的低い傾向にあるため、触媒7の床温を十分に上昇させるためには、バンク制御時におけるリッチバンクとリーンバンクとの空燃比の差を大きくする必要があるからである。
FIG. 4 is a diagram showing the torque generated when the engine speed is low. FIG. 4A shows the relationship between the air amount (horizontal axis) and the torque (vertical axis). Further, the graph indicated by the
図4(b)は空燃比(横軸)とトルク(縦軸)との関係を示しており、曲線60で示すグラフは空燃比に対するトルクの特性を示している。前述したように低エンジン回転数においては排気温度が低い傾向にあるため、S被毒回復を行う際に設定すべき温度にまで触媒7の床温を十分に上昇させるためには、バンク制御時におけるリッチバンクとリーンバンクとの空燃比の差を大きくする必要がある。そのため、例えば図4(b)中の符号63で示すように、バンク制御時におけるリッチバンクとリーンバンクとの空燃比の差として、比較的大きな空燃比の差が決定される。この場合、曲線60で示すグラフを用いると、リッチバンクから発生させるべきトルクは符号53で示すトルクとなり、リーンバンクから発生されるべきトルクは符号54で示すトルクとなる。なお、符号50で示すトルクは、ストイキ時に発生されるトルクを示している。
FIG. 4B shows the relationship between the air-fuel ratio (horizontal axis) and torque (vertical axis), and the graph shown by the curve 60 shows the characteristics of torque with respect to the air-fuel ratio. As described above, since the exhaust temperature tends to be low at a low engine speed, in order to sufficiently raise the bed temperature of the
上記の場合、通常燃焼からバンク制御に切り換えた場合、リッチバンクにおけるトルク変化(トルク50とトルク53との差分)は「Tr2」となり、リーンバンクにおけるトルク変化(トルク50とトルク54との差分)は「Tl2」となる。この場合、リッチバンクにおけるトルク変化Tr2とリーンバンクにおけるトルク変化Tl2においては、「Tr2<Tl2」という関係が成立する。即ち、バンク制御時に発生されるトルクと通常燃焼時に発生されるトルクとの差が大きいと言える。よって、低エンジン回転数である場合には、通常燃焼からバンク制御に切り換えた際に、トルク段差が生じると言える。具体的には、バンク制御時に発生されるトルクは、通常燃焼時に発生されるトルクよりも低くなる。したがって、本実施形態では、低エンジン回転数である場合には、通常燃焼からバンク制御への切り換えを行う場合、このようなトルク段差を抑制するためにスロットル開度の制御を実行する。
In the above case, when switching from normal combustion to bank control, the torque change in the rich bank (difference between
次に、低エンジン回転数である場合に、通常燃焼からバンク制御へ切り換える際に実行される制御について、図5を用いて説明する。図5(a)は、スロットル開度を示し、図5(b)は空気量を示し、図5(c)は点火時期を示し、図5(d)は目標空燃比を示している。なお、図5の横軸は時間を示している。 Next, the control executed when switching from normal combustion to bank control when the engine speed is low will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows the throttle opening, FIG. 5B shows the air amount, FIG. 5C shows the ignition timing, and FIG. 5D shows the target air-fuel ratio. In addition, the horizontal axis of FIG. 5 has shown time.
この場合、時刻t21において、ECU10は、通常燃焼からバンク制御への切り換えを開始する。この際、低エンジン回転数であるため、ECU10は、スロットル開度を変更し(図5(a)参照)、空気量を変更する(図5(b)参照)。詳しくは、ECU10は、バンク制御への切り換え後におけるトルクが切り換え前におけるトルクと概ね等しくなるように、設定すべき空気量を求め、この空気量が得られるようにスロットル開度を調整する。
In this case, at time t21, the
更に、ECU10は、このような空気量変化時に発生されるトルクが等トルクとなるように、目標空燃比をストイキに維持した状態で(図5(d)参照)、点火時期の遅角制御を実行する(図5(c)参照)。また、ECU10は、空気量変化時においてバンク制御にて発生され得るトルクを計算(推定)しておき、この推定されたトルクが目標トルクに達した際に切り換えを終了する。具体的には、時刻t22において、推定されたトルクが目標トルクに達するため、ECU10は、点火時期及び目標空燃比をリッチバンク及びリーンバンクで用いる値にそれぞれ変更する(図5(c)、(d)参照)。このように低エンジン回転数である場合には、ECU10は、トルク段差の発生が抑制されるように、時刻t21から時刻t22までの間、通常燃焼からバンク制御へ移行させるための制御を行う。これにより、通常燃焼からバンク制御へ燃焼モードを切り換えることによって発生し得るトルク段差を適切に抑制することができる。
Further, the
なお、上記では、トルク段差が発生し得る状況であるか否かをエンジン回転数によって規定する例を示したが、これに限定はされない。他の例では、エンジン回転数、吸入空気量、吸気管圧力、スロットル開度、及びアクセル開度の少なくとも一つ以上に基づいて、トルク段差が発生し得る状況であるか否かを規定することができる。 In the above description, an example is shown in which whether or not a torque step can occur is defined by the engine speed, but is not limited thereto. In another example, whether or not a torque step can occur is defined based on at least one of the engine speed, intake air amount, intake pipe pressure, throttle opening, and accelerator opening. Can do.
[燃焼モード切り換え処理]
次に、本実施形態に係る燃焼モード切り換え処理について、図6を用いて説明する。図6は、燃焼モード切り換え処理を示すフローチャートである。この処理は、ECU10によって所定の周期で繰り返し実行される。
[Combustion mode switching process]
Next, the combustion mode switching process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the combustion mode switching process. This process is repeatedly executed by the
まず、ステップS101では、ECU10は、通常燃焼からバンク制御に切り換える要求があるか否かを判定する。具体的には、ECU10は、触媒7に堆積された硫黄の量が所定範囲内にあるか否かを判定する。この場合、ECU10は、硫黄の堆積量を推定などによって得る。バンク制御に切り換える要求がある場合(ステップS101;Yes)、処理はステップS102に進み、バンク制御に切り換える要求がない場合(ステップS101;No)、処理は当該フローを抜ける。
First, in step S101, the
ステップS102では、ECU10は、バンク制御に切り換える要求が発せられてからの経過時間Tbankをカウントする。そして、処理はステップS103に進む。
In step S102, the
ステップS103では、ECU10は、経過時間Tbankが所定時間Tbank_max未満であるか否かを判定する。ここでは、所定時間Tbank_maxを用いた判定を行うことによって、S被毒回復を即座に実行すべき状況であるか否かを判定している。所定時間Tbank_maxは、バンク制御に切り換える要求が出されてから、触媒7におけるS被毒が問題となるまでに要する時間に概ね対応する。例えば、所定時間Tbank_maxは、1時間以上の値に設定される。経過時間Tbankが所定時間Tbank_max未満である場合(ステップS103;Yes)、処理はステップS104に進む。この場合には、S被毒回復を即座に実行すべき状況ではないと言える。
In step S103, the
ステップS104では、ECU10は、バンク制御を開始すべき条件(以下、「バンク制御開始条件」とも呼ぶ。)が成立したか否かを判定する。ここでは、バンク制御開始条件を用いた判定を行うことにより、通常燃焼からバンク制御に切り換えた際にトルク段差が発生しないような状況にあるか否かを判定している。具体的には、ECU10は、エンジン回転数、吸入空気量、吸気管圧力、スロットル開度、及びアクセル開度の少なくとも一つ以上に基づいて、バンク制御開始条件が成立したか否かを判定する。例えば、高エンジン回転数である場合(図2参照)にはバンク制御開始条件が成立しており、低エンジン回転数である場合(図4参照)にはバンク制御開始条件が成立していない。バンク制御開始条件が成立している場合(ステップS104;Yes)、処理はステップS105に進む。
In step S104, the
ステップS105では、ECU10は、通常燃焼からバンク制御に切り換える制御を行うことによって、S被毒回復を実行する。この場合にはバンク制御開始条件が成立しているため、バンク制御への切り換え時にトルク段差がほとんど生じないと言えるので、ECU10は、スロットル開度を変更しないで、燃料噴射量(空燃比)や点火時期をバンク制御に必要な値に変更する制御を行う。そして、処理は当該フローを抜ける。
In step S105, the
一方、バンク制御開始条件が成立していない場合(ステップS104;No)、処理は当該フローを抜ける。この場合には、経過時間Tbankが所定時間Tbank_max未満であるため、S被毒回復を即座に実行すべき状況ではなく、且つバンク制御開始条件が成立していない。そのため、バンク制御に切り換える制御を実行しない。即ち、経過時間Tbankが所定時間Tbank_max以上となるまで、バンク制御開始条件が成立するまで待つ。 On the other hand, when the bank control start condition is not satisfied (step S104; No), the process exits the flow. In this case, since the elapsed time Tbank is less than the predetermined time Tbank_max, it is not a situation where the S poison recovery should be executed immediately, and the bank control start condition is not satisfied. Therefore, control for switching to bank control is not executed. That is, it waits until the bank control start condition is satisfied until the elapsed time Tbank becomes equal to or longer than the predetermined time Tbank_max.
ここで、経過時間Tbankが所定時間Tbank_max以上である場合(ステップS103;No)、処理はステップS106に進む。この場合には、バンク制御開始条件が成立するまで待ったが、経過時間Tbankが所定時間Tbank_maxに達したにもかかわらずに、バンク制御開始条件が成立しなかった場合に該当する。即ち、S被毒回復を即座に実行すべき状況であると言える。よって、ステップS106では、ECU10は、通常燃焼からバンク制御に切り換える制御を行うことによって、S被毒回復を実行する。具体的には、この場合はトルク段差が発生し得るような状況であると言えるため、バンク制御への切り換え時に発生するトルク段差を抑制するために、ECU10は、スロットル開度を変更することによって切り換えを実行する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
If the elapsed time Tbank is equal to or longer than the predetermined time Tbank_max (step S103; No), the process proceeds to step S106. This case corresponds to the case where the bank control start condition is satisfied, but the bank control start condition is not satisfied even though the elapsed time Tbank has reached the predetermined time Tbank_max. That is, it can be said that S poison recovery should be executed immediately. Therefore, in step S106, the
以上の燃焼モード切り換え処理によれば、通常燃焼からバンク制御に切り換える際に発生し得るトルク段差を効果的に抑制しつつ、S被毒回復を確実に実行することができる。 According to the above combustion mode switching processing, S poison recovery can be reliably performed while effectively suppressing a torque step that may occur when switching from normal combustion to bank control.
なお、上記では、通常燃焼からバンク制御へ燃焼モードを切り換える際に行う燃焼モード切り換え制御について説明したが、バンク制御から通常制御に切り換える場合にも、本発明を適用することができる。この場合、高エンジン回転数などである場合には、スロットル開度を変更せずにバンク制御から通常制御に切り換えることができる。一方、低エンジン回転数などである場合には、スロットル開度を変更してバンク制御から通常制御に切り換えることができる。 In the above description, the combustion mode switching control performed when the combustion mode is switched from the normal combustion to the bank control has been described. However, the present invention can also be applied to the case where the bank control is switched to the normal control. In this case, when the engine speed is high, the bank control can be switched to the normal control without changing the throttle opening. On the other hand, when the engine speed is low, the throttle opening can be changed to switch from bank control to normal control.
3 吸気通路
4 スロットルバルブ
5 エンジン
5a、5b バンク
6 排気通路
7 触媒
10 ECU
100 車両
3 Intake passage 4 Throttle valve 5
100 vehicles
Claims (5)
通常燃焼からバンク制御に切り換える要求があるか否かを判定する切り換え要求判定手段と、
前記通常燃焼から前記バンク制御に切り換えた際に、前記内燃機関が発生するトルクに段差が生じるか否かを判定するトルク段差判定手段と、
前記切り換え要求判定手段によってバンク制御に切り換える要求があると判定された場合において、前記トルク段差判定手段がトルクに段差が生じると判定した場合、所定時間、当該切り換えを禁止する切り換え禁止手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。 In a combustion control device for an internal combustion engine that executes bank control for poisoning and recovering an exhaust purification catalyst provided on an exhaust passage by making the air-fuel ratio different between one cylinder group and the other cylinder group,
Switching request determination means for determining whether or not there is a request to switch from normal combustion to bank control;
Torque step determining means for determining whether or not a step is generated in the torque generated by the internal combustion engine when switching from the normal combustion to the bank control;
When it is determined by the switching request determining means that there is a request to switch to bank control, when the torque step determining means determines that a step occurs in the torque, a switching prohibiting means for prohibiting the switching for a predetermined time, A combustion control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006218023A JP2008038866A (en) | 2006-08-10 | 2006-08-10 | Combustion control device for internal combustion engine |
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WO2012049729A1 (en) | 2010-10-12 | 2012-04-19 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
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2006
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WO2012049729A1 (en) | 2010-10-12 | 2012-04-19 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
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