JP2009264149A - Controller of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、EGR(Exhaust Gas Recirculation)機構を備える、例えば自動車のエンジン等の内燃機関の制御装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a control device for an internal combustion engine, such as an automobile engine, provided with an EGR (Exhaust Gas Recirculation) mechanism.
この種の制御装置では、例えばデポジット(堆積物)等に起因するEGR装置の異常の有無の判定を精度良く行うことが図られる。この異常判定の方法として、例えば車両の走行時に、強制的にEGR弁を開閉し、目標開度と実開度との差(或いは、例えば目標開度から予測される吸気通路の圧力変化と実際の吸気通路の圧力変化との差等)を検出して、異常判定を行うことが多い。 In this type of control device, it is possible to accurately determine whether or not there is an abnormality in the EGR device due to, for example, deposits (deposits). As a method of determining this abnormality, for example, when the vehicle is running, the EGR valve is forcibly opened and closed, and the difference between the target opening and the actual opening (or, for example, the pressure change of the intake passage predicted from the target opening and the actual In many cases, the abnormality determination is performed by detecting a difference from the pressure change in the intake passage.
例えば特許文献1には、EGR弁の目標開度が第1判定値以上であるときに、実開度が第1判定値より小さい第2判定値以下であることを条件に異常と判定し、第2判定値より大きいことを条件に正常と判定することによって、排気性状の悪化を招く異常の発生を的確に判定する技術が開示されている。
For example, in
尚、特許文献2には、筒内圧力最大時期と目標筒内圧力最大時期との差に応じてEGR率を補正することにより、EGR率を理想EGR率に調整する技術が開示されている。ここでは特に、燃焼が悪化したことを検出することによって、EGR率が理想EGR率を遥かに超えた状態が発生した場合を検出し、EGR率を速やかに減少させる技術が開示されている。 Patent Document 2 discloses a technique for adjusting the EGR rate to the ideal EGR rate by correcting the EGR rate according to the difference between the maximum in-cylinder pressure timing and the target in-cylinder pressure maximum timing. In particular, a technique is disclosed in which a case where a state in which the EGR rate far exceeds the ideal EGR rate is detected by detecting that the combustion has deteriorated is detected, and the EGR rate is quickly reduced.
しかしながら、特許文献1に開示された技術によれば、異常判定を実行する際の内燃機関の機関運転状態は考慮されていない。すると、機関運転状態によっては、目標開度を大きく変化させること(即ち、EGR弁の開弁時と閉弁時との差を大きくすること)が困難になる可能性がある。この結果、第1判定値と第2判定値との差が小さくなることによって、誤判定される可能性があるという技術的問題点がある。また、特許文献2に開示された技術を、異常判定に適用することは困難であるという技術的問題点がある。
However, according to the technique disclosed in
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、EGR装置の異常判定の際の誤判定を抑制することができる内燃機関の制御装置を提案することを課題とする。 The present invention has been made in view of, for example, the above-described problems, and an object of the present invention is to propose a control device for an internal combustion engine that can suppress erroneous determination when an abnormality is determined in an EGR device.
本発明の内燃機関の制御装置は、上記課題を解決するために、内燃機関、及び該内燃機関から排出される排気を部分的に、前記内燃機関の排気側から吸気側に再循環可能なEGR手段を備える車両における前記内燃機関の制御装置であって、前記EGR手段の異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常の有無が判定される際に、前記内燃機関の機関運転状態が所定の機関運転領域内になるように前記内燃機関を制御する制御手段とを備える。 In order to solve the above problems, an internal combustion engine control apparatus according to the present invention is an EGR that can recirculate an internal combustion engine and exhaust gas exhausted from the internal combustion engine partially from the exhaust side to the intake side of the internal combustion engine. A control device for an internal combustion engine in a vehicle comprising means, wherein abnormality determining means for determining whether or not the EGR means is abnormal, and when the presence or absence of the abnormality is determined, the engine operating state of the internal combustion engine is predetermined. Control means for controlling the internal combustion engine so as to be within the engine operating range.
本発明の内燃機関の制御装置によれば、当該制御装置が搭載される車両は、例えばエンジンである内燃機関と、該内燃機関から排出される排気を部分的に、内燃機関の排気側から吸気側に再循環可能な、例えば外部EGR装置であるEGR手段とを備える。 According to the control device for an internal combustion engine of the present invention, a vehicle on which the control device is mounted includes, for example, an internal combustion engine that is an engine and exhaust gas that is exhausted from the internal combustion engine, partially from the exhaust side of the internal combustion engine. EGR means that can be recirculated to the side, for example, an external EGR device.
例えばメモリ、プロセッサ、コンパレータ等を備えて構成される異常判定手段は、EGR手段の異常の有無を判定する。ここに、本発明に係る「異常」とは、典型的には、吸気側から排気側に再循環される排気の量を調整可能なEGR弁の目標開度と実開度との間にズレが生じることを意味する。具体的には例えば、異常判定手段は、EGR弁の目標開度と実際の開度とを比較して、異常の有無を判定する。或いは、例えば目標開度から予測される吸気通路の圧力変化と実際の吸気通路の圧力変化とを比較して、異常の有無を判定する。 For example, an abnormality determination unit including a memory, a processor, a comparator, and the like determines whether or not there is an abnormality in the EGR unit. Here, the “abnormality” according to the present invention typically means a deviation between the target opening and the actual opening of the EGR valve capable of adjusting the amount of exhaust gas recirculated from the intake side to the exhaust side. Means. Specifically, for example, the abnormality determination unit compares the target opening of the EGR valve with the actual opening to determine whether there is an abnormality. Alternatively, for example, the pressure change in the intake passage predicted from the target opening is compared with the actual pressure change in the intake passage to determine whether there is an abnormality.
例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成される制御手段は、EGR手段の異常の有無が判定される際に、内燃機関の機関運転状態が所定の機関運転領域内になるように内燃機関を制御する。ここに、「異常の有無が判定される際」とは、典型的には、例えばECU(Electronic Control Unit)から異常判定指令信号が発信された時点から、異常判定手段による異常判定が終了した時点までを意味する。更に、異常判定指令信号が発信された時点から多少時間的に遡った時点から、異常判定が終了した時点から所定の微小時間経過した時点までを含んでもよい。 For example, the control means configured to include a memory, a processor, and the like controls the internal combustion engine so that the engine operating state of the internal combustion engine falls within a predetermined engine operating range when it is determined whether or not the EGR means is abnormal. . Here, “when the presence / absence of abnormality is determined” typically means, for example, from the time when an abnormality determination command signal is transmitted from an ECU (Electronic Control Unit) to the time when abnormality determination by the abnormality determination means ends. Means up to. Furthermore, it may include from a time point slightly later than a time point when the abnormality determination command signal is transmitted to a time point when a predetermined minute time has elapsed since the abnormality determination was completed.
本発明に係る「機関運転状態」とは、典型的には、内燃機関の負荷(トルク)及び回転数に応じて決定される状態を意味する。尚、機関運転状態は、内燃機関の負荷及び回転数に加えて、例えば内燃機関の温度等に応じて決定されてもよい。 The “engine operating state” according to the present invention typically means a state determined according to the load (torque) and the rotational speed of the internal combustion engine. Note that the engine operating state may be determined according to, for example, the temperature of the internal combustion engine in addition to the load and the rotational speed of the internal combustion engine.
本発明に係る「所定の機関運転領域」とは、EGR弁の開度を所定値以上変更(即ち、開弁)しても、燃焼状態に対する影響が小さい又は燃焼状態に全く影響を与えない領域を意味する。より具体的には、内燃機関の負荷が比較的小さく、吸気通路の負圧が比較的高く(即ち、吸気通路の圧力と大気圧との差が大きく)なる領域を意味する。尚、「所定値」は、EGR弁を開弁した時の吸気通路の圧力とEGR弁を閉弁した時の吸気通路の圧力との差が、EGR手段の異常の有無を誤判定しない程度に十分大きく(例えば約10kPa)なる値を意味する。 The “predetermined engine operating region” according to the present invention is a region in which the influence on the combustion state is small or does not affect the combustion state at all even if the opening degree of the EGR valve is changed by a predetermined value or more (that is, valve opening). Means. More specifically, it means a region where the load on the internal combustion engine is relatively small and the negative pressure in the intake passage is relatively high (that is, the difference between the pressure in the intake passage and the atmospheric pressure is large). The “predetermined value” is such that the difference between the pressure of the intake passage when the EGR valve is opened and the pressure of the intake passage when the EGR valve is closed does not erroneously determine whether the EGR means is abnormal. It means a value that is sufficiently large (for example, about 10 kPa).
本願発明者の研究によれば、EGR手段の異常の有無を判定する際は、比較的容易に異常の有無を判定可能とするために、EGR弁の目標開度は通常よりも大きく設定される。しかしながら、排気を比較的多く再循環させると内燃機関のトルク変動が大きくなったり、失火してしまったりするおそれのある機関運転状態において異常の有無を判定する場合、EGR弁の目標開度を大きく設定することが困難である。すると、EGR弁の開弁時と閉弁時との差(具体的には、EGR弁の開度の差、或いは、開弁時の吸気通路の圧力と閉弁時の吸気通路の圧力との差)が小さくなり、誤判定する可能性がある。 According to the inventor's research, when determining the presence or absence of an abnormality in the EGR means, the target opening of the EGR valve is set larger than usual so that the presence or absence of the abnormality can be determined relatively easily. . However, when determining whether or not there is an abnormality in an engine operating state where there is a risk that torque fluctuation of the internal combustion engine will increase or misfire will occur if a relatively large amount of exhaust gas is recirculated, the target opening of the EGR valve is increased. It is difficult to set. Then, the difference between when the EGR valve is opened and when it is closed (specifically, the difference between the opening degree of the EGR valve or the pressure of the intake passage when the valve is opened and the pressure of the intake passage when the valve is closed) (Difference) becomes small, and there is a possibility of erroneous determination.
また、EGR弁の開弁時及び閉弁時各々の吸気通路の圧力の差によって、EGR手段の異常の有無を判定している場合、内燃機関の機関運転状態が高負荷状態において異常の有無を判定する場合、吸気通路の負圧が低く(即ち、吸気通路の圧力と大気圧との差が小さく)、EGR弁を駆動しても給気通路の圧力変化が小さく、誤判定する可能性があることが判明している。 Also, if the presence or absence of abnormality in the EGR means is determined by the difference in pressure in the intake passages when the EGR valve is opened and closed, whether or not there is an abnormality when the engine operating state of the internal combustion engine is in a high load state. In the determination, the negative pressure in the intake passage is low (that is, the difference between the pressure in the intake passage and the atmospheric pressure is small), and even if the EGR valve is driven, the pressure change in the supply passage is small and there is a possibility of erroneous determination. It turns out that there is.
しかるに本発明では、制御手段によって、EGR手段の異常の有無を判定される際に、内燃機関の機関運転状態が所定の機関運転領域内になるように内燃機関が制御される。このため、内燃機関のトルク変動を抑制しつつ、或いは内燃機関の失火を防止しつつ、EGR弁の目標開度を比較的大きく設定することができる。従って、比較的容易にしてEGR手段の異常の有無を判定することができる。 However, in the present invention, the internal combustion engine is controlled so that the engine operating state of the internal combustion engine is within a predetermined engine operating region when the control unit determines whether the EGR unit is abnormal. For this reason, the target opening degree of the EGR valve can be set relatively large while suppressing the torque fluctuation of the internal combustion engine or preventing the misfire of the internal combustion engine. Therefore, it is possible to determine the presence or absence of abnormality of the EGR means with relative ease.
以上の結果、本発明の内燃機関の制御装置によれば、EGR手段の異常判定の際の誤判定を抑制することができる。 As a result, according to the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, it is possible to suppress erroneous determination when determining abnormality of the EGR means.
本発明の内燃機関の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記異常が判定される際に、前記内燃機関の負荷を変更させつつ、前記機関運転状態が前記所定の機関運転領域内になるように前記内燃機関を制御する。 In one aspect of the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the control means changes the load of the internal combustion engine when the abnormality is determined, and the engine operating state is within the predetermined engine operating range. The internal combustion engine is controlled as follows.
この態様によれば、内燃機関の負荷が変更される(典型的には、負荷が低減される)ことによって、機関運転状態が所定の機関運転領域内にされるので、吸気通路の負圧を比較的高くすることができる。従って、EGR弁の開弁時及び閉弁時各々の吸気通路の圧力差を比較的大きくすることができ、比較的容易にしてEGR手段の異常の有無を判定することができる。 According to this aspect, since the engine operating state is brought into a predetermined engine operating region by changing the load of the internal combustion engine (typically, the load is reduced), the negative pressure in the intake passage is reduced. Can be relatively high. Therefore, the pressure difference in the intake passages when the EGR valve is opened and closed can be made relatively large, and the presence or absence of an abnormality in the EGR means can be determined relatively easily.
本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記所定の機関運転領域は、前記異常が判定される際における前記内燃機関に接続された吸気通路の圧力の変化量が、所定圧力変化量より大きい領域である。 In another aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, the predetermined engine operating region is such that a change amount of the pressure of the intake passage connected to the internal combustion engine when the abnormality is determined is a predetermined pressure change amount. It is a larger area.
この態様によれば、内燃機関の機関運転状態が機関運転領域内になるように内燃機関を制御すれば、EGR弁の開弁時及び閉弁時各々の吸気通路の圧力の差を比較的大きくすることができる。ここに、「吸気通路内の圧力の変化量」とは、典型的には、EGR弁の開弁時における圧力と閉弁時における圧力との差を意味する。 According to this aspect, if the internal combustion engine is controlled so that the engine operating state of the internal combustion engine is within the engine operating range, the difference in pressure between the intake passages when the EGR valve is opened and closed is relatively large. can do. Here, “the amount of change in pressure in the intake passage” typically means the difference between the pressure when the EGR valve is opened and the pressure when the EGR valve is closed.
本発明に係る「所定圧力変化量」は、EGR手段の異常の有無を、誤判定することなく判定可能な値であり、予め固定値として又は何らかのパラメータに応じた可変値として設定される値である。このような所定圧力変化量は、例えば10kPaであり、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えば、EGR弁の開度と吸気通路の圧力との関係を、内燃機関の機関運転状態毎に求めて、該求められた関係に基づいて、EGR手段の異常の有無が判定される際に設定されるEGR弁の目標開度における吸気通路の圧力と、EGR弁の閉弁時における吸気通路の圧力との差が、誤判定されないと予測される値として(具体的には例えば、計測誤差よりも十分に大きい値として)設定すればよい。 The “predetermined pressure change amount” according to the present invention is a value that can be determined without misjudgment as to whether or not there is an abnormality in the EGR means, and is a value set in advance as a fixed value or a variable value according to some parameter. is there. Such a predetermined pressure change amount is, for example, 10 kPa, and the relationship between the opening degree of the EGR valve and the pressure of the intake passage is obtained for each engine operating state of the internal combustion engine, for example, empirically or experimentally or by simulation. Thus, based on the obtained relationship, the pressure of the intake passage at the target opening of the EGR valve set when the presence or absence of abnormality of the EGR means is determined, and the pressure of the intake passage when the EGR valve is closed May be set as a value that is predicted not to be erroneously determined (specifically, for example, as a value sufficiently larger than a measurement error).
この態様では、前記EGR手段は、前記再循環される排気の量を調整可能なEGR弁を有し、前記変化量は、前記EGR弁の開弁時における前記圧力と前記EGR弁の閉弁時における前記圧力との差であってよい。 In this aspect, the EGR means has an EGR valve capable of adjusting the amount of exhaust gas to be recirculated, and the change amount is determined when the EGR valve is opened and when the EGR valve is closed. The pressure may be a difference from the pressure.
このように構成すれば、変化量を比較的大きくすることができ、実用上非常に有利である。 If constituted in this way, the amount of change can be made relatively large, which is very advantageous in practice.
本発明の内燃機関の制御装置の他の態様では、前記車両を駆動するモータと、前記モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの充電残量を検出する充電残量検出手段とを更に備え、前記異常の有無が判定される際に、前記制御手段は、前記検出された充電残量に応じて、前記機関運転状態が前記所定の機関運転領域内になるように前記内燃機関を制御する。 In another aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, the motor further includes a motor that drives the vehicle, a battery that supplies electric power to the motor, and a remaining charge detection unit that detects a remaining charge of the battery. When the presence / absence of the abnormality is determined, the control means controls the internal combustion engine according to the detected remaining charge amount so that the engine operation state falls within the predetermined engine operation region. .
この態様によれば、充電残量検出手段は、バッテリの充電残量を検出する。制御手段は、EGR手段の異常の有無が判定される際に、検出された充電残量に応じて、機関運転状態が所定の機関運転領域内になるように内燃機関を制御する。具体的には例えば、検出された充電残量が、例えば全充電量の80%以上である場合、制御手段は、内燃機関の回転出力(即ち、内燃機関の負荷と内燃機関の回転数との積)が減少するように内燃機関を制御する。これにより、吸気通路の負圧をより高くすることができ、実用上非常に有利である。尚、内燃機関の回転出力が減少することによって、要求出力を満足できない場合、制御手段はモータを制御して、要求出力を満たすようにモータの回転出力を増加させる。 According to this aspect, the remaining charge detection means detects the remaining charge of the battery. The control means controls the internal combustion engine so that the engine operation state falls within a predetermined engine operation region according to the detected remaining charge when it is determined whether or not the EGR means is abnormal. Specifically, for example, when the detected remaining charge amount is, for example, 80% or more of the total charge amount, the control means outputs the rotation output of the internal combustion engine (that is, the load of the internal combustion engine and the rotation speed of the internal combustion engine). The internal combustion engine is controlled so that the product is reduced. Thereby, the negative pressure of the intake passage can be further increased, which is very advantageous in practice. If the required output cannot be satisfied due to a decrease in the rotational output of the internal combustion engine, the control means controls the motor to increase the rotational output of the motor so as to satisfy the required output.
或いは、検出された充電残量が、例えば全充電量の50%未満である場合、制御手段は、内燃機関の回転数が増加するように内燃機関を制御する。より具体的には、制御手段は、低負荷且つ高回転となるように内燃機関を制御する。これにより、吸気通路の負圧を高くしつつ、内燃機関の回転出力を増加させることができる。更に、余剰な内燃機関の回転出力を利用してバッテリを充電することができ、実用上非常に有利である。 Alternatively, when the detected remaining charge is, for example, less than 50% of the total charge, the control means controls the internal combustion engine so that the rotational speed of the internal combustion engine increases. More specifically, the control means controls the internal combustion engine so that the load is low and the rotation is high. Thereby, the rotational output of the internal combustion engine can be increased while increasing the negative pressure in the intake passage. Furthermore, the battery can be charged by using the excessive rotational output of the internal combustion engine, which is very advantageous in practice.
尚、本発明に係る「モータ」は、典型的には、当該車両の駆動用のモータであるが、例えばモータ・ジェネレータ(電動発電機)において実現されるモータであってもよい。即ち、モータとして機能し得る限りにおいて、典型的には、ハイブリッド車両に用いられるモータ・ジェネレータを意味してもかまわない。 The “motor” according to the present invention is typically a motor for driving the vehicle, but may be a motor realized in, for example, a motor generator (motor generator). That is, as long as it can function as a motor, it may typically mean a motor / generator used in a hybrid vehicle.
充電残量検出手段を備える態様では、前記制御手段は、前記検出された充電残量が第1充電残量閾値より大きいことを条件に、前記内燃機関の回転出力を減少させつつ、前記機関運転状態が前記所定の機関運転領域内になるように前記内燃機関を制御してよい。 In an aspect including the remaining charge detection means, the control means reduces the rotational output of the internal combustion engine and reduces the engine operation on the condition that the detected remaining charge is larger than a first remaining charge threshold. The internal combustion engine may be controlled so that the state is within the predetermined engine operating range.
このように構成すれば、吸気通路の負圧をより高くすることができる。この結果、EGR手段の異常の有無が判定される際に、EGR弁の開弁時及び閉弁時各々の吸気通路の圧力差をより大きくすることができ、比較的容易にしてEGR手段の異常の有無を判定することができる。 If comprised in this way, the negative pressure of an intake passage can be made higher. As a result, when it is determined whether or not there is an abnormality in the EGR means, the pressure difference between the intake passages when the EGR valve is opened and when the EGR valve is closed can be further increased. The presence or absence of can be determined.
尚、制御手段は、典型的には、内燃機関の回転出力が減少した分だけ、モータの回転出力が増加するようにモータを制御する。これにより、全体として回転出力の変動を防止することができ、実用上非常に有利である。 The control means typically controls the motor so that the rotational output of the motor increases by the amount that the rotational output of the internal combustion engine decreases. As a result, fluctuations in rotational output can be prevented as a whole, which is very advantageous in practice.
本発明に係る「第1充電残量閾値」とは、内燃機関の回転出力を減少させつつ、機関運転状態が所定の機関運転領域内になるように内燃機関を制御するか否かを決定する値であり、予め固定値として又は何らかのパラメータに応じた可変値として設定される値である。このような第1充電残量閾値は、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えば、モータの回転出力とバッテリの電力消費量との関係を求めて、該求められた関係に基づいて、EGR手段の異常判定を実行している期間中モータの回転出力を通常より増加させても問題のない充電残量として設定すればよい。 The “first charge remaining amount threshold value” according to the present invention determines whether or not to control the internal combustion engine so that the engine operation state falls within a predetermined engine operation region while reducing the rotational output of the internal combustion engine. It is a value that is set in advance as a fixed value or as a variable value according to some parameter. Such a first remaining charge threshold value is obtained by empirically or experimentally or by simulation, for example, by determining the relationship between the rotational output of the motor and the power consumption of the battery, and based on the determined relationship. What is necessary is just to set as a charge remaining amount which does not have a problem even if it increases the rotation output of a motor from the normal during the period which is performing abnormality determination of a means.
この態様では、前記制御手段は、前記検出された充電残量が前記第1充電残量閾値より大きいことを条件に、更に、前記モータの回転出力を増加するように前記モータを制御してよい。 In this aspect, the control means may further control the motor so as to further increase the rotational output of the motor on condition that the detected remaining charge amount is larger than the first remaining charge threshold value. .
このように構成すれば、内燃機関の回転出力が減少することによる全体の回転出力の変動を防止することができ、実用上非常に有利である。 If comprised in this way, the fluctuation | variation of the whole rotation output by the rotation output of an internal combustion engine reducing can be prevented, and it is very advantageous practically.
充電残量検出手段を備える態様では、前記制御手段は、前記検出された充電残量が第2充電残量閾値より小さいことを条件に、前記内燃機関の回転数を増加させつつ、前記機関運転状態が前記所定の機関運転領域内になるように前記内燃機関を制御してよい。 In an aspect including the remaining charge detection means, the control means increases the engine speed while increasing the engine speed on condition that the detected remaining charge is smaller than a second remaining charge threshold. The internal combustion engine may be controlled so that the state is within the predetermined engine operating range.
このように構成すれば、吸気通路の負圧を高くしつつ(即ち、内燃機関の負荷を比較的低く保ったまま)、内燃機関の回転出力を増加させることができる。これにより、余剰な内燃機関の回転出力を利用してバッテリを充電することができ、実用上非常に有利である。 With this configuration, it is possible to increase the rotational output of the internal combustion engine while increasing the negative pressure in the intake passage (that is, keeping the load of the internal combustion engine relatively low). As a result, the battery can be charged using the excessive rotational output of the internal combustion engine, which is very advantageous in practice.
本発明に係る「第2充電残量閾値」とは、内燃機関の回転数を増加させつつ、機関運転状態が所定の機関運転領域内になるように内燃機関を制御するか否かを決定する値であり、予め固定値として又は何らかのパラメータに応じた可変値として設定される値である。このような第2充電残量閾値は、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えば、モータの回転出力とバッテリの電力消費量との関係を求めて、該求められた関係に基づいて、EGR手段の異常判定を実行している期間中モータを駆動した場合に電力が不足する充電残量として設定すればよい。 The “second charge remaining amount threshold value” according to the present invention determines whether or not to control the internal combustion engine so that the engine operating state is within a predetermined engine operating range while increasing the rotational speed of the internal combustion engine. It is a value that is set in advance as a fixed value or as a variable value according to some parameter. Such a second remaining charge threshold value is obtained by empirically or experimentally or by simulation, for example, by determining the relationship between the rotational output of the motor and the power consumption of the battery, and based on the determined relationship. What is necessary is just to set as a charge remaining amount with which electric power runs short, when a motor is driven during the period which is performing abnormality determination of a means.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。 The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.
以下、本発明の内燃機関の始動制御装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment according to a start control device for an internal combustion engine of the present invention will be described based on the drawings.
<第1実施形態>
本発明に係る内燃機関の制御装置に係る第1実施形態を、図1乃至図3を参照して説明する。ここに、図1は、本実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
<First Embodiment>
A first embodiment of an internal combustion engine control apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the control device according to this embodiment.
図1において、本実施形態に係る制御装置1が搭載される車両は、エンジン11、モータ・ジェネレータ(MG)21及びバッテリ22を備えて構成されている。ここに、本実施形態に係る「エンジン11」及び「モータ・ジェネレータ21」は、夫々、本発明に係る「内燃機関」及び「モータ」の一例である。
In FIG. 1, a vehicle on which the
エンジン11には、吸気通路12及び排気通路13が夫々接続されている。EGR通路14は、一端が排気通路13に接続され、他端が吸気通路12に接続されている。EGR通路14には、EGR弁141が設けられており、アクチュエータ(ACT)142によりEGR弁の開度が変更されることによって、エンジン11の排気側から吸気側に再循環される排気の量が調整される。ここに、本実施形態に係る「EGR通路14」、「EGR弁141」及び「アクチュエータ142」は、本発明に係る「EGR手段」の一例である。尚、EGR通路14の一端は、排気通路13に設けられる、例えば三元触媒等の触媒(図示せず)の上流側に接続されてもよいし、下流側に接続されてもよい。
An
制御装置1は、エンジン11の回転数を検出する回転数センサ31と、バッテリ22の充電残量を検出する充電残量センサ32と、吸入される空気量を検出するエアフロメータ33と、EGR弁141の異常の有無を判定可能であると共に、EGR弁141の異常の有無が判定される際に、アクチュエータ142、エンジン11及びモータ・ジェネレータ21を制御するECU23とを備えて構成されている。
The
尚、本実施形態に係る「充電残量センサ32」は、本発明に係る「充電残量検出手段」の一例であり、本実施形態に係る「ECU23」は、本発明に係る「異常判定手段」及び「制御手段」の一例である。本実施形態では、各種電子制御用のECU15の一部を、制御装置1の一部として用いている。
The “remaining
次に、制御装置1の動作について、図2を参照して説明する。ここに、図2は、本実施形態係るエンジンの機関動作状態の推移を示す概念図である。尚、図中の実線T、実線a、点線bは、夫々、全負荷トルク、異常判定時動作線及び通常動作線を示している。実線aと点線bとは部分的に重なっている。
Next, the operation of the
また、破線で囲まれた領域Rは、排気を再循環可能なEGR領域を示している。領域Rのうち網掛けで示した領域rは、本発明に係る「所定の機関運転領域」の一例としての「EGR限界に余裕のある領域」である。また、一点鎖線は、等出力ラインを示している。出力は、図中の左側ほど低くなっている。 A region R surrounded by a broken line indicates an EGR region where the exhaust gas can be recirculated. A region r indicated by hatching in the region R is a “region with a sufficient EGR limit” as an example of the “predetermined engine operation region” according to the present invention. The alternate long and short dash line indicates an equi-output line. The output is lower on the left side in the figure.
EGR弁141の異常判定を行わない場合(典型的には、通常の動作時)、ECU23は、エンジン11の機関動作状態が、点線b上で推移するようにエンジン11を制御する。エンジン11の機関動作状態が領域R内である場合、ECU23は、EGR弁141を駆動して、所定量の排気が吸気通路12に再循環されるようにアクチュエータ142を制御する。
When the abnormality determination of the
他方、EGR弁141の異常判定を行う場合、ECU23は、エンジン11の機関動作状態が、実線a上で推移するようにエンジン11を制御する。ECU23は、回転数センサ31により検出されたエンジン11の回転数、及びエアフロメータ33により検出された吸入される空気量に基づいて、EGR弁141の開弁時及び閉弁時各々の吸気通路12内の圧力を推定する。ECU23は、該推定された圧力の開弁時及び閉弁時の差が、EGR弁141の目標開度から予測される圧力の差と一致しているか否かを判定して、異常判定を行う。
On the other hand, when the abnormality determination of the
仮に、エンジン11の機関動作状態が点線b上を推移している時に、EGR弁141の異常判定を行うと、EGR限界(即ち、領域Rのあるエンジン回転数におけるエンジントルクの上限値)まで余裕が少ないので、異常判定のためにEGR弁141の開度を通常より大きくしてしまうと、例えばエンジン11のトルク変動が大きくなってしまったり、失火してしまったりする。他方、トルク変動や失火を防止するために、EGR弁141の開度を通常と同じにしてしまうと、EGR弁の開弁時及び閉弁時各々の圧力の差が比較的小さくなり、誤判定してしまうおそれがある。
If the abnormality determination of the
しかるに本実施形態では、エンジン11の機関運転状態が、EGR限界まで余裕のある領域r内にある時にEGR弁141の異常判定を行っている。このため、EGR弁141の開度を通常より大きくしても、エンジン11のトルク変動が大きくなってしまったり、失火してしまったりすることを防止することができる。加えて、EGR弁141の開度が比較的大きいので、EGR弁141の開弁時及び閉弁時各々の圧力の差が比較的大きくすることができる。この結果、誤判定してしまうことを防止することができる。
However, in the present embodiment, the abnormality determination of the
次に、以上のように構成された制御装置1を搭載する車両の走行中において、ECU23が実行するEGR弁141の異常判定処理について、図3のフローチャートを参照して説明する。この異常判定処理は、典型的には、エンジン11の機関運転状態が、EGR領域である領域R内に移行する際に実行される。
Next, the abnormality determination process for the
図3において、例えば回転数センサ31により検出された回転数等に基づいて、エンジン11の機関運転状態が領域R内に移行することを予測した、或いは、機関運転状態が領域R内に移行したことを検出した、ECU23は、異常判定時動作線である実線a(図2参照)を算出する(ステップS101)。尚、ステップS101の処理は、エンジン11の機関運転状態が領域R内に移行してから所定時間経過後に実行されてもよい。
In FIG. 3, for example, based on the rotational speed detected by the rotational speed sensor 31, the engine operating state of the engine 11 is predicted to shift into the region R, or the engine operating state shifts into the region R. When detecting this, the
次に、ECU23は、現在、エンジン11の機関運転状態が、通常動作線である点線bと実線aとのどちらに沿って推移しているかを判定する(ステップS102)。点線b上で推移していると判定された場合(ステップS102:Yes)、ECU23は、エンジン11の機関運転状態が実線a上に移行するようにエンジン11を制御した後に(ステップS103)、EGR弁141の異常判定を実行する。尚、移行の際、ECU23は、典型的には、機関運転状態が等出力ライン上で移行するようにエンジン11を制御する。他方、実線a上で推移していると判定された場合(ステップS102:No)、EGR弁141の異常判定を実行する。
Next, the
次に、ECU23は、異常判定が終了したか否かが判定する(ステップS104)。終了していないと判定された場合(ステップS104:No)、終了したと判定されるまでステップS104の処理を繰り返す。他方、終了したと判定された場合(ステップS104:Yes)、ECU23は、エンジン11の機関運転状態が点線b上に移行するようにエンジン11を制御する(ステップS105)。
Next, the
<第2実施形態>
本発明の内燃機関の制御装置に係る第2実施形態を、図4及び図5を参照して説明する。第2実施形態では、ECUが実行する異常判定処理が一部異なる以外は、第1実施形態の構成と同様である。よって、第2実施形態について、第1実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図4及び図5を参照して説明する。ここに、図4は、本実施形態に係るエンジンの機関動作状態の推移を示す概念図である。
Second Embodiment
A second embodiment of the control device for an internal combustion engine of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment except that the abnormality determination process executed by the ECU is partially different. Therefore, in the second embodiment, the description overlapping with that of the first embodiment is omitted, and the same reference numerals are given to the common portions in the drawings, and only FIGS. 4 and 5 are basically different only. The description will be given with reference. FIG. 4 is a conceptual diagram showing the transition of the engine operating state of the engine according to this embodiment.
図4において、本実施形態に係るECU23は、EGR弁141の異常判定を行う際に、充電残量センサ32により検出されたバッテリ22の充電残量が、例えば全充電量の80%である第1充電残量閾値より大きいことを条件に、エンジン11の機関運転状態が、例えば点p0から点p2に移行するようにエンジン11を制御する。更に、ECU23は、減少した出力を補うようにモータ・ジェネレータ21を制御する。
In FIG. 4, when the
図4に示すように、点p2は、点p0から等出力ライン上で移行した点p1よりもエンジントルクが低い。従って、機関運転状態が点p2に移行することによって、吸気通路12の負圧を、機関運転状態が点p1に移行した場合よりも高くすることができる。この結果、EGR弁141の異常の有無が判定される際に、EGR弁141の開弁時及び閉弁時各々の吸気通路の圧力差をより大きくすることができ、比較的容易にしてEGR弁141の異常の有無を判定することができる。
As shown in FIG. 4, the engine torque is lower at the point p2 than at the point p1 which has shifted from the point p0 on the equal output line. Therefore, when the engine operating state shifts to the point p2, the negative pressure in the
他方、ECU23は、検出されたバッテリ22の充電残量が、第1充電残量閾値より小さいことを条件に、エンジン11の機関運転状態が、例えば点p0から点p1に移行するように(即ち、等出力ライン上で移行するように)エンジン11を制御する。尚、検出された充電残量が、第1充電残量閾値と「等しい」場合には、いずれかの場合に含めて扱えばよい。
On the other hand, the
次に、本実施形態に係るECU23が実行するEGR弁141の異常判定処理について、図5のフローチャートを参照して説明する。
Next, the abnormality determination process for the
図5において、ECU23により異常判定時動作線である実線aが算出された後に(ステップS101)、充電残量センサ32は、バッテリ22の充電残量を検出する(ステップS201)。尚、ステップS201の処理は、ステップS101の処理と相前後して実行されてよい。
In FIG. 5, after the
次に、ECU23は、現在、エンジン11の機関運転状態が、通常動作線である点線bと実線aとのどちらに沿って推移しているかを判定する(ステップS202)。点線b上で推移していると判定された場合(ステップS202:Yes)、ECU23は、エンジン11の機関運転状態が実線a上に移行するようにエンジン11を制御することを示すフラグを立てる(ステップS203)。
Next, the
続いて、ECU23は、検出された充電残量が第1充電残量閾値より大きいか否かを判定する(ステップS204)。第1充電残量閾値より大きいと判定された場合(ステップS204:Yes)、ECU23は、点線b上で推移しているエンジン11の機関運転状態が、実線a上、且つ現在エンジン11に対し要求されている出力よりも所定値だけ低い出力となる、機関運転状態に移行するようにエンジン11を制御した後に(ステップS205)、EGR弁141の異常判定が実行される。尚、ECU23は、ステップS205の処理と同時に、減少した出力を補うようにモータ・ジェネレータ21を制御する。
Subsequently, the
他方、第1充電閾値より小さいと判定された場合(ステップS204:No)、ECU23は、点線b上で推移しているエンジン11の機関運転状態が、実線a上、且つ現在エンジン11に対し要求されている出力となる、機関運転状態に移行するようにエンジン11を制御した後に(ステップS206)、EGR弁141の異常判定を実行する。
On the other hand, when it is determined that it is smaller than the first charging threshold value (step S204: No), the
尚、ECU23は、ステップS202の処理において、点線b上で推移していると判定された場合に、先ず、エンジン11の機関運転状態が実線a上に移行するようにエンジン11を制御し、その後、検出された充電残量に応じて、機関運転状態を変更するようにエンジン11を制御してもよい。
When it is determined in step S202 that the
ステップS202の処理において、実線a上で推移していると判定された場合(ステップS202:Yes)、ECU23は、ステップS204の処理の結果に応じて、エンジン11を制御する。即ち、検出された充電残量が第1充電残量閾値より大きいと判定された場合(ステップS204:Yes)、ECU23は、実線a上で推移しているエンジン11の機関運転状態が、現在エンジン11に対し要求されている出力よりも所定値だけ低い出力となる機関運転状態に移行するようにエンジン11を制御する(ステップS205)。
In the process of step S202, when it is determined that the transition is on the solid line a (step S202: Yes), the
他方、第1充電残量閾値より小さいと判定された場合(ステップS204:No)、ECU23は、実線a上で推移しているエンジン11の機関運転状態が、現在エンジン11に対し要求されている出力となる機関運転状態に移行するように、(或いは、現在の出力と要求されている出力とが等しい場合は、現在の機関運転状態を維持するように)エンジン11を制御する(ステップS206)。
On the other hand, when it is determined that it is smaller than the first remaining charge threshold value (step S204: No), the
次に、ECU23は、異常判定が終了したか否かが判定する(ステップS207)。終了していないと判定された場合(ステップS207:No)、終了したと判定されるまでステップS204乃至S207の処理を繰り返す。他方、終了したと判定された場合(ステップS207:Yes)、ECU23は、エンジン11の機関運転状態が点線b上に移行するようにエンジン11を制御する(ステップS208)。
Next, the
<第3実施形態>
本発明の内燃機関の制御装置に係る第3実施形態を、図6及び図7を参照して説明する。第3実施形態では、ECUが実行する異常判定処理が一部異なる以外は、第2実施形態の構成と同様である。よって、第3実施形態について、第2実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図6及び図7を参照して説明する。ここに、図6は、本実施形態に係るエンジンの機関動作状態の推移を示す概念図である。尚、図中の二点鎖線cは、低SOC(Stage Of Charge)時異常判定時動作線を示している。
<Third Embodiment>
A third embodiment of the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention will be described with reference to FIGS. The third embodiment is the same as the configuration of the second embodiment except that the abnormality determination process executed by the ECU is partially different. Accordingly, the description of the third embodiment that is the same as that of the second embodiment will be omitted, and common parts in the drawings will be denoted by the same reference numerals, and FIG. 6 and FIG. The description will be given with reference. FIG. 6 is a conceptual diagram showing the transition of the engine operating state of the engine according to this embodiment. Note that a two-dot chain line c in the figure indicates an operation line at the time of abnormality determination at low SOC (Stage Of Charge).
図6において、本実施形態に係るECU23は、EGR弁141の異常判定を行う際に、エンジン11の機関運転状態が、通常動作線である点線b上から、異常判定時動作線である実線a上に移行するように(例えば点p3から点p4に移行するように)エンジン11を制御した後に、バッテリ22の充電残量が、例えば全充電量の50%である第2充電残量閾値より小さいことを条件に、機関運転状態が点p4から低SOC時異常判定時動作線である二点鎖線c上の点p5に移行するようにエンジン11を制御する。
In FIG. 6, when the
図6に示すように、点p5は、点p4よりも出力が高く、且つ同出力を得るために実線a上の点p6に移行した場合に比べて、エンジントルクが低く、エンジン回転数が高い。従って、吸気通路12の負圧を比較的高くしつつ、エンジン11の出力を増加させることができる。この結果、EGR弁141の異常の有無が判定される際に、EGR弁141の開弁時及び閉弁時各々の吸気通路の圧力差を比較的大きくすることができると共に、余剰なエンジン11の出力を利用してバッテリ22を充電することができ、実用上非常に有利である。
As shown in FIG. 6, the output of the point p5 is higher than that of the point p4, and the engine torque is lower and the engine speed is higher than when the point p6 is shifted to the point p6 on the solid line a to obtain the same output. . Therefore, the output of the engine 11 can be increased while the negative pressure in the
尚、ECU23は、モータ・ジェネレータ21の回転出力が減少するように、モータ・ジェネレータ21を制御してもよい。これにより、電力消費量を抑制することができ、実用上非常に有利である。
Note that the
他方、ECU23は、検出されたバッテリ22の充電残量が、第2充電残量閾値より大きいことを条件に、典型的には、エンジン11の機関運転状態を維持するようにエンジン11を制御する。尚、検出された充電残量が、第2充電残量閾値と「等しい」場合には、いずれかの場合に含めて扱えばよい。
On the other hand, the
次に、本実施形態に係るECU23が実行するEGR弁141の異常判定処理について、図7のフローチャートを参照して説明する。
Next, the abnormality determination process for the
図7において、EGR弁141の異常判定を行う際に、ステップS204の処理(図5参照)において、ECU23によって充電残量センサ32により検出された充電残量が第1充電残量閾値より小さいと判定され、ステップS206の処理(図5参照)において、ECU23によってエンジン11の機関運転状態が、例えば図6における点p3から点p4に移行するようにエンジン11が制御された後、充電残量センサ32は、バッテリ22の充電残量を検出する(ステップS301)。
In FIG. 7, when the abnormality determination of the
続いて、ECU23は、検出された充電残量が、第2充電残量閾値より小さいか否かを判定する(ステップS302)。第2充電残量閾値より大きいと判定された場合(ステップS302:No)、ECU23は、EGR弁141の異常判定を実行する。
Subsequently, the
他方、検出された充電残量が第2充電残量閾値より小さいと判定された場合(ステップS302:Yes)、ECU23は、低SOC時異常判定時動作線である二点鎖線cを算出すると共に、エンジン11の機関運転状態が点p4から、二点鎖線c上の点p5に移行するようにエンジン11を制御して(ステップS303)、EGR弁141の異常判定を実行する。
On the other hand, when it is determined that the detected remaining charge is smaller than the second remaining charge threshold (step S302: Yes), the
尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. An engine control device is also included in the technical scope of the present invention.
1…制御装置、11…エンジン、12…吸気通路、13…排気通路、14…EGR通路、21…モータ・ジェネレータ、22…バッテリ、23…ECU、31…回転数センサ、32…充電残量センサ、33…エアフロメータ、141…EGR弁、142…アクチュエータ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記EGR手段の異常の有無を判定する異常判定手段と、
前記異常の有無が判定される際に、前記内燃機関の機関運転状態が所定の機関運転領域内になるように前記内燃機関を制御する制御手段と
を備える内燃機関の制御装置。 A control apparatus for an internal combustion engine in a vehicle comprising an internal combustion engine and EGR means capable of partially recirculating exhaust gas exhausted from the internal combustion engine from the exhaust side to the intake side of the internal combustion engine,
An abnormality determining means for determining the presence or absence of an abnormality in the EGR means;
A control device for an internal combustion engine, comprising: control means for controlling the internal combustion engine so that an engine operation state of the internal combustion engine falls within a predetermined engine operation region when the presence or absence of the abnormality is determined.
前記変化量は、前記EGR弁の開弁時における前記圧力と前記EGR弁の閉弁時における前記圧力との差である
ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 The EGR means has an EGR valve capable of adjusting the amount of exhaust gas recirculated,
The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the amount of change is a difference between the pressure when the EGR valve is opened and the pressure when the EGR valve is closed.
前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの充電残量を検出する充電残量検出手段と
を更に備え、
前記異常の有無が判定される際に、前記制御手段は、前記検出された充電残量に応じて、前記機関運転状態が前記所定の機関運転領域内になるように前記内燃機関を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 A motor for driving the vehicle;
A battery for supplying power to the motor;
And a remaining charge detection means for detecting the remaining charge of the battery,
When the presence or absence of the abnormality is determined, the control means controls the internal combustion engine according to the detected remaining charge amount so that the engine operation state is within the predetermined engine operation region. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008112056A JP2009264149A (en) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | Controller of internal combustion engine |
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RU2599685C1 (en) * | 2013-02-01 | 2016-10-10 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Exhaust gas recirculation control device and method of controlling exhaust gas recirculation for internal combustion engine |
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2008
- 2008-04-23 JP JP2008112056A patent/JP2009264149A/en active Pending
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