JP2010053828A - Control unit of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、複数のトルク調整要素を有する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device, and more particularly, to an internal combustion engine control device having a plurality of torque adjusting elements.
内燃機関において、そのトルクを調整するための要素は複数存在する。スロットル弁開度はそのようなトルク調整要素の主たるものであり、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミング、点火時期、或いは空燃比等もトルク調整要素に含まれる。内燃機関を制御する制御装置、特に、いわゆるトルクデマンド制御によって内燃機関を制御する制御装置では、それら複数のトルク調整要素を適宜に操作することによって、内燃機関へのトルク要求に応えている。例えば、特開平8−121204号公報に開示された技術では、トルクの低減要求があった場合、全負荷域では吸排気バルブのバルブタイミングを出力が低下する位置に設定し、部分負荷域では残留ガス分を低下する方向に設定するようにしている。
ところで、内燃機関が有するトルク調整要素の多くは、その操作がトルク以外の内燃機関の出力、例えば排気温度や排気エミッション等にも影響する。このため、トルク要求のみに基づいてトルク調整要素の操作を行ったのでは、内燃機関全体としての性能を低下させてしまうことになりかねない。このことはトルクの低減要求があった場合にも当てはまることである。特に、燃料カットの前後のような小トルク領域はトルクの制御性自体にも困難さがあるので、トルクの低減要求に応じて使用するトルク調整要素には、内燃機関全体としての性能を維持しつつ小トルク領域でも高いトルク制御性を得られるものであることが求められる。 By the way, in many of the torque adjusting elements of the internal combustion engine, the operation affects the output of the internal combustion engine other than the torque, for example, exhaust temperature, exhaust emission, and the like. For this reason, if the torque adjustment element is operated based only on the torque request, the performance of the internal combustion engine as a whole may be degraded. This is true even when there is a demand for torque reduction. In particular, since the torque controllability itself is difficult in a small torque region such as before and after the fuel cut, the torque adjustment element used according to the torque reduction request maintains the performance of the entire internal combustion engine. However, it is required that high torque controllability can be obtained even in a small torque region.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関全体として性能を維持しつつ小トルク領域でのトルクの制御性を向上させた内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a control device for an internal combustion engine that improves the controllability of torque in a small torque region while maintaining the performance of the internal combustion engine as a whole. With the goal.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関へのトルク要求を取得するトルク要求取得手段と、
前記内燃機関の排気通路に配置される排気浄化触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、
排気バルブの開きタイミングの進角によってトルクを低減させる第1のトルク低減手段と、
空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによってトルクを低減させる第2のトルク低減手段と、
取得したトルク要求にトルクの低減要求が含まれる場合には、取得した触媒温度に応じて前記第1のトルク低減手段と前記第2のトルク低減手段の少なくも一方を選択し、選択したトルク低減手段を操作してトルクを制御する制御手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first invention provides a control device for an internal combustion engine,
Torque request acquisition means for acquiring a torque request to the internal combustion engine;
Catalyst temperature acquisition means for acquiring the temperature of the exhaust purification catalyst disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine;
First torque reduction means for reducing torque by an advance angle of the opening timing of the exhaust valve;
A second torque reduction means for reducing torque by a combination of enrichment of air-fuel ratio and ignition timing retardation;
When the acquired torque request includes a torque reduction request, at least one of the first torque reduction unit and the second torque reduction unit is selected according to the acquired catalyst temperature, and the selected torque reduction is performed. Control means for controlling the torque by operating the means;
It is characterized by having.
第2の発明は、第1の発明において、
前記第1のトルク低減手段は、排気バルブの開きタイミングの進角と併せて点火時期の遅角も行なうことを特徴としている。
According to a second invention, in the first invention,
The first torque reducing means is characterized in that the ignition timing is retarded together with the advance timing of the exhaust valve opening timing.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記制御手段は、取得した触媒温度が所定の下限温度よりも低い場合には、前記第1のトルク低減手段を操作してトルクを制御することを特徴としている。
According to a third invention, in the first or second invention,
When the acquired catalyst temperature is lower than a predetermined lower limit temperature, the control means operates the first torque reducing means to control the torque.
第4の発明は、第1乃至第3の何れか1つの発明において、
前記制御手段は、取得した触媒温度が所定の上限温度よりも高い場合には、前記第2のトルク低減手段を操作してトルクを制御することを特徴としている。
A fourth invention is any one of the first to third inventions,
The control means controls the torque by operating the second torque reduction means when the acquired catalyst temperature is higher than a predetermined upper limit temperature.
第5の発明は、第1又は第2の発明において、
前記制御手段は、取得した触媒温度が低温域にある場合には、前記第1のトルク低減手段を操作してトルクを制御し、取得した触媒温度が高温域にある場合には、前記第2のトルク低減手段を操作してトルクを制御し、取得した触媒温度が前記低温域と前記高温域との間の中温域にある場合には、前記第1のトルク低減手段と前記第2のトルク低減手段の双方を操作してトルクを制御することを特徴としている。
According to a fifth invention, in the first or second invention,
The control means controls the torque by operating the first torque reduction means when the acquired catalyst temperature is in a low temperature range, and the second control means when the acquired catalyst temperature is in a high temperature range. The torque reduction means is operated to control the torque, and when the obtained catalyst temperature is in the middle temperature range between the low temperature range and the high temperature range, the first torque reduction means and the second torque The torque is controlled by operating both of the reduction means.
第1の発明によれば、トルクを低減させるための手段として、排気バルブの開きタイミングの進角によってトルクを低減させる第1のトルク低減手段と、空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによってトルクを低減させる第2のトルク低減手段とを用いることができる。第1のトルク低減手段、第2のトルク低減手段ともに小トルク領域でのトルク制御性に優れているだけでなく、第1のトルク低減手段には排気温度を高める効果があり、逆に、第2のトルク低減手段には排気温度を下げる効果がある。公知のように、排気温度は排気浄化触媒の浄化性能に影響する。したがって、第1の発明によれば、触媒温度に応じて第1、第2のトルク低減手段を適宜に選択して操作することで、排気浄化触媒の浄化性能を高く維持したまま、高いトルク制御性をもってトルクの低減要求に応えることができる。
According to the first invention, as means for reducing the torque, the first torque reducing means for reducing the torque by the advance angle of the opening timing of the exhaust valve, the richness of the air-fuel ratio, and the retard of the ignition timing, The second torque reducing means for reducing the torque by combining the two can be used. Both the first torque reducing means and the second torque reducing means are not only excellent in torque controllability in a small torque region, but the first torque reducing means has an effect of increasing the exhaust temperature. The
第2の発明によれば、排気バルブの開きタイミングの進角と併せて点火時期の遅角も行なうことで、より高いトルクの低減効果と排気温度の昇温効果とを得ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the ignition timing is retarded together with the advance timing of the exhaust valve opening timing, so that a higher torque reduction effect and an exhaust temperature increase effect can be obtained.
第3の発明によれば、触媒温度が下限温度よりも低い場合には、排気バルブの開きタイミングを進角することによって、トルクを低減しつつ排気温度を高めて触媒温度を早期に上昇させることができる。 According to the third aspect of the invention, when the catalyst temperature is lower than the lower limit temperature, the exhaust valve opening timing is advanced to increase the exhaust temperature while reducing the torque, thereby increasing the catalyst temperature early. Can do.
第4の発明によれば、触媒温度が上限温度よりも高い場合には、空燃比のリッチ化と点火時期の遅角とを組み合わせることによって、トルクを低減しつつ排気温度を下げて排気浄化触媒の過熱を防止することができる。 According to the fourth aspect of the invention, when the catalyst temperature is higher than the upper limit temperature, the exhaust gas purification catalyst is reduced by reducing the exhaust temperature while reducing the torque by combining the enrichment of the air-fuel ratio and the retardation of the ignition timing. Can be prevented from overheating.
第5の発明によれば、触媒温度が低温域にある場合には、排気バルブの開きタイミングの進角によって排気温度を高め、それにより触媒温度を早期に上昇させることができる。逆に、触媒温度が高温域にある場合には、空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによって排気温度を下げ、それにより排気浄化触媒の過熱を防止することができる。そして、触媒温度が中温域にある場合には、排気バルブの開きタイミングの進角によるトルク低減方法と、空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによるトルク低減方法とを併用することで、要求どおりにトルクを低減しつつ排気温度を好適な範囲に維持することができる。 According to the fifth aspect, when the catalyst temperature is in the low temperature range, the exhaust temperature can be increased by the advance angle of the opening timing of the exhaust valve, and thereby the catalyst temperature can be raised early. On the contrary, when the catalyst temperature is in the high temperature range, the exhaust gas temperature can be lowered by a combination of the rich air-fuel ratio and the ignition timing retardation, thereby preventing the exhaust purification catalyst from overheating. When the catalyst temperature is in the middle temperature range, the torque reduction method by advancement of the exhaust valve opening timing and the torque reduction method by combination of enrichment of the air-fuel ratio and retardation of the ignition timing should be used in combination. Thus, the exhaust temperature can be maintained in a suitable range while reducing the torque as required.
本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態にかかる内燃機関は火花点火式の内燃機関であり、そのトルクを調整するためのアクチュエータとして、少なくともスロットル弁2、排気バルブタイミング可変装置(以下、排気VVT)4、点火装置6及び燃料噴射装置8を備えている。これらのアクチュエータ2,4,6,8は、制御装置のトルク制御部10からの指示に基づいて動作する。トルク制御部10は、スロットル弁2に対してはスロットル弁開度(TA)を指示し、排気VVT4に対しては排気バルブの開タイミング(EVO)を指示し、点火装置6に対しては点火時期(SA)を指示し、燃料噴射装置8に対しては空燃比(A/F)を指示している。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a control device for an internal combustion engine as an embodiment of the present invention. The internal combustion engine according to the present embodiment is a spark ignition type internal combustion engine, and at least a
トルク制御部10には、トルク要求取得部12で取得されたトルク要求が供給される。トルク要求取得部12は、アクセルペダル操作量に基づいてドライバが要求するトルクを計算している。トルク制御部10は、供給されたトルク要求を実現すべく、そのトルク要求の内容に応じた指示によって各アクチュエータ2,4,6,8の動作を適宜に制御している。つまり、本実施の形態の制御装置は、いわゆるトルクデマンド制御によって内燃機関を制御する制御装置として構成されている。
The torque request acquired by the torque
また、トルク制御部10には、触媒温度取得部14で取得された排気浄化触媒の温度も供給されている。触媒温度取得部14による触媒温度の取得方法には限定はない。排気浄化触媒の温度(触媒床温)を直接計測するのでもよいし、排気浄化触媒を通過する排気ガスの温度から計算するのでもよい。或いは、内燃機関の排気系の物理モデルや統計モデルを用いて触媒温度を推定するのでもよい。トルク制御部10は、後述するように、供給された触媒温度をトルク制御のための情報として使用する。
Further, the temperature of the exhaust purification catalyst acquired by the catalyst
本実施の形態では、トルク制御部10によって実行されるトルク制御として、通常のトルク制御とは別に、小トルク領域でのトルク制御が用意されている。ここでいう小トルク領域とは、例えば、スロットル弁開度の調整のみでは実現できず、また、スロットル弁開度と点火時期の遅角の組み合わせによっても実現できないようなトルク領域を指している。このような小トルク領域では、後述するように、排気バルブ開タイミングか、若しくは、点火時期及び空燃比がトルク調整要素として使用される。これに対して通常のトルク制御はスロットル弁2と点火装置6とを主体とするトルク制御であって、スロットル弁開度と点火時期とが主たるトルク調整要素として使用される。
In the present embodiment, as torque control executed by the
本実施の形態では、小トルク領域でのトルク制御の方法として、次に説明する2つの方法が選択可能になっている。 In the present embodiment, two methods described below can be selected as a torque control method in the small torque region.
最初に説明するのが、排気バルブの開タイミングによってトルクを制御する方法である。図2は排気バルブの開タイミングと内燃機関の各出力パラメータとの関係を示す図である。図2に示すように、排気バルブの開タイミングを進角するにつれて内燃機関のトルクは低下していく。これは、排気バルブが膨張行程の途中で開くことになるため、筒内の燃焼ガスの仕事が軸トルクに変換されなくなるからである。結果、トルクが低下した分だけ排気温度は上昇することになる。また、排気バルブが早開きする分、膨張行程で生成されるNOxの量は減少することになり、結果、内燃機関から排出されるNOxは低減されることになる。 First, a method for controlling torque according to the opening timing of the exhaust valve will be described. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the opening timing of the exhaust valve and each output parameter of the internal combustion engine. As shown in FIG. 2, the torque of the internal combustion engine decreases as the exhaust valve opening timing is advanced. This is because the work of the combustion gas in the cylinder is not converted into the shaft torque because the exhaust valve opens during the expansion stroke. As a result, the exhaust temperature rises as much as the torque decreases. In addition, the amount of NOx generated in the expansion stroke is reduced by the amount that the exhaust valve opens quickly, and as a result, NOx discharged from the internal combustion engine is reduced.
排気バルブの開タイミングの進角によれば、内燃機関のトルクを大きく低下させることができることに加えて、その副次的な効果として、排気温度を上昇させることができ、また、NOx排出量を低減することができる。トルクの制御性に関してさらに言えば、排気バルブの開タイミングによるトルク制御は、点火装置6による着火後にトルクを制御できる点が有利である。これによれば、安定した燃焼状態を確保することができるので、極小トルク領域であってもトルクの制御性を担保することができる。 According to the advance angle of the opening timing of the exhaust valve, in addition to being able to greatly reduce the torque of the internal combustion engine, as a secondary effect, the exhaust temperature can be raised, and the NOx emission amount can be reduced. Can be reduced. Further regarding the controllability of torque, the torque control based on the opening timing of the exhaust valve is advantageous in that the torque can be controlled after ignition by the ignition device 6. According to this, since a stable combustion state can be ensured, torque controllability can be ensured even in the extremely small torque region.
なお、図2中に示すオーバーラップの有無は、排気バルブと吸気バルブとの間のバルブオーバーラップの有無を示している。排気VVT4を操作することで、排気バルブの開タイミングと同時に閉タイミングも連動して変化する。排気バルブの閉タイミングが遅角されると、やがて、吸気バルブとの間で開期間がオーバーラップするようになる。バルブオーバーラップが生じた場合には、その期間に応じてトルク、排気温度及びNOx排出量が変化することになる。図2に示すように、バルブオーバーラップによってもトルクの低減は可能であるが、トルクの低減効果を含めたトルクの制御性は排気バルブの開タイミングのほうが優れている。 Note that the presence or absence of overlap shown in FIG. 2 indicates the presence or absence of valve overlap between the exhaust valve and the intake valve. By operating the exhaust VVT 4, the closing timing is also changed in conjunction with the opening timing of the exhaust valve. When the closing timing of the exhaust valve is retarded, the opening period eventually overlaps with the intake valve. When the valve overlap occurs, the torque, the exhaust temperature, and the NOx emission amount change according to the period. As shown in FIG. 2, torque can be reduced by valve overlap, but the torque controllability including the torque reduction effect is better at the opening timing of the exhaust valve.
次に説明するのが、空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによってトルクを制御する方法である。図3は空燃比(A/F)と点火時期−トルク特性との関係を示す図である。図3に示すように、同一の点火時期で比較した場合には、空燃比をリッチ化することによってトルクも増大することになる。しかし、空燃比のリッチ化には燃焼状態を安定させて燃焼限界を高める効果がある。このため、空燃比をリッチ化することでストイキの場合よりも点火時期を大きく遅角させることが可能となり、結果、図3に示すようにトルクを更に低下させることができるようになる。 Next, a method of controlling torque by combining the enrichment of the air-fuel ratio and the retardation of the ignition timing will be described. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio (A / F) and the ignition timing-torque characteristics. As shown in FIG. 3, when compared at the same ignition timing, the torque also increases by enriching the air-fuel ratio. However, enriching the air-fuel ratio has the effect of stabilizing the combustion state and increasing the combustion limit. Therefore, by enriching the air-fuel ratio, it becomes possible to retard the ignition timing much more than in the case of stoichiometry, and as a result, the torque can be further reduced as shown in FIG.
空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによれば、内燃機関のトルクを大きく低下させることができ、小トルク領域でのトルクの制御性を担保することができる。また、空燃比のリッチ化によれば、その副次的な効果として排気温度を低下させることができる。図4は空燃比と触媒温度との関係を示す図である。空燃比をリッチ化すると未燃燃料の割合が増大することになり、その気化潜熱の効果によって排気温度は低下することになる。 According to the combination of the enrichment of the air-fuel ratio and the retard of the ignition timing, the torque of the internal combustion engine can be greatly reduced, and the controllability of torque in the small torque region can be ensured. Further, according to the enrichment of the air-fuel ratio, the exhaust temperature can be lowered as a secondary effect. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio and the catalyst temperature. When the air-fuel ratio is enriched, the proportion of unburned fuel increases, and the exhaust temperature decreases due to the effect of the latent heat of vaporization.
以上のように、排気バルブの開タイミングの進角による方法と、空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによる方法の何れの方法でも、小トルク領域において高いトルク制御性を得ることができる。前者による方法には排気温度を高める効果があるのに対し、後者の方法には排気温度を下げる効果がある。つまり、排気温度に与える影響に関しては、前者と後者とで全く逆の効果を得ることができる。 As described above, it is possible to obtain high torque controllability in a small torque region by either the method by the advance timing of the exhaust valve opening timing or the method by the combination of the richness of the air-fuel ratio and the retard of the ignition timing. Can do. The former method has the effect of increasing the exhaust temperature, while the latter method has the effect of decreasing the exhaust temperature. That is, regarding the influence on the exhaust temperature, the opposite effect can be obtained between the former and the latter.
ここで、内燃機関全体の性能と排気温度との関係に着目すると、排気温度は排気浄化触媒の浄化性能に大きく影響する。排気温度が低い場合には、排気浄化触媒が活性化しないために十分な排気浄化性能を得ることができない可能性がある。一方、排気温度が高い場合には、過熱によって排気浄化触媒が劣化してしまう可能性がある。排気ガス性能は内燃機関に要求される各種性能の中でも特に重要な性能であり、それには排気浄化触媒の浄化性能が大いに寄与している。したがって、小トルク領域におけるトルクの制御性能を得ることも重要であるが、それによる排気温度の変化によって排気浄化性能が低下しないようにすることも重要である。望ましくは、トルクの制御性能のみならず、排気浄化性能も向上させるようにしたい。 Here, paying attention to the relationship between the performance of the internal combustion engine and the exhaust temperature, the exhaust temperature greatly affects the purification performance of the exhaust purification catalyst. When the exhaust gas temperature is low, there is a possibility that sufficient exhaust gas purification performance cannot be obtained because the exhaust gas purification catalyst is not activated. On the other hand, when the exhaust gas temperature is high, the exhaust gas purification catalyst may be deteriorated due to overheating. The exhaust gas performance is a particularly important performance among various performances required for an internal combustion engine, and the purification performance of the exhaust purification catalyst greatly contributes to it. Therefore, it is important to obtain the torque control performance in the small torque region, but it is also important to prevent the exhaust purification performance from being lowered due to the change in the exhaust temperature. Desirably, it is desirable to improve not only torque control performance but also exhaust purification performance.
そこで、本実施の形態では、以下に説明するように、触媒温度取得部14で取得された触媒温度に応じて小トルク領域でのトルク制御の方法を切り替えるようにした。図5は本発明の実施の形態においてトルク制御部10により実行されるトルク制御のルーチンを示すフローチャートである。
Therefore, in the present embodiment, as described below, the torque control method in the small torque region is switched in accordance with the catalyst temperature acquired by the catalyst
図5に示すルーチンの最初のステップS2では、トルク要求取得部12で取得されたトルク要求にトルクの低減要求が含まれているかどうか判定される。ここでいうトルクの低減要求は、スロットル弁開度の調整のみでは実現することができず、スロットル弁開度と点火時期の遅角の組み合わせによっても実現できないようなトルク領域までトルクを低減させる要求である。このようなトルクの低減要求が取得されるのは、例えば、燃料カットの実行直前や燃料カットからの復帰直後である。
In the first step S <b> 2 of the routine shown in FIG. 5, it is determined whether or not a torque reduction request is included in the torque request acquired by the torque
トルクの低減要求が無い場合には、ステップS10に進む。ステップS10では、スロットル弁開度と点火時期とを主たるトルク調整要素とした通常のトルク制御が行われる。 If there is no torque reduction request, the process proceeds to step S10. In step S10, normal torque control is performed using the throttle valve opening and the ignition timing as main torque adjusting elements.
一方、トルクの低減要求が有る場合には、続いてステップS4の判定が行われる。ステップS4では、触媒温度取得部14で取得された触媒温度が所定値以上かどうか判定される。
On the other hand, if there is a torque reduction request, the determination in step S4 is subsequently performed. In step S4, it is determined whether or not the catalyst temperature acquired by the catalyst
触媒温度が所定値以上であれば、ステップS6に進む。ステップS6では、空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによるトルク制御が行われる。もちろん、この場合もスロットル弁2による吸入空気量の制御は行なわれていて、スロットル弁開度は可能なかぎり絞られている。つまり、この場合もベースとなるトルクの制御はやはりスロットル弁開度であり、さらなるトルクの低減のために空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによるトルク制御が行なわれている。
If the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined value, the process proceeds to step S6. In step S6, torque control is performed by a combination of rich air-fuel ratio and retarded ignition timing. Of course, in this case as well, the amount of intake air is controlled by the
ステップS6のトルク制御によれば、小トルク領域において高いトルク制御性を得ることができると同時に、排気温度を下げて排気浄化触媒の過熱を防止することができる。また、燃料カットからの復帰直後であれば、未燃燃料の供給によって排気浄化触媒からの酸素の脱離が促されることから、NOx浄化性能の早期回復も可能になる。 According to the torque control in step S6, high torque controllability can be obtained in the small torque region, and at the same time, the exhaust temperature can be lowered to prevent the exhaust purification catalyst from overheating. Further, immediately after returning from the fuel cut, the desorption of oxygen from the exhaust purification catalyst is promoted by the supply of unburned fuel, so that the NOx purification performance can be recovered early.
ステップS4の判定で触媒温度が所定値未満の場合には、ステップS8に進む。触媒温度が低下する状況としては、例えば、燃料カットが長時間継続されたときである。長時間の燃料カットからの復帰時には、ステップS8のトルク制御が行われる。ステップS8で行われるトルク制御は、排気バルブの開きタイミングの進角によるトルク制御である。もちろん、この場合もスロットル弁2による吸入空気量の制御は行なわれていて、スロットル弁開度は可能なかぎり絞られている。つまり、この場合もベースとなるトルクの制御はやはりスロットル弁開度であり、さらなるトルクの低減のために排気バルブの開きタイミングの進角によるトルク制御が行なわれている。
If it is determined in step S4 that the catalyst temperature is lower than the predetermined value, the process proceeds to step S8. The situation where the catalyst temperature decreases is, for example, when the fuel cut is continued for a long time. At the time of return from the fuel cut for a long time, the torque control in step S8 is performed. The torque control performed in step S8 is torque control based on the advance angle of the exhaust valve opening timing. Of course, in this case as well, the amount of intake air is controlled by the
ステップS6のトルク制御によれば、小トルク領域において高いトルク制御性を得ることができると同時に、排気温度を高めて排気浄化触媒の暖機を促進することができる。また、排気浄化触媒の活性度が低い状態での内燃機関からのNOxの排出を抑えることもできる。 According to the torque control in step S6, high torque controllability can be obtained in the small torque region, and at the same time, the exhaust temperature can be increased to promote warming up of the exhaust purification catalyst. Further, NOx emission from the internal combustion engine when the activity of the exhaust purification catalyst is low can be suppressed.
以上説明したルーチンを実行することで、排気バルブの開きタイミングの進角によるトルク制御と、空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによるトルク制御とを触媒温度に応じて適宜に切り替えることができる。これにより、本実施の形態の制御装置によれば、排気浄化触媒の浄化性能を高く維持したまま、高いトルク制御性をもってトルクの低減要求に応えることが可能となった。 By executing the routine described above, the torque control based on the advance angle of the exhaust valve opening timing and the torque control based on the combination of the rich air-fuel ratio and the retarded ignition timing are appropriately switched according to the catalyst temperature. be able to. Thereby, according to the control device of the present embodiment, it is possible to meet the torque reduction request with high torque controllability while maintaining high purification performance of the exhaust purification catalyst.
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、触媒温度が所定値未満の場合のトルクの制御方法として、排気バルブの開きタイミングの進角と併せて点火時期の遅角を行なうようにしてもよい。そうすることで、より高いトルクの低減効果と排気温度の昇温効果とを得ることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, as a torque control method when the catalyst temperature is less than a predetermined value, the ignition timing may be retarded together with the advance timing of the exhaust valve opening timing. By doing so, a higher torque reduction effect and an exhaust temperature increase effect can be obtained.
また、触媒温度が所定値以上かどうかでトルク制御の方法を切り替えるのではなく、温度域を3つに分けて温度域毎にトルク制御の方法を切り替えるのでもよい。この場合、触媒温度が高温域にある場合には、空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによるトルク制御を選択する。また、触媒温度が低温域にある場合には、排気バルブの開きタイミングの進角によるトルク制御、若しくは、排気バルブの開きタイミングの進角と点火時期の遅角とによるトルク制御を選択する。そして、触媒温度が低温域と高温域との間の中温域にある場合には、排気バルブの開きタイミングの進角によるトルク低減方法と、空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによるトルク低減方法とを併用してトルク制御を行う。このように3つの温度域に分けてトルク制御の方法を切り替えることで、要求どおりにトルクを低減しつつ排気温度を好適な範囲に維持することが可能になる。 Further, instead of switching the torque control method depending on whether the catalyst temperature is equal to or higher than a predetermined value, the torque control method may be switched for each temperature range by dividing the temperature range into three. In this case, when the catalyst temperature is in the high temperature range, torque control based on a combination of enrichment of the air-fuel ratio and retardation of the ignition timing is selected. When the catalyst temperature is in the low temperature range, torque control based on the advance angle of the exhaust valve opening timing or torque control based on the advance angle of the exhaust valve opening timing and the retard timing of the ignition timing is selected. When the catalyst temperature is in the middle temperature range between the low temperature range and the high temperature range, a combination of the torque reduction method by the advance timing of the exhaust valve opening timing, the richness of the air-fuel ratio and the retard timing of the ignition timing Torque control is performed in combination with the torque reduction method by. Thus, by switching the torque control method in three temperature ranges, it is possible to maintain the exhaust temperature within a suitable range while reducing the torque as required.
2 スロットル弁
4 排気VVT
6 点火装置
8 燃料噴射装置
10 トルク制御部
12 トルク要求取得部
14 触媒温度取得部
2 Throttle valve 4 Exhaust VVT
6
Claims (5)
前記内燃機関へのトルク要求を取得するトルク要求取得手段と、
前記内燃機関の排気通路に配置される排気浄化触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、
排気バルブの開きタイミングの進角によってトルクを低減させる第1のトルク低減手段と、
空燃比のリッチ化と点火時期の遅角との組み合わせによってトルクを低減させる第2のトルク低減手段と、
取得したトルク要求にトルクの低減要求が含まれる場合には、取得した触媒温度に応じて前記第1のトルク低減手段と前記第2のトルク低減手段の少なくも一方を選択し、選択したトルク低減手段を操作してトルクを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine,
Torque request acquisition means for acquiring a torque request to the internal combustion engine;
Catalyst temperature acquisition means for acquiring the temperature of the exhaust purification catalyst disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine;
First torque reduction means for reducing torque by an advance angle of the opening timing of the exhaust valve;
A second torque reduction means for reducing torque by a combination of enrichment of air-fuel ratio and ignition timing retardation;
When the acquired torque request includes a torque reduction request, at least one of the first torque reduction unit and the second torque reduction unit is selected according to the acquired catalyst temperature, and the selected torque reduction is performed. Control means for controlling the torque by operating the means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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