JP2010216285A - Control device for multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit deterioration of exhaust emission control catalysts in a multi-cylinder internal combustion engine performing reduced-number-of-cylinder operation. <P>SOLUTION: Exhaust manifolds 36a, 36b communicate with an A bank and a B bank forming the multi-cylinder internal combustion engine, respectively. The exhaust emission control catalysts 34a, 34b are arranged in the exhaust manifolds 36a, 36b, respectively. In the internal combustion engine, the reduced-number-of-cylinder operation in which fuel injection to a cylinder group forming the A bank is stopped and an operating state of the same is put in a resting state and all-cylinder operation in which fuel is injected to all cylinders is selectively performed based on an engine operating state. When the catalyst temperature Tcat of the exhaust emission control catalysts 34a is equal to or higher than a first predetermined temperature α, the all-cylinder operation is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、各別の排気浄化触媒に接続された複数の気筒群を有する内燃機関に適用され、実行条件の成立のもとに複数の気筒群のうちの一つに対する燃料噴射を停止して気筒運転を休止状態とする減筒運転を実行する多気筒内燃機関の制御装置に関する。   The present invention is applied to an internal combustion engine having a plurality of cylinder groups connected to different exhaust purification catalysts, and stops fuel injection to one of the plurality of cylinder groups when an execution condition is satisfied. The present invention relates to a control device for a multi-cylinder internal combustion engine that performs a reduced-cylinder operation in which a cylinder operation is in a pause state.

V型の気筒配列を有する内燃機関では、二つのバンクを有するとともにそれらバンクごとに各別の排気浄化触媒が設けられている。
このようなV型の気筒配列を有する内燃機関においては、アイドル運転時や減速時等、内燃機関出力を必要としないときには、片方のバンクを形成する気筒群への燃料噴射を停止してその運転を休止する減筒運転(片バンク運転)を実行することにより、燃料消費量や排ガス量を低減するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
An internal combustion engine having a V-type cylinder arrangement has two banks and a separate exhaust purification catalyst is provided for each bank.
In an internal combustion engine having such a V-type cylinder arrangement, when the output of the internal combustion engine is not required, such as during idle operation or deceleration, the fuel injection to the cylinder group forming one bank is stopped and the operation is performed. The fuel consumption amount and the exhaust gas amount are reduced by executing a reduced-cylinder operation (one-bank operation) that pauses (see, for example, Patent Document 1).

特開2006−322371号公報JP 2006-322371 A

ところで、こうした減筒運転が実行されると、同バンクの気筒群に接続された排気浄化触媒には、多くの酸素を含有する空気が流入するようになる。このように多くの酸素を含有する空気が排気浄化触媒に流入すると、その酸素が排気浄化触媒において燃焼し同排気浄化触媒が過度に温度上昇してその劣化が促進されるおそれがある。特に、高負荷運転後に減筒運転がなされた場合には、排気浄化触媒の温度が高い状態にあるため、こうした排気浄化触媒の劣化は一層促進されやすいものとなる。   By the way, when such a reduced-cylinder operation is executed, air containing a large amount of oxygen flows into the exhaust purification catalyst connected to the cylinder group of the bank. When air containing a large amount of oxygen flows into the exhaust purification catalyst in this manner, the oxygen burns in the exhaust purification catalyst, and the exhaust purification catalyst may rise in temperature excessively, thereby promoting deterioration. In particular, when the reduced-cylinder operation is performed after the high-load operation, the exhaust purification catalyst is in a high temperature state, so that the deterioration of the exhaust purification catalyst is further facilitated.

なお、こうした実情は、上述したV型の気筒配列を有する内燃機関にあって減筒運転を実行する場合に限らず、各別の排気浄化触媒に接続された複数の気筒群を有する内燃機関に適用されて特定の気筒群の運転を休止させる減筒運転を実行する場合であっても概ね共通している。   This situation is not limited to the case where the reduced cylinder operation is performed in the internal combustion engine having the V-type cylinder arrangement described above, but the internal combustion engine having a plurality of cylinder groups connected to different exhaust purification catalysts. This is generally common even when a reduced-cylinder operation is executed in which the operation of a specific cylinder group is suspended.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、複数の気筒群に各別の排気浄化触媒が配設され、減筒運転を実行する多気筒内燃機関において、排気浄化触媒の劣化を抑制することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and suppresses deterioration of the exhaust purification catalyst in a multi-cylinder internal combustion engine in which separate exhaust purification catalysts are arranged in a plurality of cylinder groups to perform reduced-cylinder operation. The purpose is to do.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、各別の排気浄化触媒に接続された複数の気筒群を有する内燃機関に適用されて、前記気筒群のうちの一つに対する燃料噴射を停止して気筒運転を休止状態とする減筒運転と全気筒に燃料を噴射する全筒運転とを機関運転状態に基づいて選択的に実行する多気筒内燃機関の制御装置において、前記排気浄化触媒の触媒温度を推定する触媒温度推定手段を有し、同触媒温度推定手段により推定された触媒温度が第1の所定温度以上であるときには、全筒運転を実行することを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The invention according to claim 1 is applied to an internal combustion engine having a plurality of cylinder groups connected to different exhaust purification catalysts, and stops fuel injection to one of the cylinder groups to perform cylinder operation. In a control device for a multi-cylinder internal combustion engine that selectively executes a reduced-cylinder operation in a resting state and an all-cylinder operation in which fuel is injected into all cylinders based on the engine operating state, the catalyst temperature of the exhaust purification catalyst is estimated The gist of the present invention is to have a catalyst temperature estimation means, and execute the all-cylinder operation when the catalyst temperature estimated by the catalyst temperature estimation means is equal to or higher than the first predetermined temperature.

同構成によれば、触媒温度が第1の所定温度以上となり酸素の供給によって排気浄化触媒が温度上昇してその劣化が促進されるおそれのあるときは、全筒運転が実行される。すなわち、この排気浄化触媒に接続された気筒においては減筒運転の選択が禁止される。これにより、この第1の所定温度以上となった排気浄化触媒に対して、休止状態となった気筒を通じて酸素が導入されることが抑制され、その劣化を抑制することができるようになる。   According to this configuration, the all-cylinder operation is performed when the catalyst temperature becomes equal to or higher than the first predetermined temperature and the exhaust purification catalyst may rise in temperature due to the supply of oxygen and the deterioration thereof may be promoted. That is, the selection of the reduced-cylinder operation is prohibited in the cylinder connected to the exhaust purification catalyst. As a result, it is possible to suppress the introduction of oxygen through the cylinder that has become inactive to the exhaust purification catalyst that has reached the first predetermined temperature or more, and to suppress deterioration thereof.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の多気筒内燃機関の制御装置において、前記触媒温度推定手段により推定される排気浄化触媒の触媒温度が、前記第1の温度より低い温度に予め設定された第2の所定温度よりも低いときには、全筒運転を実行することを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the control device for a multi-cylinder internal combustion engine according to the first aspect, the catalyst temperature of the exhaust purification catalyst estimated by the catalyst temperature estimating means is lower than the first temperature. The gist is to execute the all-cylinder operation when the temperature is lower than a preset second predetermined temperature.

上述したように、排気浄化触媒の温度がある程度高いときに、減筒運転に伴って多くの酸素を含む排気が排気浄化触媒に導入されると排気浄化触媒の触媒機能によってこの酸素が燃焼し、排気浄化触媒の温度は上昇するようになる。一方、暖機を完了する前等、排気浄化触媒の温度が低いときに減筒運転が実行されると、排気温度の低下に伴って排気浄化触媒の温度も低下するようになる。このように排気浄化触媒の温度が低下すると、触媒機能が低下するため、全筒運転が再開されたときに排気性状が悪化するおそれがある。この点、同構成によれば、排気浄化触媒の浄化機能が低い状態では全筒運転が実行される、すなわち減筒運転の実行が禁止されるようになるため、排気浄化触媒の温度低下に伴う排気性状の悪化が抑えられるようになる。   As described above, when exhaust gas containing a large amount of oxygen is introduced into the exhaust purification catalyst when the temperature of the exhaust purification catalyst is high to some extent, this oxygen is burned by the catalytic function of the exhaust purification catalyst, The temperature of the exhaust purification catalyst increases. On the other hand, if the reduced-cylinder operation is executed when the temperature of the exhaust purification catalyst is low, such as before the warm-up is completed, the temperature of the exhaust purification catalyst also decreases as the exhaust temperature decreases. When the temperature of the exhaust purification catalyst decreases in this way, the catalyst function decreases, so that the exhaust properties may deteriorate when the all-cylinder operation is resumed. In this respect, according to the same configuration, the all-cylinder operation is performed in a state where the purification function of the exhaust purification catalyst is low, that is, the execution of the reduced-cylinder operation is prohibited. Deterioration of exhaust properties can be suppressed.

請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の多気筒内燃機関の制御装置において、前記多気筒内燃機関はV型の気筒配列を有するものであり、同内燃機関の各バンクに前記排気浄化触媒及び燃料噴射系が各別に設けられ、減筒運転の実行に際して各バンクのいずれか一方に属する各気筒への燃料噴射を停止することを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the control device for a multi-cylinder internal combustion engine according to the first or second aspect, the multi-cylinder internal combustion engine has a V-type cylinder arrangement. The gist is that the exhaust purification catalyst and the fuel injection system are separately provided in the bank, and the fuel injection to each cylinder belonging to one of the banks is stopped when the reduced cylinder operation is executed.

上述した構成は、請求項3に記載の発明のように、V型の気筒配列を有する多気筒内燃機関に適用することができ、各バンクの一方に属する気筒への燃料噴射を停止することにより減筒運転を実行することができる。   The above-described configuration can be applied to a multi-cylinder internal combustion engine having a V-type cylinder arrangement as in the third aspect of the invention, and by stopping fuel injection to the cylinders belonging to one of the banks. Reduced cylinder operation can be performed.

本実施の形態にかかる制御装置が適用される多気筒内燃機関の概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of the multicylinder internal combustion engine to which the control apparatus concerning this Embodiment is applied. 本実施の形態にかかる制御装置が適用される多気筒内燃機関の吸気系および排気系の概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of the intake system of the multicylinder internal combustion engine to which the control apparatus concerning this Embodiment is applied, and an exhaust system. 本実施の形態にかかる減筒運転の実行処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the execution process procedure of the reduced cylinder driving | running concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる排気浄化触媒温度及びAバンクの運転状態の時間推移を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the time transition of the exhaust purification catalyst temperature concerning this Embodiment, and the operating state of A bank.

以下、この発明にかかる多気筒内燃機関の制御装置を具体化した一実施形態について図1〜図4を参照して説明する。まず、図1及び図2を参照して、本実施の形態にかかる多気筒内燃機関ならびにその制御装置の概略構成について説明する。   Hereinafter, an embodiment embodying a control device for a multi-cylinder internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, a schematic configuration of a multi-cylinder internal combustion engine and its control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施の形態にかかる多気筒内燃機関は、図2に示されるように、二つのバンク(AバンクおよびBバンク)を有するとともに各バンクがそれぞれ4つの気筒を備えるV型8気筒の内燃機関である。この内燃機関の各バンクの基本構造は同一であるため、以下ではAバンクの基本構造についてのみ説明し、Bバンクの基本構造についての説明は省略する。また、以下の説明において、各バンクで同一の構成要素についてはその符号として同一の番号を付すとともに、それらを区別するために、Aバンクの構成要素についてはその末尾に「a」を付し、Bバンクの構成要素についてはその末尾に「b」を付す。なお、バンク毎に区別する必要のない構成要素に関しては、符号として番号のみを付すこととする。   As shown in FIG. 2, the multi-cylinder internal combustion engine according to the present embodiment is a V-type 8-cylinder internal combustion engine having two banks (A bank and B bank) and each bank having four cylinders. is there. Since the basic structure of each bank of the internal combustion engine is the same, only the basic structure of the A bank will be described below, and the description of the basic structure of the B bank will be omitted. Further, in the following description, the same components in each bank are given the same numbers as the reference numerals, and in order to distinguish them, “a” is added to the end of the components in the A bank, “B” is added to the end of B bank components. In addition, only the number is attached | subjected as a code | symbol about the component which does not need to distinguish for every bank.

図1は、Aバンクの気筒11aについてその概略構成を示している。同図1に示されるように、Aバンクの各気筒11a(図1ではその一つを示す)には、それぞれ燃焼室16aが形成されるとともに、それら燃焼室16aと吸気分岐通路32a、排気分岐通路33aとを連通・遮断する吸気バルブ18a及び排気バルブ19aがそれぞれ設けられている。また、各気筒11aには、それらの燃焼室16aの内部、具体的にはピストン12aの頂面近傍に向けて直接燃料を噴射する筒内噴射弁15aがそれぞれ設けられるとともに、燃焼室16aに存在する混合気の点火を行う点火プラグ14aがそれぞれ設けられている。   FIG. 1 shows a schematic configuration of the cylinder 11a of the A bank. As shown in FIG. 1, combustion chambers 16a are formed in each cylinder 11a (shown in FIG. 1) of the A bank, and the combustion chambers 16a, the intake branch passage 32a, and the exhaust branch are formed. An intake valve 18a and an exhaust valve 19a are provided to communicate and block the passage 33a. Each cylinder 11a is provided with an in-cylinder injection valve 15a that directly injects fuel toward the inside of the combustion chamber 16a, specifically, near the top surface of the piston 12a, and exists in the combustion chamber 16a. Spark plugs 14a for igniting the air-fuel mixture are provided.

この各燃焼室16aにおいては、吸入空気と噴射燃料とからなる混合気に対して点火プラグ14aによる点火が行われる。この点火動作によって混合気が燃焼してピストン12aが往復移動し、クランクシャフト13aが回転する。そして、燃焼後の混合気は、排気として各燃焼室16aから排気分岐通路33aに送り出される。これら筒内噴射弁15a、点火プラグ14a、スロットルバルブ37の駆動態様は、いずれも電子制御装置60によって制御される。同電子制御装置60は、機関回転速度センサ71、アクセルセンサ72等の各種センサの検出値に基づいて、筒内噴射弁15a等の駆動態様を決定する。   In each combustion chamber 16a, an ignition plug 14a ignites the air-fuel mixture composed of intake air and injected fuel. By this ignition operation, the air-fuel mixture burns, the piston 12a reciprocates, and the crankshaft 13a rotates. Then, the air-fuel mixture after combustion is sent out from each combustion chamber 16a to the exhaust branch passage 33a as exhaust. The driving modes of the in-cylinder injection valve 15a, the spark plug 14a, and the throttle valve 37 are all controlled by the electronic control unit 60. The electronic control unit 60 determines the driving mode of the in-cylinder injection valve 15a and the like based on the detection values of various sensors such as the engine rotation speed sensor 71 and the accelerator sensor 72.

次に、本実施の形態にかかる多気筒内燃機関の吸気系及び排気系の概略構成を示す図2を参照して各バンクの構造について説明する。同図2に示されるように、吸気通路31は、スロットルバルブ37の吸気流れ方向下流側(以下、単に下流側)において二本の通路に分岐しており、その一方(吸気集合通路35a)はAバンクに接続され、他方(吸気集合通路35b)はBバンクに接続されている。この吸気集合通路35aはさらに四本の吸気分岐通路32aに分岐している。そして、それら吸気分岐通路32aが各気筒11aに各別に接続されている。本実施の形態にかかる内燃機関に導入された吸気は、スロットルバルブ37で調量された後、吸気集合通路35a、及び各吸気分岐通路32aを通じて各気筒11aに導入される。   Next, the structure of each bank will be described with reference to FIG. 2 showing a schematic configuration of an intake system and an exhaust system of the multi-cylinder internal combustion engine according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the intake passage 31 is branched into two passages on the downstream side in the intake flow direction of the throttle valve 37 (hereinafter simply referred to as the downstream side), one of which (the intake collecting passage 35a) is The other bank (intake air collecting passage 35b) is connected to the B bank. The intake air collecting passage 35a is further branched into four intake branch passages 32a. These intake branch passages 32a are connected to the respective cylinders 11a. The intake air introduced into the internal combustion engine according to the present embodiment is metered by the throttle valve 37 and then introduced into each cylinder 11a through the intake manifold passage 35a and each intake branch passage 32a.

また、各気筒11aに連通される排気分岐通路33aはその下流部で集合し、排気集合通路36aとなっている。この排気集合通路36aは、Bバンクに対応する排気集合通路36bとその下流部で合流する。そして、この各排気集合通路36a,36bに対応して、排気浄化触媒34a,34bがバンク毎に各別に設けられている。   Further, the exhaust branch passages 33a communicating with the respective cylinders 11a are gathered at the downstream portion to form an exhaust gather passage 36a. The exhaust collecting passage 36a merges with the exhaust collecting passage 36b corresponding to the B bank at the downstream portion thereof. Exhaust purification catalysts 34a and 34b are provided for each bank corresponding to the exhaust collecting passages 36a and 36b.

各気筒11aから排出された排気は、同排気集合通路36aに設けられた排気浄化触媒34aを通じて浄化された後、外部に排出される。なお、この排気浄化触媒34aは、理論空燃比近傍での燃焼が行われる状態において、排気中の炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)を酸化するとともに同排気中の窒素酸化物(NOx)を還元して排気を浄化する作用を有している。この排気浄化触媒34aには、その温度を検出して、電子制御装置60にその検出値を出力する触媒温度センサ70aが取付けられている。また、Bバンクの排気浄化触媒34bについても同様に、触媒温度センサ70bが取付けられている。   The exhaust discharged from each cylinder 11a is purified through an exhaust purification catalyst 34a provided in the exhaust collecting passage 36a and then discharged to the outside. The exhaust purification catalyst 34a oxidizes hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust and nitrogen oxides (NOx) in the exhaust in a state where combustion near the stoichiometric air-fuel ratio is performed. ) To purify the exhaust gas. A catalyst temperature sensor 70 a that detects the temperature and outputs the detected value to the electronic control unit 60 is attached to the exhaust purification catalyst 34 a. Similarly, a catalyst temperature sensor 70b is attached to the exhaust purification catalyst 34b of the B bank.

電子制御装置60は、機関回転速度センサ71及びアクセルセンサ72等、各種センサの検出値に基づいて、Aバンクの各気筒11aに対する燃料噴射を停止してAバンクの各気筒11a運転を休止する減筒運転(片バンク運転)と、全気筒に燃料を噴射する全筒運転とを選択的に実行する。具体的には、電子制御装置60は、機関低・中負荷運転時など機関要求出力が小さい場合に減筒運転を選択する一方、機関高負荷時など機関要求出力が大きい場合には減筒運転は禁止され、全筒運転が選択される。休止状態に移行したAバンクの各気筒11aでは、吸気バルブ18aの開弁に伴って燃焼室16aに導入された吸入空気が燃焼に供されることなく、ピストン12aの往復動及び排気バルブ19aの開弁に伴って排気分岐通路33aへ排出されるようになる。なお、このように休止状態に移行したAバンクの各気筒11aでは点火プラグ14aによる点火及び筒内噴射弁15aによる燃料噴射がいずれも停止される。   The electronic control unit 60 stops the fuel injection to each cylinder 11a of the A bank and stops the operation of each cylinder 11a of the A bank based on the detection values of various sensors such as the engine speed sensor 71 and the accelerator sensor 72. A cylinder operation (one bank operation) and an all cylinder operation in which fuel is injected into all cylinders are selectively executed. Specifically, the electronic control unit 60 selects the reduced-cylinder operation when the engine required output is small, such as during engine low / medium load operation, while reducing the cylinder operation when the engine required output is large, such as during engine high load. Is prohibited and all-cylinder operation is selected. In each cylinder 11a of the A bank that has transitioned to the inactive state, the intake air introduced into the combustion chamber 16a when the intake valve 18a is opened is not used for combustion, and the piston 12a reciprocates and the exhaust valve 19a As the valve is opened, it is discharged to the exhaust branch passage 33a. In addition, in each cylinder 11a of the A bank that has shifted to the rest state in this way, both ignition by the spark plug 14a and fuel injection by the in-cylinder injection valve 15a are stopped.

ところで、減筒運転の実行に伴いAバンクの各気筒11aが休止状態に移行すると、排気浄化触媒34aには、酸素を含有する空気が流入するようになる。このように排気浄化触媒34aに酸素が供給されると、排気浄化触媒34aにおいて酸素が燃焼し、その触媒温度Tcatが過度に上昇してその劣化が促進されることがある。特に、高負荷運転後にあっては、触媒温度Tcatが高い状態にあるため、こうした排気浄化触媒34aの劣化は一層促進されやすいものとなる。そこで、本実施の形態においては、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが、酸素の存在下にあるときにその劣化が促進される温度(第1の所定温度α)以上であるときには、機関運転状態に関わらず減筒運転の選択を禁止するようにしている。   By the way, when each cylinder 11a in the A bank shifts to a resting state with the execution of the reduced cylinder operation, air containing oxygen flows into the exhaust purification catalyst 34a. When oxygen is supplied to the exhaust purification catalyst 34a in this way, oxygen is combusted in the exhaust purification catalyst 34a, and the catalyst temperature Tcat rises excessively, and its deterioration may be promoted. In particular, after the high load operation, the catalyst temperature Tcat is in a high state, and thus the deterioration of the exhaust purification catalyst 34a is further facilitated. Therefore, in the present embodiment, when the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is equal to or higher than the temperature (first predetermined temperature α) at which the deterioration is promoted in the presence of oxygen, the engine operating state Regardless of this, selection of reduced cylinder operation is prohibited.

一方、暖機運転前など、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatがその機能を発揮することのできる温度(第2の触媒温度β)未満であるときに減筒運転が実行されると、排気温度の低下に伴って排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatも低下するようになる。このように排気浄化触媒34aの温度が低下すると、触媒機能が低下するため、全筒運転が再開されたときに排気性状が悪化するおそれがある。そのため、本実施の形態においては、暖機運転前など、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが第2の触媒温度β未満であるときには、排気浄化触媒34aの早期暖機を目的として、機関運転状態に関わらず全筒運転が実行される。そして、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが第2の所定温度βより高くなると、機関運転状態に基づいて減筒運転もしくは全筒運転のいずれかが選択される。なお、第1の所定温度α及び第2の所定温度βはいずれも実験等によって予め定められる値であり、第1の所定温度αは、第2の所定温度βよりも低い値に設定されている。   On the other hand, if the reduced-cylinder operation is executed when the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is lower than the temperature at which the function can be performed (second catalyst temperature β), such as before the warm-up operation, the exhaust temperature As the temperature decreases, the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a also decreases. Thus, when the temperature of the exhaust purification catalyst 34a is lowered, the catalytic function is lowered, so that the exhaust property may be deteriorated when the all-cylinder operation is resumed. Therefore, in the present embodiment, when the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is lower than the second catalyst temperature β, such as before the warm-up operation, the engine operation state is set for the purpose of early warming up of the exhaust purification catalyst 34a. Regardless, all-cylinder operation is performed. When the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a becomes higher than the second predetermined temperature β, either the reduced cylinder operation or the all cylinder operation is selected based on the engine operation state. The first predetermined temperature α and the second predetermined temperature β are both values determined in advance by experiments or the like, and the first predetermined temperature α is set to a value lower than the second predetermined temperature β. Yes.

以下、こうした減筒運転の実行処理手順について図3を参照して説明する。なお、このフローチャートに示される一連の処理は電子制御装置60により、一定の期間ごとに実施される。   Hereinafter, the execution processing procedure of such reduced-cylinder operation will be described with reference to FIG. The series of processes shown in this flowchart is performed by the electronic control device 60 at regular intervals.

まずこの一連の処理では、触媒温度センサ70aによって排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが読み込まれる(ステップS100)。次に、機関運転状態に基づき減筒運転の実行条件が成立しているか否かが判断される(ステップS101)。すなわち、機関運転状態が低・中負荷状態にあるときは、減筒運転の実行条件が成立したものと判断される。一方、機関運転状態が高負荷状態にあるときは、減筒運転の実行条件は成立していないものと判断される。   First, in this series of processes, the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is read by the catalyst temperature sensor 70a (step S100). Next, it is determined whether or not an execution condition for reduced-cylinder operation is satisfied based on the engine operation state (step S101). That is, when the engine operating state is in the low / medium load state, it is determined that the condition for executing the reduced cylinder operation is satisfied. On the other hand, when the engine operating state is in a high load state, it is determined that the condition for executing the reduced cylinder operation is not satisfied.

機関運転状態に基づき、減筒運転の実行条件が成立していないと判断された場合(ステップS101:NO)は、全筒運転が実行される(ステップS102)。すなわち、減筒運転の選択は禁止され、この処理は一旦終了する。   If it is determined based on the engine operation state that the execution condition for reduced cylinder operation is not satisfied (step S101: NO), all cylinder operation is executed (step S102). That is, the selection of the reduced cylinder operation is prohibited, and this process is temporarily ended.

一方、機関運転状態に基づき、減筒運転の実行条件が成立していると判断された場合(ステップS101:YES)は、次に排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが第2の所定温度β以上であり、且つ第1の所定温度α未満であるか否かが判断される(ステップS103)。   On the other hand, when it is determined that the condition for executing the reduced cylinder operation is satisfied based on the engine operating state (step S101: YES), the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is equal to or higher than the second predetermined temperature β. And whether the temperature is lower than the first predetermined temperature α is determined (step S103).

排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが第2の所定温度β以上であり、且つ第1の所定温度α未満であると判断された場合(ステップS103:YES)は、減筒運転が選択される。すなわち、Aバンクの各気筒11aを休止状態に移行させる一方、Bバンクの各気筒11bは稼動状態に維持される(ステップS104)。このように減筒運転が選択された後、この処理は一旦終了する。   When it is determined that the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is equal to or higher than the second predetermined temperature β and lower than the first predetermined temperature α (step S103: YES), the reduced-cylinder operation is selected. That is, the cylinders 11a in the A bank are shifted to the inactive state, while the cylinders 11b in the B bank are maintained in the operating state (step S104). After the reduced-cylinder operation is selected in this way, this process is temporarily terminated.

一方、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが第2の所定温度β未満である、もしくは第1の所定温度α以上である旨判断された場合(ステップS103:NO)は、全筒運転が実行され(ステップS102)、この処理は一旦終了する。   On the other hand, when it is determined that the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is lower than the second predetermined temperature β or higher than the first predetermined temperature α (step S103: NO), the all-cylinder operation is executed. (Step S102), this process is temporarily terminated.

図4は、図3のフローチャートに示される減筒運転の実行時における(a)機関運転状態に基づく減筒運転の実行条件成立の有無、(b)排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatの推移、(c)Aバンクの運転状態の推移の一例を示している。   FIG. 4 shows (a) whether or not execution conditions for reduced-cylinder operation based on the engine operating state are satisfied when the reduced-cylinder operation shown in the flowchart of FIG. 3 is executed, (b) transition of the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a, (C) An example of transition of the operating state of A bank is shown.

図4に示されるように、機関運転が開始されると、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatは上昇する。そして、機関運転状態に基づき減筒運転の実行条件が成立したときは、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatに基づいて減筒運転の実行条件成立の有無が判断される(タイミングt1)。ここでは、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが第2の所定温度β未満であるため、減筒運転の選択は禁止され、全気筒運転が実行される。このため、Aバンクの各気筒11aは稼動状態に維持される。そして、機関運転に伴い排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが上昇して第2の所定温度β以上になると、減筒運転が選択される(タイミングt2)。このとき、Aバンクの各気筒11aが休止状態に移行するとともに、Bバンクの各気筒11bは稼動状態に維持される。そして、機関運転に伴い排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatはさらに上昇するようになる(タイミングt2〜t3)。そして、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが第1の所定温度α以上となると、減筒運転は中断されて全気筒運転が実行される。このため、Aバンクの各気筒11aは稼動状態に移行する(タイミングt3)。このような全筒運転の実施に伴い、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが低下し第1の所定温度α未満となると、再び減筒運転が選択され、Aバンクの各気筒11aは休止状態に移行する(タイミングt4)。そして、機関運転状態が高負荷から低負荷に移行するなどして、機関運転状態に基づく減筒運転の実行条件が不成立となると、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatに関わらず全筒運転が選択され、Aバンクの各気筒11aは稼動状態に移行するようになる(タイミングt5)。   As shown in FIG. 4, when the engine operation is started, the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a increases. When the condition for executing the reduced cylinder operation is satisfied based on the engine operating state, it is determined whether or not the execution condition for the reduced cylinder operation is satisfied based on the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a (timing t1). Here, since the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is lower than the second predetermined temperature β, the selection of the reduced cylinder operation is prohibited, and the all cylinder operation is executed. For this reason, each cylinder 11a of A bank is maintained in an operating state. Then, when the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a rises with the engine operation and becomes equal to or higher than the second predetermined temperature β, the reduced-cylinder operation is selected (timing t2). At this time, each cylinder 11a in the A bank shifts to a deactivated state, and each cylinder 11b in the B bank is maintained in an operating state. As the engine operates, the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a further increases (timing t2 to t3). When the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a becomes equal to or higher than the first predetermined temperature α, the reduced-cylinder operation is interrupted and the all-cylinder operation is executed. For this reason, each cylinder 11a of A bank shifts to an operating state (timing t3). When the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a decreases and becomes lower than the first predetermined temperature α as a result of such all-cylinder operation, the reduced-cylinder operation is selected again, and the cylinders 11a in the A bank are in a resting state. Transition (timing t4). When the engine operating state shifts from a high load to a low load and the execution condition of the reduced cylinder operation based on the engine operating state is not satisfied, the all cylinder operation is selected regardless of the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a. Then, each cylinder 11a of the A bank shifts to an operating state (timing t5).

以上説明した本実施形態によれば、以下に記載する作用効果を奏することができるようになる。
(1)排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが第1の所定温度α以上となり酸素の供給によってその劣化が促進されるおそれのあるときは、減筒運転の実行が禁止され、全筒運転が実行される。これにより、この第1の所定温度α以上となった排気浄化触媒34aに対して、休止状態となった各気筒11aを通じて酸素が導入されることが抑制され、その劣化を抑制することができるようになる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) When the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is equal to or higher than the first predetermined temperature α and there is a risk that deterioration will be accelerated by the supply of oxygen, the reduced-cylinder operation is prohibited and the all-cylinder operation is executed. Is done. Thereby, it is possible to suppress the introduction of oxygen through the cylinders 11a in the deactivated state with respect to the exhaust purification catalyst 34a that has become the first predetermined temperature α or higher, and to suppress the deterioration thereof. become.

(2)暖機を完了する前等、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが低いときに減筒運転が実行されると、排気温度の低下に伴って排気浄化触媒34aの温度も低下するようになる。このように排気浄化触媒34aの温度が低下すると、触媒機能が低下するため、全筒運転が再開されたときに排気性状が悪化するおそれがある。この点、同構成によれば、排気浄化触媒34aの浄化機能が低い状態での減筒運転の実行が禁止されるようになるため、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatの低下に伴う排気性状の悪化が抑えられるようになる。   (2) When the reduced-cylinder operation is executed when the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is low, such as before the warm-up is completed, the temperature of the exhaust purification catalyst 34a is also lowered with a decrease in the exhaust temperature. Become. Thus, when the temperature of the exhaust purification catalyst 34a is lowered, the catalytic function is lowered, so that the exhaust property may be deteriorated when the all-cylinder operation is resumed. In this regard, according to the same configuration, the execution of the reduced-cylinder operation in a state where the purification function of the exhaust purification catalyst 34a is low is prohibited, so that the exhaust property due to the decrease in the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a. Deterioration can be suppressed.

なお、以上説明した実施形態は次のようにその形態を適宜変更した態様にて実施することができる。
・また、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatが第2の所定温度β未満であるとき及び第1の所定温度以上αであるときに、それぞれ減筒運転を禁止するようにしたが、同温度が第1の所定温度以上αであるときにのみ減筒運転を禁止するようにしてもよい。こうした実施の形態であっても、上述した(1)に記載される作用効果を奏することはできる。
In addition, embodiment described above can be implemented in the aspect which changed the form suitably as follows.
In addition, when the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is lower than the second predetermined temperature β and when it is equal to or higher than the first predetermined temperature α, the reduced-cylinder operation is prohibited. The reduced-cylinder operation may be prohibited only when α is equal to or higher than the first predetermined temperature. Even in this embodiment, the effects described in (1) above can be achieved.

・上記実施の形態では、減筒運転に際してAバンクの各気筒11aの運転を休止させるようにしたが、このように休止させるバンクをAバンクとBバンク定期的に変更するようにしてもよい。   In the above embodiment, the operation of each cylinder 11a in the A bank is suspended during the reduced cylinder operation. However, the bank to be deactivated in this way may be changed periodically between the A bank and the B bank.

・上記実施の形態においては、排気浄化触媒34aの触媒温度Tcatを触媒温度センサ70aにて検出するようにしたが、本実施の形態はこれに限られず、機関運転状態に基づいて推定するようにしてもよい。こうした実施の形態であっても、上記実施の形態に準じた作用効果を奏することができるようになる。   In the above embodiment, the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst 34a is detected by the catalyst temperature sensor 70a. However, the present embodiment is not limited to this, and is estimated based on the engine operating state. May be. Even in such an embodiment, the operational effects according to the above embodiment can be achieved.

・上記実施の形態では、各バンクがそれぞれ4つの気筒を備えるV型8気筒の内燃機関について説明したが、本実施の形態はこれに限られない。それぞれ異なる排気浄化触媒に接続された複数の気筒群を有する内燃機関に適用されて特定の気筒群の運転を休止させる減筒運転が実行されるものであればよい。すなわち、休止状態に移行した気筒に接続された排気浄化触媒の触媒温度Tcatを検出し、この触媒温度Tcatに応じて減筒運転の実行条件が成立しているか否か判断することにより上述のごとく減筒運転の実行条件成立の有無を判断することができる。本実施の形態においても、上記(1)及び(2)に準じた作用効果を奏することができるようになる。   In the above-described embodiment, the V-type 8-cylinder internal combustion engine in which each bank has four cylinders has been described. However, the present embodiment is not limited to this. The present invention may be applied to an internal combustion engine having a plurality of cylinder groups connected to different exhaust purification catalysts so long as a reduced-cylinder operation for stopping the operation of a specific cylinder group is executed. That is, as described above, the catalyst temperature Tcat of the exhaust purification catalyst connected to the cylinder that has transitioned to the inactive state is detected, and it is determined whether or not the conditions for executing the reduced cylinder operation are satisfied according to the catalyst temperature Tcat. Whether or not the execution condition for the reduced cylinder operation is satisfied can be determined. Also in the present embodiment, the operational effects according to the above (1) and (2) can be achieved.

11a…気筒、11b…気筒、12a…ピストン、13a…クランクシャフト、14a…点火プラグ、15a…筒内噴射弁、16a…燃焼室、18a…吸気バルブ、19a…排気バルブ、31…吸気通路、32a…吸気分岐通路、33a…排気分岐通路、34a…排気浄化触媒、34b…排気浄化触媒、35a…吸気集合通路、35b…吸気集合通路、36a…排気集合通路、36b…排気集合通路、37…スロットルバルブ、60…電子制御装置、70a…触媒温度センサ、70b…触媒温度センサ、71…機関回転速度センサ、72…アクセルセンサ。   11a ... cylinder, 11b ... cylinder, 12a ... piston, 13a ... crankshaft, 14a ... spark plug, 15a ... cylinder injection valve, 16a ... combustion chamber, 18a ... intake valve, 19a ... exhaust valve, 31 ... intake passage, 32a ... intake branch passage, 33a ... exhaust branch passage, 34a ... exhaust purification catalyst, 34b ... exhaust purification catalyst, 35a ... intake collecting passage, 35b ... intake collecting passage, 36a ... exhaust collecting passage, 36b ... exhaust collecting passage, 37 ... throttle Valve: 60 ... Electronic control device, 70a ... Catalyst temperature sensor, 70b ... Catalyst temperature sensor, 71 ... Engine rotational speed sensor, 72 ... Accelerator sensor.

Claims (3)

各別の排気浄化触媒に接続された複数の気筒群を有する内燃機関に適用されて、前記気筒群のうちの一つに対する燃料噴射を停止して気筒運転を休止状態とする減筒運転と全気筒に燃料を噴射する全筒運転とを機関運転状態に基づいて選択的に実行する多気筒内燃機関の制御装置において、
前記排気浄化触媒の触媒温度を推定する触媒温度推定手段を有し、同触媒温度推定手段により推定された触媒温度が第1の所定温度以上であるときには、全筒運転を実行する
ことを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置。
This is applied to an internal combustion engine having a plurality of cylinder groups connected to different exhaust purification catalysts, and a reduced-cylinder operation in which the cylinder operation is stopped by stopping fuel injection for one of the cylinder groups and all In a control device for a multi-cylinder internal combustion engine that selectively executes all-cylinder operation for injecting fuel into cylinders based on the engine operation state,
A catalyst temperature estimating means for estimating a catalyst temperature of the exhaust purification catalyst, and when the catalyst temperature estimated by the catalyst temperature estimating means is equal to or higher than a first predetermined temperature, all-cylinder operation is executed. A control device for a multi-cylinder internal combustion engine.
請求項1に記載の多気筒内燃機関の制御装置において、
前記触媒温度推定手段により推定される排気浄化触媒の触媒温度が、前記第1の温度より低い温度に予め設定された第2の所定温度よりも低いときには、全筒運転を実行する
ことを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置。
The control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1,
All-cylinder operation is performed when the catalyst temperature of the exhaust purification catalyst estimated by the catalyst temperature estimation means is lower than a second predetermined temperature that is preset to a temperature lower than the first temperature. A control device for a multi-cylinder internal combustion engine.
請求項1または請求項2に記載の多気筒内燃機関の制御装置において、
前記多気筒内燃機関はV型の気筒配列を有するものであり、同内燃機関の各バンクに前記排気浄化触媒及び燃料噴射系が各別に設けられ、減筒運転の実行に際して各バンクのいずれか一方に属する各気筒への燃料噴射を停止する
ことを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置。
The control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The multi-cylinder internal combustion engine has a V-type cylinder arrangement, and the exhaust purification catalyst and the fuel injection system are separately provided in each bank of the internal combustion engine. A control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine, characterized in that fuel injection to each cylinder belonging to is stopped.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3974638A1 (en) * 2013-09-06 2022-03-30 Cummins, Inc. Thermal management of exhaust gas via cylinder deactivation

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