JP2013181403A

JP2013181403A - 制御装置

Info

Publication number: JP2013181403A
Application number: JP2012043823A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Yamaguchi; 桂一山口; Takeshi Sonoda; 毅園田; Shogo Tokuge; 正吾徳毛; Norihiko Kishida; 憲彦岸田; Kentaro Maki; 健太郎牧
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-12

Abstract

【課題】内燃機関の排気通路内に設けた触媒を早期に活性化し排気の浄化を図るようにしつつ、製造直後の内燃機関において燃焼の不安定化に伴う排気中の炭化水素量の増大を抑制する。
【解決手段】車両の内燃機関１００を、排気通路４内に設けた三元触媒４１を活性化させるべく点火時期を遅角制御するとともに、内燃機関１００の製造後の使用量が所定を下回る場合には、内燃機関１００の製造後の使用量が所定を上回る場合と比較して前記遅角制御の制御量を小さくする制御を行う制御装置０により制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御を行うための制御装置に関する。

従来より、特に内燃機関の冷間始動時において、排気系に設けられ排気ガスの浄化を行うための触媒を早期に活性化させるべく、点火時期を遅角させる制御を行うことが広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。

一方、内燃機関の製造直後においては、ならし運転を行った後の内燃機関と比較して、燃焼状態が不安定になりやすくなることが知られている。このような製造直後の内燃機関において上述したような点火時期の遅角制御を行うと、燃焼状態がさらに不安定になり、排気中の炭化水素の量が大きくなるという不具合が発生しうる。

特開平６−２６４３１号公報

本発明は以上の点に着目し、触媒を早期に活性化し排気の浄化を図るようにしつつ、製造直後の内燃機関において燃焼の不安定化に伴う排気中の炭化水素量の増大を抑制することを目的とする。

すなわち本発明の制御装置は、車両に搭載される内燃機関の制御を行う制御装置であって、始動時に点火時期を遅角制御するとともに、内燃機関の製造後の使用量が所定を下回る場合には、内燃機関の製造後の使用量が所定を上回る場合と比較して前記遅角制御の制御量を小さくすることを特徴とする。

このようなものであれば、内燃機関の製造後の使用量が所定を下回る状態、すなわち内燃機関のならし運転が完了する前の新品状態においては、ならし運転の完了後と比較して始動時の点火時期の遅角量を小さくすることにより、点火時期の遅角制御に伴う燃焼の不安定化を抑制できる。

なお、「内燃機関の製造後の使用量」とは、内燃機関の製造後の該内燃機関を搭載した車両の走行距離や、内燃機関の製造後の始動回数や、内燃機関の製造後の稼働時間等を含む概念である。

本発明によれば、触媒を早期に活性化し排気の浄化を図るようにしつつ、製造直後の内燃機関において燃焼の不安定化に伴う排気中の炭化水素量の増大を抑制することができる。

本発明の実施形態の内燃機関の概略構成説明図。同実施形態の制御手順を示すフローチャート。同実施形態の作用説明図。

本発明の一実施形態を、図１〜図３を参照しつつ以下に述べる。

本実施形態における内燃機関１００は、火花点火式ガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。

本実施形態の制御装置たるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。

入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号（Ｎ信号）ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、シフトレバーのレンジを知得するためのセンサ（または、シフトポジションスイッチ）から出力されるシフトレンジ信号ｇ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号（Ｇ信号）ｈ、オドメータから出力される走行距離信号ｉ等が入力される。

出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。しかして、ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋを出力インタフェースを介して印加する。

また、ＥＣＵ０は、内燃機関の始動（冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの復帰であることもある）時において、スタータモータ（セルモータ、図示せず）に制御信号ｌを入力し、スタータモータのピニオンギアをドライブプレート外周のリングギアに噛合させて機関を回転させるクランキングを行う。クランキングは、初爆から連爆へと至り、エンジン回転数が冷却水温等に応じて定まる閾値を超えたときに（完爆したものと見なして）終了する。

さらに本実施形態では、冷間始動時においてクランキング終了直後に、ＥＣＵ０のメモリに内蔵した点火時期制御プログラムをプロセッサが実行することにより、触媒を早期に活性化させるべく点火時期の遅角制御が行われるようにしている。

しかして本実施形態では、前記点火時期制御プログラムは、エンジンの製造後の使用量が所定を下回る場合、より具体的には前記車速信号ａが示す走行速度を時間積分することにより演算される車両の積算走行距離が所定を下回る場合には、エンジンの製造後の使用量が所定を上回る場合、すなわち車両の積算走行距離が所定を上回る場合と比較して前記遅角制御の制御量を小さくする制御を行う。この点火時期制御プログラムによる制御の手順についてフローチャートである図２及び作用説明図である図３を参照しつつ以下に述べる。

まず、エンジンの始動後か否かを判定する（Ｓ１）。具体的には、エンジンを始動して、エンジン回転数が始動完了を判定するための始動判定回転数以上となった場合に、始動後を判定する。次いで、点火時期の仮遅角量θ₀を決定する（Ｓ２）。具体的には、点火時期の遅角量の単位時間当たりの増加幅が予め定めた所定量となるように仮遅角量θ₀を決定する。また、空燃比フィードバックの開始より以前には、第一の所定遅角量θ₁を超えないように仮遅角量θ₀を決定する。空燃比フィードバックの開始より以後には、第一の所定遅角量θ₁より大きい第二の所定遅角量θ₂を超えないように仮遅角量θ₀を決定する。それから、積算走行距離及び燃焼室の温度上昇幅をパラメータとして、遅角量の上限値θ_MAXを決定する（Ｓ３）。燃焼室の温度上昇幅を示すパラメータとしては、燃焼開始からの吸入空気量の積算値を用いるようにしている。前記遅角量の上限値θ_MAXは、積算走行距離が長いほど、また、燃焼室温度が上昇するほど大きくなるように設定している。その後、前記仮遅角量θ₀が前記上限値θ_MAXを上回るか否かを判定し（Ｓ４）、前記仮遅角量θ₀が前記上限値θ_MAXを上回る場合には点火時期を前記上限値θ_MAXだけ遅角させる制御を行う（Ｓ５）。一方、前記仮遅角量θ₀が前記上限値θ_MAXを上回らない場合には点火時期を前記仮遅角量θ₀だけ遅角させる制御を行う（Ｓ６）。そして、三元触媒４１が活性温度に達している状態にあるか否かを判定する（Ｓ７）。具体的には、冷却水温信号ｆが示す冷却水温が所定の閾値以上であるか否かを判定する。三元触媒４１が活性温度に達している場合には、点火時期の遅角制御を終了する。一方、三元触媒４１が活性温度に達していない場合には、ステップＳ２に戻る。ここで、前記遅角量の上限値θ_MAXは、車両の積算走行距離が前記所定の距離である場合において、上述したステップＳ２の制御を行った場合の仮遅角量θ₀と等しくなるように設定している。

すなわち、図３の実線に示すように、積算走行距離が前記所定の距離を下回っている場合には、同図の破線に示すような積算走行距離が前記所定の距離を下回っていない場合と比較して、第二の所定値に達するまでの間の期間で点火時期の遅角量が小さくなっている。

以上に述べたように、本実施形態に係る制御を行うことにより、エンジンの製造後の使用量が所定を下回る状態、すなわちエンジンのならし運転が完了する前の新品状態、さらに換言すれば積算走行距離が所定を下回っている状態においては、ならし運転の完了後と比較して始動時の点火時期の遅角量を小さくなる。従って、点火時期の遅角制御に伴う燃焼の不安定化を抑制できる。さらに、このような燃焼の不安定化に起因する排気中の炭化水素量の増大をも抑制することができる。

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。

例えば、上述した実施形態では、内燃機関の製造後の使用量を示すパラメータとして走行距離を採用しているが、内燃機関の製造後の始動回数や、内燃機関の製造後の稼働時間等、他のパラメータを採用してもよい。また、上述した実施形態では、車速センサの出力信号が示す走行速度を時間積分することにより車両の積算走行距離を演算するようにしているが、車速センサとは別に走行距離を積算するための電子式オドメータを搭載し、この電子式オドメータから車両の積算走行距離を示す出力信号を制御装置に出力するようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態では、燃焼室温度の上昇幅を示すパラメータとして燃焼開始からの吸入空気量の積算値を使用しているが、燃焼開始からの燃焼行程を行った回数の積算値や、エンジン回転の回数の積算値等、他のパラメータを採用してもよい。

加えて、内燃機関の製造後の使用量が所定を下回る場合には、内燃機関の製造後の使用量が所定を上回る場合と比較して、点火時期の遅角量の上限を小さな値に設定するようにしてもよい。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変形してよい。

０…制御装置
１２…点火プラグ
４…排気通路
４１…三元触媒

Claims

車両に搭載される内燃機関の制御を行う制御装置であって、
排気通路上に設けた触媒を活性化させるべく点火時期を遅角制御するとともに、
内燃機関の製造後の使用量が所定を下回る場合には、内燃機関の製造後の使用量が所定を上回る場合と比較して前記遅角制御の制御量を小さくすることを特徴とする制御装置。