JP2014185611A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は内燃機関の制御装置に係り、特に触媒が冷間状態であるとき、触媒を所定の温度まで暖める、つまり暖機する内燃機関の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine that warms the catalyst to a predetermined temperature when the catalyst is in a cold state.
従来、内燃機関の制御装置においては、排気管に排気ガス浄化用の触媒が設けられたものが知られている。
この触媒の浄化効果は、触媒の温度が所定の温度となるまで発揮されないため、例えば内燃機関の始動直後においては、排気ガスの浄化が行われないという問題があった。
そこで、下記の特許文献1に開示されるものは、触媒を暖機する制御として、点火手段によって点火プラグにおける点火タイミングを従前の状態より遅らせる点火遅角処理を開始した後に、燃焼室に送り込まれる空気の量を増大させる吸気量増大処理を開始するように前記点火手段及び吸気手段を備えた内燃機関の制御装置が開示されている。
これによれば、触媒は、点火時期の遅延により所謂後燃えが発生し、早期に暖機されるとしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an internal combustion engine control device, an exhaust pipe provided with a catalyst for purifying exhaust gas is known.
Since the catalyst purification effect is not exhibited until the temperature of the catalyst reaches a predetermined temperature, for example, immediately after the internal combustion engine is started, exhaust gas is not purified.
Therefore, what is disclosed in Patent Document 1 below is a control for warming up the catalyst, and after the ignition retarding process for delaying the ignition timing in the spark plug from the previous state is started by the ignition means, the catalyst is fed into the combustion chamber. A control device for an internal combustion engine having the ignition means and the intake means so as to start an intake air amount increase process for increasing the amount of air is disclosed.
According to this, the so-called afterburning occurs due to the ignition timing delay, and the catalyst is warmed up early.
ところで、従来の内燃機関の制御装置において、上記の特許文献1に開示されるものは、触媒の早期暖機を図る目的で触媒に送る空気を多くするために、図4に破線で示す如く、内燃機関の目標回転数を高く設定しており、内燃機関の回転数が触媒の暖機制御を実行しない場合と比較して高くなり、騒音が大きくなるという不都合がある。
また、従来の内燃機関の制御装置においては、燃費向上のため、コントローラを用いてPWM方式で燃料ポンプを制御し、消費電力を軽減する技術がある。
なお、内燃機関の始動直後、早期触媒活性を目的とし内燃機関の回転数を高くする等の技術(上記の特許文献1参照。)があるが、内燃機関の回転数を高くするとエンジン音が大きくなり騒音に問題があるため、回転ではなくエンジン負荷を大きくして対処したいという要求がある。
By the way, in the control apparatus of the conventional internal combustion engine, what is disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 is that in order to increase the amount of air sent to the catalyst for the purpose of early warming up of the catalyst, The target rotational speed of the internal combustion engine is set high, and the rotational speed of the internal combustion engine becomes higher than that in the case where the catalyst warm-up control is not executed, and there is a disadvantage that noise increases.
Further, in a conventional control device for an internal combustion engine, there is a technique for reducing power consumption by controlling a fuel pump by a PWM method using a controller in order to improve fuel consumption.
Although there is a technique (for example, the above-mentioned Patent Document 1) of increasing the rotational speed of the internal combustion engine for the purpose of early catalyst activation immediately after the start of the internal combustion engine, the engine noise increases when the rotational speed of the internal combustion engine is increased. Since there is a problem with noise, there is a demand for dealing with an engine load rather than a rotation.
この発明は、騒音が増大することなく触媒の早期暖機を行うことができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can perform early warm-up of a catalyst without increasing noise.
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、内燃機関の動力を用いて発電する発電機と、前記内燃機関の排気ガスを浄化するための触媒と、前記内燃機関へ供給される吸気量を調整する吸気量調整弁と前記内燃機関の始動時に前記触媒の暖機が必要か否かを判定する暖機判定制御部と、を備えた内燃機関の制御装置において、前記触媒の暖機が必要と判定されたとき、前記発電機の発電量を増加させる発電量調整制御部と、前記発電機の発電量が増加されたとき、前記内燃機関の回転数が目標回転数となるよう、前記吸気量調整弁を制御する調整弁制御部とを備えたことを特徴とする。 Therefore, in order to eliminate the above-described disadvantages, the present invention provides a generator that generates electric power using the power of the internal combustion engine, a catalyst for purifying exhaust gas of the internal combustion engine, and an intake air amount supplied to the internal combustion engine. An internal combustion engine control device comprising: an intake air amount adjustment valve that adjusts the warming-up amount; and a warm-up determination control unit that determines whether or not the catalyst needs to be warmed up when the internal combustion engine is started. When it is determined that it is necessary, the power generation amount adjustment control unit that increases the power generation amount of the generator, and when the power generation amount of the generator is increased, the rotational speed of the internal combustion engine becomes the target rotational speed, And an adjustment valve control unit that controls the intake air amount adjustment valve.
この発明によれば、始動時に触媒の暖機が必要であるとき、発電量調整制御部は、内燃機関に接続された発電機の発電量を増加させ、内燃機関に負荷を与える。
これにより、内燃機関の回転数が、低下することになる。
このとき、調整弁制御部は、内燃機関の回転数が目標回転数となるように吸気量調整弁の開度を増大させる。
上記のように構成すれば、内燃機関の回転数が目標回転数に維持され、騒音の増大が防止され、かつ吸気量を増加させることができるため、内燃機関により燃焼された空気が触媒へ多く送られる。
従って、騒音が増大させること無く、触媒が早期に暖機される。
According to the present invention, when the catalyst needs to be warmed up at the time of starting, the power generation amount adjustment control unit increases the power generation amount of the generator connected to the internal combustion engine and applies a load to the internal combustion engine.
As a result, the rotational speed of the internal combustion engine decreases.
At this time, the adjustment valve control unit increases the opening of the intake air amount adjustment valve so that the rotation speed of the internal combustion engine becomes the target rotation speed.
With the above configuration, the rotational speed of the internal combustion engine is maintained at the target rotational speed, the increase in noise can be prevented, and the intake air amount can be increased. Sent.
Therefore, the catalyst is warmed up early without increasing noise.
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1〜図4はこの発明の実施例を示すものである。
図2において、1は内燃機関の制御装置である。
この内燃機関の制御装置1は、中央処理装置として機能する制御手段2と、前記内燃機関の排気ガスを浄化するための触媒(図示せず)とを備えている。
そして、前記制御手段2の入力側に、図示しないアクセルペダルの踏み込み状態(「操作状態」とも換言できる。)を検出するアクセルペダルセンサ3と、図示しないブレーキペダルの踏み込み状態(「操作状態」とも換言できる。)を検出するブレーキペダルセンサ4と、図示しないサイドブレーキの操作状態を検出するサイドブレーキセンサ5と、内燃機関の回転数を検出するためのクランク角センサ6とを接続している。
また、前記制御手段2の出力側には、前記内燃機関の動力を用いて発電する発電機7と、前記内燃機関へ供給される吸気量を調整するスロットル弁からなる吸気量調整弁8と、燃料タンク内の燃料を内燃機関に送る燃料ポンプ9と、エアコン用のファン10とを接続している。
前記制御手段2は、前記内燃機関の始動時に前記触媒の暖機が必要か否かを判定する暖機判定制御部11を備えている。
1 to 4 show an embodiment of the present invention.
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an internal combustion engine control device.
The control device 1 for the internal combustion engine includes a control means 2 that functions as a central processing unit, and a catalyst (not shown) for purifying the exhaust gas of the internal combustion engine.
Then, on the input side of the control means 2, an accelerator pedal sensor 3 that detects a depression state of an accelerator pedal (not shown) (also referred to as “operation state”), and a depression state of a brake pedal (not shown) (“operation state”) In other words, a brake pedal sensor 4 that detects the operation state of a side brake (not shown), and a
Further, on the output side of the control means 2, a generator 7 for generating electric power using the power of the internal combustion engine, an intake air
The control means 2 includes a warm-up determination control unit 11 that determines whether or not the catalyst needs to be warmed up when the internal combustion engine is started.
また、前記内燃機関の制御装置1の制御手段2は、前記触媒の暖機が必要と判定されたとき、前記発電機7の発電量を増加させる発電量調整制御部12と、前記発電機7の発電量が増加されたとき、前記内燃機関の回転数が目標回転数となるよう、前記吸気量調整弁8を制御する調整弁制御部13とを備えている。
詳述すれば、前記制御手段2は、図2に示す如く、アイドリングストップ制御部14と、前記発電量調整制御部12と、前記調整弁制御部13と、前記暖機判定制御部11と、タイマ15と、メモリ16とを備えている。
The control means 2 of the control device 1 for the internal combustion engine includes a power generation amount
Specifically, as shown in FIG. 2, the control means 2 includes an idling
そして、前記制御手段2は、アイドリングストップ制御部14によるアイドリングストップの履歴の有無によって前記触媒の暖機が必要であるか否かを判定している。
なお、この触媒の暖機が必要であるか否かを判定に際しては、触媒に直接温度センサを取り付け、取り付けた温度センサの検出信号によって触媒の暖機が必要であるか否かを判定することも可能である。
このとき、前記アイドリングストップ制御部14のアイドリングストップの履歴は、このアイドリングストップ制御部14が予め設定されるアイドリングストップ条件を満たしたときに、前記内燃機関を停止させるとともに、この状況を前記メモリ16に記憶している。
また、アイドリングストップ条件としては、例えば、車速が設定値以下であって、前記ブレーキペダルが踏み込まれている、又は、ブレーキ作動状態であり、かつ、触媒が暖機済みであることを条件とすれば良い。
そして、前記内燃機関の制御装置1の制御手段2は、前記アイドリングストップ制御部14のアイドリングストップの履歴を確認し、アイドリングストップの履歴がある場合に触媒が既に暖機済みであると判断し、逆にアイドリングストップの履歴がない場合には触媒が暖機前であると判断する。
The control means 2 determines whether or not the catalyst needs to be warmed up based on whether or not the idling
When determining whether the catalyst needs to be warmed up, attach a temperature sensor directly to the catalyst and determine whether the catalyst needs to be warmed up based on the detection signal of the attached temperature sensor. Is also possible.
At this time, the idling stop history of the idling
The idling stop condition is, for example, that the vehicle speed is equal to or lower than a set value, the brake pedal is depressed, the brake is in operation, and the catalyst has been warmed up. It ’s fine.
Then, the control means 2 of the control device 1 of the internal combustion engine confirms the idling stop history of the idling
前記制御手段2は、内燃機関の始動状態を判定する際に、前記クランク角センサ6からの検出信号である出力値に基づいて内燃機関の回転数を検出し、内燃機関の回転数の変動を確認する方策を採用している。
しかし、上述した方策以外にも、前記アクセルペダルセンサ3からの検出信号によるアクセルペダルの踏み込み状態、あるいは、前記ブレーキペダルセンサ4からの検出信号によるブレーキペダルの解除状態を検出することによっても、内燃機関の始動状態を判定することが可能である。
そして、前記制御手段2は、前記クランク角センサ6からの検出信号によって、内燃機関の回転数が予め設定される目標回転数に達したか否かも判定している。
When determining the starting state of the internal combustion engine, the control means 2 detects the rotational speed of the internal combustion engine based on an output value that is a detection signal from the
However, in addition to the measures described above, it is also possible to detect the internal state of the accelerator pedal by the detection signal from the accelerator pedal sensor 3 or the release state of the brake pedal by the detection signal from the brake pedal sensor 4. It is possible to determine the starting state of the engine.
The control means 2 also determines whether or not the rotational speed of the internal combustion engine has reached a preset target rotational speed based on a detection signal from the
また、前記内燃機関の制御装置1の制御手段2は、触媒の暖機が必要と判定されたときに、前記発電量調整制御部12によって前記発電機7の発電量を増加させるように制御する。
実際には、前記制御手段2は、電気負荷をオフ状態からオン状態へ切り換え、消費電力を増加させる。
このとき、電気負荷としては、前記燃料ポンプ9やエアコン用の前記ファン10などを駆動する方策がある。
そして、前記発電量調整制御部12によって前記発電機7の発電量が増加されたときには、電気負荷によって内燃機関の回転数が抑えられるため、前記内燃機関の回転数が、図4の実線で示す如く、低い状態に予め設定した目標回転数となるように、前記調整弁制御部13によって前記吸気量調整弁8を制御するものである。
The control means 2 of the control device 1 for the internal combustion engine controls the power generation amount
Actually, the control means 2 switches the electric load from the off state to the on state, thereby increasing the power consumption.
At this time, as an electrical load, there is a measure for driving the
When the power generation amount of the generator 7 is increased by the power generation amount
これにより、始動時に触媒の暖機が必要であるときに、前記発電量調整制御部12は、前記内燃機関に接続された前記発電機7の発電量を増加させ、内燃機関に電気負荷を与える。
これにより、前記内燃機関の回転数が、低下することになる。
このとき、前記調整弁制御部13は、前記内燃機関の回転数が目標回転数となるように前記吸気量調整弁8の開度を増大させる。
上記のように構成すれば、前記内燃機関の回転数が目標回転数に維持され、騒音の増大が防止され、かつ、吸気量を増加させることができるため、内燃機関により燃焼された空気が前記触媒へ多く送られる。
従って、騒音が増大させること無く、触媒が早期に暖機される。
As a result, when the catalyst needs to be warmed up at the start, the power generation amount
As a result, the rotational speed of the internal combustion engine decreases.
At this time, the adjustment
According to the configuration described above, the rotational speed of the internal combustion engine is maintained at the target rotational speed, an increase in noise can be prevented, and the intake air amount can be increased. Many are sent to the catalyst.
Therefore, the catalyst is warmed up early without increasing noise.
また、前記調整弁制御部13は、前記発電量調整制御部12が発電量を増加させた後、前記吸気量調整弁8を制御し吸気量を増大させる構成を備えている。
つまり、前記発電量調整制御部12が発電量を増加させない場合には、前記調整弁制御部13によって、前記吸気量調整弁8を制御して吸気量を増大させることはない。
これにより、上記のように構成すれば、前記吸気量調整弁8が発電量の増加前に制御され、前記内燃機関の回転数が目標回転数を超えることを防止できるため、騒音の増大を防止できる。
In addition, the adjustment
That is, when the power generation amount
Thus, if configured as described above, the intake air
更に、前記発電量調整制御部12は、前記内燃機関へ燃料を供給する前記燃料ポンプ9を制御するためのデューティ比を徐々に増大させ、発電量を増大させる構成を備えている。
つまり、前記燃料ポンプ9を制御するためのデューティ比を、例えば80%から90%へと徐々に増大させるように調整する。
これにより、上記のように構成すれば、前記燃料ポンプ9の消費電力を徐々に増大させるため、前記内燃機関の回転数が急激に落ち込むことが無くなり、エンジンストールを防止できる。
Further, the power generation amount
That is, the duty ratio for controlling the
With this configuration, the power consumption of the
更にまた、前記内燃機関の制御装置1の制御手段2は、前記タイマ15によって計測される始動からの経過時間が、図3に示す如く、設定時間以上か否かを判定している。
そして、前記内燃機関の制御装置1の制御手段2は、始動からの経過時間が設定時間以上である場合に、触媒が暖機したものとみなしている。
これにより、設定時間を設定することによって、前記内燃機関の制御装置1の制御手段2による制御時間を徒に長いものとせず、排気ガスの悪化や燃費の悪化の適正に回避している。
追記すれば、前記内燃機関の制御装置1の制御手段2において、前記タイマ15によって計測される始動制御が開始されると、従来は、図3に1点鎖線で示す如く、一定時間の始動モードにおいてのみデューティ比100%で前記燃料ポンプ9を制御している。
これに対して、この発明においては、前記タイマ15によって計測される始動制御が開始された後から経過時間が設定時間以上となるまで、前記燃料ポンプ9をデューティ比100%で制御している。
Furthermore, the control means 2 of the control device 1 for the internal combustion engine determines whether or not the elapsed time from the start measured by the
The control means 2 of the control device 1 for the internal combustion engine considers that the catalyst has been warmed up when the elapsed time from the start is equal to or longer than the set time.
Thereby, by setting the set time, the control time by the control means 2 of the control device 1 of the internal combustion engine is not made long, and the deterioration of exhaust gas and the deterioration of fuel consumption are appropriately avoided.
In addition, when starting control measured by the
On the other hand, in the present invention, the
次に、図1の前記内燃機関の制御装置1の制御用フローチャートに沿って説明する。 Next, a description will be given along the control flowchart of the control device 1 for the internal combustion engine shown in FIG.
この内燃機関の制御装置1の制御用プログラムがスタート(101)すると、触媒の暖機が必要か否かの判断(102)に移行する。
この判断(102)においては、前記制御手段2が、アイドリングストップ制御部14によるアイドリングストップの履歴の有無によって前記触媒の暖機が必要であるか否かを判定する。
そして、前記制御手段2は、前記アイドリングストップ制御部14のアイドリングストップの履歴を確認し、履歴がある場合に触媒が既に暖機済みであると判断し、逆に履歴がない場合には触媒が暖機前であると判断する。
上述の触媒の暖機が必要か否かの判断(102)において、判断(102)がNOの場合には、後述するリターン(107)に移行する。
触媒の暖機が必要か否かの判断(102)がYESの場合には、内燃機関が始動しているか否かの判断(103)に移行する。
この判断(103)においては、前記制御手段2が、前記クランク角センサ6からの検出信号である出力値に基づいて内燃機関の回転数を検出し、内燃機関の回転数の変動を確認する方策や、前記アクセルペダルセンサ3からの検出信号によるアクセルペダルの踏み込み状態、あるいは、前記ブレーキペダルセンサ4からの検出信号によるブレーキペダルの解除状態を検出する方策によって、前記内燃機関の始動状態を判定する。
上述の内燃機関が始動しているか否かの判断(103)において、判断(103)がNOの場合には、リターン(107)に移行する。
また、前記内燃機関が始動しているか否かの判断(103)がYESの場合には、内燃機関の回転数が目標回転数に達したか否かの判断(104)に移行する。
この判断(104)においては、前記制御手段2が、前記クランク角センサ6からの検出信号によって、内燃機関の回転数が予め設定される目標回転数に達したか否かを判定する。
そして、上述の内燃機関の回転数が目標回転数に達したか否かの判断(104)において、判断(104)がYESの場合には、リターン(107)に移行する。
前記内燃機関の回転数が目標回転数に達したか否かの判断(104)がNOの場合には、前記発電機7の発電量を増加又は減少させる処理(105)に移行する。
この処理(105)においては、前記発電量調整制御部12によって前記発電機7の発電量を制御するものであり、実際には、前記制御手段2は、電気負荷をオフ状態からオン状態へ切り換え、消費電力を増加させる。
このとき、前記発電量調整制御部12によって前記発電機7の発電量が増加されたときには、電気負荷の増加によって前記内燃機関の回転数が抑えられるため、前記内燃機関の回転数が低い状態に予め設定される目標回転数となるように、前記調整弁制御部13によって前記吸気量調整弁8を制御している。
上述の前記発電機7の発電量を増加又は減少させる処理(105)の後には、前記内燃機関の始動からの経過時間が設定時間以上であるか否かの判断(106)に移行する。
この判断(106)においては、前記内燃機関の制御装置1の制御手段2によって、前記タイマ15によって計測される始動からの経過時間が、図3に示す如き設定時間以上か否かを判定し、始動からの経過時間が設定時間以上である場合に、触媒が暖機したものとみなす。
上述の始動からの経過時間が設定時間以上であるか否かの判断(106)において、この判断(106)がNOの場合には、上述した内燃機関の回転数が目標回転数に達したか否かの判断(104)に戻る。
始動からの経過時間が設定時間以上であるか否かの判断(106)がYESの場合には、リターン(107)に移行する。
When the control program of the control device 1 for the internal combustion engine is started (101), the process proceeds to the determination (102) as to whether or not the catalyst needs to be warmed up.
In this determination (102), the control means 2 determines whether or not the catalyst needs to be warmed up based on the presence or absence of the idling stop history by the idling
Then, the control means 2 confirms the idling stop history of the idling
In the determination (102) of whether or not it is necessary to warm up the catalyst, if the determination (102) is NO, the process proceeds to a return (107) described later.
If the determination whether the catalyst needs to be warmed up (102) is YES, the process proceeds to determination (103) as to whether the internal combustion engine has been started.
In this determination (103), the control means 2 detects the rotational speed of the internal combustion engine based on the output value that is the detection signal from the
In the determination (103) of whether or not the internal combustion engine is started, if the determination (103) is NO, the process proceeds to return (107).
If the determination (103) on whether or not the internal combustion engine has been started is YES, the routine proceeds to determination (104) on whether or not the rotational speed of the internal combustion engine has reached the target rotational speed.
In this determination (104), the control means 2 determines whether or not the rotational speed of the internal combustion engine has reached a preset target rotational speed based on the detection signal from the
Then, in the determination (104) of whether or not the rotational speed of the internal combustion engine has reached the target rotational speed, if the determination (104) is YES, the routine proceeds to return (107).
If the determination (104) of whether or not the rotational speed of the internal combustion engine has reached the target rotational speed is NO, the routine proceeds to processing (105) for increasing or decreasing the power generation amount of the generator 7.
In this process (105), the power generation amount of the power generator 7 is controlled by the power generation amount
At this time, when the power generation amount of the generator 7 is increased by the power generation amount
After the process (105) for increasing or decreasing the power generation amount of the generator 7 described above, the routine proceeds to a determination (106) as to whether or not the elapsed time since the start of the internal combustion engine is equal to or longer than a set time.
In this determination (106), it is determined by the control means 2 of the control device 1 of the internal combustion engine whether or not the elapsed time from the start measured by the
In the determination (106) of whether or not the elapsed time since the start is equal to or longer than the set time, if this determination (106) is NO, whether the rotational speed of the internal combustion engine has reached the target rotational speed. It returns to judgment (104) of no.
If the judgment (106) on whether or not the elapsed time from the start is equal to or longer than the set time is YES, the routine proceeds to return (107).
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various application modifications can be made.
例えば、この発明の実施例においては、内燃機関の制御装置において、触媒の暖機が必要な場合に、電気負荷のオン動作によって発電機の発電量を増加させる構成としたが、始動後発電禁止、及び/または、発電抑制の制御を行っている車両に採用する特別構成とすることも可能である。
すなわち、始動後発電禁止、及び/または、発電抑制の制御を行っている車両は、燃費向上を目的としている。
このため、触媒の暖機が必要な場合に、つまり触媒活性判定の条件が成立した場合に通常発電を行い、電気負荷を上げて触媒の早期活性化を促し、有害な排出ガスの低減を図る方策とすることも可能である。
For example, in the embodiment of the present invention, the internal combustion engine control apparatus is configured to increase the power generation amount of the generator by turning on the electrical load when the catalyst needs to be warmed up. It is also possible to adopt a special configuration that is adopted for a vehicle that is performing power generation suppression control.
That is, a vehicle that performs power generation prohibition and / or power generation suppression control after starting is aimed at improving fuel efficiency.
For this reason, when the catalyst needs to be warmed up, that is, when the condition for determining the catalyst activity is satisfied, normal power generation is performed to increase the electrical load and promote early activation of the catalyst, thereby reducing harmful exhaust gas. It can also be a policy.
1 内燃機関の制御装置
2 制御手段
3 アクセルペダルセンサ
4 ブレーキペダルセンサ
5 サイドブレーキセンサ
6 クランク角センサ
7 発電機
8 吸気量調整弁
9 燃料ポンプ
10 エアコン用のファン
11 暖機判定制御部
12 発電量調整制御部
13 調整弁制御部
14 アイドリングストップ制御部
15 タイマ
16 メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus of an
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