JP2016180342A - Control device for 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関し、特に、燃料カット期間に排気浄化触媒(以下、単に「触媒」と言う。)に吸蔵された酸素を消費するべく、燃料カット期間の経過後に燃料成分を排気浄化触媒に供給する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and in particular, to consume oxygen stored in an exhaust purification catalyst (hereinafter simply referred to as “catalyst”) during a fuel cut period, The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that supplies an exhaust purification catalyst.
この種の制御装置の一例が、特許文献1に開示されている。この文献によれば、アイドルストップ条件が成立すると、燃料がカットされるとともに、EGR制御弁が全開される。還流排気ガスによって酸素濃度が低下した吸気は、燃料カット後にエンジンが暫時惰性回転することを利用して三元触媒に供給される。これによって、アイドルストップ後の再始動時に三元触媒によるNOx浄化率が低下することを防止することができる。
An example of this type of control device is disclosed in
しかし、燃料カット状態でのエンジンの惰性回転が続くと、EGRパイプ内の還流排気ガスに含まれる酸素の割合が徐々に増大する。この結果、エンジンが再始動される時点では、触媒に吸蔵された酸素が飽和状態に達している場合がある。このような状態で酸素をパージするには燃料を触媒に供給する必要があり、パージのための燃料が余分に必要となる。 However, if the inertial rotation of the engine in the fuel cut state continues, the proportion of oxygen contained in the recirculated exhaust gas in the EGR pipe gradually increases. As a result, when the engine is restarted, oxygen stored in the catalyst may reach saturation. In order to purge oxygen in such a state, it is necessary to supply fuel to the catalyst, and extra fuel is required for purging.
それゆえに、この発明の主たる目的は、触媒に吸蔵された酸素をパージするための燃料を抑制することができる、内燃機関の制御装置を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress fuel for purging oxygen stored in a catalyst.
この発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料カット期間に排気浄化触媒に吸蔵された酸素をパージするべく燃料カット期間の経過後に燃料成分を排気浄化触媒に供給する内燃機関の制御装置であって、排気通路に接続された吸気口と吸気通路に接続された排気口とを有して排気を還流させる環流通路、吸気口および排気口の各々の近傍に設けられ、還流通路による排気の還流を調整するバルブ、および燃料カット期間にバルブを閉じかつ燃料カット期間の経過後にバルブを開くバルブ制御手段を備える。 An internal combustion engine control apparatus according to the present invention is an internal combustion engine control apparatus that supplies a fuel component to an exhaust purification catalyst after the fuel cut period has elapsed so as to purge oxygen stored in the exhaust purification catalyst during the fuel cut period. A recirculation passage which has an intake port connected to the exhaust passage and an exhaust port connected to the intake passage, and is provided in the vicinity of each of the return passage, the intake port and the exhaust port, And a valve control means for closing the valve during the fuel cut period and opening the valve after the fuel cut period.
排気通路を流れる排気は、還流通路を経て吸気通路に還流される。ただし、燃料カット期間にはバルブが閉じられ、排気は還流通路に閉じ込められる。還流通路内の排気は、燃料カット期間が経過した後に、吸気通路,内燃機関および排気通路を経て触媒に供給される。燃料カット期間に触媒に吸蔵された酸素は、こうして供給された排気に含まれる一酸化炭素および炭化水素によってパージされる。これによって、触媒に吸蔵された酸素をパージするための燃料を抑制することができる。 Exhaust gas flowing through the exhaust passage is returned to the intake passage through the return passage. However, the valve is closed during the fuel cut period, and the exhaust is confined in the recirculation passage. The exhaust gas in the recirculation passage is supplied to the catalyst through the intake passage, the internal combustion engine, and the exhaust passage after the fuel cut period has elapsed. Oxygen stored in the catalyst during the fuel cut period is purged by carbon monoxide and hydrocarbons contained in the exhaust gas thus supplied. As a result, fuel for purging oxygen stored in the catalyst can be suppressed.
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。 The above object, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
図1および図2を参照して、この実施例の車両10は、4ストローク型のエンジン(内燃機関)12を動力源として備える。気筒14に設けられた燃焼室16には、吸気弁18を介して吸気通路32が接続され、排気弁20を介して排気通路36が接続される。なお、図1では単一の気筒14しか示していないが、エンジン12は複数の気筒14,14,…を有する。吸気通路32は、吸気弁18の上流の位置で各気筒14に分岐する。
Referring to FIGS. 1 and 2, a
吸気通路32には、大気から粉塵を分離するエアクリーナ34と、バルブモータ42によって開度が調整される単一のスロットルバルブ38と、吸気通路32に燃料を噴射するべく各気筒14に割り当てられた燃料噴射装置40とが設けられる。スロットルバルブ38よりも下流でかつ燃料噴射装置40よりも上流の位置(吸気通路32の分岐位置)には、空気流量を平準化するためのサージタンク44が設けられる。
An
イグニッションキー(図示せず)によってIGオン操作が行われると、ECU(制御装置)64は、エンジン12を始動するべく図2に示すリレー74をオンする。バッテリ78の電力はオン状態のリレー74を介してスタータ76に供給され、スタータ76はバッテリ78の電力によってクランキングを実行する。これによって、エンジン12が始動する。
When an IG on operation is performed by an ignition key (not shown), the ECU (control device) 64 turns on the
アイドル状態では、スロットルバルブ38は、アイドル状態を維持できる開度を示すように、バルブモータ42によって調整される。エアクリーナ34を経た吸入空気量および燃料噴射装置40の燃料噴射量は、スロットルバルブ38の開度によって規定される。空気と燃料とを混合した混合気は、後述するリッチ噴射時を除いて、理論空燃比を示す。この状態からアクセルペダル(図示せず)が踏み込まれると、ECU64は、アクセルポジションセンサ62の検知結果を参照してバルブモータ42を駆動する。スロットルバルブ38はバルブモータ42によって開かれ、これによって、理論空燃比を保ちつつ吸入空気量および燃料噴射装置40の燃料噴射量が増大する。
In the idle state, the
吸入空気と噴射燃料とを混合した混合気は、吸気弁18が開かれたときに燃焼室16に供給される。供給された混合気は、コンロッド24を介してクランクシャフト26と結合されたピストン22が上死点に達する直前に、点火プラグ30によって点火される。ピストン22は、混合気の爆発によって上下動し、これによってクランクシャフト26が回転する。クランクシャフト26にはフライホイール28が装着され、クランクシャフト26の回転数つまりエンジン12の回転数のぶれはフライホイール28によって抑制される。
The air-fuel mixture obtained by mixing the intake air and the injected fuel is supplied to the
クランクシャフト26の回転力は、図2に示すトルクコンバータ66および無段変速機68を介して、ドライブシャフト(図示せず)に伝達される。これによって、車両10が前進または後進する。クランクシャフト26の回転力はまた、ベルト70を介してオルタネータ72の回転軸72sに伝達される。回転軸72sの回転力は電力に変換され、変換された電力はバッテリ78に蓄えられる。
The rotational force of the
図1に戻って、混合気を燃焼した後の空気つまり燃焼ガスは、排気弁20が開かれたときに燃焼室16から排出され、排気通路36を介してマフラー46に供給される。マフラー46に設けられた触媒48は、燃焼ガスに含まれる一酸化炭素,炭化水素および窒素酸化物を酸化・還元し、水,二酸化炭素および窒素を生成する。車両10からは、こうして浄化されたガスが排出される。ただし、一酸化炭素,炭化水素および窒素酸化物を完全に酸化・還元できる訳ではなく、一酸化炭素,炭化水素および窒素酸化物の各々の一部は浄化ガスに混在する。
Returning to FIG. 1, the air after burning the air-fuel mixture, that is, the combustion gas, is discharged from the
排気通路36のうち触媒48の上流側の位置には酸素濃度センサ50が設けられ、排気通路36のうち触媒48の下流側の位置には酸素濃度センサ52が設けられる。ECU64は、酸素濃度センサ50および52の検知結果に基づいて、燃料噴射量を理論空燃比に対応する量に調整する。
An
EGR装置54をなす還流通路56は、排気通路36に接続された吸気口56aと吸気通路32に接続された排気口56bとを有して、排気通路36および吸気通路32を互いに結合する。より詳しくは、吸気口56aは触媒48の下流側の位置で排気通路36に接続され、排気口56bはサージタンク44の位置で吸気通路32と接続される。
The
還流通路56には、2つのEGRバルブ58aおよび58bと単一のEGRクーラ60とが設けられる。EGRバルブ58aは吸気口56aの近傍に配され、EGRバルブ58bは排気口56bの近傍に配され、EGRクーラ60はEGRバルブ58aおよび58bによって挟まれる位置に配される。
In the
触媒48によって生成された浄化ガスの一部は、EGRバルブ58aおよび58bが開かれているときに、還流通路56を経てサージタンク44に還流される。還流される浄化ガスの温度はEGRクーラ60によって抑えられ、これによって浄化ガスの密度が高められる。エンジン12のポンピングロスは、高密度の浄化ガスを吸入空気と混合することで低減される。
A part of the purified gas generated by the
車両10が坂を下り始めたときや交差点で減速するときにアクセルペダルから足が離されると、ECU64は、燃料カット条件が満足されたとみなし、燃料カットを実行する。これによって、燃料噴射装置40からの燃料の噴射が停止される。車両10が停止する前にアクセルペダルが再度踏み込まれると、ECU64は、燃料噴射条件が満足されたとみなし、燃料噴射を再開する。燃料噴射装置40は燃料を噴射し、これによって車両10が加速する。
When the
また、ブレーキペダルの踏み込みによって車両10が停止すると、ECU64は、アイドルストップ条件が満足されたとみなし、アイドリングを停止する。この状態でブレーキペダルから足が離されると、ECU64は、アイドルスタート条件が満足されたとみなし、リレー74をオンする。この結果、クランキングが実行され、アイドリングが再開される。
Further, when the
このように、車両10は、燃料カット条件が満足されたときにエンジン12への燃料の噴射を中断する燃料カット機能を有し、さらにアイドルストップ条件が満足されたときにアイドリングを停止するアイドルストップ機能を有する。
Thus, the
ただし、燃料カットが実行されると、燃料成分を含まない空気が触媒48に供給され、酸素が触媒48に吸蔵される。触媒48による窒素酸化物の還元能力つまり浄化能力は、触媒48に酸素が吸蔵されることで低下する。ここで、触媒48の浄化能力は、燃料噴射の再開時にリッチ噴射を実行することで回復する。
However, when the fuel cut is executed, air containing no fuel component is supplied to the
つまり、燃料噴射の再開時に、図3(A)にハッチングで示す分の燃料を余分に噴射すると、余分の燃料が不燃ガスとして触媒48に供給され、触媒48に吸蔵された酸素がパージされる。この結果、触媒48内の酸素濃度は、図4(B)に実線で示す要領で低下する。なお、図4(B)に示す破線は、パージのための燃料を噴射しなかった場合の酸素濃度の変化を示す。
That is, when the fuel injection is resumed, if the extra fuel shown by hatching in FIG. 3A is injected, the excess fuel is supplied to the
しかし、リッチ噴射のために上乗せすべき燃料量(=触媒48に吸蔵された酸素をパージするための燃料の量)の増大は燃費の低下を引き起こす。そこで、この実施例では、浄化ガスの一部を燃料カット期間に還流通路56に閉じ込め、燃料カット期間が経過した後に還流通路56内の浄化ガスをエンジン12を介して触媒48に供給するようにしている。
However, an increase in the amount of fuel to be added for rich injection (= the amount of fuel for purging oxygen stored in the catalyst 48) causes a reduction in fuel consumption. Therefore, in this embodiment, a part of the purified gas is confined in the
浄化ガスに混在する一酸化炭素および炭化水素は、触媒48に吸蔵された酸素によって酸化され、二酸化炭素および水に変換される。つまり、触媒48に吸蔵された酸素の一部は、還流された浄化ガスによってパージされる。これによって、パージのために上乗せすべき燃料の量を抑制することができる。
Carbon monoxide and hydrocarbons mixed in the purified gas are oxidized by oxygen stored in the
具体的には、図4に示すフロー図に従う処理がECU64に実行される。なお、このフロー図に対応する制御プログラムは、ECU64に設けられた不揮発性のメモリ64mに記憶される。
Specifically, the process according to the flowchart shown in FIG. The control program corresponding to this flowchart is stored in a
図4を参照して、ステップS1では燃料カット条件が満足されたか否かを繰り返し判別する。判別結果がNOからYESに更新されると、ステップS3でEGRバルブ58aおよび58bを閉じるとともに、ステップS5で燃料カットを実行する。ステップS3では、厳密には、まずEGRバルブ58bを閉じ、その後にEGRバルブ58aを閉じる。これによって、触媒48による浄化ガスの一部が還流通路56に閉じ込められ、燃料噴射装置40からの燃料の噴射が停止される。
Referring to FIG. 4, in step S1, it is repeatedly determined whether or not the fuel cut condition is satisfied. When the determination result is updated from NO to YES, the
ステップS7では燃料噴射条件が満足されたか否かを判別し、ステップS9ではアイドルストップ条件が満足されたか否かを判別する。ステップS9の判別結果がYESであれば、ステップS11でアイドルストップを実行し、ステップS13でアイドルスタート条件が満足されたか否かを繰り返し判別する。ステップS13の判別結果がNOからYESに更新されると、ステップS15でアイドリングを再開する。 In step S7, it is determined whether or not a fuel injection condition is satisfied. In step S9, it is determined whether or not an idle stop condition is satisfied. If the determination result in the step S9 is YES, an idle stop is executed in a step S11, and it is repeatedly determined whether or not an idle start condition is satisfied in a step S13. When the determination result in step S13 is updated from NO to YES, idling is resumed in step S15.
ステップS15の処理が完了するか、或いはステップS7の判別結果がYESであれば、ステップS17でEGRバルブ58aおよび58bを開き、ステップS19でリッチ噴射を実行する。
If the process of step S15 is completed or if the determination result of step S7 is YES, the
還流通路56に閉じ込められた浄化ガスは、ステップS17の処理によってサージタンク44に流れ込み、燃焼室16を介して触媒48に供給される。また、燃料噴射装置40からは、触媒48に吸蔵された酸素をパージするための燃料が余分に噴射される。噴射された余分の燃料は、燃焼室16で燃焼されることなく、不燃ガスとして触媒48に供給される。触媒48に吸蔵された酸素は、浄化ガスに混在する一酸化炭素および炭化水素によってパージされるとともに、不燃ガスによってパージされる。
The purified gas confined in the
リッチ噴射が完了すると、ステップS21で通常噴射を実行する。燃料噴射装置40からは、理論空燃比が得られる量の燃料が噴射される。これによって、エンジン12が通常状態で稼働する。ステップS21の処理が完了すると、ステップS1に戻る。
When rich injection is completed, normal injection is executed in step S21. The
以上の説明から分かるように、還流通路56は、排気通路36に接続された吸気口56aと吸気通路32に接続された排気口56bとを有して浄化ガスを還流させる。EGRバルブ58aおよび58bは、還流通路56による浄化ガスの還流を調整するべく、吸気口56aの近傍および排気口56bの近傍にそれぞれ設けられる。ECU64は、燃料カット期間の開始時にEGRバルブ58aおよび58bを閉じ(S3)、燃料カット期間の終了時にEGRバルブ58aおよび58bを開くとともにリッチ噴射を実行する(S17, S19)。
As can be seen from the above description, the
燃料カット期間に触媒48に吸蔵された酸素は、リッチ噴射による不燃ガスによってパージされるとともに、還流通路56に閉じ込められた浄化ガスによってパージされる。これによって、触媒48に吸蔵された酸素をパージするための余分の燃料量を抑制することができる。
Oxygen occluded in the
なお、この実施例では、還流通路56の吸気口56aを触媒48の下流側の位置で排気通路36と接続するようにしている。しかし、還流通路56の吸気口56aは、触媒48の上流側の位置で排気通路36と接続するようにしてもよい。
In this embodiment, the
10 …車両
12 …エンジン
16 …燃焼室
32 …吸気通路
36 …排気通路
48 …触媒
50,52 …酸素濃度センサ
64 …ECU
DESCRIPTION OF
Claims (1)
排気通路に接続された吸気口と吸気通路に接続された排気口とを有して排気を還流させる環流通路、
前記吸気口および前記排気口の各々の近傍に設けられ、前記還流通路による前記排気の還流を調整するバルブ、および
前記燃料カット期間に前記バルブを閉じかつ前記燃料カット期間の経過後に前記バルブを開くバルブ制御手段を備える、制御装置。 A control device for an internal combustion engine that supplies a fuel component to the exhaust purification catalyst after the fuel cut period has elapsed to purge oxygen stored in the exhaust purification catalyst during the fuel cut period,
A recirculation passage that has an intake port connected to the exhaust passage and an exhaust port connected to the intake passage to recirculate the exhaust;
A valve provided in the vicinity of each of the intake port and the exhaust port for adjusting the recirculation of the exhaust gas through the recirculation passage; and closing the valve during the fuel cut period and opening the valve after the fuel cut period elapses A control device comprising valve control means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015060283A JP2016180342A (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2015060283A JP2016180342A (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Control device for internal combustion engine |
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JP2015060283A Pending JP2016180342A (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Control device for internal combustion engine |
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