JP2018112159A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、スロットルバルブを備えた内燃機関が搭載され、ブレーキブースタの負圧室に、前記内燃機関の吸気通路のうちの前記スロットルバルブの下流側の部分と、前記負圧室内の空気を吸引するバキュームポンプと、が接続された車両に適用される内燃機関の制御装置に関する。 The present invention is equipped with an internal combustion engine equipped with a throttle valve, and sucks a portion of the intake passage of the internal combustion engine downstream of the throttle valve and air in the negative pressure chamber into the negative pressure chamber of the brake booster. The present invention relates to a control device for an internal combustion engine applied to a vehicle to which a vacuum pump is connected.
たとえば下記特許文献1には、ブレーキブースタの負圧室に内燃機関の吸気通路が接続されているとともに、負圧室内の空気を吸引する電動式のバキュームポンプを備えたブレーキ倍力装置が記載されている。また同文献には、バキュームポンプに異常がない場合には、内燃機関の空燃比をリーンとする希薄空燃比制御を実行し、バキュームポンプに異常が生じると、同空燃比を理論空燃比とすることが記載されている。これは、吸気通路内の圧力を低下させ、負圧室内の空気を内燃機関によって十分に吸引することを狙ったものである。 For example, Patent Literature 1 below discloses a brake booster that includes an intake passage of an internal combustion engine connected to a negative pressure chamber of a brake booster and includes an electric vacuum pump that sucks air in the negative pressure chamber. ing. Further, in this document, when there is no abnormality in the vacuum pump, a lean air-fuel ratio control is executed to make the air-fuel ratio of the internal combustion engine lean. It is described. This is intended to reduce the pressure in the intake passage and sufficiently suck the air in the negative pressure chamber by the internal combustion engine.
ところで、近年、燃料消費量の低減を狙ってポンピングロスを低減するように設定された内燃機関が開発されている。そしてそうした内燃機関においては、吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を用いて燃焼室内の空燃比を理論空燃比に制御する場合であっても、負圧室内の空気を十分に吸気通路へと吸引できない懸念があることを発明者が見出した。 By the way, in recent years, an internal combustion engine set to reduce the pumping loss with the aim of reducing the fuel consumption has been developed. In such an internal combustion engine, even when the air-fuel ratio in the combustion chamber is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio using a fuel injection valve that injects fuel into the intake passage, the air in the negative pressure chamber is sufficiently transferred to the intake passage. The inventor has found that there is a concern that suction cannot be performed.
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バキュームポンプの異常時においてもブレーキブースタの負圧室内の圧力を低くすることができるようにした内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a control device for an internal combustion engine that can reduce the pressure in the negative pressure chamber of a brake booster even when the vacuum pump is abnormal. There is to do.
上記課題を解決すべく、内燃機関の制御装置は、スロットルバルブを備えた内燃機関が搭載され、ブレーキブースタの負圧室に、前記内燃機関の吸気通路のうちの前記スロットルバルブの下流側の部分と、前記負圧室内の空気を吸引するバキュームポンプと、が接続された車両に適用され、前記内燃機関は、前記吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、前記バキュームポンプの異常の有無を判定する判定処理と、前記判定処理によって異常があると判定される場合、前記内燃機関の空燃比を目標空燃比に制御するために前記燃料噴射弁を操作する際、前記燃料噴射弁による噴射時期を遅角側にずらすことによって、前記内燃機関の吸気バルブの開弁期間と前記燃料噴射弁による燃料の噴射期間とをオーバーラップさせる重複処理と、を実行する。 In order to solve the above-mentioned problems, an internal combustion engine control device is equipped with an internal combustion engine having a throttle valve, and a portion of the intake passage of the internal combustion engine on the downstream side of the throttle valve is installed in a negative pressure chamber of a brake booster. And a vacuum pump that sucks air in the negative pressure chamber, and the internal combustion engine includes a fuel injection valve that injects fuel into the intake passage, and whether or not the vacuum pump is abnormal When the fuel injection valve is operated to control the air-fuel ratio of the internal combustion engine to the target air-fuel ratio when the determination process determines that there is an abnormality, the injection by the fuel injection valve Overlapping processing that overlaps the opening period of the intake valve of the internal combustion engine and the injection period of fuel by the fuel injection valve by shifting the timing to the retard side. Row.
上記構成では、バキュームポンプに異常があると判定される場合、内燃機関の空燃比を目標空燃比に制御するために燃料噴射弁を操作する際、重複処理を実行する。これにより、重複処理を実行しない場合と比較すると、燃料噴射弁から噴射された燃料が燃焼室に直接流入するために、燃焼室内の混合気がより冷却される。したがって、燃焼室内への空気の充填量が多くなることから、目標空燃比とするうえで要求される噴射量が多くなる。このため、内燃機関のトルクが増加することから、要求トルクを満たす上でトルクが過剰となり、スロットルバルブの開口度が低減される。このため、重複処理を実行しない場合と比較すると、スロットルバルブの下流の吸気通路内の圧力が低下し、ひいては負圧室内の空気を十分に吸引することができる。このため、上記構成では、バキュームポンプの異常時においてもブレーキブースタの負圧室内の圧力を低くすることができる。 In the above configuration, when it is determined that there is an abnormality in the vacuum pump, the overlapping process is performed when the fuel injection valve is operated to control the air-fuel ratio of the internal combustion engine to the target air-fuel ratio. Thereby, compared with the case where the overlapping process is not executed, the fuel injected from the fuel injection valve directly flows into the combustion chamber, so that the air-fuel mixture in the combustion chamber is further cooled. Accordingly, since the amount of air filled into the combustion chamber increases, the amount of injection required for achieving the target air-fuel ratio increases. For this reason, since the torque of the internal combustion engine increases, the torque becomes excessive to satisfy the required torque, and the opening degree of the throttle valve is reduced. For this reason, compared with the case where the overlapping process is not executed, the pressure in the intake passage downstream of the throttle valve is reduced, and as a result, the air in the negative pressure chamber can be sufficiently sucked. For this reason, in the said structure, the pressure in the negative pressure chamber of a brake booster can be made low also at the time of abnormality of a vacuum pump.
以下、内燃機関の制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、内燃機関10の吸気通路12には、その流路断面積を調整する電子制御式のスロットルバルブ14が設けられている。吸気通路12のうちスロットルバルブ14の下流には、吸気通路12に燃料を噴射する燃料噴射弁16が設けられている。吸気通路12に噴射された燃料と吸気通路12に吸入された空気との混合気は、吸気バルブ18の開弁に伴って、シリンダ20およびピストン22によって区画される燃焼室24に流入する。燃焼室24に流入した混合気は、点火装置26の火花放電によって燃焼に供され、燃焼エネルギは、ピストン22を介してクランク軸28の回転エネルギに変換される。一方、燃焼室24にて燃焼に供された混合気は、排気バルブ30が開弁することによって排気として排気通路32に排出される。
Hereinafter, an embodiment of a control device for an internal combustion engine will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
吸気通路12のうちスロットルバルブ14の下流の部分は、負圧導入路40を介して、ブレーキブースタ50に接続されている。詳しくは、ブレーキブースタ50は、負圧室52および大気圧室54を備えており、負圧導入路40は、負圧室52に接続されている。ブレーキブースタ50は、ユーザがブレーキペダル56に入力する踏力を増幅することによってマスタシリンダ60の駆動をアシストする。
A portion of the
マスタシリンダ60には、電動式の油圧アクチュエータ62が接続されている。油圧アクチュエータ62は、車両の各車輪に対応するホイールシリンダ64〜70のそれぞれに対するオイルの供給を各別に制御可能なものである。
An electric
上記負圧導入路40には、吸気通路12側の圧力が逆側の圧力よりも低いことを条件に開弁する逆止弁42,44が設けられており、逆止弁42,44の間には、負圧室52内の空気を吸引する電動式のバキュームポンプ80が設けられている。バキュームポンプ80は、吸気通路12による負圧室52内の空気の吸引が不足する場合に、これを補うためのアクチュエータである。ここで、吸気通路12による負圧室52内の空気の吸引が不足する本実施形態における要因としては、吸気バルブ18を、上死点よりも遅角側で開弁し下死点よりも遅角側で閉弁することなどがある。吸気バルブ18のこの設定は、圧縮比を選択的に低下させ、膨張比を圧縮比よりも高くする効果を有する反面、こうした設定をしない場合と比較して、スロットルバルブ14の開口度の割に燃焼室24への充填空気量が減少し、トルクが出にくくなる。このため、この設定をしない場合と比較すると、スロットルバルブ14の開口度が大きい値とされる傾向があり、ひいては、吸気通路12内の圧力が高くなる傾向がある。
The negative
制御装置90は、内燃機関10を制御対象とし、その制御量(トルク、排気成分)を制御する。制御装置90は、制御量の制御に際し、アクセルセンサ100によって検出されるアクセルペダルの操作量(アクセル操作量ACCP)や、エアフローメータ102によって検出される吸入空気量Ga、負圧センサ104によって検出される負圧室52内の圧力Pbを取り込む。制御装置90は、内燃機関10のトルクを制御すべく、アクセル操作量ACCPに応じてスロットルバルブ14の開口度を操作する。また、内燃機関10の排気成分を制御すべく、燃焼室24内の混合気の空燃比を目標空燃比(たとえば理論空燃比)に制御するために燃料噴射弁16を操作する。また、制御装置90は、負圧室52内の圧力Pbが十分に低くない場合、バキュームポンプ80を操作して、負圧室52内の空気を吸引し、圧力Pbを低下制御する。制御装置90は、中央処理装置(CPU92)、ROM94およびRAM96を備えている。
The
図2に、制御装置90が実行する処理の1つの手順を示す。図2に示す処理は、ROM94に記憶されたプログラムをCPU92が所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「S」を付与した数字によって、ステップ番号を表現する。
FIG. 2 shows one procedure of processing executed by the
図2に示す一連の処理において、CPU92は、まず、バキュームポンプ80の異常判定がなされた履歴があるか否かを診断する(S10)。そしてCPU92は、履歴がないと判定する場合(S10:NO)、バキュームポンプ80の異常の有無を判定する(S12)。ここでは、負圧室52内の圧力Pbが高い(大気圧に近い)場合に、異常があると診断すればよい。
In the series of processes shown in FIG. 2, the
CPU92は、異常がないと判定する場合(S12:NO)、燃料噴射弁16を通常通り操作する(S14)。すなわち、燃料噴射弁16による燃料の噴射期間を吸気バルブ18の開弁期間よりも前の期間とし、燃料噴射弁16による燃料の噴射の終了後に、吸気バルブ18が開弁するようにする。図2には、噴射期間を「TQ」と表記し、この期間が、吸気バルブ18の開弁期間(図2において、「INバルブ開」と表記)と重複しないことを示している。
When determining that there is no abnormality (S12: NO), the
一方、CPU92は、バキュームポンプ80に異常があると判定する場合(S12:YES)には、異常がある旨をユーザに通知する(S16)。CPU92は、S16の処理が完了する場合や、S10において肯定判定する場合には、燃料噴射弁16による燃料の噴射期間を吸気バルブ18の開弁期間と重複させる重複処理を実行する(S18)。重複処理は、ユーザが車両をディーラに持っていくまでの走行のためのフェールセーフ処理である。重複処理は、スロットルバルブ14の開口度が同一であっても燃焼室24内に充填される空気量を増加させることを狙ったものである。すなわち、吸気バルブ18の閉弁状態において燃料噴射弁16から燃料を噴射する場合と比較すると、吸気バルブ18の開弁状態において燃料噴射弁16から燃料を噴射する場合には、噴射された燃料が燃焼室24に直接流入する傾向があり、これにより、燃焼室24に直接燃料を噴射する筒内噴射弁による燃料噴射に近い状態を実現できる。そしてその場合、吸気バルブ18の閉弁状態において燃料噴射弁16から燃料を噴射する場合と比較すると、燃焼室24内の混合気の温度をより低下させることができ、ひいては燃焼室24内に充填される空気量を増加させることができる。
On the other hand, when determining that there is an abnormality in the vacuum pump 80 (S12: YES), the
なお、CPU92は、S14,S18の処理が完了する場合、図2に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで本実施形態の作用を説明する。
Note that when the processes of S14 and S18 are completed, the
Here, the operation of the present embodiment will be described.
本実施形態にかかる内燃機関10は、負圧室52内の空気を吸引する力が不足しやすい傾向を有する。このため、負圧室52の圧力Pbが十分に低下しないときには、バキュームポンプ80を駆動することによって、負圧室52内の圧力Pbを低下させる。ここで、バキュームポンプ80に異常が生じる場合、CPU92は、吸気バルブ18の開弁期間に、燃料噴射弁16による燃料の噴射期間を重複させる重複処理を実行する。これにより、重複処理を実行しない場合と比較すると、燃焼室24内に充填される空気量が増加するため、エアフローメータ102によって検出される吸入空気量Gaが増加する。このため、CPU92が、空燃比を目標空燃比に制御するために燃料噴射弁16を操作すると、重複処理を実行しない場合と比較して、内燃機関10が生成するトルクが大きくなる。このため、ユーザは、重複処理を実行しない場合と比較すると、内燃機関10に求める出力が同一であっても、アクセルペダルの操作量を小さくするようになる。これにより、CPU92は、重複処理を実行しない場合と比較して、アクセル操作量ACCPとして小さい値を取得することとなり、スロットルバルブ14の開口度をより小さい値に制御することとなる。このため、吸気通路12のうちのスロットルバルブ14の下流側の圧力が、重複処理を実行しない場合よりも低下することから、重複処理を実行しない場合と比較して、負圧室52内の空気が吸気通路12側により強く吸引されることとなる。このため、ユーザがブレーキペダル56を踏み込むことによるマスタシリンダ60の駆動を十分にアシストすることができる。
The
ちなみに、本実施形態にかかるフェールセーフ処理に代えて、バキュームポンプ80に異常が生じるときに目標空燃比をよりリッチにして対処する場合には、燃焼効率が低下し、燃料消費率が高くなるデメリットや、排気中のHCの量が増加し、排気特性が悪化するデメリットを有する。
Incidentally, instead of the fail-safe process according to the present embodiment, when dealing with a rich target air-fuel ratio when an abnormality occurs in the
以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する効果が得られる。
(1)吸気バルブ18の閉弁タイミングを下死点よりも遅角させた。この場合、遅角させない場合と比較して、吸気通路12内の圧力が高くなりやすいことから、バキュームポンプ80に異常が生じると、負圧室52内の圧力Pbが上昇しやすい。このため、重複処理の利用価値が特に大きい。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The closing timing of the
<対応関係>
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。判定処理は、S12の処理に対応し、重複処理は、S18の処理に対応する。
<Correspondence>
The correspondence relationship between the items in the above embodiment and the items described in the column “Means for Solving the Problems” is as follows. The determination process corresponds to the process of S12, and the duplication process corresponds to the process of S18.
<その他の実施形態>
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも1つを、以下のように変更してもよい。
・バキュームポンプとしては、電動式のバキュームポンプ80に限らず、たとえばクランク軸28の回転動力によって駆動される機関駆動式のバキュームポンプであってもよい。
<Other embodiments>
In addition, you may change at least 1 of each matter of the said embodiment as follows.
The vacuum pump is not limited to the
・上記実施形態では、吸気バルブ18の閉弁タイミングを下死点よりも遅角させることにつき、特に内燃機関10の運転状態を指定しなかったが、たとえばバルブタイミング可変機構を備える場合において、高負荷運転領域以外において吸気バルブ18の閉弁タイミングを下死点よりも遅角させてもよい。もっとも、吸気バルブ18の閉弁タイミングを下死点よりも遅角させることは必須ではない。内燃機関10の運転状態によっては、ブレーキペダル56が踏み込まれるときに負圧室52の負圧が不足する事態が生じうるものであれば、重複処理を実行することは有効である。
In the above embodiment, the operating state of the
・上記実施形態では、吸気通路12とバキュームポンプ80とを共通の負圧導入路40に接続したが、これに限らない。また、吸気通路12とバキュームポンプ80とのいずれかを選択的に負圧室52に接続する電子制御式の弁を備える構成であってもよい。
In the above embodiment, the
・制御装置としては、CPU92とROM94とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路(たとえばASIC等)を備えてもよい。
The control device is not limited to one that includes the
10…内燃機関、12…吸気通路、14…スロットルバルブ、16…燃料噴射弁、18…吸気バルブ、20…シリンダ、22…ピストン、24…燃焼室、26…点火装置、28…クランク軸、30…排気バルブ、32…排気通路、40…負圧導入路、42,44…逆止弁、50…ブレーキブースタ、52…負圧室、54…大気圧室、56…ブレーキペダル、60…マスタシリンダ、62…油圧アクチュエータ、64,66,68,70…ホイールシリンダ、80…バキュームポンプ、90…制御装置、92…CPU、94…ROM、96…RAM、100…アクセルセンサ、102…エアフローメータ、104…負圧センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記内燃機関は、前記吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、
前記バキュームポンプの異常の有無を判定する判定処理と、
前記判定処理によって異常があると判定される場合、前記内燃機関の空燃比を目標空燃比に制御するために前記燃料噴射弁を操作する際、前記燃料噴射弁による噴射時期を遅角側にずらすことによって、前記内燃機関の吸気バルブの開弁期間と前記燃料噴射弁による燃料の噴射期間とをオーバーラップさせる重複処理と、を実行する内燃機関の制御装置。
An internal combustion engine having a throttle valve is mounted, a vacuum pump for sucking air in the negative pressure chamber, a portion of the intake passage of the internal combustion engine on the downstream side of the throttle valve, and a negative pressure chamber of the brake booster Applies to connected vehicles,
The internal combustion engine includes a fuel injection valve that injects fuel into the intake passage,
A determination process for determining the presence or absence of abnormality of the vacuum pump;
When it is determined by the determination processing that there is an abnormality, when operating the fuel injection valve to control the air-fuel ratio of the internal combustion engine to the target air-fuel ratio, the injection timing by the fuel injection valve is shifted to the retard side Thus, the control device for the internal combustion engine that performs the overlapping process of overlapping the valve opening period of the intake valve of the internal combustion engine and the fuel injection period of the fuel injection valve.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2017004154A JP2018112159A (en) | 2017-01-13 | 2017-01-13 | Control device of internal combustion engine |
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