JP2019070352A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

To provide a control device for an internal combustion engine capable of appropriately determining clogging of a catalyst device.SOLUTION: An electronic control unit 26 that is a control device for an internal combustion engine 10 includes a clogging determination section 29 for determining that clogging occurs in a catalyst device 19 on the condition that exhaust gas recirculation amount by an exhaust gas recirculation device 22 for recirculating exhaust gas from a portion upstream of the catalyst device 19 in an exhaust passage 13 to an intake passage 12 is a prescribed determination value or more and that feedback correction amount of air-fuel ratio feedback control based on a detection result obtained by an air-fuel ratio sensor 20 provided in a portion upstream of the catalyst device 19 in the exhaust passage 13 is a prescribed determination value or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、排気通路に設置された排気浄化用の触媒装置と、排気通路における触媒装置よりも上流側の部分から吸気通路に排気を再循環する排気再循環装置と、を備えた内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine provided with a catalyst device for exhaust gas purification installed in an exhaust passage, and an exhaust gas recirculation device for recirculating the exhaust gas from an upstream side of the exhaust passage to the intake passage. It relates to a control device.

上記のような内燃機関の制御装置として、特許文献1に記載の装置が知られている。同文献の制御装置は、燃焼室で燃焼する混合気の空燃比を変更してからその空燃比の変更が排気通路に設置された空燃比センサの検出値に現れるまでの応答時間を計測している。触媒装置に詰まりが発生すれば、排気通路の排気の流れが滞って、燃焼室から空燃比センサの設置位置への排気の到達時間が長くなるため、上記応答時間が増加する。そこで、上記文献の制御装置では、上記応答時間の測定値が既定の判定値以上である場合、触媒装置に詰まりが発生していると判定している。   As a control device for an internal combustion engine as described above, a device described in Patent Document 1 is known. The control device of this document measures the response time from the change of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the combustion chamber to the appearance of the change of the air-fuel ratio in the detection value of the air-fuel ratio sensor installed in the exhaust passage. There is. If the catalyst device is clogged, the flow of the exhaust gas in the exhaust passage stagnates, and the arrival time of the exhaust gas from the combustion chamber to the installation position of the air-fuel ratio sensor becomes long, so the response time increases. Therefore, in the control device of the above document, when the measured value of the response time is equal to or more than the predetermined determination value, it is determined that the catalyst device is clogged.

特開2008−261287号公報JP, 2008-261287, A

上記応答時間の増加は、触媒装置の詰まり以外の要因でも発生することがあり、同応答時間の計測結果に基づくだけでは誤判定の虞がある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、触媒装置の詰まりを的確に判定できる内燃機関の制御装置を提供することにある。
The increase in the response time may also occur due to factors other than the clogging of the catalyst device, and there is a risk of an erroneous determination based only on the measurement result of the response time.
The present invention has been made in view of these circumstances, and an object of the present invention is to provide a control device of an internal combustion engine capable of accurately determining clogging of a catalyst device.

上記課題を解決する内燃機関の制御装置は、排気通路に設置された排気浄化用の触媒装置と、排気通路における触媒装置よりも上流側の部分から吸気通路に排気を再循環する排気再循環装置と、を備えた内燃機関に適用されて、排気通路における触媒装置よりも上流側の部分に設けられた空燃比センサの検出結果に基づく空燃比フィードバック制御を行う。そして、同内燃機関の制御装置は、排気再循環装置による排気の再循環量が既定の判定値以上となっており、且つ空燃比フィードバック制御のフィードバック補正量が既定の判定値以上となることを条件に触媒装置に詰まりが発生していると判定する詰まり判定部を備えている。   A control device for an internal combustion engine that solves the above problems includes a catalyst device for exhaust gas purification installed in an exhaust passage, and an exhaust gas recirculation device that recirculates the exhaust gas from an upstream portion of the exhaust passage to the intake passage. And performing air-fuel ratio feedback control based on the detection result of an air-fuel ratio sensor provided in a portion on the upstream side of the catalyst device in the exhaust passage. Then, in the control device of the internal combustion engine, the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation device is equal to or greater than the predetermined determination value, and the feedback correction amount of the air-fuel ratio feedback control is equal to or more than the predetermined determination value. A clogging determination unit is provided that determines that the catalyst device is clogged under the conditions.

排気再循環装置は、排気通路側と吸気通路側との差圧により排気を再循環している。詰まりが発生して触媒装置を通過する排気の流れが滞ると、排気通路における触媒装置よりも上流側の部分の圧力が上昇するため、排気の再循環量が増加する。一方、触媒装置の詰まりは、排気通路における触媒装置よりも上流側の部分に設けられた空燃比センサの検出結果にも影響し、空燃比フィードバック制御の制御性が悪化して、フィードバック補正量の増大を招く。これら排気の再循環量の増加、及びフィードバック補正量の増大のそれぞれは、触媒装置の詰まり以外の要因によっても発生する場合がある。しかしながら、触媒装置の詰まり以外の要因によって、排気の再循環量の増加、及び空燃比フィードバック制御のフィードバック補正量の増大の両者が同時に発生することは殆ど無い。そのため、両者の同時発生を判定の条件とすれば、触媒装置の詰まりを高い確度で判定できる。したがって、上記内燃機関の制御装置によれば、触媒装置の詰まりを的確に判定できる。   The exhaust gas recirculation device recirculates the exhaust gas by the pressure difference between the exhaust passage side and the intake passage side. If clogging occurs and the flow of exhaust gas passing through the catalytic converter is stagnant, the pressure in the portion on the upstream side of the catalytic converter in the exhaust passage increases, so the amount of exhaust gas recirculation increases. On the other hand, the clogging of the catalytic converter also affects the detection result of the air-fuel ratio sensor provided on the upstream side of the catalytic converter in the exhaust passage, and the controllability of the air-fuel ratio feedback control is deteriorated. Cause an increase. The increase in the amount of exhaust gas recirculation and the increase in the amount of feedback correction may also be caused by factors other than clogging of the catalytic converter. However, due to factors other than clogging of the catalytic converter, both the increase of the exhaust gas recirculation amount and the increase of the feedback correction amount of the air-fuel ratio feedback control hardly occur simultaneously. Therefore, clogging of the catalyst device can be determined with high accuracy if the simultaneous occurrence of both is set as the determination condition. Therefore, according to the control device for an internal combustion engine, the clogging of the catalyst device can be accurately determined.

内燃機関の制御装置の一実施形態の構成を示す模式図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic diagram which shows the structure of one Embodiment of the control apparatus of an internal combustion engine. 同制御装置に設けられた詰まり判定部の制御構造のブロック図。The block diagram of the control structure of the clogging determination part provided in the control apparatus. 上記詰まり判定部が実行する詰まり判定処理ルーチンのフローチャート。The flowchart of the clogging determination processing routine which the said clogging determination part performs. 触媒装置の詰まりの発生前後の期間における空燃比フィードバック補正量の推移を示すタイムチャート。The time chart which shows transition of the air-fuel ratio feedback amendment quantity in the period before and behind generation | occurrence | production of the clogging of a catalyst device.

以下、内燃機関の制御装置の一実施形態を、図1〜図4を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態の制御装置は、車載用の内燃機関に適用されている。
図1に示すように、本実施形態の制御装置が適用される内燃機関10は、混合気の燃焼を行う燃焼室11を備える。また、内燃機関10には、燃焼室11に流入する吸気が流れる吸気通路12と、燃焼室11から排出された排気が流れる排気通路13と、が設けられている。
Hereinafter, one embodiment of a control device for an internal combustion engine will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. The control device of the present embodiment is applied to a vehicle-mounted internal combustion engine.
As shown in FIG. 1, an internal combustion engine 10 to which the control device of the present embodiment is applied includes a combustion chamber 11 that burns an air-fuel mixture. Further, the internal combustion engine 10 is provided with an intake passage 12 through which intake air flowing into the combustion chamber 11 flows, and an exhaust passage 13 through which exhaust gas discharged from the combustion chamber 11 flows.

吸気通路12には、同吸気通路12を流れる新気の流量(吸入空気量GA)を検出するエアフローメータ14が設けられている。吸気通路12におけるエアフローメータ14よりも下流側の部分にはスロットルバルブ15が設けられている。そして、吸気通路12は、スロットルバルブ15よりも下流の吸気ポート16を介して燃焼室11に連結されている。吸気ポート16には、燃焼室11に流入する吸気中に燃料を噴射する燃料噴射弁17が設置されている。燃焼室11には、吸気ポート16を通じて流入した吸気と燃料との混合気を火花放電により着火する点火プラグ18が設置されている。   An air flow meter 14 is provided in the intake passage 12 for detecting the flow rate of fresh air (intake air amount GA) flowing through the intake passage 12. A throttle valve 15 is provided at a portion of the intake passage 12 downstream of the air flow meter 14. The intake passage 12 is connected to the combustion chamber 11 via an intake port 16 downstream of the throttle valve 15. The intake port 16 is provided with a fuel injection valve 17 for injecting fuel into the intake air flowing into the combustion chamber 11. In the combustion chamber 11, an ignition plug 18 for igniting the mixture of the intake air flowing in through the intake port 16 and the fuel by spark discharge is installed.

排気通路13には、排気浄化用の触媒装置19が設けられている。触媒装置19の内部には、排気中の有害成分の酸化反応や還元反応を促進する触媒が担持されており、この触媒の作用により、排気を浄化する。また、排気通路13における触媒装置19よりも上流側の部分には、燃焼室11内で燃焼した混合気の空燃比AFを検出するための空燃比センサ20が設けられている。さらに、排気通路13における触媒装置19よりも上流側の部分には、空燃比AFが理論空燃比よりもリッチな空燃比であるか、リーンな空燃比であるかを検出する酸素センサ21が設けられている。   The exhaust passage 13 is provided with a catalyst device 19 for exhaust gas purification. A catalyst that promotes the oxidation reaction and reduction reaction of harmful components in the exhaust gas is supported inside the catalytic converter 19. The exhaust gas is purified by the action of the catalyst. Further, an air-fuel ratio sensor 20 for detecting an air-fuel ratio AF of the air-fuel mixture burned in the combustion chamber 11 is provided at a portion on the upstream side of the catalyst device 19 in the exhaust passage 13. Further, an oxygen sensor 21 for detecting whether the air-fuel ratio AF is an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio or a lean air-fuel ratio is provided in a portion upstream of the catalyst device 19 in the exhaust passage 13 It is done.

また、内燃機関10は、排気通路13における触媒装置19よりも上流側の部分から吸気通路12に排気を再循環する排気再循環装置22を備えている。排気再循環装置22は、排気通路13における触媒装置19よりも上流側の部分と吸気通路12におけるスロットルバルブ15よりも下流側の部分とを繋ぐEGR(Exhaust Gas Recirculation)通路23と、EGR通路23を流れる排気を冷却するEGRクーラ24と、EGR通路23を開閉するEGRバルブ25と、を備えている。   Further, the internal combustion engine 10 is provided with an exhaust gas recirculation device 22 that recirculates the exhaust gas from the portion of the exhaust passage 13 upstream of the catalyst device 19 to the intake passage 12. The exhaust gas recirculation device 22 includes an EGR (Exhaust Gas Recirculation) passage 23 and an EGR passage 23 that connect a portion of the exhaust passage 13 upstream of the catalyst device 19 and a portion of the intake passage 12 downstream of the throttle valve 15. And an EGR valve 25 for opening and closing the EGR passage 23.

こうした内燃機関10は、同内燃機関10の制御装置としての電子制御ユニット26により制御されている。電子制御ユニット26には、上述のエアフローメータ14、空燃比センサ20、及び酸素センサ21の検出結果が入力されている。加えて、電子制御ユニット26には、内燃機関10の回転数(エンジン回転数NE)を検出するNEセンサ27、アクセルペダルの踏込量(アクセル開度ACC)を検出するアクセル開度センサ28の検出結果も入力されている。そして、電子制御ユニット26は、これらセンサの検出結果に基づき、スロットルバルブ15の開度制御、燃料噴射弁17の燃料噴射制御、点火プラグ18の点火時期制御、EGRバルブ25の開閉制御等の内燃機関10の各種制御を行っている。   The internal combustion engine 10 is controlled by an electronic control unit 26 as a control device for the internal combustion engine 10. Detection results of the air flow meter 14, the air-fuel ratio sensor 20, and the oxygen sensor 21 described above are input to the electronic control unit 26. In addition, the electronic control unit 26 includes an NE sensor 27 for detecting the number of revolutions (engine speed NE) of the internal combustion engine 10 and an accelerator opening sensor 28 for detecting the depression amount of the accelerator pedal (accelerator opening ACC). The result is also entered. The electronic control unit 26 controls the opening of the throttle valve 15, controls fuel injection of the fuel injection valve 17, controls ignition timing of the spark plug 18, controls opening and closing of the EGR valve 25, etc. based on the detection results of these sensors. Various controls of the engine 10 are performed.

また、電子制御ユニット26は、内燃機関10の制御の一環として空燃比フィードバック制御を行っている。空燃比フィードバック制御では、空燃比センサ20及び酸素センサ21の検出結果から燃焼室11内で燃焼した混合気の空燃比と同空燃比の目標値である目標空燃比との偏差が求められ、その偏差を縮小すべく燃料噴射弁17の燃料噴射量のフィードバック補正が行われる。   Further, the electronic control unit 26 performs air-fuel ratio feedback control as part of control of the internal combustion engine 10. In the air-fuel ratio feedback control, the deviation between the air-fuel ratio of the mixture burned in the combustion chamber 11 and the target air-fuel ratio which is the target value of the air-fuel ratio is determined from the detection results of the air-fuel ratio sensor 20 and the oxygen sensor 21 In order to reduce the deviation, feedback correction of the fuel injection amount of the fuel injection valve 17 is performed.

ところで、内燃機関10の燃料としてマンガン系の添加剤を含んだ燃料が使用される場合、マンガン由来の析出物が触媒装置19内に堆積して同触媒装置19を詰まらせることがある。そこで、電子制御ユニット26は、内燃機関10の運転中に、触媒装置19の詰まりが発生しているか否かを判定する詰まり判定処理を行っている。そして、電子制御ユニット26は、その詰まり判定処理において触媒装置19の詰まりが発生していると判定された場合には、車室に設けられたインフォメーションディスプレイ等の表示装置30に警告表示を行っている。電子制御ユニット26には、こうした触媒装置19の詰まり判定にかかる処理を行う詰まり判定部29が設けられている。   When a fuel containing a manganese-based additive is used as a fuel for the internal combustion engine 10, precipitates derived from manganese may be deposited in the catalyst device 19 to clog the catalyst device 19. Therefore, the electronic control unit 26 performs a clogging determination process of determining whether or not the catalyst device 19 is clogged while the internal combustion engine 10 is in operation. Then, when it is determined that the catalyst device 19 is clogged in the clog determining process, the electronic control unit 26 displays a warning on the display device 30 such as an information display provided in the vehicle compartment. There is. The electronic control unit 26 is provided with a clogging determination unit 29 that performs processing related to such clogging determination of the catalyst device 19.

図2に、詰まり判定部29の構成を示す。同図に示すように詰まり判定部29は、EGR率REを計測するEGR率計測処理P100と、EGR率計測処理P100によるEGR率REの計測結果と空燃比フィードバック制御のフィードバック補正量FBとに基づいて触媒装置19の詰まりが発生しているか否かを判定する詰まり判定処理P200と、を実行する。   The configuration of the clogging determination unit 29 is shown in FIG. As shown in the figure, the clogging determination unit 29 is based on an EGR rate measurement process P100 for measuring the EGR rate RE, a measurement result of the EGR rate RE by the EGR rate measurement process P100, and a feedback correction amount FB of air fuel ratio feedback control. And a clogging determination process P200 for determining whether or not the catalyst device 19 is clogged.

EGR率計測処理P100では、車両停止中のアイドリング運転時などの内燃機関10の運転状態が安定しているときに、EGRバルブ25を閉じた状態(EGRオフ)から開いた状態(EGRオン)に切り替える。そして、その切り替えの前後の吸入空気量GAの測定結果からEGR率REを演算して求めている。なお、内燃機関10が安定した運転状態にあるか否かは、エンジン回転数NEやアクセル開度ACCなどに基づき判定されている。   In the EGR rate measurement process P100, the EGR valve 25 is closed (EGR OFF) to open (EGR ON) when the operation state of the internal combustion engine 10 is stable, such as during idling operation while the vehicle is stopping. Switch. Then, the EGR rate RE is calculated from the measurement result of the intake air amount GA before and after the switching. Note that whether or not the internal combustion engine 10 is in a stable operating state is determined based on the engine speed NE, the accelerator opening degree ACC, and the like.

EGRバルブ25が閉じられたEGRオフ時に燃焼室11に流入するガスはすべて新気となっている。これに対してEGRバルブ25が開かれたEGRオン時に燃焼室11に流入するガスは、新気と、排気再循環装置22により再循環された排気(EGRガス)との混合ガスとなる。燃焼室11に流入するガスの量は、排気再循環装置22により吸気通路12に導入されたEGRガスの流量とは関係なく、吸気通路12におけるスロットルバルブ15よりも下流側の部分の圧力(吸気管圧力)により定まる。よって、吸気管圧力が一定の状態においてEGRバルブ25を閉じた状態から開いた状態に切り替えた場合、EGRバルブ25の開弁に応じて吸気通路12に再循環する排気(EGRガス)の流量の分、エアフローメータ14により検出される吸入空気量GAは減少することになる。よって、内燃機関10が安定した運転状態にあって、吸気管圧力が殆ど変化しない状態のもとで、EGRバルブ25を閉じた状態から開いた状態に切り替えたときの吸入空気量GAの減少量Δは、EGRバルブ25の開弁に応じて吸気通路12に流入したEGRガスの流量と等しい量となる。   All gases flowing into the combustion chamber 11 at the time of EGR off when the EGR valve 25 is closed are fresh air. On the other hand, the gas flowing into the combustion chamber 11 when the EGR valve 25 is opened with the EGR valve 25 opened becomes a mixed gas of fresh air and the exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation device 22 (EGR gas). The amount of gas flowing into the combustion chamber 11 is independent of the flow rate of the EGR gas introduced into the intake passage 12 by the exhaust gas recirculation device 22, and the pressure on the downstream side of the throttle valve 15 in the intake passage 12 (intake Determined by the tube pressure). Therefore, when the EGR valve 25 is switched from the closed state to the open state in a state where the intake pipe pressure is constant, the flow rate of the exhaust gas (EGR gas) recirculated to the intake passage 12 according to the opening of the EGR valve 25 As a result, the intake air amount GA detected by the air flow meter 14 is reduced. Therefore, when the internal combustion engine 10 is in a stable operating state and the intake pipe pressure hardly changes, the amount of reduction of the intake air amount GA when the EGR valve 25 is switched from the closed state to the open state The amount Δ is equal to the flow rate of the EGR gas flowing into the intake passage 12 according to the opening of the EGR valve 25.

一方、EGR率REは、燃焼室11に流入するガスの総量に占めるEGRガスの量の比率を表す。上記のようにEGRバルブ25を閉じた状態では、燃焼室11に流入したガスはすべて新気であり、吸気管圧力が一定の状態ではEGRオフからEGRオンへの切替前後で燃焼室11に流入するガスの総量には変化がない。ここで、EGRオフからEGRオンへの切替前の吸入空気量GAを切替前空気量G1とし、その切替後の吸入空気量GAを切替後空気量G2とする。EGR率計測処理P100では、切替前空気量G1から切替後空気量G2を引いた差を切替前空気量G1で割った商(=(G1−G2)/G1)をEGR率REの値として演算することで、同EGR率REの計測を行っている。   On the other hand, the EGR rate RE represents the ratio of the amount of EGR gas to the total amount of gas flowing into the combustion chamber 11. As described above, when the EGR valve 25 is closed, all the gases flowing into the combustion chamber 11 are fresh air, and when the intake pipe pressure is constant, the gas flows into the combustion chamber 11 before and after switching from EGR off to EGR on. There is no change in the total amount of gas Here, the intake air amount GA before switching from EGR off to EGR on is referred to as a pre-switching air amount G1, and the intake air amount GA after switching is referred to as an after-switching air amount G2. In the EGR ratio measurement process P100, the quotient (= (G1-G2) / G1) obtained by dividing the difference obtained by subtracting the after-switching air amount G2 from the before-switching air amount G1 by the before-switching air amount G1 is calculated as the value of the EGR rate RE. By doing this, the EGR rate RE is measured.

EGR率計測処理P100において計測したEGR率REの値は、電子制御ユニット26のメモリに記憶される。メモリに記憶されたEGR率REの値は、EGR率計測処理P100により再びEGR率REの計測が行われるまで保持される。   The value of the EGR rate RE measured in the EGR rate measurement process P100 is stored in the memory of the electronic control unit 26. The value of the EGR rate RE stored in the memory is held until measurement of the EGR rate RE is performed again by the EGR rate measurement process P100.

図3に、詰まり判定処理P200が実行する詰まり判定処理ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンの処理は、内燃機関10の運転中に既定の周期ごとに繰り返し実行される。   FIG. 3 shows a flowchart of a clogging determination processing routine executed by the clogging determination processing P200. The processing of this routine is repeatedly performed at predetermined intervals while the internal combustion engine 10 is in operation.

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS100において判定実行条件が成立しているか否かが判定される。判定実行条件は、内燃機関10が安定した運転状態にあるときに成立するように設定されており、エンジン回転数NEやアクセル開度ACCに基づき判定される。そして、判定実行条件が成立の場合(YES)にはステップS110に処理が進められ、不成立の場合(NO)にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。   When the process of this routine is started, first, in step S100, it is determined whether a determination execution condition is satisfied. The determination execution condition is set to be satisfied when the internal combustion engine 10 is in a stable operating state, and is determined based on the engine rotational speed NE and the accelerator opening degree ACC. If the determination execution condition is satisfied (YES), the process proceeds to step S110. If the determination execution condition is not satisfied (NO), the process of the present routine is ended.

ステップS110に処理が進められると、そのステップS110において、上記EGR率計測処理P100により計測されたEGR率REの値と、空燃比フィードバック制御のフィードバック補正量FBと、が読み込まれる。   When the process proceeds to step S110, in step S110, the value of the EGR rate RE measured by the EGR rate measurement process P100 and the feedback correction amount FB of the air-fuel ratio feedback control are read.

続く、ステップS120では、ステップS110で読み込んだEGR率REの値が既定の判定値α以上であるか否かが判定される。そして、EGR率REの値が判定値α以上であれば(YES)、ステップS130に処理が進められ、判定値α未満であれば(NO)、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。   Subsequently, in step S120, it is determined whether the value of the EGR rate RE read in step S110 is equal to or larger than a predetermined determination value α. Then, if the value of the EGR rate RE is greater than or equal to the determination value α (YES), the process proceeds to step S130, and if less than the determination value α (NO), the process of the present main routine is ended.

ステップS130に処理が進められると、そのステップS130において、ステップS110で読み込んだ空燃比フィードバック制御のフィードバック補正量FBの絶対値が既定の判定値β以上であるか否かが判定される。そして、フィードバック補正量の絶対値が判定値β以上であれば(YES)、ステップS140に処理が進められ、判定値β未満であれば(NO)、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。   When the process proceeds to step S130, in step S130, it is determined whether the absolute value of the feedback correction amount FB of the air-fuel ratio feedback control read in step S110 is equal to or larger than a predetermined determination value β. Then, if the absolute value of the feedback correction amount is greater than or equal to determination value β (YES), the process proceeds to step S140, and if less than determination value β (NO), the process of the present routine is ended. .

本実施形態では、こうしてステップS140に処理が進められた場合を、触媒装置19に詰まりが発生していると判定する場合としている。この場合、ステップS140において表示装置30に警告表示を行う処理が行われた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。   In the present embodiment, when the process proceeds to step S140, it is determined that the catalyst device 19 is clogged. In this case, after the process of displaying a warning on the display device 30 is performed in step S140, the process of the present routine is ended.

続いて、以上のように構成された本実施形態にかかる内燃機関10の制御装置の作用効果を説明する。
排気再循環装置22では、EGR通路23の排気通路13側と吸気通路12側との差圧により排気の再循環が行われる。一方、EGR率計測処理P100では、車両停止中のアイドル運転時のような内燃機関10が安定した運転状態にあるときにEGR率REの計測を行っており、内燃機関10が正常に動作していれば、計測中の上記差圧は概ね一定の値となる。そのため、内燃機関10が正常に動作している場合のEGR率REの計測値は一定の範囲内の値となる。なお、詰まり判定処理ルーチンにおけるステップS120での判定処理に用いる判定値αは、内燃機関10の正常動作時にEGR率REの計測値が取り得る値の範囲の上限値よりも若干大きい値が設定されている。
Subsequently, the operation and effects of the control device for the internal combustion engine 10 according to the present embodiment configured as described above will be described.
In the exhaust gas recirculation device 22, the exhaust gas is recirculated by the pressure difference between the exhaust passage 13 side of the EGR passage 23 and the intake passage 12 side. On the other hand, in the EGR rate measurement process P100, the EGR rate RE is measured when the internal combustion engine 10 is in a stable operating state such as during idle operation while the vehicle is stopping, and the internal combustion engine 10 is operating normally. Then, the differential pressure during measurement has a substantially constant value. Therefore, when the internal combustion engine 10 is operating normally, the measured value of the EGR rate RE becomes a value within a certain range. The determination value α used in the determination process in step S120 in the clogging determination process routine is set to a value slightly larger than the upper limit value of the range of values that can be obtained by the measured value of the EGR rate RE during normal operation of the internal combustion engine 10. ing.

触媒装置19に詰まりが発生すると、触媒装置19を通過する排気の流れが滞って、排気通路13における触媒装置19よりも上流側の部分の圧力が上昇する。本実施形態の制御装置が適用された内燃機関10では、排気通路13における触媒装置19よりも上流側の部分にEGR通路23が接続されている。そのため、触媒装置19に詰まりが発生したときには、EGR通路23の排気通路13側と吸気通路12側との差圧が拡大して、排気再循環装置22による吸気通路12への排気の再循環量が増加する。よって、触媒装置19に詰まりが発生している場合には、EGR率計測処理P100でのEGR率REの計測値が判定値α以上の値となり得る。   When clogging occurs in the catalyst device 19, the flow of exhaust gas passing through the catalyst device 19 stagnates, and the pressure in the portion on the upstream side of the catalyst device 19 in the exhaust passage 13 increases. In the internal combustion engine 10 to which the control device of the present embodiment is applied, an EGR passage 23 is connected to a portion of the exhaust passage 13 upstream of the catalyst device 19. Therefore, when the catalyst device 19 is clogged, the differential pressure between the exhaust passage 13 side and the intake passage 12 side of the EGR passage 23 is increased, and the recirculation amount of the exhaust gas to the intake passage 12 by the exhaust recirculation device 22 is increased. Will increase. Therefore, when the catalyst device 19 is clogged, the measured value of the EGR rate RE in the EGR rate measurement process P100 can be a value equal to or larger than the determination value α.

一方、触媒装置19の詰まりは、排気通路13における触媒装置19よりも上流側の部分に設けられた空燃比センサ20の検出結果に影響を与え、その影響は空燃比フィードバック制御のフィードバック補正量FBの値に表れる。図4は、触媒装置19に詰まりが発生する前後のフィードバック補正量FBの推移を示している。なお、実際には触媒装置19の詰まりは徐々に進行するものであるが、同図では説明の都合上、時刻t1において触媒装置19の詰まりがない状態から詰まりがある状態へと瞬時に切り替わったものとしている。   On the other hand, the clogging of the catalyst device 19 affects the detection result of the air-fuel ratio sensor 20 provided on the upstream side of the catalyst device 19 in the exhaust passage 13, and the influence is a feedback correction amount FB of air-fuel ratio feedback control. Appear in the value of. FIG. 4 shows the transition of the feedback correction amount FB before and after the clogging of the catalyst device 19. In fact, although clogging of the catalyst device 19 gradually progresses, in the same figure, for the convenience of explanation, at the time t1, the state where there is no clogging of the catalyst device 19 is switched instantly to the state where it is clogged. It is assumed.

本実施形態では、内燃機関10が安定した運転状態にあることを触媒装置19の詰まり判定の実行条件としている。内燃機関10が正常に動作している場合、こうした判定実行条件の成立時に空燃比が大きく乱れることはなく、空燃比フィードバック制御のフィードバック補正量FBの値はゼロ近傍の限られた範囲内に留まる。なお、詰まり判定処理ルーチンにおけるステップS130での判定処理に用いる判定値βの値には、こうした正常動作時のフィードバック補正量FBの値の変動範囲の上限値(=変動範囲の下限値の絶対値)よりも若干大きい値が設定されている。   In the present embodiment, it is determined that the internal combustion engine 10 is in a stable operating state as a condition for determining whether the catalyst device 19 is clogged. When the internal combustion engine 10 is operating normally, the air-fuel ratio is not greatly disturbed when the determination execution conditions are satisfied, and the value of the feedback correction amount FB of the air-fuel ratio feedback control remains within a limited range near zero. . The upper limit value of the fluctuation range of the value of the feedback correction amount FB during such normal operation (= absolute value of the lower limit value of the fluctuation range) is used as the value of the judgment value β used in the judgment processing in step S130 in the clogging judgment processing routine. The value is set slightly larger than).

触媒装置19に詰まりが発生すると、同触媒装置19を通過する排気の流れが滞り、燃焼室11から空燃比センサ20の設置位置までの排気の到達時間が長くなる。すなわち、燃焼室11で燃焼した混合気の空燃比の変化が、空燃比センサ20の検出結果に表れるまでの遅延が大きくなる。その結果、空燃比フィードバック制御の応答性の悪化による過補正が生じるため、フィードバック補正量FBの値の変動範囲が大きくなる。よって、触媒装置19に詰まりが発生しているときには、フィードバック補正量FBの絶対値が判定値β以上となることがある。   If the catalyst device 19 is clogged, the flow of the exhaust gas passing through the catalyst device 19 is stagnated, and the arrival time of the exhaust gas from the combustion chamber 11 to the installation position of the air-fuel ratio sensor 20 becomes long. That is, the delay until the change of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the combustion chamber 11 appears in the detection result of the air-fuel ratio sensor 20 becomes large. As a result, since overcorrection occurs due to deterioration of the responsiveness of the air-fuel ratio feedback control, the fluctuation range of the value of the feedback correction amount FB becomes large. Therefore, when the catalyst device 19 is clogged, the absolute value of the feedback correction amount FB may become equal to or larger than the determination value β.

なお、上記のような排気の再循環量の増加、及び空燃比フィードバック制御のフィードバック補正量FBの増大のそれぞれは、触媒装置19の詰まり以外の様々な要因によっても発生する場合がある。しかしながら、排気の再循環量の増加と、空燃比フィードバック制御のフィードバック補正量FBの増大とが双方同時に発生する触媒装置19の詰まり以外の要因は限られている。これに対して、本実施形態では、両者が同時に発生した場合に限り、触媒装置19に詰まりが発生していると判定しているため、触媒装置19の詰まりを高い確度で判定できる。したがって、本実施形態の内燃機関10の制御装置によれば、触媒装置19の詰まりを的確に判定できる。   Note that each of the increase in the exhaust gas recirculation amount and the increase in the feedback correction amount FB of the air-fuel ratio feedback control as described above may occur due to various factors other than the clogging of the catalyst device 19. However, factors other than the clogging of the catalyst device 19 at which the increase of the exhaust gas recirculation amount and the increase of the feedback correction amount FB of the air-fuel ratio feedback control occur simultaneously are limited. On the other hand, in the present embodiment, since it is determined that the catalyst device 19 is clogged only when both occur simultaneously, the clog of the catalyst device 19 can be determined with high accuracy. Therefore, according to the control device for the internal combustion engine 10 of the present embodiment, the clogging of the catalyst device 19 can be accurately determined.

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態の制御装置は、点火プラグ18の火花放電により燃焼室11内の混合気を着火する火花点火式の内燃機関10に適用されていたが、同制御装置は、圧縮点火式の内燃機関にも同様に適用することができる。
The above embodiment can be modified as follows.
The control device of the above embodiment is applied to a spark ignition type internal combustion engine 10 that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 11 by spark discharge of the spark plug 18, but the control device is a compression ignition type internal combustion engine The same applies to institutions.

・触媒装置19として、触媒による排気の浄化機能に加えて、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタ機能を兼ね備えたものを採用してもよい。   The catalyst device 19 may have a filter function of collecting particulate matter in the exhaust gas in addition to the exhaust gas purification function of the catalyst.

10…内燃機関、11…燃焼室、12…吸気通路、13…排気通路、14…エアフローメータ、15…スロットルバルブ、16…吸気ポート、17…燃料噴射弁、18…点火プラグ、19…触媒装置、20…空燃比センサ、21…酸素センサ、22…排気再循環装置、23…EGR通路、24…EGRクーラ、25…EGRバルブ、26…電子制御ユニット、27…NEセンサ、28…アクセル開度センサ、29…詰まり判定部、30…表示装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 11 Combustion chamber 12 Intake passage 13 Exhaust passage 14 Air flow meter 15 Throttle valve 16 Intake port 17 Fuel injection valve 18 Ignition plug 19 Catalyst device 20: air-fuel ratio sensor, 21: oxygen sensor, 22: exhaust recirculation device, 23: EGR passage, 24: EGR cooler, 25: EGR valve, 26: electronic control unit, 27: NE sensor, 28: accelerator opening degree Sensor, 29 ... clogging determination unit, 30 ... display device.

Claims (1)

排気通路に設置された排気浄化用の触媒装置と、前記排気通路における前記触媒装置よりも上流側の部分から吸気通路に排気を再循環する排気再循環装置と、前記排気通路における前記触媒装置よりも上流側の部分に設けられた空燃比センサと、を備えた内燃機関に適用されて、前記空燃比センサの検出結果に基づく空燃比フィードバック制御を行う内燃機関の制御装置において、
前記排気再循環装置による排気の再循環量が既定の判定値以上となっており、且つ前記空燃比フィードバック制御のフィードバック補正量が既定の判定値以上となることを条件に前記触媒装置に詰まりが発生していると判定する詰まり判定部を備えている
内燃機関の制御装置。
A catalyst device for exhaust gas purification installed in an exhaust passage, an exhaust gas recirculation device for recirculating exhaust gas from a portion of the exhaust passage upstream of the catalyst device to an intake passage, and a catalyst device in the exhaust passage A control device for an internal combustion engine, which is applied to an internal combustion engine including an air-fuel ratio sensor provided in an upstream portion, and performs air-fuel ratio feedback control based on a detection result of the air-fuel ratio sensor,
The catalyst device is clogged on the condition that the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation device is equal to or greater than a predetermined judgment value, and the feedback correction amount of the air-fuel ratio feedback control is equal to or more than the predetermined judgment value. A control device for an internal combustion engine, comprising a clogging determination unit that determines that a load is occurring.
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