JP2019199849A - Internal combustion engine control method and its control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control method and an internal combustion engine control apparatus.
例えば、特許文献1には、排気通路にプラズマ発生装置が設けられた排気浄化装置が開示されている。特許文献1におけるプラズマ発生装置は、排気通路の酸化触媒の上流側に位置し、排気通路への二次空気の供給時に、放電により排気中に活性の高い排気ガス励起成分を生成している。そのため、特許文献1においては、この活性の高い排気ガス励起成分によって未燃成分の酸化触媒での燃焼を促すことで酸化触媒の下流のDPF(PMを捕集するフィルタ)を加熱している。
For example,
しかしながら、この特許文献1においては、プラズマ発生装置が、排気通路に配置されているため、排気通路における通気抵抗が増加し、燃費及び出力性能が悪化する虞がある。
However, in
本発明の内燃機関は、内燃機関の低温始動時、二次空気導入通路から二次空気を導入するとともに、上記二次空気導入通路に設けられたプラズマ発生器により二次空気中に放電してプラズマを発生させることを特徴としている。 The internal combustion engine of the present invention introduces secondary air from the secondary air introduction passage when the internal combustion engine starts at a low temperature, and discharges it into the secondary air by the plasma generator provided in the secondary air introduction passage. It is characterized by generating plasma.
本発明によれば、プラズマ発生器は、二次空気導入通路に配置されているので、排気通路における通気抵抗の増加が抑制され、燃費及び出力性能の悪化を抑制することができる。 According to the present invention, since the plasma generator is disposed in the secondary air introduction passage, an increase in ventilation resistance in the exhaust passage is suppressed, and deterioration of fuel consumption and output performance can be suppressed.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る制御が適用される内燃機関1の一実施例を示す説明図であって、内燃機関1の排気系の概略を模式的に示した説明図である。内燃機関1は、例えば火花点火式ガソリン機関であって、主に理論空燃比(ストイキ)で燃焼を行うものである。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of an
内燃機関1は、駆動源として自動車等の車両に搭載されている。
The
内燃機関1の排気通路2には、触媒としての三元触媒3と、フィルタとしてのGPF(Gasoline Particulate Filter)4とが直列に設けられている。GPF4は、三元触媒3の下流側に配置されている。
The exhaust passage 2 of the
なお、図示は省略しているが、内燃機関1には吸気通路(図示せず)が接続され、吸気が供給されている。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the intake passage (not shown) is connected to the
三元触媒3は、内燃機関1から排出された排気を浄化するものであり、空気過剰率が略「1」のとき、すなわち排気空燃比が略理論空燃比となるときに、流入する排気中のHC、CO、NOxの三成分の浄化率が揃って高くなるものである。
The three-way catalyst 3 purifies the exhaust gas discharged from the
GPF4は、内燃機関1から排出された排気中の排気微粒子(Particulate Matter)であるPMを捕集するものである。
The
GPF4としては、例えば、コーディエライト等のフィルタ材料にハニカム状の多数の微細な通路を形成するととともに、その端部を交互に閉塞してなるウォールフローハニカム構造(いわゆる目封じ型)のフィルタが用いられている。なお、GPF4は、三元触媒3と同種の触媒を担持するようにしてもよい。 As GPF4, for example, a filter having a wall flow honeycomb structure (so-called plugged type) in which a large number of honeycomb-shaped fine passages are formed in a filter material such as cordierite and the ends thereof are alternately closed is used. It is used. The GPF 4 may support the same type of catalyst as the three-way catalyst 3.
ガソリンエンジンにおけるGPF4の排気微粒子の捕集効率は、ブラウン運動が大きく影響する。ブラウン運動によるGPF捕集効率は、GPF4の温度、排気微粒子の粒径、GPF4を流れる排気の空間速度による依存性が高い。
Brownian motion greatly affects the collection efficiency of exhaust particulates of GPF4 in a gasoline engine. The GPF collection efficiency by the Brownian motion is highly dependent on the temperature of the
すなわち、GPF捕集効率は、GPF4の温度が高いほど高くなる。GPF捕集効率は、排気微粒子の粒径が小さいほど高くなる。GPF捕集効率は、GPF4を流れる排気の空間速度、換言すればガス流速が低いほど高くなる。
That is, the GPF collection efficiency increases as the temperature of the
また、この内燃機関1は、吸気通路に設けられたコンプレッサ(図示せず)と排気通路2に設けられたタービン6とを同軸上に備えた過給機としてのターボ過給機5を有している。タービン6は、三元触媒3よりも上流側に配置されている。
The
排気通路2には、エアポンプ7から送り出された二次空気を供給する二次空気導入通路8が接続されている。
Connected to the exhaust passage 2 is a secondary
エアポンプ7を駆動することで二次空気導入通路8から排気通路2へ二次空気が供給(導入)される。エアポンプ7は、制御部としてのコントロールユニット9からの制御信号により、排気通路2に供給される二次空気量が制御されている。
By driving the
二次空気導入通路8は、三元触媒3よりも上流側の位置で、排気通路2に接続されている。換言すれば、二次空気導入通路8は、タービン6よりも上流側の位置で、排気通路2に接続されている。
The secondary
この第1実施例においては、二次空気導入通路8は、下流側が内燃機関の気筒数に分岐したブランチ部8aとなっている。二次空気導入通路8のブランチ部8aは、シリンダヘッド内の各排気ポート10に接続されている。なお、二次空気は、各気筒からの排気が合流した後の位置から排気通路2に供給されるようにしてもよい。
In the first embodiment, the secondary
二次空気導入通路8には、図示せぬ電源ユニットから電力が供給されているプラズマ発生装置11が設けられている。プラズマ発生装置11は、プラズマ発生器に相当するものであって、二次空気導入通路8のブランチ部8aよりも上流側に配置される。
The secondary
プラズマ発生装置11は、二次空気導入通路8内に放電してプラズマを発生させる電極(図示せず)を有している。プラズマ発生装置11は、二次空気導入通路8内にプラズマを発生させることで、二次空気中に活性の高い活性種を励起させ、排気通路2に供給される二次空気を活性化させる。
The
プラズマ発生装置11は、制御部としてのコントロールユニット9からの制御信号によりプラズマの生成が制御されている。
In the
コントロールユニット9には、クランクシャフトのクランク角度と共に機関回転数を検出可能なクランク角センサ12、アクセルペダル(図示せず)の踏込量を検出するアクセル開度センサ13、三元触媒3の上流側(入口)の排気空燃比を検出する空燃比センサ14、三元触媒3の下流側(出口)の排気空燃比を検出する酸素センサ15、三元触媒3の上流側(入口)の排気温度を検出する三元触媒入口温度センサ16、三元触媒3の下流側(出口)の排気温度を検出する三元触媒出口温度センサ17、GPF4の上流側(入口)の排気温度を検出するGPF入口温度センサ18、GPF4の下流側(出口)の排気温度を検出するGPF出口温度センサ19、等のセンサ類の検出信号が入力されている。
The
空燃比センサ14は、排気空燃比に応じたほぼリニアな出力特性を有するいわゆる広域型空燃比センサである。酸素センサ15は、理論空燃比付近の狭い範囲で出力電圧がON/OFF(リッチ、リーン)的に変化して、空燃比のリッチ、リーンのみを検知するセンサである。
The air-
コントロールユニット9は、アクセル開度センサ13の検出値を用いて、内燃機関1の要求負荷(エンジン負荷)を算出する。
The
そして、コントロールユニット9は、これらの検出信号に基づいて、内燃機関1の点火時期、空燃比、機関回転数等の制御や、プラズマ発生装置11やエアポンプ7の制御等を実施する。
Based on these detection signals, the
コントロールユニット9は、三元触媒入口温度センサ16及び三元触媒出口温度センサ17の検出値を用いて、三元触媒3の温度である触媒温度(三元触媒3のベッド温度)を算出している。なお、三元触媒3の温度は、空燃比センサ14や酸素センサ15の検出値を用いて補正して算出するようにしてもよい。また、三元触媒3の温度としては、三元触媒3のベッド温度を温度センサで直接検出したものを用いてもよい。
The
また、コントロールユニット9は、GPF入口温度センサ18及びGPF出口温度センサ19の検出値を用いて、GPF4の温度であるGPF4のフィルタ温度(GPF4のベッド温度)を算出している。なお、GPF4の温度は、空燃比センサ14や酸素センサ15の検出値を用いて補正して算出するようにしてもよい。また、GPF4の温度としては、GPF4のベッド温度を温度センサで直接検出したものを用いてもよい。
Further, the
上述した第1実施例においては、プラズマ発生装置11が排気通路2に接続された二次空気導入通路8に設けられている。
In the first embodiment described above, the
そのため、上述した第1実施例においては、排気通路2における通気抵抗を増加させることなくプラズマ発生装置11を排気系に配置することができる。つまり、上述した第1実施例においては、燃費及び出力性能の悪化を招くことなくプラズマ発生装置11を排気系に配置することができる。
Therefore, in the first embodiment described above, the
また、上述した第1実施例においては、プラズマ発生装置11に対する排気からの熱影響が小さくなるので、排気の熱を原因とするプラズマ発生装置11の故障の発生を抑制することができる。
Further, in the first embodiment described above, the influence of heat from the exhaust on the
さらに、上述した第1実施例においては、排気中の水分がプラズマ発生装置11に付着しにくくなるので、排気中の水分が付着することを原因とするプラズマ発生装置11の故障の発生を抑制することができる。
Furthermore, in the first embodiment described above, since moisture in the exhaust gas is less likely to adhere to the
例えば、内燃機関1の低温始動時(冷機始動時)のように、排気通路2に配置された三元触媒3やGPF4の温度が低く活性化していないような状態においては、三元触媒3やGPF4の温度が上昇して活性化するまで排気性能が悪化する。
For example, in a state where the temperature of the three-way catalyst 3 and
そこで、上述した第1実施例においては、内燃機関1の低温始動時(冷機始動時)等、排気通路2に配置された三元触媒3やGPF4の温度が低く活性化していないような状態のときに、エアポンプ7を駆動するとともに、プラズマ発生装置11を起動して二次空気導入通路8内にプラズマを発生させる。
Therefore, in the first embodiment described above, the temperature of the three-way catalyst 3 and the
ここで、プラズマ発生装置11は、プラズマを発生させなくても二次空気の供給により排気の酸化反応が十分得られる状態であると判定されるまでプラズマを生成する。
Here, the
具体的には、内燃機関1の低温始動開始(冷機始動開始)から予め設定された所定時間が経過したタイミングをもって、プラズマを発生させなくても二次空気の供給により排気中のHCの酸化反応が十分得られる状態、すなわち二次空気後酸化活性判定が「OK」である状態と判定する。二次空気後酸化判定が「OK」とは、二次空気と排気中のHCとの反応が十分得られる状態とも言える。なお、二次空気後酸化判定が「OK」でない状態は、二次空気後酸化判定が「NG」のである。 Specifically, the oxidation reaction of HC in the exhaust by supplying secondary air at a timing when a predetermined time has elapsed from the start of low-temperature start of the internal combustion engine 1 (start of cold start) without generating plasma. Is obtained, that is, a state in which the secondary air post-oxidation activity determination is “OK”. If the secondary air post-oxidation determination is “OK”, it can be said that the reaction between the secondary air and the HC in the exhaust gas is sufficiently obtained. When the secondary air post-oxidation determination is not “OK”, the secondary air post-oxidation determination is “NG”.
内燃機関1の低温始動開始後(冷機始動開始後)、排気温度が予め設定された所定の排気温度閾値以上(所定温度以上)になったタイミングをもって、プラズマを発生させなくても二次空気の供給により排気中のHCの酸化反応が十分得られる状態、すなわち二次空気後酸化活性判定が「OK」である状態と判定してもよい。 After the start of low-temperature start of the internal combustion engine 1 (after the start of cold start), the secondary air is not generated even when plasma is generated at a timing when the exhaust gas temperature is equal to or higher than a predetermined exhaust gas temperature threshold (predetermined temperature). You may determine with the state in which the oxidation reaction of HC in exhaust_gas | exhaustion is fully obtained by supply, ie, the state in which secondary air post-oxidation activity determination is "OK".
この第1実施例においては、低温始動時にプラズマにより活性化された二次空気が排気通路2に導入されるので、排気通路2、三元触媒3及びGPF4において排気の酸化反応がさらに促進され、低温時から排気中のHC低減を図ることができるとともに、三元触媒3及びGPF4の早期活性化を図ることができる。
In the first embodiment, since secondary air activated by plasma at the time of low temperature start is introduced into the exhaust passage 2, the exhaust oxidation reaction is further promoted in the exhaust passage 2, the three-way catalyst 3 and the
また、二次空気後酸化活性判定が「OK」となるのは、内燃機関1の低温始動(冷機始動)から数秒後である。従って、内燃機関1の低温始動時、内燃機関1を始動してからプラズマ発生装置11で消費される電力量(電力消費量)を抑制することができる。
Further, the secondary air post-oxidation activity determination becomes “OK” several seconds after the
図2は、上述した第1実施例における内燃機関1の低温始動時(冷機始動時)を説明するタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the low temperature start (cold start) of the
図2中に実線で示した排気温度は、低温始動時に二次空気中にプラズマを発生させた場合の三元触媒3入口側に排気温度を示している。図2中に一点鎖線で示した排気温度は、低温始動時に二次空気中にプラズマを発生させなかった場合の三元触媒3入口側に排気温度を示している。 The exhaust temperature indicated by a solid line in FIG. 2 indicates the exhaust temperature on the inlet side of the three-way catalyst 3 when plasma is generated in the secondary air at a low temperature start. The exhaust temperature indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 2 indicates the exhaust temperature on the inlet side of the three-way catalyst 3 when plasma is not generated in the secondary air at the low temperature start.
二次空気中にプラズマを発生させることで、排気の酸化反応がさらに促進され、排気温度の上昇が促進される。 By generating plasma in the secondary air, the oxidation reaction of the exhaust is further promoted, and the rise of the exhaust temperature is promoted.
図2の時刻t0は、クランキングが開始されるタイミングである。エアポンプ7は、クランキング開始されると駆動される。つまり、クランキングが開始される図2の時刻t0のタイミングから排気通路2への二次空気の供給が開始される。また、プラズマ発生装置11は、クランキングが開始されると、二次空気導入通路8内への放電を開始する。つまり、クランキングが開始される図2の時刻t0のタイミングから二次空気導入通路8内にプラズマが生成される。
Time t0 in FIG. 2 is a timing at which cranking is started. The
図2の時刻t1は、初爆のタイミングである。図2の時刻t1のタイミングから空燃比が理論空燃比(ストイキ)よりもリッチ側になるように制御される。 Time t1 in FIG. 2 is the timing of the first explosion. Control is performed so that the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometry) from the timing of time t1 in FIG.
図2の時刻t2は、内燃機関1の始動から所定時間が経過したタイミングであり、上述した二次空気後酸化活性判定が「OK」である状態と判定されるタイミングである。具体的には、例えば、時刻t0から所定時間が経過したタイミングである。なお、時刻t1から所定時間が経過したタイミングを上述した二次空気後酸化活性判定が「OK」である状態と判定されるタイミングとしてもよい。プラズマ発生装置11は、図2の時刻t2のタイミングで、二次空気導入通路8内への放電を終了する。つまり、図2の時刻t2のタイミングで、プラズマ放電(プラズマの生成)が終了する。
Time t2 in FIG. 2 is a timing at which a predetermined time has elapsed since the start of the
図2の時刻t3は、三元触媒3が活性化されたタイミングである。つまり、時刻t3は、三元触媒3の温度が予め設定された所定の触媒活性化温度以上になったタイミングである。三元触媒活性判定は、三元触媒3の温度が触媒活性化温度以上のとき「OK」、三元触媒3の温度が触媒活性化温度未満のとき「NG」となる。エアポンプ7は、三元触媒3の温度が触媒活性化温度以上になると停止する。つまり、図2の時刻t3のタイミングで排気通路2への二次空気の供給が停止する。また、図2の時刻t3のタイミングから空燃比が理論空燃比(ストイキ)になるよう制御される。
Time t3 in FIG. 2 is timing when the three-way catalyst 3 is activated. That is, time t3 is a timing at which the temperature of the three-way catalyst 3 becomes equal to or higher than a predetermined catalyst activation temperature set in advance. The three-way catalyst activity determination is “OK” when the temperature of the three-way catalyst 3 is equal to or higher than the catalyst activation temperature, and “NG” when the temperature of the three-way catalyst 3 is lower than the catalyst activation temperature. The
図3は、第1実施例における制御の流れを示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing the flow of control in the first embodiment.
ステップS1では、内燃機関1が低温始動(冷機始動)であるか否かを判定する。ステップS1において、内燃機関1が低温始動(冷機始動)である場合には、ステップS2へ進む。ステップS1において、内燃機関1が低温始動(冷機始動)でない場合には、今回のルーチンを終了する。
In step S1, it is determined whether or not the
ステップS2では、エアポンプ7を駆動し、排気通路2に二次空気を供給する。
In step S <b> 2, the
ステップS3では、プラズマ発生装置11により二次空気導入通路8内にプラズマを発生させる。
In step S <b> 3, plasma is generated in the secondary
ステップS4では、プラズマを発生させなくても二次空気のみで排気の酸化反応が十分得られる状態であるか否かを判定する。換言すれば、ステップS4では、排気の酸化反応が活性化した状態か否かを判定する。ステップS4において、排気の酸化反応が活性化した状態であると判定された場合には、ステップS5へ進む。ステップS4において、排気の酸化反応が活性化した状態ではないと判定された場合には、ステップS2へ進む。 In step S4, it is determined whether or not an exhaust oxidation reaction can be sufficiently obtained with only secondary air without generating plasma. In other words, in step S4, it is determined whether or not the exhaust oxidation reaction is activated. If it is determined in step S4 that the exhaust oxidation reaction is activated, the process proceeds to step S5. If it is determined in step S4 that the exhaust oxidation reaction is not activated, the process proceeds to step S2.
ステップS5では、プラズマ発生装置11によるプラズマの生成を終了する。
In step S5, the plasma generation by the
ステップS6では、三元触媒3が活性化しているか否かを判定する。ステップS6において、三元触媒3が活性化していると判定された場合は、ステップS7へ進む。 In step S6, it is determined whether or not the three-way catalyst 3 is activated. If it is determined in step S6 that the three-way catalyst 3 is activated, the process proceeds to step S7.
ステップS7では、エアポンプ7を停止し、排気通路2への二次空気の供給を終了する。
In step S7, the
なお、上述した第1実施例は、内燃機関1の制御方法及び内燃機関1の制御装置に関するものである。
The first embodiment described above relates to a method for controlling the
以下、本発明の他の実施例について説明するが、上述した第1実施例と同一の構成要件に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described. However, the same constituent elements as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
第2実施例における内燃機関1の制御方法及び内燃機関1の制御装置について説明する。
A control method for the
第2実施例は、上述した第1実施例と略同一構成となっているが、プラズマを発生させなくても二次空気の供給により排気の酸化反応が得られる状態であると判定された後に、GPF4の温度が所定のGPF活性化温度以上となり、三元触媒3が活性化していない場合には、プラズマ発生装置11により二次空気中に放電してプラズマを発生させる。GPF活性化温度は、GPF4が活性化する温度の下限値であり、GPF4が所期の排気処理性能を発揮する温度域の下限値である。なお、再開されたプラズマの生成は、三元触媒3が活性化すると終了する。
The second embodiment has substantially the same configuration as the first embodiment described above, but after it is determined that an exhaust oxidation reaction can be obtained by supplying secondary air without generating plasma. When the temperature of the
二次空気中にプラズマを発生させ、二次空気中に活性の高い活性種を励起させることで、排気通路2に供給される二次空気は活性化する。二次空気を活性化させることで、排気中の排気微粒子の粒径が小さくなり、GPF4における排気微粒子の捕集効率が高くなる。
By generating plasma in the secondary air and exciting active species having high activity in the secondary air, the secondary air supplied to the exhaust passage 2 is activated. By activating the secondary air, the particle size of the exhaust particulates in the exhaust is reduced, and the collection efficiency of the exhaust particulates in the
ただし、GPF4の温度が低くGPF4が活性化していない状況では、上述したようにGPF4の捕集効率は悪化するため、プラズマを発生させても電力を無駄に消費することになる虞がある。
However, in the situation where the temperature of the
そこで、この第2実施例では、プラズマを発生させなくても二次空気の供給により排気中のHCの酸化反応が十分得られる状態であっても、GPF4が活性化し、三元触媒3が活性化していない状態であれば、プラズマの生成を再開する。
Therefore, in this second embodiment,
そのため、第2実施例においては、内燃機関1の低温始動時(冷機始動時)において、より効率良くGPF4における排気微粒子の捕集効率を向上させることができる。
Therefore, in the second embodiment, the exhaust particulate collection efficiency of the
なお、この第2実施例においても、上述した第1実施例と略同様の作用効果を得ることができる。 In the second embodiment, substantially the same operational effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
図4は、上述した第2実施例における内燃機関1の低温始動時(冷機始動時)を説明するタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the low temperature start (cold start) of the
図4中に実線で示した排気温度は、低温始動時に二次空気中にプラズマを発生させた場合の三元触媒3入口側に排気温度を示している。図4中に一点鎖線で示した排気温度は、低温始動時に二次空気中にプラズマを発生させなかった場合の三元触媒3入口側に排気温度を示している。 The exhaust temperature indicated by a solid line in FIG. 4 indicates the exhaust temperature on the inlet side of the three-way catalyst 3 when plasma is generated in the secondary air at a low temperature start. The exhaust temperature indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 4 indicates the exhaust temperature on the inlet side of the three-way catalyst 3 when plasma is not generated in the secondary air at the low temperature start.
二次空気中にプラズマを発生させることで、排気の酸化反応がさらに促進され、排気温度の上昇が促進される。 By generating plasma in the secondary air, the oxidation reaction of the exhaust is further promoted, and the rise of the exhaust temperature is promoted.
図4の時刻t0は、クランキングが開始されるタイミングである。エアポンプ7は、クランキング開始されると駆動される。つまり、クランキングが開始される図4の時刻t0のタイミングから排気通路2への二次空気の供給が開始される。また、プラズマ発生装置11は、クランキングが開始されると、二次空気導入通路8内への放電を開始する。つまり、クランキングが開始される図4の時刻t0のタイミングから二次空気導入通路8内にプラズマが生成される。
Time t0 in FIG. 4 is timing when cranking is started. The
図4の時刻t1は、初爆のタイミングである。図4の時刻t1のタイミングから空燃比が理論空燃比(ストイキ)よりもリッチ側になるように制御される。 Time t1 in FIG. 4 is the timing of the first explosion. Control is performed so that the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric) from the timing of time t1 in FIG.
図4の時刻t2は、内燃機関1の始動から所定時間が経過したタイミングであり、上述した二次空気後酸化活性判定が「OK」である状態と判定されるタイミングである。具体的には、例えば、時刻t0から所定時間が経過したタイミングである。なお、時刻t1から所定時間が経過したタイミングを上述した二次空気後酸化活性判定が「OK」である状態と判定されるタイミングとしてもよい。プラズマ発生装置11は、図4の時刻t2のタイミングで、二次空気導入通路8内への放電を終了する。つまり、図4の時刻t2のタイミングで、プラズマ放電(プラズマの生成)が終了する。
Time t2 in FIG. 4 is a timing at which a predetermined time has elapsed since the start of the
図4の時刻t3は、GPF4の温度が所定のGPF活性化温度以上となり、GPF4が活性化したタイミングである。このとき(図4の時刻t3において)、三元触媒3は活性化していないので、プラズマ発生装置11は、二次空気導入通路8内への放電を再開する。
Time t3 in FIG. 4 is a timing at which the
図4の時刻t4は、三元触媒3が活性化されたタイミングである。つまり、時刻t3は、三元触媒3の温度が予め設定された所定の触媒活性化温度以上になったタイミングである。エアポンプ7は、三元触媒3の温度が予め設定された所定の触媒活性化温度以上になると停止する。つまり、図4の時刻t4のタイミングで排気通路2への二次空気の供給が停止する。また、図4の時刻t4のタイミングから空燃比が理論空燃比(ストイキ)になるよう制御される。
Time t4 in FIG. 4 is timing when the three-way catalyst 3 is activated. That is, time t3 is a timing at which the temperature of the three-way catalyst 3 becomes equal to or higher than a predetermined catalyst activation temperature set in advance. The
図5は、第2実施例における制御の流れを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing the flow of control in the second embodiment.
ステップS21では、内燃機関1が低温始動(冷機始動)であるか否かを判定する。ステップS21において、内燃機関1が低温始動(冷機始動)である場合には、ステップS22へ進む。ステップS21において、内燃機関1が低温始動(冷機始動)でない場合には、今回のルーチンを終了する。
In step S21, it is determined whether or not the
ステップS22では、エアポンプ7を駆動し、排気通路2に二次空気を供給する。
In step S <b> 22, the
ステップS23では、プラズマ発生装置11により二次空気導入通路8内にプラズマを発生させる。
In step S <b> 23, plasma is generated in the secondary
ステップS24では、プラズマを発生させなくても二次空気のみで排気の酸化反応が十分得られる状態であるか否かを判定する。換言すれば、ステップS24では、排気の酸化反応が活性化した状態か否かを判定する。ステップS24において、排気の酸化反応が活性化した状態であると判定された場合には、ステップS25へ進む。ステップS24において、排気の酸化反応が活性化した状態ではないと判定された場合には、ステップS22へ進む。 In step S24, it is determined whether or not an exhaust oxidation reaction can be sufficiently obtained with only secondary air without generating plasma. In other words, in step S24, it is determined whether or not the exhaust oxidation reaction is activated. If it is determined in step S24 that the exhaust oxidation reaction is activated, the process proceeds to step S25. If it is determined in step S24 that the exhaust oxidation reaction is not activated, the process proceeds to step S22.
ステップS25では、プラズマ発生装置11によるプラズマの生成を終了する。
In step S25, the plasma generation by the
ステップS26では、三元触媒3が活性化しているか否かを判定する。ステップS6において、三元触媒3が活性化していると判定された場合は、ステップS27へ進む。ステップS26において、三元触媒3が活性化していないと判定された場合は、ステップS28へ進む。 In step S26, it is determined whether or not the three-way catalyst 3 is activated. If it is determined in step S6 that the three-way catalyst 3 is activated, the process proceeds to step S27. If it is determined in step S26 that the three-way catalyst 3 is not activated, the process proceeds to step S28.
ステップS27では、エアポンプ7を停止し、排気通路2への二次空気の供給を終了する。
In step S27, the
ステップS28では、GPF4が活性化しているか否かを判定する。ステップS28において、GPF4が活性化していると判定された場合は、ステップS29へ進む。ステップS28において、GPF4が活性化していないと判定された場合は、ステップS26へ進む。 In step S28, it is determined whether GPF4 is activated. If it is determined in step S28 that GPF4 is activated, the process proceeds to step S29. If it is determined in step S28 that GPF4 is not activated, the process proceeds to step S26.
ステップS29では、プラズマ発生装置11により二次空気導入通路8内にプラズマを発生させる。
In step S 29, plasma is generated in the secondary
ステップS30では、三元触媒3が活性化しているか否かを判定する。ステップS30において、三元触媒3が活性化していると判定された場合は、ステップS31へ進む。ステップS30において、三元触媒3が活性化していないと判定された場合は、ステップS29へ進む。 In step S30, it is determined whether or not the three-way catalyst 3 is activated. If it is determined in step S30 that the three-way catalyst 3 is activated, the process proceeds to step S31. If it is determined in step S30 that the three-way catalyst 3 is not activated, the process proceeds to step S29.
ステップS31では、プラズマ発生装置11によるプラズマの生成を終了する。ステップS31からはステップS27へ進む。
In step S31, the plasma generation by the
なお、上述した各実施例において、内燃機関1が一時停止する際に、プラズマ発生装置11で二次空気導入通路8内にプラズマを発生させるようにしてもよい。
In each of the embodiments described above, plasma may be generated in the secondary
具体的には、例えば、バイブリッド車両において内燃機関1を停止してモータ走行する場合や、内燃機関1をアイドルストップする場合に、内燃機関1の停止時に、所定時間の間、プラズマ発生装置11でプラズマを発生させるようにしてもよい。
Specifically, for example, when the
このように内燃機関1を一時停止する際にプラズマ発生装置11でプラズマを発生させておくことで、高濃度の活性種を内燃機関1の始動と同時に排気に混合することが可能となり、排気の浄化率を内燃機関の再始動の直後から一層向上させることができる。
In this way, when the
1…内燃機関
2…排気通路
3…三元触媒
4…GPF
5…ターボ過給器
6…タービン
7…エアポンプ
8…二次空気導入通路
8a…ブランチ部
9…コントロールユニット
10…排気ポート
11…プラズマ発生装置
12…クランク角センサ
13…アクセル開度センサ
14…空燃比センサ
15…酸素センサ
16…三元触媒入口温度センサ
17…三元触媒出口温度センサ
18…GPF入口温度センサ
19…GPF出口温度センサ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (9)
内燃機関の低温始動時、上記二次空気導入通路から二次空気を導入するとともに、上記二次空気導入通路に設けられたプラズマ発生器により二次空気中に放電してプラズマを発生させることを特徴とする内燃機関の制御方法。 In a control method for an internal combustion engine capable of introducing secondary air into an exhaust passage connected to the internal combustion engine via a secondary air introduction passage,
During the cold start of the internal combustion engine, the secondary air is introduced from the secondary air introduction passage, and the plasma generator provided in the secondary air introduction passage discharges the secondary air to generate plasma. A control method of an internal combustion engine characterized by the above.
上記二次空気導入通路は、上記触媒の上流側で上記排気通路に接続されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載に内燃機関の制御方法。 The exhaust passage is provided with a catalyst that purifies the exhaust discharged from the internal combustion engine, and a filter that is located downstream of the catalyst and collects exhaust particulates in the exhaust discharged from the internal combustion engine.
5. The control method for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the secondary air introduction passage is connected to the exhaust passage on the upstream side of the catalyst.
上記二次空気導入通路に設けられ、上記二次空気導入通路を流れる二次空気中に放電してプラズマを発生させるプラズマ発生器と、
上記排気通路に供給される二次空気量と上記プラズマ発生器を制御可能な制御部と、を有し、
上記制御部は、内燃機関の低温始動時、上記排気通路に二次空気を供給するとともに、上記プラズマ発生器で二次空気中にプラズマを発生させることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A secondary air introduction passage capable of introducing secondary air into an exhaust passage connected to the internal combustion engine;
A plasma generator that is provided in the secondary air introduction passage and discharges into the secondary air flowing through the secondary air introduction passage to generate plasma;
A control unit capable of controlling the amount of secondary air supplied to the exhaust passage and the plasma generator;
The control unit of the internal combustion engine, wherein when the internal combustion engine is started at a low temperature, secondary air is supplied to the exhaust passage and plasma is generated in the secondary air by the plasma generator.
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