JP2020112105A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

To suppress the overheat of a catalyst, and to suppress exhaust emission.SOLUTION: A control device for an internal combustion engine comprises a misfire detection section detecting the generation of a misfire on the basis of whether or not a rotation variation amount of the internal combustion engine is larger than a first misfire determination value, and a catalyst overheat determination section determining whether or not a catalyst is overheated on the basis of whether or not the number of times of the misfires with respect to the prescribed number of times of the misfires in the internal combustion engine is larger than a first reference value. During catalyst warmup control for warming up the catalyst which clarifies exhaust emission from the internal combustion engine by ignition retardancy, and also when a load required for the internal combustion engine is larger than a prescribed value, the misfire detection section detects the generation of the misfire on the basis of whether or not the rotation variation amount is larger than a second misfire determination value which is larger than the first misfire determination value, and the catalyst overheat determination section determines whether or not the catalyst is overheated on the basis of whether or not the number of times of the misfires is larger than a second reference value which is smaller than the first reference value, and when it is determined that the catalyst is overheated, the catalyst overheat determination section stops the ignition retardancy.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、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.

内燃機関の排気を浄化するために、触媒を含む排気浄化装置が用いられる。触媒に浄化機能を十分に発揮させるためには、触媒の温度を上昇させることが必要である。 An exhaust gas purification device including a catalyst is used to purify the exhaust gas of an internal combustion engine. In order for the catalyst to fully exert its purifying function, it is necessary to raise the temperature of the catalyst.

例えば、特許文献1には、エンジンの点火時期を遅角させること(点火遅角)によって、排気浄化装置の触媒の暖機を行うハイブリッド車両が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a hybrid vehicle that warms up a catalyst of an exhaust purification device by retarding an ignition timing of an engine (ignition retardation).

特許文献1では、触媒暖機制御中に、車両に要求される要求走行パワーが走行用バッテリの出力可能パワーを超えた場合、点火遅角を維持してエミッションを抑制するとともに、エンジン回転数を増加させて吸入空気量を増加させ、要求走行パワーに応じた駆動力を実現している。 In Patent Document 1, when the required running power required for the vehicle exceeds the output power of the running battery during the catalyst warm-up control, the ignition retard is maintained to suppress the emission, and the engine speed is reduced. By increasing the intake air amount, the driving force corresponding to the required running power is realized.

国際公開第2010/079609号International Publication No. 2010/079609

点火遅角による触媒暖機を行うとともに、吸入空気量を増加させる制御を行っている場合、通常の運転状態よりも燃焼が弱くなるため、内燃機関の回転変動量が増大する。このため、内燃機関の回転変動量に基づいて失火が発生しているか否かを判定すると、内燃機関が正常であるにも関わらずに、失火が発生していると誤判定がなされる可能性がある。失火が発生していると判定されると、点火遅角による触媒暖機が中止されるため、エミッションを抑制できない恐れがある。 When the catalyst is warmed up by retarding the ignition and the control for increasing the intake air amount is performed, the combustion becomes weaker than in the normal operating state, and thus the rotational fluctuation amount of the internal combustion engine increases. Therefore, if it is determined whether or not a misfire has occurred based on the rotation fluctuation amount of the internal combustion engine, it is possible to make an erroneous determination that a misfire has occurred even though the internal combustion engine is normal. There is. If it is determined that a misfire has occurred, the catalyst warm-up due to the ignition retard is stopped, so there is a risk that emission cannot be suppressed.

また、点火遅角による触媒暖機を行うとともに、吸入空気量を増加させる制御を行っている場合、排気温度及び触媒温度が通常運転時よりも高くなる。このとき、触媒が既に高温状態にあると、失火による触媒温度の上昇で、触媒が過熱され、溶損してしまう恐れがある。 Further, when the catalyst is warmed up by the ignition retard and the control for increasing the intake air amount is performed, the exhaust gas temperature and the catalyst temperature become higher than that during normal operation. At this time, if the catalyst is already in a high temperature state, the catalyst temperature may rise due to misfire and the catalyst may be overheated and melted.

そこで、本明細書開示の内燃機関の制御装置は、触媒の過熱を抑制するとともに、エミッションを抑制することを課題とする。 Therefore, it is an object of a control device for an internal combustion engine disclosed in the present specification to suppress overheating of a catalyst and suppress emission.

かかる課題を解決するために、本明細書に開示された内燃機関の制御装置は、内燃機関からの排気を浄化する触媒を、前記内燃機関における燃料の点火時期を遅角することにより暖機する触媒暖機制御を実行する触媒暖機制御部と、前記触媒暖機制御の実行中であるか否かを判断する暖機制御判定部と、前記内燃機関に要求される負荷が所定値よりも大きいか否かを判断する負荷判定部と、前記内燃機関の回転変動量が第1失火判定値よりも大きいか否かに基づいて、失火の発生を検出する失火検出部と、前記内燃機関での所定の点火回数に対する前記失火検出部により検出された失火回数が第1基準値よりも大きいか否かに基づいて、前記触媒が過熱しているか否かを判定する触媒過熱判定部と、を備え、前記触媒暖機制御中であり、かつ、前記内燃機関に要求される負荷が所定値よりも大きい場合、前記失火検出部は、前記第1失火判定値よりも大きい第2失火判定値より前記内燃機関の回転変動量が大きいか否かに基づいて、失火の発生を検出し、前記触媒過熱判定部は、前記第1基準値よりも小さい第2基準値より前記失火回数が大きいか否かに基づいて、前記触媒が過熱しているか否かを判定し、前記触媒暖機制御部は、前記触媒過熱判定部が前記触媒が過熱していると判定した場合に、前記点火時期の遅角を中止する。 In order to solve such a problem, a control device for an internal combustion engine disclosed in the present specification warms up a catalyst for purifying exhaust gas from the internal combustion engine by retarding ignition timing of fuel in the internal combustion engine. A catalyst warm-up control unit that executes catalyst warm-up control, a warm-up control determination unit that determines whether or not the catalyst warm-up control is being executed, and a load required for the internal combustion engine is higher than a predetermined value. In the internal combustion engine, a load determination unit that determines whether or not it is large, a misfire detection unit that detects the occurrence of misfire based on whether or not the rotational fluctuation amount of the internal combustion engine is greater than a first misfire determination value. A catalyst overheat determination unit that determines whether or not the catalyst is overheated based on whether or not the number of misfires detected by the misfire detection unit with respect to the predetermined number of ignitions is greater than a first reference value. If the catalyst warm-up control is being performed and the load required for the internal combustion engine is greater than a predetermined value, the misfire detection unit is greater than the second misfire determination value that is greater than the first misfire determination value. The occurrence of misfire is detected based on whether or not the rotational fluctuation amount of the internal combustion engine is large, and the catalyst overheat determination unit determines whether or not the number of misfires is greater than a second reference value that is smaller than the first reference value. Based on whether or not the catalyst is overheated, the catalyst warm-up control unit, when the catalyst overheat determination unit determines that the catalyst is overheated, the ignition timing delay Stop the corner.

本明細書開示の内燃機関の制御装置によれば、触媒の過熱を抑制するとともに、エミッションを抑制できる。 According to the control device for an internal combustion engine disclosed in the present specification, it is possible to suppress overheating of the catalyst and also suppress emissions.

図1は、一実施形態に係る車両の構造を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a structure of a vehicle according to an embodiment. 図2は、一実施形態に係る車両に搭載されるエンジンの構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a structure of an engine mounted on the vehicle according to the embodiment. 図3は、ECUが実行する処理を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing processing executed by the ECU. 図4は、失火判定値及び触媒過熱判定値の切替を示すタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart showing switching between the misfire determination value and the catalyst overheat determination value.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, in the drawings, the dimensions, ratios, and the like of the respective parts may not be shown so as to completely match the actual ones. In addition, in some drawings, details may be omitted.

図1は、本発明の実施例に係る制御装置が搭載される車両10の構造を示す図である。車両10は、エンジン100および第2モータジェネレータ(MG(2))300Bの少なくともいずれかの動力で走行する車両(以下、「ハイブリッド車両」ともいう)であるとともに、車両外部に設けられた電力会社の交流電源19から供給された電力での走行が可能な車両(以下、「プラグイン車両」ともいう)である。なお、エンジン回転数(回転速度)を所望の回転数に制御可能な構成を有する車両であれば、本発明に係る制御装置が適用可能な車両は、ハイブリッド車両及びプラグイン車両に限定されない。たとえば、無段自動変速機を備えたエンジン車両にも本発明に係る制御装置を適用することが可能である。エンジン100は、内燃機関の一例である。 FIG. 1 is a diagram showing a structure of a vehicle 10 in which a control device according to an embodiment of the present invention is mounted. Vehicle 10 is a vehicle (hereinafter, also referred to as “hybrid vehicle”) that travels with the power of at least one of engine 100 and second motor generator (MG(2)) 300B, and an electric power company provided outside the vehicle. It is a vehicle (hereinafter, also referred to as “plug-in vehicle”) capable of traveling with the electric power supplied from the AC power supply 19 of FIG. The vehicle to which the control device according to the present invention is applicable is not limited to the hybrid vehicle and the plug-in vehicle as long as the vehicle has a configuration capable of controlling the engine speed (rotation speed) to a desired speed. For example, the control device according to the present invention can also be applied to an engine vehicle equipped with a continuously variable automatic transmission. The engine 100 is an example of an internal combustion engine.

車両10は、上述のエンジン100およびMG(2)300Bの他に、動力分割機構200と、減速機14と、走行用バッテリ310と、インバータ330と、昇圧コンバータ320と、を備える。 In addition to engine 100 and MG(2) 300B described above, vehicle 10 includes power split device 200, speed reducer 14, traveling battery 310, inverter 330, and boost converter 320.

動力分割機構200は、エンジン100が発生する動力を出力軸212と第1モータジェネレータ(MG(1))300Aとに分配する。動力分割機構200は、サンギヤ、ピニオンギヤ、キャリア、リングギヤとを含む遊星歯車から構成される。エンジン100、MG(1)300AおよびMG(2)300Bが動力分割機構200を経由して連結されることで、エンジン100、MG(1)300AおよびMG(2)300Bの各回転数は、いずれか2つの回転数が決定されると残りの回転数が決まるという関係にある。この関係を利用することによって、たとえばMG(2)300Bの回転数が同じ値であっても、MG(1)300Aの回転数を制御することによって、エンジン100の回転数(回転速度)Neを所望の回転数に制御することができる。 Power split device 200 distributes the power generated by engine 100 to output shaft 212 and first motor generator (MG(1)) 300A. Power split device 200 is composed of a planetary gear including a sun gear, a pinion gear, a carrier, and a ring gear. Since engine 100, MG(1) 300A and MG(2) 300B are connected via power split device 200, each rotation speed of engine 100, MG(1) 300A and MG(2) 300B is When the two rotational speeds are determined, the remaining rotational speeds are determined. By utilizing this relationship, for example, even if the rotation speed of MG(2) 300B has the same value, the rotation speed (rotation speed) Ne of engine 100 is controlled by controlling the rotation speed of MG(1) 300A. It can be controlled to a desired rotation speed.

減速機14は、エンジン100、MG(1)300A、MG(2)300Bで発生した動力を駆動輪12に伝達したり、駆動輪12の駆動をエンジン100、MG(1)300A、及びMG(2)300Bに伝達したりする。 The speed reducer 14 transmits the power generated by the engine 100, the MG(1) 300A, and the MG(2) 300B to the drive wheels 12, and drives the drive wheels 12 by the engine 100, the MG(1) 300A, and the MG( 2) Transmit to 300B.

走行用バッテリ310は、MG(1)300AおよびMG(2)300Bを駆動するための電力を蓄電する。インバータ330は、走行用バッテリ310の直流とMG(1)300A、MG(2)300Bの交流とを変換しながら電流制御を行なう。昇圧コンバータ320は、走行用バッテリ310とインバータ330との間で電圧変換を行なう。 Traveling battery 310 stores electric power for driving MG(1) 300A and MG(2) 300B. Inverter 330 performs current control while converting the direct current of traveling battery 310 and the alternating current of MG(1) 300A and MG(2) 300B. Boost converter 320 performs voltage conversion between traveling battery 310 and inverter 330.

また、車両10は、エンジン100の動作状態を制御するエンジンECU(Electronic Control Unit)406と、車両10の状態に応じてMG(1)300A、MG(2)300B、インバータ330、および走行用バッテリ310の充放電状態等を制御するMG_ECU402とを備える。車両10は、さらに、エンジンECU406およびMG_ECU402等を相互に管理制御して、車両10が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するHV_ECU404を備える。 Further, vehicle 10 includes engine ECU (Electronic Control Unit) 406 that controls the operating state of engine 100, MG(1) 300A, MG(2) 300B, inverter 330, and a battery for traveling according to the state of vehicle 10. MG_ECU 402 for controlling the charging/discharging state of 310 and the like. The vehicle 10 further includes an HV_ECU 404 that mutually manages and controls the engine ECU 406 and the MG_ECU 402 to control the entire hybrid system so that the vehicle 10 can operate most efficiently.

また、車両10は、電力会社の交流電源19に接続されたパドル15を接続するためのコネクタ13と、コネクタ13を経由して供給された交流電源19からの電力を直流に変換して走行用バッテリ310へ出力する充電装置11とを備える。充電装置11は、HV_ECU404からの制御信号に応じて走行用バッテリ310へ出力する電力量を制御する。 The vehicle 10 also has a connector 13 for connecting a paddle 15 connected to an AC power supply 19 of an electric power company, and electric power from the AC power supply 19 supplied via the connector 13 converted to DC for running. And a charging device 11 for outputting to the battery 310. Charging device 11 controls the amount of electric power output to traveling battery 310 according to a control signal from HV_ECU 404.

図1においては、各ECUを別構成しているが、2個以上のECUを統合したECUとして構成してもよい。たとえば、図1に、点線で示すように、MG_ECU402、HV_ECU404およびエンジンECU406を統合したECU400としてもよい。以下の説明においては、MG_ECU402、HV_ECU404およびエンジンECU406を区別することなくECU400と記載する。なお、ECU400は、触媒暖機制御部、暖機制御判定部、負荷判定部、失火検出部、及び触媒過熱判定部の一例である。 Although each ECU is separately configured in FIG. 1, it may be configured as an integrated ECU of two or more ECUs. For example, as shown by the dotted line in FIG. 1, it may be an ECU 400 in which MG_ECU 402, HV_ECU 404 and engine ECU 406 are integrated. In the following description, MG_ECU 402, HV_ECU 404, and engine ECU 406 will be referred to as ECU 400 without distinction. The ECU 400 is an example of a catalyst warm-up control unit, a warm-up control determination unit, a load determination unit, a misfire detection unit, and a catalyst overheat determination unit.

ECU400には、車速センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、MG(1)回転数センサ、MG(2)回転数センサ、エンジン回転数センサ(いずれも図示せず)、および走行用バッテリ310の状態(バッテリ電圧値VB、バッテリ電流値IB、バッテリ温度TBなど)を監視する監視ユニット340からの信号が入力されている。 The ECU 400 includes a vehicle speed sensor, an accelerator opening sensor, a throttle opening sensor, an MG(1) rotation speed sensor, an MG(2) rotation speed sensor, an engine rotation speed sensor (none are shown), and a running battery 310. The signal from the monitoring unit 340 for monitoring the state (battery voltage value VB, battery current value IB, battery temperature TB, etc.) is input.

図2を参照して、エンジン100およびエンジン100に関連する周辺機器について説明する。このエンジン100においては、不図示のエアクリーナから吸入される空気が、吸気管110を流通して、エンジン100の燃焼室102に導入される。スロットルバルブ114の作動量(スロットル開度)により、燃焼室102に導入される空気量が調整される。スロットル開度は、ECU400からの信号に基づいて作動する不図示のスロットルモータにより制御される。 2, engine 100 and peripheral devices related to engine 100 will be described. In this engine 100, the air sucked from an air cleaner (not shown) flows through the intake pipe 110 and is introduced into the combustion chamber 102 of the engine 100. The amount of air introduced into the combustion chamber 102 is adjusted by the operation amount (throttle opening) of the throttle valve 114. The throttle opening is controlled by a throttle motor (not shown) that operates based on a signal from the ECU 400.

燃料は、フューエルタンク(図示せず)に貯蔵され、フューエルポンプ(図示せず)によりインジェクタ104から吸気ポート内に噴射される。なお、インジェクタ104に代えて、またはインジェクタ104とともに、燃焼室102内に燃料を噴射する筒内インジェクタが設けられていてもよい。吸気管110から導入された空気と、インジェクタ104から噴射された燃料との混合気が、ECU400からの制御信号により制御されるイグニッションコイル106を用いて着火されて燃焼する。 The fuel is stored in a fuel tank (not shown) and is injected from the injector 104 into the intake port by a fuel pump (not shown). Instead of the injector 104 or together with the injector 104, an in-cylinder injector for injecting fuel into the combustion chamber 102 may be provided. The air-fuel mixture of the air introduced from the intake pipe 110 and the fuel injected from the injector 104 is ignited and burned by using the ignition coil 106 controlled by the control signal from the ECU 400.

混合気が燃焼した後の排気ガスは、排気管120の途中に設けられた触媒140を通って、大気に排出される。 The exhaust gas after combustion of the air-fuel mixture is discharged to the atmosphere through the catalyst 140 provided in the middle of the exhaust pipe 120.

触媒140は、排気ガス中に含まれるエミッション(炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)などの有害物質)を浄化処理する三元触媒である。触媒140には、アルミナをベースとし、白金、パラジウム、ロジウムを加えた貴金属が担持されており、炭化水素と一酸化炭素の酸化反応と、窒素酸化物の還元反応を同時に行なわせることができる。触媒140は、その温度が低いほど排気浄化能力が低くなる特性を有する。 The catalyst 140 is a three-way catalyst that purifies emissions (hazardous substances such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx)) contained in the exhaust gas. The catalyst 140 carries a noble metal containing alumina, platinum, palladium, and rhodium as a base, and can simultaneously carry out an oxidation reaction of hydrocarbons and carbon monoxide and a reduction reaction of nitrogen oxides. The catalyst 140 has a characteristic that the exhaust purification capacity decreases as the temperature thereof decreases.

ECU400には、エンジン水温センサ108、エアフロメータ116、吸入空気温センサ118、空燃比センサ122、および酸素センサ124からの信号が入力されている。また、ECU400には、エンジン100のクランク軸111の近傍に設けられた、クランク軸111の回転角度(クランク角)を検出するためのクランク角センサ109からの信号が入力されている。エンジン水温センサ108は、エンジン冷却水の温度(エンジン水温)TWを検出する。エアフロメータ116は、吸入空気量(エンジン100に吸入される単位時間あたりの空気量)Gaを検出する。吸入空気温センサ118は、吸入空気の温度(吸入空気温)TAを検出する。空燃比センサ122は、排気ガス中の空気と燃料との比率を検出する。酸素センサ124は、排気ガス中の酸素濃度を検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をECU400に送信する。 Signals from the engine water temperature sensor 108, the air flow meter 116, the intake air temperature sensor 118, the air-fuel ratio sensor 122, and the oxygen sensor 124 are input to the ECU 400. The ECU 400 also receives a signal from a crank angle sensor 109 provided near the crank shaft 111 of the engine 100 for detecting a rotation angle (crank angle) of the crank shaft 111. The engine water temperature sensor 108 detects the temperature of the engine cooling water (engine water temperature) TW. The air flow meter 116 detects an intake air amount (air amount sucked into the engine 100 per unit time) Ga. The intake air temperature sensor 118 detects the temperature of intake air (intake air temperature) TA. The air-fuel ratio sensor 122 detects the ratio of air and fuel in the exhaust gas. The oxygen sensor 124 detects the oxygen concentration in the exhaust gas. Each of these sensors transmits a signal representing the detection result to ECU 400.

ECU400は、各センサから送られてきた信号、ROM(Read Only Memory)に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、適正な点火時期となるようにイグニッションコイル106を制御したり、適正なスロットル開度となるようにスロットルバルブ114の作動量を制御したり、適正な燃料噴射量となるように、インジェクタ104を制御したりする。 The ECU 400 controls the ignition coil 106 so that an appropriate ignition timing is obtained, and an appropriate throttle opening degree, based on a signal sent from each sensor, a map and a program stored in a ROM (Read Only Memory). The control amount of the throttle valve 114 is controlled so as to achieve the following, and the injector 104 is controlled so that the fuel injection amount becomes appropriate.

より具体的には、ECU400は、アクセル開度と車速とに基づいて車両10から出力すべき車両要求パワーを設定し、車両要求パワーに基づいて、走行用バッテリ310から出力すべきバッテリ要求パワーと、エンジン100から出力すべきエンジン要求パワーとを設定する。そして、ECU400は、設定されたエンジン要求パワーに基づいて、エンジン100における燃料噴射制御や点火制御を実行する。 More specifically, ECU 400 sets the vehicle required power to be output from vehicle 10 based on the accelerator opening and the vehicle speed, and the battery required power to be output from traveling battery 310 based on the vehicle required power. , Engine required power to be output from the engine 100 is set. Then, the ECU 400 executes fuel injection control and ignition control in the engine 100 based on the set engine required power.

また、ECU400は、例えば、エンジン100が始動された場合において、エンジン水温TWが所定の閾値T1よりも低く、かつ、触媒温度TCが所定の閾値T2よりも低い場合、エンジン100の点火時期を遅角して触媒140を暖機する触媒暖機制御を実行する。ECU400は、触媒温度TCを、エンジン水温TW、吸入空気量Gaの積算値、エンジン回転数Neなどのパラメータに基づいて推定する。 Further, for example, when the engine 100 is started, the ECU 400 delays the ignition timing of the engine 100 when the engine water temperature TW is lower than a predetermined threshold value T1 and the catalyst temperature TC is lower than a predetermined threshold value T2. The catalyst warm-up control is executed to warm the catalyst 140. The ECU 400 estimates the catalyst temperature TC based on parameters such as the engine water temperature TW, the integrated value of the intake air amount Ga, and the engine speed Ne.

また、ECU400は、触媒暖機制御中に、エンジン100に要求される負荷が所定値よりも大きい場合、エンジン回転数を増加させることにより吸入空気量を増やしてエンジン100の出力を確保するとともに、PM(Particulate Matter)粒子数(Particle Number)を低減するためにエンジン100の点火時期を遅角(点火遅角)して触媒140を暖機するPN低減制御を実行する。 Further, during the catalyst warm-up control, the ECU 400 increases the intake air amount by increasing the engine speed and secures the output of the engine 100 when the load required for the engine 100 is larger than a predetermined value. In order to reduce the number of PM (Particulate Matter) particles, the ignition timing of the engine 100 is retarded (ignition retardation) to warm up the catalyst 140, and PN reduction control is executed.

また、ECU400は、エンジン100の回転変動量が失火判定値よりも大きいか否かに基づいて、失火が発生しているか否かを判定する失火判定を行う。また、ECU400は、エンジン100での所定の点火回数に対する失火回数が触媒過熱判定値よりも大きいか否かに基づいて、触媒140が過熱しているか否かを判定する触媒過熱判定を行う。 Further, the ECU 400 makes a misfire determination that determines whether a misfire has occurred, based on whether the amount of rotation fluctuation of the engine 100 is greater than a misfire determination value. Further, the ECU 400 makes a catalyst overheat determination that determines whether or not the catalyst 140 is overheated based on whether or not the number of misfires for a predetermined number of ignitions in the engine 100 is greater than the catalyst overheat determination value.

ECU400が実行する処理の詳細について、図3のフローチャートを参照して説明する。図3の処理は、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。 Details of the processing executed by the ECU 400 will be described with reference to the flowchart in FIG. The process of FIG. 3 is repeatedly executed with a predetermined cycle time.

図3の処理では、まず、ECU400は、エンジン100が運転中か否かを判断する(ステップS11)。エンジン100が運転中ではない場合(ステップS11/NO)、ECU400は、図3の処理を終了する。 In the process of FIG. 3, the ECU 400 first determines whether the engine 100 is in operation (step S11). When the engine 100 is not in operation (step S11/NO), the ECU 400 ends the process of FIG.

一方、エンジン100が運転中の場合(ステップS11/YES)、ECU400は、触媒暖機制御を実行中か否か判断する(ステップS13)。触媒暖機制御実行中か否かは、触媒暖機制御実行フラグを参照して判定される。触媒暖機制御実行フラグがONの場合には触媒暖機制御が実行中であることを意味し、OFFの場合には触媒暖機制御が実行されていないことを意味する。 On the other hand, when the engine 100 is in operation (step S11/YES), the ECU 400 determines whether or not the catalyst warm-up control is being executed (step S13). Whether the catalyst warm-up control is being executed is determined by referring to the catalyst warm-up control execution flag. When the catalyst warm-up control execution flag is ON, it means that the catalyst warm-up control is being executed, and when it is OFF, it means that the catalyst warm-up control is not being executed.

触媒暖機制御を実行していない場合(ステップS13/NO)、ECU400は、判定値D1を失火判定値として設定するとともに(ステップS31)、判定値D3を触媒過熱判定値として設定する(ステップS33)。 When the catalyst warm-up control is not executed (step S13/NO), the ECU 400 sets the determination value D1 as the misfire determination value (step S31) and sets the determination value D3 as the catalyst overheat determination value (step S33). ).

その後、ECU400は、判定値D1を用いて失火判定を行う(ステップS35)。具体的には、エンジン100の回転変動量が、判定値D1よりも大きい場合に、失火が発生しているとして、失火回数を表す失火カウンタをカウントアップし、エンジン100の回転変動量が判定値D1以下の場合、失火カウンタを現在値で維持する。 After that, the ECU 400 makes a misfire determination using the determination value D1 (step S35). Specifically, when the rotational fluctuation amount of the engine 100 is larger than the determination value D1, it is determined that a misfire has occurred, and a misfire counter that indicates the number of misfires is counted up to determine that the rotational fluctuation amount of the engine 100 is the determination value. When D1 or less, the misfire counter is maintained at the current value.

また、ECU400は、判定値D3を用いて、触媒140が過熱しているか否かを判定する(ステップS37)。例えば、ECU400は、エンジン100での所定の点火回数に対する失火回数(失火カウンタ)が判定値D3よりも大きい場合に、触媒140が過熱していると判定する。 Further, the ECU 400 uses the determination value D3 to determine whether the catalyst 140 is overheated (step S37). For example, the ECU 400 determines that the catalyst 140 is overheated when the number of misfires (misfire counter) for the predetermined number of ignitions in the engine 100 is larger than the determination value D3.

一方、触媒暖機制御を実行中の場合(ステップS13/YES)、ECU400は、エンジン負荷応答要求があるか否かを判断する(ステップS15)。具体的には、ECU400は、エンジン100に要求される負荷が所定値よりも大きいか否か、すなわち、エンジン要求パワーが所定値よりも大きいか否かを判断する。例えば、ECU400は、車両要求パワーが走行用バッテリ310の出力可能パワーを超えた場合、エンジン負荷応答要求があると判断する。エンジン負荷応答要求がない場合(ステップS15/NO)、ECU400は、前述したステップS31〜S37の処理を実行し、図3の処理を終了する。 On the other hand, when the catalyst warm-up control is being executed (step S13/YES), the ECU 400 determines whether or not there is an engine load response request (step S15). Specifically, ECU 400 determines whether the load required for engine 100 is larger than a predetermined value, that is, whether the engine required power is larger than a predetermined value. For example, ECU 400 determines that there is an engine load response request when the vehicle required power exceeds the outputtable power of running battery 310. When there is no engine load response request (step S15/NO), the ECU 400 executes the processes of steps S31 to S37 described above, and ends the process of FIG.

一方、エンジン負荷応答要求がある場合(ステップS15/YES)、ECU400は、PN低減制御を開始する(ステップS16)。 On the other hand, if there is an engine load response request (step S15/YES), the ECU 400 starts the PN reduction control (step S16).

PN低減制御を開始すると、ECU400は、判定値D1よりも大きい判定値D2を失火判定値として設定する(ステップS17)。PN低減制御中は、通常運転時と比較して燃焼が弱くなるため、回転変動量が増大する。したがって、失火判定値として判定値D1を用いた場合、エンジン100が正常であるにも関わらず、回転変動量が判定値D1を超えているために、失火していると判定される。失火判定値を判定値D1よりも大きい判定値D2とすることにより、PN低減制御の実行中に、エンジン100が正常であるにも関わらず、失火していると誤判定されることを抑制することができる。 When the PN reduction control is started, the ECU 400 sets a judgment value D2 larger than the judgment value D1 as a misfire judgment value (step S17). During PN reduction control, combustion becomes weaker than during normal operation, so the amount of rotation fluctuation increases. Therefore, when the determination value D1 is used as the misfire determination value, it is determined that the engine 100 is normal, but the amount of rotation fluctuation exceeds the determination value D1, so that the engine 100 is misfiring. By setting the misfire determination value to be a determination value D2 that is larger than the determination value D1, it is possible to prevent an erroneous determination that a misfire has occurred even though the engine 100 is normal during execution of the PN reduction control. be able to.

また、ECU400は、判定値D3よりも小さい判定値D4を触媒過熱判定値に設定する(ステップS19)。PN低減制御中は、排気温度及び触媒温度が通常運転時よりも高くなる。そこで、判定値D3よりも小さい判定値D4を用いて、早期に失火兆候を検出し、触媒の過熱による溶損を抑制する。 Further, the ECU 400 sets the determination value D4 smaller than the determination value D3 as the catalyst overheat determination value (step S19). During the PN reduction control, the exhaust gas temperature and the catalyst temperature become higher than that during normal operation. Therefore, a judgment value D4 smaller than the judgment value D3 is used to detect a misfire sign at an early stage and suppress melting loss due to overheating of the catalyst.

その後、ECU400は、判定値D2を用いて失火判定を行い(ステップS21)、判定値D4を用いて触媒過熱判定を行う(ステップS23)。 After that, the ECU 400 performs the misfire determination using the determination value D2 (step S21) and the catalyst overheat determination using the determination value D4 (step S23).

ECU400は、触媒が過熱していると判定した場合(ステップS25/YES)、すなわち、判定値D2を用いて検出した失火回数が、判定値D4よりも大きい場合、PN低減制御を中止する(ステップS27)。より具体的には、ECU400は、点火遅角を禁止する。これにより、触媒の過熱による溶損を抑制できる。一方、触媒が過熱していないと判定した場合(ステップS25/NO)、図3の処理を終了する。 When the ECU 400 determines that the catalyst is overheated (step S25/YES), that is, when the number of misfires detected using the determination value D2 is larger than the determination value D4, the PN reduction control is stopped (step S25). S27). More specifically, ECU 400 prohibits ignition retard. As a result, melting loss due to overheating of the catalyst can be suppressed. On the other hand, when it is determined that the catalyst is not overheated (step S25/NO), the process of FIG. 3 ends.

図4は、失火判定値及び触媒過熱判定値の切替を示すタイムチャートの一例である。図4には、触媒暖機制御実行フラグ、PN低減制御実行フラグ、エンジン回転数、エンジン出力、点火時期、吸入空気量、失火判定値、回転変動量、触媒過熱判定値、及び失火カウンタを示している。 FIG. 4 is an example of a time chart showing switching between the misfire determination value and the catalyst overheat determination value. FIG. 4 shows a catalyst warm-up control execution flag, a PN reduction control execution flag, an engine speed, an engine output, an ignition timing, an intake air amount, a misfire determination value, a rotation variation amount, a catalyst overheat determination value, and a misfire counter. ing.

時刻t1に触媒暖機制御実行フラグがOFFからONに切り替えられると、触媒暖機制御が実行され、点火時期が遅角される。時刻t2に、エンジン負荷応答要求があると、触媒暖機制御実行フラグはOFFされ、PN低減制御実行フラグがONされる。PN低減制御実行フラグがONされると、ECU400は、点火時期を遅角させたまま、エンジン回転数を上昇させ、吸入空気量を増加させる。また、失火判定値を判定値D1から判定値D2に変更し、触媒過熱判定値を判定値D3から判定値D4に変更する。PN低減制御を実行すると、エンジン100の回転変動量が増加するため、そのまま判定値D1を用いると、エンジン100が正常であるにも関わらず、失火が発生しているとの誤判定が生じるおそれがある。失火判定値を判定値D1よりも大きな判定値D2とすることで、このような誤判定を抑制できる。また、PN低減制御中は、排気温度及び触媒温度が通常運転時よりも高くなる。そこで、判定値D3よりも小さい判定値D4を用いて、早期に失火兆候を検出することで、触媒の過熱による溶損を抑制できる。なお、判定値D1及びD2はそれぞれ、第1失火判定値及び第2失火判定値の一例であり、判定値D3及びD4はそれぞれ、第1基準値及び第2基準値の一例である。 When the catalyst warm-up control execution flag is switched from OFF to ON at time t1, the catalyst warm-up control is executed and the ignition timing is retarded. When there is an engine load response request at time t2, the catalyst warm-up control execution flag is turned off and the PN reduction control execution flag is turned on. When the PN reduction control execution flag is turned on, the ECU 400 increases the engine speed and increases the intake air amount while retarding the ignition timing. Further, the misfire determination value is changed from the determination value D1 to the determination value D2, and the catalyst overheat determination value is changed from the determination value D3 to the determination value D4. When the PN reduction control is executed, the rotation fluctuation amount of the engine 100 increases. Therefore, if the determination value D1 is used as it is, an erroneous determination that misfire has occurred may occur even though the engine 100 is normal. There is. By setting the misfire determination value to be a determination value D2 larger than the determination value D1, such an erroneous determination can be suppressed. Further, during the PN reduction control, the exhaust gas temperature and the catalyst temperature become higher than that during normal operation. Therefore, by using the judgment value D4 smaller than the judgment value D3 to detect the misfire sign early, it is possible to suppress the melting loss due to overheating of the catalyst. The determination values D1 and D2 are examples of the first misfire determination value and the second misfire determination value, and the determination values D3 and D4 are examples of the first reference value and the second reference value, respectively.

失火カウンタの値が判定値D4を超えた場合(時刻t3)、ECU400は、PN低減制御の実行を中止するため、点火時期の遅角が中止される。時刻t4において、触媒暖機制御の実行条件が満たされると、ECU400は、再び、触媒暖機制御を開始し、点火時期を遅角させる。 When the value of the misfire counter exceeds the determination value D4 (time t3), the ECU 400 stops the execution of the PN reduction control, and thus the retard of the ignition timing is stopped. When the execution condition of the catalyst warm-up control is satisfied at time t4, the ECU 400 starts the catalyst warm-up control again and retards the ignition timing.

以上、詳細に説明したように、本実施形態に係るECU400は、エンジン100からの排気を浄化する触媒140を、エンジン100における燃料の点火時期を遅角することにより暖機する触媒暖機制御を実行する。また、ECU400は、エンジン100の回転変動量が失火判定値D1よりも大きいか否かに基づいて、失火の発生を判定し、エンジン100の所定の点火回数に対して検出された失火回数が触媒過熱判定値D3よりも大きいか否かに基づいて、触媒140が過熱しているか否かを判定する。ECU400は、触媒暖機制御中であり、かつ、エンジン100に要求される負荷が所定値よりも大きい場合、失火判定値D1よりも大きい失火判定値D2よりエンジン100の回転変動量が大きいか否かに基づいて、失火の発生を判定し、触媒過熱判定値D3よりも小さい触媒過熱判定値D4より失火回数が大きいか否かに基づいて、触媒140が過熱しているか否かを判定し、触媒140が過熱していると判定した場合に、点火時期の遅角を中止する。これにより、触媒140が過熱により溶損する可能性を低減できるとともに、PNを低減させることができる。 As described above in detail, the ECU 400 according to the present embodiment performs catalyst warm-up control for warming up the catalyst 140 that purifies exhaust gas from the engine 100 by retarding the ignition timing of fuel in the engine 100. Execute. Further, the ECU 400 determines the occurrence of misfire based on whether the rotation fluctuation amount of the engine 100 is larger than the misfire determination value D1, and the number of misfires detected for a predetermined number of ignitions of the engine 100 is the catalyst. It is determined whether the catalyst 140 is overheated based on whether it is larger than the overheat determination value D3. When the catalyst warm-up control is being performed and the load required for the engine 100 is larger than a predetermined value, the ECU 400 determines whether or not the rotation fluctuation amount of the engine 100 is larger than the misfire determination value D2 which is larger than the misfire determination value D1. On the basis of whether or not the catalyst 140 is overheated based on whether or not the number of misfires is greater than the catalyst overheat determination value D4 which is smaller than the catalyst overheat determination value D3. When it is determined that the catalyst 140 is overheated, the retard of the ignition timing is stopped. As a result, it is possible to reduce the possibility that the catalyst 140 is melted and damaged due to overheating, and it is possible to reduce PN.

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。 The above embodiments are merely examples for carrying out the present invention, the present invention is not limited thereto, and various modifications of these examples are within the scope of the present invention. It is obvious from the above description that various other embodiments are possible within the scope.

10 車両
100 エンジン
140 触媒
400 ECU
10 Vehicle 100 Engine 140 Catalyst 400 ECU

Claims (1)

内燃機関からの排気を浄化する触媒を、前記内燃機関における燃料の点火時期を遅角することにより暖機する触媒暖機制御を実行する触媒暖機制御部と、
前記触媒暖機制御の実行中であるか否かを判断する暖機制御判定部と、
前記内燃機関に要求される負荷が所定値よりも大きいか否かを判断する負荷判定部と、
前記内燃機関の回転変動量が第1失火判定値よりも大きいか否かに基づいて、失火の発生を検出する失火検出部と、
前記内燃機関での所定の点火回数に対する前記失火検出部により検出された失火回数が第1基準値よりも大きいか否かに基づいて、前記触媒が過熱しているか否かを判定する触媒過熱判定部と、を備え、
前記触媒暖機制御中であり、かつ、前記内燃機関に要求される負荷が所定値よりも大きい場合、
前記失火検出部は、前記第1失火判定値よりも大きい第2失火判定値より前記内燃機関の回転変動量が大きいか否かに基づいて、失火の発生を検出し、
前記触媒過熱判定部は、前記第1基準値よりも小さい第2基準値より前記失火回数が大きいか否かに基づいて、前記触媒が過熱しているか否かを判定し、
前記触媒暖機制御部は、前記触媒過熱判定部が前記触媒が過熱していると判定した場合に、前記点火時期の遅角を中止する、
内燃機関の制御装置。
A catalyst warm-up control unit that executes catalyst warm-up control for warming up a catalyst that purifies exhaust gas from an internal combustion engine by retarding ignition timing of fuel in the internal combustion engine,
A warm-up control determination unit that determines whether or not the catalyst warm-up control is being executed;
A load determination unit that determines whether the load required for the internal combustion engine is greater than a predetermined value,
A misfire detection unit that detects the occurrence of misfire based on whether the rotational fluctuation amount of the internal combustion engine is greater than a first misfire determination value;
Catalyst overheat determination for determining whether or not the catalyst is overheated based on whether or not the number of misfires detected by the misfire detector for a predetermined number of ignitions in the internal combustion engine is greater than a first reference value And a section,
During the catalyst warm-up control, and when the load required for the internal combustion engine is larger than a predetermined value,
The misfire detection unit detects the occurrence of misfire based on whether or not the rotational fluctuation amount of the internal combustion engine is greater than the second misfire determination value that is greater than the first misfire determination value,
The catalyst overheat determination unit determines whether the catalyst is overheated based on whether the number of misfires is greater than a second reference value that is smaller than the first reference value,
The catalyst warm-up control unit cancels the retard of the ignition timing when the catalyst overheat determination unit determines that the catalyst is overheated,
Control device for internal combustion engine.
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