JP2020143660A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
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Abstract
【課題】フィルタへの粒子状物質の堆積量の増加を抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】排気経路に粒子状物質を捕集するフィルタが設けられた内燃機関のアクセル開度を取得するアクセル開度取得部と、前記内燃機関が暖機中であるか否か判定する判定部と、前記内燃機関が暖機中であると判定され、かつ前記アクセル開度が所定量以上である場合、前記内燃機関の出力を制限する制御部と、を具備する内燃機関の制御装置。【選択図】図２
Description
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
内燃機関の排気経路には、排気を浄化する触媒およびフィルタが設けられる。触媒の暖機中には内燃機関の出力を小さくすることで排気の量を抑制し、エミッションの悪化を抑制する技術が開発されている（特許文献１）。
排気経路に設けられたフィルタは排気中の粒子状物質（ＰＭ：Particle Matter）を捕集する。内燃機関の暖機中におけるＰＭ排出量は、暖機後に比べて多い。したがって、暖機中にアクセルが大きく踏み込まれると、フィルタへのＰＭの堆積量も多くなる。そこで、フィルタへの粒子状物質の堆積量の増加を抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
上記目的は、排気経路に粒子状物質を捕集するフィルタが設けられた内燃機関のアクセル開度を取得するアクセル開度取得部と、前記内燃機関が暖機中であるか否か判定する判定部と、前記内燃機関が暖機中であると判定され、かつ前記アクセル開度が所定量以上である場合、前記内燃機関の出力を制限する制御部と、を具備する内燃機関の制御装置によって達成できる。
フィルタへの粒子状物質の堆積量の増加を抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供できる。
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本実施例の内燃機関の制御装置について説明する。図１はエンジンシステム１００を例示する模式図である。図１に示すように、エンジンシステム１００は、内燃機関１０、過給機５４、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を有する。内燃機関１０は例えばディーゼルエンジンであり、複数の気筒＃１〜＃４を有する。水温センサ６２は内燃機関１０の冷却水の温度を検出する。アクセルペダル６３の踏み込み量によりアクセル開度および内燃機関１０の出力は変化する。アクセル開度センサ６４はアクセル開度を検出する。
以下、図面を参照して本実施例の内燃機関の制御装置について説明する。図１はエンジンシステム１００を例示する模式図である。図１に示すように、エンジンシステム１００は、内燃機関１０、過給機５４、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を有する。内燃機関１０は例えばディーゼルエンジンであり、複数の気筒＃１〜＃４を有する。水温センサ６２は内燃機関１０の冷却水の温度を検出する。アクセルペダル６３の踏み込み量によりアクセル開度および内燃機関１０の出力は変化する。アクセル開度センサ６４はアクセル開度を検出する。
インテークマニホールド２１およびエキゾーストマニホールド２２は内燃機関１０の気筒に対応して分岐した経路を有し、かつ各気筒に接続されている。過給機５４はコンプレッサ５６およびタービン５８を有する。
図１に示すように、インテークマニホールド２１の上流端には吸気管２０が接続される。吸気管２０には上流側からエアクリーナ４０、エアフロ―メータ４２、コンプレッサ５６、スロットルバルブ４４が設けられている。バイパス経路２４は、吸気管２０のうち、エアフロ―メータ４２とコンプレッサ５６との間に接続され、かつコンプレッサ５６とスロットルバルブ４４との間に接続されている。バイパス経路２４の途中にはバイパスバルブ２６が設けられている。
エキゾーストマニホールド２２の下流端には排気管２３が接続され、これらは排気経路を形成する。排気管２３には上流側から順にタービン５８、触媒５０、フィルタ５２が設けられている。バイパス経路２５は、排気管２３のうちタービン５８より上流側に接続され、かつタービン５８と触媒５０との間に接続されている。バイパス経路２５の途中にはウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）２７が設けられている。
吸気管２０から導入される吸気はエアクリーナ４０を通過し、インテークマニホールド２１において内燃機関１０の各気筒に対応して分岐する。気筒に導入される吸気は燃料との混合気を生成する。混合気の燃焼により生じる動力がクランクシャフトに伝達される。燃焼後の排気はエキゾーストマニホールド２２および排気管２３を通じて排出される。
排気管２３のタービン５８に排気が導入されることで、タービン５８が回転する。コンプレッサ５６はタービン５８に連結されており、タービン５８とともに回転する。コンプレッサ５６の回転により吸気管２０内の吸気が圧縮され、吸気圧が上昇する。
排気管２３に設けられた触媒５０は例えば三元触媒であり、排気中のＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘなどを浄化する。フィルタ５２はディーゼルパーティクルフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particle Filter）であり、排気中の粒状物質（ＰＭ）を捕集する。フィルタ５２にＰＭが堆積すると目詰まりする恐れがある。堆積量が所定量以上になった場合、ＰＭを燃焼させるフィルタ再生処理が行われる。
内燃機関１０の暖機中など低温時には高温時に比べてＰＭが多く発生する。特に低温時において、アクセルペダル６３が大きく踏み込まれ高い出力要求があると、燃料の不完全燃焼およびオイル希釈によりＰＭが増加し、フィルタ５２へのＰＭの堆積量も増加する。本実施形態では内燃機関１０の出力を制限することで、ＰＭの堆積量の増加を抑制する。
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶装置等を備える。ＥＣＵ６０は記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより各種制御を行う。
ＥＣＵ６０は、スロットルバルブ４４、バイパスバルブ２６およびＷＧＶ２７の開度を取得し、かつこれらを制御する。ＥＣＵ６０は、エアフロ―メータ４２が検出する吸入空気量（吸気量）を取得し、水温センサ６２が検出する冷却水の温度を取得し、アクセル開度センサ６４からアクセル開度を取得する。ＥＣＵ６０は冷却水の温度に基づき内燃機関１０が暖機中であるか否か判定する判定部として機能する。ＥＣＵ６０は、アクセル開度と内燃機関１０の出力との関係に非線形処理することで内燃機関１０の出力を制限する制御部として機能する。
図２はアクセル開度と内燃機関１０の出力との関係を例示する図である。横軸はユーザがアクセルペダル６３を踏み込んだ際のアクセル開度を表す。縦軸は内燃機関１０の出力を表す。破線は比較例、実線は第１実施形態を示す。
破線で示す比較例では非線形処理は行わない。アクセル開度がＡ１の場合、出力はＰ１である。一方、実線で示す第１実施形態では非線形処理により、アクセル開度と出力との関係が非線形になり、例えば下に凸の曲線で表される。アクセル開度がＡ１の場合、出力はＰ１より低いＰ２である。
図３はＥＣＵ６０が実行する制御を例示するフローチャートである。図３に示すように、ＥＣＵ６０は水温センサ６２が検出する水温Ｔｗを取得し（ステップＳ１０）、アクセル開度センサ６４が検出するアクセル開度Ａを取得する（ステップＳ１２）。
ＥＣＵ６０は水温Ｔｗに基づき内燃機関１０が暖機中であるか否か判定する（ステップＳ１４）。例えば水温Ｔｗが所定の温度Ｔｔｈ未満ならば暖機中と判定する。肯定判定（Ｙｅｓ）ならば、ＥＣＵ６０はアクセル開度Ａが所定の開度Ａｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。肯定判定の場合、ＥＣＵ６０はアクセル開度の非線形処理を行う（ステップＳ１８）。すなわち、ユーザが要求するアクセル開度に比べて、実際に内燃機関１０を制御するためのアクセル開度を小さく制御する。これにより図２に実線で示したように内燃機関１０の出力が低く制限される。ステップＳ１４またはＳ１６で否定判定（Ｎｏ）の場合、非線形処理を行わずに制御は終了する。
第１実施形態によれば、内燃機関１０の暖機中に高出力を要求（アクセル開度Ａ≧Ａｔｈ）のようなラフな操作が行われＰＭが増加する恐れがある場合、ＥＣＵ６０は内燃機関１０の出力を制限する。出力の低下によりＰＭの発生が抑制され、また排気の流量が低減する。これによりフィルタ５２へのＰＭの堆積量の増加が抑制される。
堆積量の抑制によりフィルタ再生処理の頻度、およびフィルタ５２の交換の頻度も減少する。また、ＰＭを含む排気の流量が抑制されることで、エミッションが改善する。なお、アクセル開度の非線形処理以外に、要求トルクまたは要求出力を低く制御することで、内燃機関１０の出力を抑制してもよい。
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０ 内燃機関
２０ 吸気管
２１ インテークマニホールド
２２ エキゾーストマニホールド
２３ 排気管
２４、２５ バイパス経路
２６ バイパスバルブ
２７ ＷＧＶ
４０ エアクリーナ
４２ エアフロ―メータ
４４ スロットルバルブ
５０ 触媒
５２ フィルタ
５４ 過給機
５６ コンプレッサ
５８ タービン
６０ ＥＣＵ
６２ 水温センサ
６３ アクセルペダル
６４ アクセル開度センサ
１００ エンジンシステム
２０ 吸気管
２１ インテークマニホールド
２２ エキゾーストマニホールド
２３ 排気管
２４、２５ バイパス経路
２６ バイパスバルブ
２７ ＷＧＶ
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４２ エアフロ―メータ
４４ スロットルバルブ
５０ 触媒
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５６ コンプレッサ
５８ タービン
６０ ＥＣＵ
６２ 水温センサ
６３ アクセルペダル
６４ アクセル開度センサ
１００ エンジンシステム
Claims (1)
- 排気経路に粒子状物質を捕集するフィルタが設けられた内燃機関のアクセル開度を取得するアクセル開度取得部と、
前記内燃機関が暖機中であるか否か判定する判定部と、
前記内燃機関が暖機中であると判定され、かつ前記アクセル開度が所定量以上である場合、前記内燃機関の出力を制限する制御部と、を具備する内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
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| JP2019043170A JP2020143660A (ja) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | 内燃機関の制御装置 |
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