JP2021139309A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
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.
内燃機関を搭載した車両では、内燃機関の負荷が増大した場合に内燃機関の回転数が落ち込み、エンジンストールに至る場合がある。例えば内燃機関を搭載したフォークリフトでは、アクセルペダルを踏み込んで内燃機関の回転数を上げることを行わずにアイドリング状態でフォークの昇降やマストのチルトを行うと、内燃機関の負荷の増大に伴う回転数の落ち込みにより、エンジンストールに至る場合がある。 In a vehicle equipped with an internal combustion engine, when the load on the internal combustion engine increases, the rotation speed of the internal combustion engine drops, which may lead to engine stall. For example, in a forklift equipped with an internal combustion engine, if the fork is raised or lowered or the mast is tilted while idling without depressing the accelerator pedal to increase the rotation speed of the internal combustion engine, the rotation speed due to the increase in the load of the internal combustion engine. The depression may lead to an engine stall.
例えば特許文献1には、燃焼室内に直接燃料を噴射し、運転状態に応じて予混合燃焼と層状燃焼を切り換え、アイドル時には層状燃焼を行うとともに外部負荷の増加に対して空気量と燃料増量を行い、アイドル時に空気量または空気量に相関するパラメータが所定値を超えた場合、予混合燃焼に切り換える筒内噴射型内燃エンジンの制御装置が開示されている。
For example, in
特許文献1には、外部負荷が増大した場合に、まず燃料量を増大させ、空燃比が下限空燃比に達した場合は次に空気量を増大させて空燃比を上限空燃比まで変更し、さらに燃料量を増大させ、燃料量と空気量の交互の増量を繰り返すことで増大した外部負荷に対処(外部負荷による回転落ち込みに対処)する、と記載されている。しかし、例えばアイドル状態で負荷の増大による回転数の落ち込みが発生した場合では、燃料量の増大と空気量の増大を交互に行うような時間的余裕は無く、速やかに回転数を上昇させなければエンジンストールに至ってしまう。しかも、燃料量と空気量を交互に増量するので制御が比較的複雑である。
According to
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、内燃機関の負荷の増大による回転数の落ち込みが発生した際、よりシンプルな制御にて、速やかに燃料噴射量を増量させてエンジンストールを防止することができる内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。 The present invention was devised in view of these points, and when a decrease in the number of revolutions occurs due to an increase in the load of the internal combustion engine, the fuel injection amount can be quickly increased by simpler control. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine capable of preventing an engine stall.
上記課題を解決するため、第1の発明は、内燃機関の運転状態を検出し、検出した前記運転状態に応じた燃料噴射量を算出し、算出した前記燃料噴射量に基づいて燃料を噴射させる内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記内燃機関の回転数が増量実施回転数以下、かつ、前記内燃機関の回転数の落ち込み速度が増量実施落ち込み速度以上、となった増量実施条件が成立したか否かを判定する増量実施判定部と、前記増量実施条件が成立した場合に前記燃料噴射量を増量する増量実施部と、を有する、内燃機関の制御装置である。 In order to solve the above problems, the first invention detects the operating state of the internal combustion engine, calculates the fuel injection amount according to the detected operating state, and injects fuel based on the calculated fuel injection amount. A control device for an internal combustion engine, wherein the rotation speed of the internal combustion engine is equal to or less than the increase execution speed, and the drop speed of the internal combustion engine rotation speed is equal to or higher than the increase execution reduction speed. It is an internal combustion engine control device having an increase execution determination unit for determining whether or not the condition is satisfied, and an increase execution unit for increasing the fuel injection amount when the increase execution condition is satisfied.
次に、第2の発明は、上記第1の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記内燃機関の所定の工程に同期させて噴射する前記燃料噴射量である同期噴射量を噴射する同期噴射と、前記内燃機関の工程に関わらず所定の非同期噴射実行条件が成立した場合に、前記同期噴射量とは異なる前記燃料噴射量として算出した非同期噴射量を噴射する非同期噴射と、を実行しており、前記増量実施部にて、前記増量実施条件が成立したタイミングに対して前記燃料噴射量の増量が前記同期噴射に間に合う場合には、前記増量に応じた増量噴射量を前記同期噴射量に加算して前記同期噴射を実行し、前記増量実施条件が成立したタイミングに対して前記燃料噴射量の増量が前記同期噴射に間に合わない場合には、前記増量噴射量を前記非同期噴射量として前記非同期噴射を実行する、内燃機関の制御装置である。 Next, the second invention is the control device for the internal combustion engine according to the first invention, wherein the control device is the fuel injection amount to be injected in synchronization with a predetermined process of the internal combustion engine. Synchronous injection that injects the injection amount and asynchronous injection that injects the asynchronous injection amount calculated as the fuel injection amount different from the synchronous injection amount when a predetermined asynchronous injection execution condition is satisfied regardless of the process of the internal combustion engine. When the fuel injection amount is increased in time for the synchronous injection with respect to the timing when the increase execution condition is satisfied, the injection is executed, and the increase injection according to the increase is performed. The amount is added to the synchronous injection amount to execute the synchronous injection, and when the increase in the fuel injection amount is not in time for the synchronous injection with respect to the timing when the increase execution condition is satisfied, the increased injection amount is added. It is a control device of an internal combustion engine that executes the asynchronous injection as the asynchronous injection amount.
次に、第3の発明は、上記第1の発明または第2の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記内燃機関の前記運転状態がアイドリング状態である場合、アイドリング状態での回転数の変動を抑制するアイドル安定化制御を実行しており、前記アイドリング状態である場合、前記アイドル安定化制御に加えて、前記増量実施判定部と前記増量実施部を有する回転落ち込み抑制制御を実行する、内燃機関の制御装置である。 Next, the third invention is a control device for an internal combustion engine according to the first invention or the second invention, and the control device is idling when the operating state of the internal combustion engine is an idling state. Idle stabilization control that suppresses fluctuations in the number of revolutions in the state is executed, and in the idling state, in addition to the idle stabilization control, the rotation drop having the increase execution determination unit and the increase execution unit. It is a control device for an internal combustion engine that executes suppression control.
次に、第4の発明は、上記第1の発明〜第3の発明のいずれか1つに係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記増量実施部にて前記燃料噴射量を増量した後、前記内燃機関の回転数が前記増量実施回転数よりも高い回転数に設定された増量解除回転数以上となった場合、または、前記増量実施部にて前記燃料噴射量の増量を開始してから所定期間経過した場合、の少なくとも一方が成立した場合に前記増量実施部での前記燃料噴射量の増量を終了する増量解除部、を有する、内燃機関の制御装置である。 Next, the fourth invention is a control device for an internal combustion engine according to any one of the first to third inventions, wherein the control device is a fuel injection amount at the increase execution unit. After increasing the amount, when the rotation speed of the internal combustion engine becomes equal to or higher than the increase release rotation speed set to a rotation speed higher than the increase execution rotation speed, or the fuel injection amount is increased by the increase execution unit. This is an internal combustion engine control device having an increase release unit that ends the increase in the fuel injection amount at the increase execution unit when at least one of the above is satisfied when a predetermined period has elapsed from the start of the above.
第1の発明によれば、内燃機関の負荷の増大によって、内燃機関の回転数が増量実施回転数以下、かつ、内燃機関の回転数の落ち込み速度が増量実施落ち込み速度以上、となった増量実施条件が成立時に、速やかに燃料噴射量を増量する。従って、内燃機関の負荷の増大による回転数の落ち込みが発生した際、よりシンプルな制御にて速やかに燃料噴射量を増量させて回転数の落ち込みを抑制し、エンジンストールを防止することができる。 According to the first invention, due to an increase in the load of the internal combustion engine, the rotation speed of the internal combustion engine is equal to or less than the increased rotation speed, and the reduction speed of the internal combustion engine rotation speed is equal to or more than the increase implementation reduction speed. When the conditions are met, the fuel injection amount is increased promptly. Therefore, when a decrease in the engine speed occurs due to an increase in the load of the internal combustion engine, the fuel injection amount can be quickly increased by simpler control to suppress the decrease in the engine speed, and engine stall can be prevented.
第2の発明によれば、燃料噴射量の増量を実施する際、同期噴射に間に合う場合では同期噴射量を増量し、同期噴射に間に合わない場合には非同噴射を実行することで増量する。これにより、よりシンプルな制御にて速やかに燃料噴射量を増量させることができる。 According to the second invention, when the fuel injection amount is increased, the synchronous injection amount is increased when the synchronous injection is in time, and the non-same injection is executed when the synchronous injection is not in time. As a result, the fuel injection amount can be increased quickly with simpler control.
アイドリング状態は、内燃機関の通常の運転状態(始動後において加減速時でない運転状態)において、回転数が最も低い(エンジンストールが発生しやすい)状態であると考えられる。第3の発明によれば、アイドリング状態において、アイドル安定化制御にて比較的小さな負荷の変動に対して回転数の変動を抑制(すなわち、エンジンストールを抑制)しつつ、比較的大きな負荷の変動が突然発生しても、回転落ち込み抑制制御にて、エンジンストールを適切に防止できる。 The idling state is considered to be a state in which the number of revolutions is the lowest (engine stall is likely to occur) in the normal operating state of the internal combustion engine (operating state not during acceleration / deceleration after starting). According to the third invention, in the idling state, the fluctuation of the rotation speed is suppressed (that is, the engine stall is suppressed) with respect to the fluctuation of a relatively small load by the idle stabilization control, and the fluctuation of a relatively large load is suppressed. Even if sudden occurrence occurs, engine stall can be appropriately prevented by the rotation drop suppression control.
第4の発明によれば、増量実施部による燃料噴射量の増量を、適切なタイミングで解除(終了)させることができる。 According to the fourth invention, the increase in the fuel injection amount by the amount increase executing unit can be canceled (finished) at an appropriate timing.
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。まず図1を用いて、本発明である内燃機関の制御装置(以降、制御装置50と記載する)を有する内燃機関システム1の全体構成について説明する。本実施の形態の説明では、内燃機関としてガソリンエンジンが搭載された車両の例を用いて説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 1, the overall configuration of an internal
●[内燃機関システム1の全体構成の例(図1)]
図1を用いて、制御装置50(内燃機関の制御装置)を有する内燃機関システム1の全体構成について、吸気側から排気側に向かって順に説明する。なお、吸気管11A、11B、吸気マニホルド11Cにて吸気経路が形成され、排気マニホルド12A、排気管12Bにて排気経路が形成されている。
● [Example of overall configuration of internal combustion engine system 1 (Fig. 1)]
With reference to FIG. 1, the overall configuration of the internal
吸気管11Aの流入側には、吸気量検出手段21(例えば、吸気量センサ)が設けられている。吸気量検出手段21は、内燃機関10(ガソリンエンジン)が吸入した吸気の流量に応じた検出信号を制御装置50に出力する。また吸気量検出手段21には、吸気温度検出手段28A(例えば、温度センサ)が設けられている。吸気温度検出手段28Aは、吸気量検出手段21を通過する吸気の温度(外気温度)に応じた検出信号を制御装置50に出力する。なお、吸気量検出手段21の代わりに、吸気マニホルド11Cに設けた吸気圧力検出手段24(例えば、吸気圧力センサ)を用いて検出した圧力にて吸気量を推定するようにしてもよい。
An intake air amount detecting means 21 (for example, an intake air amount sensor) is provided on the inflow side of the
吸気管11Aの流出側は、スロットル装置47の流入側に接続されている。そしてスロットル装置47の流出側は、吸気管11Bの流入側に接続されている。
The outflow side of the
スロットル装置47は、制御装置50からの制御信号に基づいて吸気管11B(吸気管11A)の開度を調整するスロットルバルブ47Vを駆動し、吸気量を調整可能である。制御装置50は、スロットル開度検出手段47S(例えば、スロットル開度センサ)からの検出信号と目標スロットル開度に基づいて、スロットル装置47に制御信号を出力して吸気管11B(吸気管11A)に設けられたスロットルバルブ47Vの開度を調整可能である。内燃機関システム1では、制御装置50は、アクセルペダル踏込量検出手段25にて検出されたアクセルペダルの踏込量に基づいた開度へと、スロットルバルブ47Vの開度を制御する。
The
アクセルペダル踏込量検出手段25は、例えばアクセルペダル踏込角度センサであり、アクセルペダルに設けられている。制御装置50は、アクセルペダル踏込量検出手段25からの検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出することが可能である。
The accelerator pedal depression amount detecting means 25 is, for example, an accelerator pedal depression angle sensor, and is provided on the accelerator pedal. The
吸気管11Bの下流側は、吸気マニホルド11Cの流入側に接続されている。吸気マニホルド11Cの流出側は内燃機関10の流入側に接続されている。
The downstream side of the intake pipe 11B is connected to the inflow side of the intake manifold 11C. The outflow side of the intake manifold 11C is connected to the inflow side of the
内燃機関10は複数のシリンダ45を有しており、インジェクタ43が、それぞれのシリンダに対応させて設けられている。インジェクタ43には、図示省略した燃料配管を介して燃料が供給されており、インジェクタ43は、制御装置50からの制御信号によって駆動され、それぞれのシリンダ45に向けて燃料を噴射する。またシリンダ45には、点火プラグ42が設けられており、点火プラグ42はイグナイタ41に接続されている。イグナイタ41は、制御装置50からの制御信号(充放電信号)に基づいて点火エネルギーを充電し、点火プラグ42を介してシリンダ45内で放電して火花を発生させる。例えば内燃機関10が4気筒の場合、内燃機関10はシリンダ45A〜45Dの4つのシリンダを有しており、各シリンダに対応させてインジェクタ43A〜43D、点火プラグ42A〜42Dが設けられている。
The
内燃機関10には、クランク角度検出手段22、カム角度検出手段23、クーラント温度検出手段28C等が設けられている。クランク角度検出手段22は、例えば回転センサであり、内燃機関10のクランクシャフトの回転角度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。カム角度検出手段23は、例えば回転センサであり、内燃機関10のカムシャフトの回転角度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。制御装置50は、カムシャフトの回転角度とクランクシャフトの回転角度に基づいて、どの気筒が、どの工程の、どのような角度タイミングであるか、を認識することができる。クーラント温度検出手段28Cは、例えば温度センサであり、内燃機関10内に循環されている冷却用クーラントの温度を検出し、検出した温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。
The
内燃機関10の排気側には排気マニホルド12Aの流入側が接続され、排気マニホルド12Aの流出側には排気管12Bの流入側が接続されている。排気管12Bの流出側は排気浄化装置60の流入側に接続されている。図示省略するが、内燃機関10がガソリンエンジンの場合、排気浄化装置60は、三元触媒である。
The inflow side of the
排気マニホルド12AにはEGR配管13の流入側が接続され、EGR配管13の流出側は吸気マニホルド11Cに接続されている。またEGR配管13には、制御装置50からの制御信号に基づいて開度が調整されるEGR弁13Vが設けられている。
The inflow side of the
排気管12Bには、A/F検出手段26、排気温度検出手段29Aが設けられている。A/F検出手段26は、例えば空燃比センサであり、排気ガスから検出した空燃比に応じた検出信号を制御装置50に出力する。また排気温度検出手段29Aは、例えば排気温度センサであり、排気温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。
The
制御装置50は、CPU51、RAM52、記憶手段53、タイマ54等を有している。RAM52、記憶手段53、タイマ54等は、各種のバスにてCPU51と接続されている。記憶手段53は、例えばEEP−ROMやFlashROM等の記憶装置であり、後述する処理を実行するためのプログラムやデータ等が記憶されている。またCPU51は、後述する増量実施判定部51A、増量実施部51B、増量解除部51C等を有している。
The
制御装置50は、上記のインジェクタ43、イグナイタ41、スロットル装置47、EGR弁13Vを含めた各種のアクチュエータを制御する。そして制御装置50は、図1に示す各検出手段や各アクチュエータに限定されず、上記の検出手段を含めた各種の検出手段からの検出信号や、各アクチュエータの制御状態に基づいて、内燃機関10の運転状態を検出可能である。
The
例えば図1に示す内燃機関システム1がフォークリフトに搭載されている場合、アイドリング状態の場合に、荷物の昇降や、マストの傾斜角度の変更等によって内燃機関10の負荷が急激に増大すると、内燃機関10の回転数がアイドリング回転数から比較的大きく落ち込む。このとき、アイドリング回転数の変動を抑制して一定回転数に維持するアイドル安定化制御を実行していても、回転数の落ち込みが大きい場合、エンジンストールに至る場合が考えられる。本願では、以下に説明する回転落ち込み抑制制御を実行することで、回転数の落ち込みを抑制してエンジンストールを回避する。
For example, when the internal
●[制御装置50の処理手順(回転数算出処理(図2)]
本発明の回転落ち込み抑制制御は、回転数に基づいて燃料噴射量を増量するか否かを判定し、増量すると判定した場合は非同期噴射または同期噴射にて増量する。図2に示す回転数算出処理は、増量するか否かの判定と、非同期噴射の実施を有している。図2に示す回転数算出処理は、例えばクランク角度検出手段22からの検出信号に基づいて、クランクシャフトが所定角度回転する毎に、制御装置50(CPU51)は図2に示すステップS010に処理を進める。
● [Processing procedure of control device 50 (rotation speed calculation process (FIG. 2)]
The rotation drop suppression control of the present invention determines whether or not to increase the fuel injection amount based on the rotation speed, and if it is determined to increase the amount, the amount is increased by asynchronous injection or synchronous injection. The rotation speed calculation process shown in FIG. 2 includes determination of whether or not to increase the amount and execution of asynchronous injection. In the rotation speed calculation process shown in FIG. 2, for example, the control device 50 (CPU 51) performs a process in step S010 shown in FIG. 2 every time the crankshaft rotates by a predetermined angle based on a detection signal from the crank
ステップS010にて制御装置50は、回転数を算出する既存の処理にて内燃機関10の回転数を算出し、ステップS020へ処理を進める。なお、内燃機関10の回転数を算出する処理は既存の処理であるので、説明を省略するが、例えばクランクシャフトが所定角度を回転した際に有した時間等から算出する。
In step S010, the
ステップS020にて制御装置50は、回転落ち抑制フラグがONであるか否かを判定する。回転落ち抑制フラグは、制御装置50の起動時にはOFFに初期化され、回転落ち込み抑制制御を実行している場合にONに設定されるフラグである。制御装置50は、回転落ち抑制フラグがONである場合(Yes)はステップS060へ処理を進め、回転落ち抑制フラグがONでない場合(No)はステップS025へ処理を進める。
In step S020, the
ステップS025にて制御装置50は、ステップS010にて求めた回転数が増量実施回転数以下であるか否かを判定する。なお、増量実施回転数は、実際の車両による実験やシミュレーション等によって、適切な値が設定されている。例えばアイドリング回転数が750[rpm]程度に設定されている場合、増量実施回転数は400[rpm]程度に設定されている。制御装置50は、回転数が増量実施回転数以下である場合(Yes)はステップS030へ処理を進め、回転数が増量実施回転数よりも高い場合(No)はステップS110へ処理を進める。
In step S025, the
ステップS030にて制御装置50は、回転落ち込み速度が増量実施落ち込み速度以上であるか否かを判定する。なお、増量実施落ち込み速度は、実際の車両による実験やシミュレーション等によって、適切な値が設定されている。また制御装置50は、例えば前回の処理時の回転数から、今回の処理時の回転数を減算することで、回転落ち込み速度を求める。制御装置50は、回転落ち込み速度が増量実施落ち込み速度以上である場合(Yes)はステップS035に処理を進め、回転落ち込み速度が増量実施落ち込み速度未満である場合(No)はステップS110へ処理を進める。
In step S030, the
ステップS035にて制御装置50は、回転落ち抑制フラグをONに設定してステップS040に処理を進める。
In step S035, the
上記のステップS025、S030、S035の処理を実行している制御装置50(CPU51)は、内燃機関10の回転数が増量実施回転数以下、かつ、内燃機関10の回転数の落ち込み速度が増量実施落ち込み速度以上、となった増量実施条件が成立したか否かを判定する、増量実施判定部51A(図1参照)に相当する。
In the control device 50 (CPU51) executing the processes of steps S025, S030, and S035, the rotation speed of the
ステップS040にて制御装置50は、タイマが起動中であるか否かを判定する。なお、タイマは、回転落ち抑制フラグをONに設定してからの経過時間を計測するためのタイマである。制御装置50は、タイマが起動中である場合(Yes)はステップS110に処理を進め、タイマが起動中でない場合(No)はステップS045に処理を進める。
In step S040, the
ステップS045にて制御装置50は、タイマを起動してステップS110に処理を進める。
In step S045, the
ステップS060にて制御装置50は、回転数が増量解除回転数以上であるか否かを判定する。なお、増量解除回転数は、増量実施回転数よりも高い回転数であり、実際の車両による実験やシミュレーション等によって、適切な値が設定されている。例えばアイドリング回転数が750[rpm]程度に設定され、増量実施回転数が400[rpm]程度に設定されている場合、増量解除回転数は700[rpm]程度に設定されている。制御装置50は、回転数が増量解除回転数以上である場合(Yes)はステップS070へ処理を進め、回転数が増量解除回転数未満である場合(No)はステップS065に処理を進める。
In step S060, the
ステップS065にて制御装置50は、タイマにて計測した時間が増量解除時間以上であるか否かを判定する。なお、増量解除時間は、実際の車両による実験やシミュレーション等によって、適切な値が設定されている。例えば増量解除時間は、数[秒]程度である。制御装置50は、増量解除時間以上である場合(Yes)はステップS070へ処理を進め、増量解除時間未満である場合(No)はステップS110へ処理を進める。
In step S065, the
ステップS070にて制御装置50は、回転落ち抑制フラグをOFFに設定してステップS110へ処理を進める。
In step S070, the
上記のステップS060、S065、S070の処理を実行している制御装置50(CPU51)は、増量実施部51B(図1参照)にて燃料噴射量を増量した後、内燃機関10の回転数が増量実施回転数よりも高い回転数に設定された増量解除回転数以上となった場合、または、増量実施部51B(図1参照)にて燃料噴射量の増量を開始してから所定期間経過後(増量解除時間が経過後)の場合、の少なくとも一方が成立した場合に増量実施部51B(図1参照)での燃料噴射量の増量を終了する増量解除部51C(図1参照)に相当する。なお、本実施の形態の説明では、燃料噴射の増量を開始してからの「所定期間」を、増量解除「時間」とした例を説明したが、「時間」でなく「クランクシャフトがN回、回転するまで」等の「期間」としてもよい。
In the control device 50 (CPU51) executing the processes of steps S060, S065, and S070 described above, the fuel injection amount is increased by the amount increase executing
ステップS110にて制御装置50は、回転落ち抑制フラグがONであるか否かを判定する。制御装置50は、回転落ち抑制フラグがONである場合(Yes)はステップS115Aへ処理を進め、回転落ち抑制フラグがONでない場合(No)はステップS115Bへ処理を進める。
In step S110, the
ステップS115Aにて制御装置50は、内燃機関10の運転状態に基づいて増量噴射量を算出し、算出した増量噴射量を記憶してステップS120へ処理を進める。例えば制御装置50は、吸気量検出手段を有する場合では吸気量に応じた増量噴射量が設定されたマップを用い、吸気圧力検出手段を有する場合では吸気圧力に応じた増量噴射量が設定されたマップを用いて、増量噴射量を算出する。また、A/F検出手段を用いて前回の増量の結果の空燃比を求め、オーバーリッチの場合は適宜増量噴射量を低減させるようにしてもよい。
In step S115A, the
ステップS115Bにて制御装置50は、増量噴射量をゼロに初期化して記憶し、ステップS120へ処理を進める。
In step S115B, the
ステップS120にて制御装置50は、処理SA100(非同期噴射処理)を実行して、図2に示す処理を終了する。なお、処理SA100(非同期噴射処理)の詳細については、以下に説明する。
In step S120, the
以上の処理により、図5に示すように、制御装置50は、内燃機関の負荷が増大して、回転数が増量実施回転数N1以下、かつ、回転落ち込み速度が増量実施落ち込み速度以上、となった場合に回転落ち抑制フラグをONに設定する。また制御装置50は、回転数が増量解除回転数N2以上となった場合(または増量解除時間が経過した場合、の少なくとも一方が成立した場合)に回転落ち抑制フラグをOFFに設定する。
As a result of the above processing, as shown in FIG. 5, the load of the internal combustion engine of the
●[処理SA100:非同期噴射処理の詳細(図3)]
次に図3を用いて処理SA100(非同期噴射処理)の詳細について説明する。図2に示すステップS020にて処理SA100を実行する際、制御装置50は、図3に示すステップSA105へ処理を進める。なお本実施の形態では、内燃機関10が4気筒の例としているので、第1気筒〜第4気筒に対して、非同期噴射の実行の可否の判定と、非同期噴射の実行を行っている。
● [Processing SA100: Details of asynchronous injection processing (Fig. 3)]
Next, the details of the processing SA100 (asynchronous injection processing) will be described with reference to FIG. When the process SA100 is executed in step S020 shown in FIG. 2, the
ステップSA105にて制御装置50は、回転落ち抑制フラグがOFFからONのタイミングであるか否かを判定する。つまり、制御装置50は、前回の処理時では回転落ち抑制フラグがOFFであり、かつ、今回の処理時では回転落ち抑制フラグがONであるか否かを判定する。制御装置50は、回転落ち抑制フラグがOFFからONのタイミングである場合(Yes)はステップSA110へ処理を進め、回転落ち抑制フラグがOFFからONのタイミングでない場合(No)は図3の処理を終了して、図2の処理のステップS120の下に戻り、図2の処理を終了する。
In step SA105, the
ステップSA110にて制御装置50は、現在のタイミングが、第1気筒の同期噴射の予約後から第1気筒の同期噴射の開始前の期間(図7中の期間TR1)であるか否かを判定する。なお、ガソリンエンジンの場合、図6及び図7に示すように同期噴射は吸気工程に同期して噴射され、各同期噴射の少し前の所定タイミング(図6及び図7の例では排気工程の開始時)にて同期噴射の予約処理が実行される。制御装置50は、現在のタイミングが図7中の期間TR1である場合(Yes)はステップSA115へ処理を進め、現在のタイミングが図7中の期間TR1でない場合(No)はステップSA120へ処理を進める。
In step SA110, the
ステップSA115にて制御装置50は、第1気筒に設けられた第1インジェクタから、記憶している増量噴射量に基づいて、速やかに非同期噴射を実行して図3に示す処理を終了し、図2の処理のステップS120の下に戻り、図2の処理を終了する。
In step SA115, the
ステップSA120にて制御装置50は、現在のタイミングが、第2気筒の同期噴射の予約後から第2気筒の同期噴射の開始前の期間(図7中の期間TR2)であるか否かを判定する。制御装置50は、現在のタイミングが図7中の期間TR2である場合(Yes)はステップSA125へ処理を進め、現在のタイミングが図7中の期間TR2でない場合(No)はステップSA130へ処理を進める。
In step SA120, the
ステップSA125にて制御装置50は、第2気筒に設けられた第2インジェクタから、記憶している増量噴射量に基づいて、速やかに非同期噴射を実行して図3に示す処理を終了し、図2の処理のステップS120の下に戻り、図2の処理を終了する。
In step SA125, the
ステップSA130にて制御装置50は、現在のタイミングが、第3気筒の同期噴射の予約後から第3気筒の同期噴射の開始前の期間(図7中の期間TR3)であるか否かを判定する。制御装置50は、現在のタイミングが図7中の期間TR3である場合(Yes)はステップSA135へ処理を進め、現在のタイミングが図7中の期間TR3でない場合(No)はステップSA140へ処理を進める。
In step SA130, the
ステップSA135にて制御装置50は、第3気筒に設けられた第3インジェクタから、記憶している増量噴射量に基づいて、速やかに非同期噴射を実行して図3に示す処理を終了し、図2の処理のステップS120の下に戻り、図2の処理を終了する。
In step SA135, the
ステップSA140にて制御装置50は、現在のタイミングが、第4気筒の同期噴射の予約後から第4気筒の同期噴射の開始前の期間(図7中の期間TR4)であるか否かを判定する。制御装置50は、現在のタイミングが図7中の期間TR4である場合(Yes)はステップSA145へ処理を進め、現在のタイミングが図7中の期間TR4でない場合(No)は図3に示す処理を終了し、図2の処理のステップS120の下に戻り、図2の処理を終了する。
In step SA140, the
ステップSA145にて制御装置50は、第4気筒に設けられた第4インジェクタから、記憶している増量噴射量に基づいて、速やかに非同期噴射を実行して図3に示す処理を終了し、図2の処理のステップS120の下に戻り、図2の処理を終了する。
In step SA145, the
制御装置50は、内燃機関10の所定の工程(ガソリンエンジンの場合は吸気工程)に同期させて噴射する燃料噴射量である同期噴射量を噴射する同期噴射を実行している。また制御装置50は、内燃機関10の工程に関わらず所定の非同期噴射実行条件が成立した場合に、同期噴射量とは異なる燃料噴射量として算出した非同期噴射量を噴射する非同期噴射も実行している。上述した処理SA100は、この非同期噴射の1つである(説明を省略するが、他の非同期噴射も存在する)。
The
図3に示す処理SA100の処理を実行している制御装置50は、増量実施条件が成立した場合に(回転落ち抑制フラグがONの場合に)燃料噴射量を増量する増量実施部51Bの一部(非同期噴射にて増量)に相当している。制御装置50は、増量実施条件が成立したタイミング(回転落ち抑制フラグがOFFからONとなったタイミング)に対して、燃料噴射量の増量が同期噴射に間に合わない場合(すでに予約が終了してしまっている場合)には、増量噴射量を非同期噴射量として非同期噴射を実行する。
The
図7に示す例では、制御装置50は、増量実施条件成立時(回転落ち抑制フラグがOFFからONとなった時)が期間TR1であり、すでに第1気筒の同期噴射の予約が終了しているので、第1気筒に対しては速やかに非同期噴射を実行している。なお図7に示す例において、制御装置50は、第2気筒、第3気筒、第4気筒に対しては、増量実施条件が成立したタイミングに対して、燃料噴射量の増量が同期噴射に間に合うので(期間TR2、TR3、TR4ではないので)、後述するように、増量噴射量を同期噴射量に加算して同期噴射を実行する。
In the example shown in FIG. 7, the
●[同期噴射の予約処理(図4)]
次に図4を用いて同期噴射の予約処理について説明する。制御装置50は、所定タイミング(図6及び図7中に「予約」にて示す例では、各気筒の排気工程の開始となるクランクシャフトの回転角度のタイミング)にて、図4に示す処理(同期噴射の予約処理)を起動する。制御装置50は、図4に示す処理を起動すると、ステップSB110へ処理を進める。なお、図4に示す処理の起動タイミングは、図6及び図7中に「予約」で示したタイミングであるが、各気筒の排気工程の開始タイミングに限定されるものではない。また本実施の形態では、内燃機関10が4気筒の例としているので、第1気筒〜第4気筒に対して同期噴射の予約を行っている。
● [Synchronous injection reservation process (Fig. 4)]
Next, the reservation process for synchronous injection will be described with reference to FIG. The
図4に示す同期噴射の予約処理は、従来の同期噴射の予約処理に対して、回転落ち抑制フラグに応じて最終同期噴射量に増量噴射量を加算するか否かが決められる点と、予約する同期噴射量が、最終同期噴射量に変更されている点が異なる。 In the synchronous injection reservation process shown in FIG. 4, it is determined whether or not to add the increased injection amount to the final synchronous injection amount according to the rotation drop suppression flag, as compared with the conventional synchronous injection reservation process. The difference is that the synchronous injection amount to be used is changed to the final synchronous injection amount.
ステップSB110にて制御装置50は、同期噴射量を算出する既存の処理にて同期噴射量を算出してステップSB115に処理を進める。なお、既存の処理の詳細については説明を省略する。また、同期噴射量は、内燃機関の所定の工程(吸気工程、圧縮工程など)に同期させて噴射する際の燃料噴射量である。
In step SB110, the
ステップSB115にて制御装置50は、回転落ち抑制フラグがONであるか否かを判定する。制御装置50は、回転落ち抑制フラグがONである場合(Yes)はステップSB120Aへ処理を進め、回転落ち抑制フラグがONでない場合(No)はステップSB120Bへ処理を進める。
In step SB115, the
ステップSB120Aにて制御装置50は、同期噴射量に増量噴射量を加算した値を最終同期噴射量として記憶し、ステップSB210へ処理を進める。
In step SB120A, the
ステップSB120Bにて制御装置50は、同期噴射量を最終同期噴射量として記憶し、ステップSB210へ処理を進める。
In step SB120B, the
ステップSB210にて制御装置50は、第1気筒の同期噴射の予約タイミングであるか否かを判定する。制御装置50は、クランク角度検出手段を用いて検出したクランクシャフトの回転角度と、カム角度検出手段を用いて検出したカムシャフトの回転角度と、から第1気筒の予約タイミングであるか否かを判定できる(以降、第2気筒〜第3気筒の予約タイミングの判定も同様)。制御装置50は、第1気筒の同期噴射の予約タイミングである場合(Yes)はステップSB215へ処理を進め、第1気筒の同期噴射の予約タイミングでない場合(No)はステップSB220へ処理を進める。
In step SB210, the
ステップSB215にて制御装置50は、第1インジェクタからの最終同期噴射量の同期噴射を予約して、図4に示す処理を終了する。この予約により、第1気筒の同期噴射が予約され、図6及び図7中に示す第1気筒の同期噴射のタイミングになると、自動的に第1インジェクタから最終同期噴射量にて同期噴射が実施される。
In step SB215, the
ステップSB220にて制御装置50は、第2気筒の同期噴射の予約タイミングであるか否かを判定する。制御装置50は、第2気筒の同期噴射の予約タイミングである場合(Yes)はステップSB225へ処理を進め、第2気筒の同期噴射の予約タイミングでない場合(No)はステップSB230へ処理を進める。
In step SB220, the
ステップSB225にて制御装置50は、第2インジェクタからの最終同期噴射量の同期噴射を予約して、図4に示す処理を終了する。この予約により、第2気筒の同期噴射が予約され、図6及び図7中に示す第2気筒の同期噴射のタイミングになると、自動的に第2インジェクタから最終同期噴射量にて同期噴射が実施される。
In step SB225, the
ステップSB230にて制御装置50は、第3気筒の同期噴射の予約タイミングであるか否かを判定する。制御装置50は、第3気筒の同期噴射の予約タイミングである場合(Yes)はステップSB235へ処理を進め、第3気筒の同期噴射の予約タイミングでない場合(No)はステップSB240へ処理を進める。
In step SB230, the
ステップSB235にて制御装置50は、第3インジェクタからの最終同期噴射量の同期噴射を予約して、図4に示す処理を終了する。この予約により、第3気筒の同期噴射が予約され、図6及び図7中に示す第3気筒の同期噴射のタイミングになると、自動的に第3インジェクタから最終同期噴射量にて同期噴射が実施される。
In step SB235, the
ステップSB240にて制御装置50は、第4気筒の同期噴射の予約タイミングであるか否かを判定する。制御装置50は、第4気筒の同期噴射の予約タイミングである場合(Yes)はステップSB245へ処理を進め、第4気筒の同期噴射の予約タイミングでない場合(No)は、図4に示す処理を終了する。
In step SB240, the
ステップSB245にて制御装置50は、第4インジェクタからの最終同期噴射量の同期噴射を予約して、図4に示す処理を終了する。この予約により、第4気筒の同期噴射が予約され、図6及び図7中に示す第4気筒の同期噴射のタイミングになると、自動的に第4インジェクタから最終同期噴射量にて同期噴射が実施される。
In step SB245, the
以上の処理により、図6及び図7に示す各気筒の「予約」のタイミングにて、予約された同期噴射のタイミングと最終同期噴射量が決定している。従って、「予約」の時点で増量実施条件が成立(回転落ち抑制フラグ=ON)していれば、図7に示すように、その予約に対応する同期噴射には、増量噴射量が加算されている(図7中では「同期噴射(増量)」と記載)。しかし、図7の例では、第1気筒の「予約」から「同期噴射」までの期間TR1で増量実施条件が成立(回転落ち抑制フラグ=ON)した場合、その「予約」に対応する同期噴射には、増量噴射量が加算されていない。しかし、このような場合では、図7に示すように、増量噴射量を非同期噴射にて実施するので、回転落ちを適切に抑制できる。 Through the above processing, the reserved synchronous injection timing and the final synchronous injection amount are determined at the “reserved” timing of each cylinder shown in FIGS. 6 and 7. Therefore, if the increase execution condition is satisfied (rotation drop suppression flag = ON) at the time of "reservation", as shown in FIG. 7, the increase injection amount is added to the synchronous injection corresponding to the reservation. (In FIG. 7, it is described as "synchronous injection (increased amount)"). However, in the example of FIG. 7, when the increase execution condition is satisfied (rotation drop suppression flag = ON) in the period TR1 from the "reservation" to the "synchronous injection" of the first cylinder, the synchronous injection corresponding to the "reservation" is performed. The increased injection amount is not added to. However, in such a case, as shown in FIG. 7, since the increased injection amount is carried out by asynchronous injection, the rotation drop can be appropriately suppressed.
以上、本実施の形態にて説明した内燃機関の制御装置は、内燃機関の負荷の増大による回転数の落ち込みが発生した際、よりシンプルな制御にて、速やかに燃料噴射量を増量させてエンジンストールを防止することができる。 As described above, the control device for the internal combustion engine described in the present embodiment quickly increases the fuel injection amount with simpler control when the rotation speed drops due to an increase in the load of the internal combustion engine. Stall can be prevented.
なお、本実施の形態にて説明した処理は、内燃機関のアイドリング回転数の変動を抑制するアイドル安定化制御に加えて実施される。これにより、比較的小さな回転落ち込みは、アイドル安定化制御にて抑制され、比較的大きな回転落ち込みに対して、上記の処理が効果的に実施される。なお、アイドル安定化制御は、内燃機関がアイドリング状態にある場合に、アイドリング回転数の変動を抑制して安定したアイドリング回転数に維持する既存の制御であり、詳細については説明を省略する。 The process described in this embodiment is performed in addition to the idle stabilization control that suppresses the fluctuation of the idling speed of the internal combustion engine. As a result, the relatively small rotation drop is suppressed by the idle stabilization control, and the above processing is effectively performed for the relatively large rotation drop. The idle stabilization control is an existing control that suppresses fluctuations in the idling speed and maintains a stable idling speed when the internal combustion engine is in an idling state, and details thereof will be omitted.
本発明の内燃機関の制御装置は、本実施の形態で説明した構成、処理手順、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば内燃機関システム1は、図1に示した内燃機関システム1に限定されるものではない。また、当該内燃機関システムを搭載する車両は、一般車両に限定されず、産業車両等であってもよい。
The control device for an internal combustion engine of the present invention is not limited to the configuration, processing procedure, operation, etc. described in the present embodiment, and various changes, additions, and deletions can be made without changing the gist of the present invention. For example, the internal
また、本実施の形態にて説明した内燃機関の制御装置50は、ガソリンを燃料とした内燃機関システムに限定されず、CNG、LNG、軽油等を燃料として噴射する、種々の内燃機関の制御装置に適用できる。また、吸気ポート(吸気マニホルド)内に燃料を噴射するポート噴射のタイプ、シリンダ内に燃料を噴射する筒内噴射のタイプ、ポート噴射と筒内噴射の双方を持つタイプ、のいずれのタイプにも本発明を適用することができる。
Further, the internal combustion
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、未満(<)等は、等号を含んでも含まなくてもよい。 Further, the numerical values used in the description of the present embodiment are examples, and are not limited to these numerical values. Further, the above (≧), the following (≦), the larger (>), the less than (<), etc. may or may not include the equal sign.
1 内燃機関システム
10 内燃機関(ガソリンエンジン)
11A、11B 吸気管
11C 吸気マニホルド
12A 排気マニホルド
12B 排気管
13 EGR配管
13V EGR弁
21 吸気量検出手段
22 クランク角度検出手段
23 カム角度検出手段
24 吸気圧力検出手段
25 アクセルペダル踏込量検出手段
26 A/F検出手段
28A 吸気温度検出手段
28C クーラント温度検出手段
29A 排気温度検出手段
41 イグナイタ
42 点火プラグ
43 インジェクタ
45 シリンダ
47 スロットル装置
47S スロットル開度検出手段
47V スロットルバルブ
50 制御装置
51A 増量実施判定部
51B 増量実施部
51C 増量解除部
51 CPU
53 記憶手段
60 排気浄化装置
1 Internal
11A, 11B Intake pipe
53 Storage means 60 Exhaust gas purification device
Claims (4)
前記制御装置は、
前記内燃機関の回転数が増量実施回転数以下、かつ、前記内燃機関の回転数の落ち込み速度が増量実施落ち込み速度以上、となった増量実施条件が成立したか否かを判定する増量実施判定部と、
前記増量実施条件が成立した場合に前記燃料噴射量を増量する増量実施部と、
を有する、
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine that detects an operating state of an internal combustion engine, calculates a fuel injection amount according to the detected operating state, and injects fuel based on the calculated fuel injection amount.
The control device is
An increase execution determination unit that determines whether or not the increase execution condition is satisfied, in which the rotation speed of the internal combustion engine is equal to or less than the increase execution speed and the drop speed of the internal combustion engine rotation speed is equal to or higher than the increase execution drop speed. When,
An increase implementation unit that increases the fuel injection amount when the increase implementation conditions are satisfied, and an increase implementation unit.
Have,
Internal combustion engine control device.
前記制御装置は、
前記内燃機関の所定の工程に同期させて噴射する前記燃料噴射量である同期噴射量を噴射する同期噴射と、
前記内燃機関の工程に関わらず所定の非同期噴射実行条件が成立した場合に、前記同期噴射量とは異なる前記燃料噴射量として算出した非同期噴射量を噴射する非同期噴射と、
を実行しており、
前記増量実施部にて、
前記増量実施条件が成立したタイミングに対して前記燃料噴射量の増量が前記同期噴射に間に合う場合には、前記増量に応じた増量噴射量を前記同期噴射量に加算して前記同期噴射を実行し、
前記増量実施条件が成立したタイミングに対して前記燃料噴射量の増量が前記同期噴射に間に合わない場合には、前記増量噴射量を前記非同期噴射量として前記非同期噴射を実行する、
内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1.
The control device is
Synchronous injection that injects a synchronous injection amount that is the fuel injection amount that is injected in synchronization with a predetermined process of the internal combustion engine, and
Asynchronous injection that injects an asynchronous injection amount calculated as the fuel injection amount different from the synchronous injection amount when a predetermined asynchronous injection execution condition is satisfied regardless of the process of the internal combustion engine.
Is running and
At the increase implementation section
When the increase in the fuel injection amount is in time for the synchronous injection with respect to the timing when the increase execution condition is satisfied, the increase injection amount according to the increase is added to the synchronous injection amount to execute the synchronous injection. ,
When the increase in the fuel injection amount is not in time for the synchronous injection with respect to the timing when the increase execution condition is satisfied, the asynchronous injection is executed with the increased injection amount as the asynchronous injection amount.
Internal combustion engine control device.
前記制御装置は、
前記内燃機関の前記運転状態がアイドリング状態である場合、アイドリング状態での回転数の変動を抑制するアイドル安定化制御を実行しており、
前記アイドリング状態である場合、前記アイドル安定化制御に加えて、前記増量実施判定部と前記増量実施部を有する回転落ち込み抑制制御を実行する、
内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
The control device is
When the operating state of the internal combustion engine is in the idling state, idle stabilization control for suppressing fluctuations in the number of revolutions in the idling state is executed.
In the idling state, in addition to the idle stabilization control, the rotation drop suppression control having the increase execution determination unit and the increase execution unit is executed.
Internal combustion engine control device.
前記制御装置は、
前記増量実施部にて前記燃料噴射量を増量した後、前記内燃機関の回転数が前記増量実施回転数よりも高い回転数に設定された増量解除回転数以上となった場合、または、前記増量実施部にて前記燃料噴射量の増量を開始してから所定期間経過した場合、の少なくとも一方が成立した場合に前記増量実施部での前記燃料噴射量の増量を終了する増量解除部、を有する、
内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
The control device is
When the rotation speed of the internal combustion engine becomes equal to or higher than the increase release rotation speed set to be higher than the increase implementation rotation speed after the fuel injection amount is increased by the increase execution unit, or the increase is performed. It has an increase release unit that ends the increase in the fuel injection amount in the increase implementation unit when a predetermined period of time has elapsed from the start of the increase in the fuel injection amount in the implementation unit and at least one of them is satisfied. ,
Internal combustion engine control device.
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