JP2021188510A - Internal combustion engine control device - 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.
吸入空気量とスロットルバルブの開度と吸気管圧力に基づいてブローバイガス流量を推定する技術がある(例えば特許文献1参照)。 There is a technique for estimating the blow-by gas flow rate based on the intake air amount, the throttle valve opening degree, and the intake pipe pressure (see, for example, Patent Document 1).
吸気管圧力に対するブローバイガス流量は、ブローバイガス処理装置を構成する部品のバラつきや経年変化によって、バラつきが大きくなる場合がある。このような場合には、ブローバイガス流量を精度よく算出することができない可能性がある。 The blow-by gas flow rate with respect to the intake pipe pressure may vary greatly due to variations in the parts constituting the blow-by gas processing device and changes over time. In such a case, it may not be possible to accurately calculate the blow-by gas flow rate.
そこで本発明は、ブローバイガス流量を精度よく算出できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine capable of accurately calculating a blow-by gas flow rate.
上記目的は、ブローバイガス処理装置を備えた内燃機関の制御装置であって、吸気管内に設けられたスロットルバルブの開度であるスロットル開度、前記吸気管内の圧力である吸気管圧力、前記吸気管内に導入される吸入空気量の実測値である実吸入空気量と想定値である想定吸入空気量の乖離値、及びブローバイガス流量を取得する取得部と、前記スロットル開度、前記吸気管圧力、前記乖離値、及び前記ブローバイガス流量のそれぞれの前回取得された値である前回値、及び、前記スロットル開度、前記吸気管圧力、及び前記乖離値のそれぞれの今回取得された値である今回値を記憶した記憶部と、前記スロットル開度の前回値と今回値の差分の絶対値が所定の閾値よりも小さく、前記吸気管圧力の前回値と今回値の差分の絶対値が所定の閾値よりも大きく、前記乖離値の前回値と今回値の差分の絶対値が所定の閾値よりも大きい場合に、前記乖離値の前回値と今回値の差分に基づいて更新量を算出し、前記ブローバイガス流量の前回値に前記更新量を加算して前記ブローバイガス流量の今回値を算出する算出部と、を備えた内燃機関の制御装置によって達成できる。 The above object is a control device for an internal combustion engine provided with a blow-by gas processing device, and has a throttle opening which is an opening degree of a throttle valve provided in an intake pipe, an intake pipe pressure which is a pressure in the intake pipe, and the intake air. The acquisition unit that acquires the deviation value between the actual intake air amount, which is the measured value of the intake air amount introduced into the pipe, and the assumed intake air amount, which is the assumed value, and the blow-by gas flow rate, the throttle opening, and the intake pipe pressure. , The previous value which is the value previously acquired for each of the deviation value and the blow-by gas flow rate, and the value acquired this time for the throttle opening, the intake pipe pressure, and the deviation value. The absolute value of the difference between the previous value and the current value of the throttle opening and the storage unit that stores the value is smaller than the predetermined threshold value, and the absolute value of the difference between the previous value and the current value of the intake pipe pressure is the predetermined threshold value. When the absolute value of the difference between the previous value and the current value of the deviation value is larger than a predetermined threshold value, the update amount is calculated based on the difference between the previous value and the current value of the deviation value, and the blow-by This can be achieved by a control device for an internal combustion engine provided with a calculation unit that calculates the current value of the blow-by gas flow rate by adding the update amount to the previous value of the gas flow rate.
本発明によれば、ブローバイガス流量を精度よく算出できる内燃機関の制御装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a control device for an internal combustion engine capable of accurately calculating a blow-by gas flow rate.
図1は、内燃機関10の概略構成図である。図1に示すように、内燃機関10の吸気管11にはスロットル機構12が設けられている。このスロットル機構12は、スロットルバルブ13とスロットルモータ14とを備えている。そして、このスロットルモータ14の駆動制御を通じてスロットルバルブ13の開度が調節され、これにより吸気管11を通じて燃焼室15内に吸入される空気の量が調節される。また、上記吸気管11には燃料噴射バルブ16が設けられている。この燃料噴射バルブ16は、その作動制御を通じて開弁駆動されることによって吸気ポートの内部に燃料を噴射する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
内燃機関10の燃焼室15では、吸入空気と噴射燃料とからなる混合気が点火されて燃焼する。この燃焼によってピストン18が往復移動し、クランクシャフト19が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として燃焼室15から排気管20に送り出される。
In the
内燃機関10にはオイルを貯留するオイルタンク21が設けられており、このオイルタンク21の内部にはポンプ22が設けられている。そして、このポンプ22によって圧送されることにより、オイルタンク21内のオイルが内燃機関10の各稼働部に供給される。各稼働部の潤滑などに供された後のオイルは内燃機関10の内壁を伝い落ちる等してオイルタンク21内に貯まるようになっている。
The
内燃機関10には燃料蒸気処理装置30が設けられている。この燃料蒸気処理装置30は、燃料タンク23内で発生する燃料蒸気を吸着するキャニスタ31と、燃料タンク23およびキャニスタ31を連通するベーパ通路32と、内燃機関10の吸気管11におけるスロットルバルブ13より吸気流れ方向下流側(以下、単に下流側)の部分およびキャニスタ31を連通するパージ通路33とを備えている。
The
燃料タンク23内において発生した燃料蒸気は、ベーパ通路32を通ってキャニスタ31に送られる。キャニスタ31はその内部に吸着材を備えており、燃料タンク23からの燃料蒸気を液相の燃料に凝縮しつつ吸着材に吸着させることによって一時的に蓄える。キャニスタ31は、そのように吸着材に吸着させた燃料を再離脱させることの可能な構成となっている。
The fuel vapor generated in the
上記キャニスタ31と吸気管11とを連通するパージ通路33の途中にはパージ制御バルブ34が設けられており、同パージ制御バルブ34としては電磁式の制御バルブが採用されている。また、キャニスタ31には、その内部に大気を導入するための大気導入通路35が接続されている。
A purge control valve 34 is provided in the middle of the
この燃料蒸気処理装置30は次のように機能する。すなわち先ず、燃料タンク23内に発生した燃料蒸気がベーパ通路32を通ってキャニスタ31に送られ、キャニスタ31の吸着材に吸着される。そして、内燃機関10の運転状態に基づくパージ制御バルブ34の作動制御(パージ制御)を通じて同パージ制御バルブ34が開弁されると、吸気管11におけるスロットルバルブ13より下流側の圧力(吸気圧力「<大気圧」)がパージ通路33を介してキャニスタ31に供給される。一方、大気圧が大気導入通路35を介してキャニスタ31に導入される。これにより、キャニスタ31の吸着材に吸着されている燃料が燃料蒸気となって離脱するとともに吸気管11へ放出される。
The fuel
内燃機関10には、その吸気管11におけるスロットルバルブ13より吸気流れ方向上流側(以下、単に上流側)の部分とクランクケース24内とを連通する新気導入管41が設けられている。内燃機関10には、吸気管11におけるスロットルバルブ13より下流側の部分とクランクケース24内とを連通するガス排出管42も設けられている。さらに、このガス排出管42にはPCV(Positive Crankcase Ventilation)バルブ43が設けられている。本実施の形態では、これら新気導入管41、ガス排出管42およびPCVバルブ43により、吸気管11にクランクケース24内のブローバイガスを排出して処理するブローバイガス処理装置40が構成されている。なお、ブローバイガスとは、内燃機関10の圧縮行程や膨張行程において、内燃機関10のピストンリング25およびシリンダ内壁面26の間隙を通じて燃焼室15からクランクケース24内に漏れるガス(燃料を含む)のことである。
The
このブローバイガス処理装置40では、基本的に、吸気圧力とクランクケース24内の圧力との差を利用することにより、クランクケース24内のブローバイガスがガス排出管42を通じて吸気管11に排出される。また、吸気管11へのガスの排出に伴って低下するクランクケース24内の圧力と吸気管11におけるスロットルバルブ13の上流側の圧力との差を利用することより、吸気管11内の新気が新気導入管41を通じてクランクケース24内に導入される。PCVバルブ43は、クランクケース24から吸気管11への一方向のみの通気を可能とするワンウェイバルブ(逆止弁)である。吸気管11に負圧が発生すると、PCVバルブ43が開き、ブローバイガスがクランクケース24内からガス排出管42を通じて吸気管11に排出される。
In this blow-by
ECU(Electronic Control Unit)27は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、及びROM(Read Only Memory)を備える。ECU27は、RAMやROMに記憶されたプログラムを実行することにより、各種センサの検出信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に基づいてスロットル制御や、燃料噴射制御、パージ制御などといった各種制御を実行する。ECU27は、内燃機関の制御装置の一例である。 The ECU (Electronic Control Unit) 27 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory). The ECU 27 performs various calculations based on the detection signals of various sensors by executing a program stored in the RAM or ROM, and based on the calculation results, throttle control, fuel injection control, purge control, etc. are performed. Perform various controls. The ECU 27 is an example of a control device for an internal combustion engine.
各種センサとしては、例えばクランクシャフト19の回転速度(機関回転速度)を検出するためのクランクセンサや、アクセルペダル(図示略)の踏み込み量を検出するためのアクセルセンサ、スロットルバルブ13の開度を検出するためのスロットルセンサが設けられている。また、吸気管11における新気導入管41との接続部分より上流側を流れる空気の量である吸入空気量を検出するためのエアフローメータや、機関冷却水の温度を検出するための温度センサ、吸気管11におけるスロットルバルブ13より下流側の部分の圧力である吸気管圧力を検出するための圧力センサ等も設けられている。
Examples of various sensors include a crank sensor for detecting the rotation speed (engine rotation speed) of the
ECU27は、スロットル開度と吸入空気量の特性を学習する。図2は、スロットル開度と吸入空気量の特性を示したグラフである。縦軸は吸入空気量[%・rpm]を示し、横軸はスロットル開度[°]を示している。尚、[%・rpm]は、内燃機関10の負荷率[%]に内燃機関10の回転数[rpm]を乗算したものである。図2には中央特性と車両個別特性を示している。中央特性は、実験結果等により取得した種々の車両での上記の特性の中央値を示し、当初から予めECU27のROMに記憶されている。これに対して車両個別特性は、中央特性が示す吸入空気量に対する実際の吸入空気量の比率を学習することにより得られた特性である。図2の例では、中央特性よりも車両個別特性の方が、吸入空気量が少ない場合を示している。このような学習を行うことにより、車両の種類や経年変化等に対応して適切な特性を得ることができる。また、この学習における特性の更新は、トリップ中は行われない。
The ECU 27 learns the characteristics of the throttle opening degree and the intake air amount. FIG. 2 is a graph showing the characteristics of the throttle opening degree and the intake air amount. The vertical axis shows the intake air amount [% · rpm], and the horizontal axis shows the throttle opening [°]. Note that [% · rpm] is obtained by multiplying the load factor [%] of the
ここで、環境条件等の変化により、トリップ中において、車両個別特性により得られる想定吸入空気量と、実際の吸入空気量である実吸入空気量とが乖離する場合がある。このような場合には、実吸入空気量と想定吸入空気量との差分である乖離空気量をフィードバック制御することにより対応している。 Here, due to changes in environmental conditions and the like, the assumed intake air amount obtained from the individual characteristics of the vehicle and the actual intake air amount, which is the actual intake air amount, may deviate from each other during the trip. Such a case is dealt with by feedback-controlling the divergent air amount, which is the difference between the actual intake air amount and the assumed intake air amount.
図3は、吸気管圧力とブローバイガス流量の特性を示したグラフである。ブローバイガス流量とは、クランクケース24内からガス排出管42を通じて吸気管11に排出されるブローバイガスの流量である。ブローバイガス処理装置40を構成する部品のバラつきや経年変化等により、吸気管圧力に対するブローバイガス流量にもバラつきが生じる。このため、上述した乖離空気量の収束値も吸気管圧力に応じて異なり、バラつきが大きくなる。本実施例では、後述する方法によりブローバイガス流量を精度よく算出する。尚、以下ではブローバイガス流量のことをPCV流量と称する。
FIG. 3 is a graph showing the characteristics of the intake pipe pressure and the blow-by gas flow rate. The blow-by gas flow rate is the flow rate of blow-by gas discharged from the
次に、ECU27が実行するPCV流量算出制御について説明する。図4は、ECU27が実行するPCV流量算出制御の一例を示したフローチャートである。本制御は繰り返し実行される。尚、以下の説明では、今回取得した種類の異なる複数の値を今回値と称し、前回取得した種類の異なる複数の値を前回値と称している。異なる種類の今回値同士は略同じタイミングで取得した値であり、同様に複数の前回値同士も略同じタイミングで取得した値である。これらの値は、常時各種センサ等からECU27に取り込まれてECU27のRAMに記憶される。
Next, the PCV flow rate calculation control executed by the
最初に、スロットル開度の今回値と前回値の差分の絶対値が閾値Aよりも小さいか否かが判定される(ステップS1)。ここで、閾値Aは、スロットル開度の前回値と今回値とが略同じであるとみなせる程度の小さい値に設定されている。ステップS1でNoの場合、本制御は終了する。 First, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the current value and the previous value of the throttle opening is smaller than the threshold value A (step S1). Here, the threshold value A is set to a small value such that the previous value and the current value of the throttle opening can be regarded as substantially the same. If No in step S1, this control ends.
ステップS1でYesの場合には、吸気管圧力の今回値と前回値の差分の絶対値が閾値Bよりも大きいか否かが判定される(ステップS2)。ここで閾値Bは、吸気管圧力の今回値と前回値の差分が、PCV流量のばらつきが大きいことを示す値に設定されている。ステップS2でNoの場合、本制御は終了する。 In the case of Yes in step S1, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the current value and the previous value of the intake pipe pressure is larger than the threshold value B (step S2). Here, the threshold value B is set to a value indicating that the difference between the current value and the previous value of the intake pipe pressure has a large variation in the PCV flow rate. If No in step S2, this control ends.
ここで、ステップS2でYesの場合とは、ステップS1及びS2の双方でYesの場合である。これは、スロットル開度の今回値と前回値とがほぼ同じであるにもかかわらず、吸気管圧力の今回値と前回値が大きく異なっている場合である。ステップS2でYesの場合、実吸入空気量と想定吸入空気量との乖離した乖離空気量に関して、今回値と前回値の差分の絶対値が閾値Cよりも大きいか否かが判定される(ステップS3)。ここで閾値Cは、乖離空気量の今回値と前回値の差分が大きいことを示す値に設定されている。ステップS3でNoの場合、本制御は終了する。 Here, the case of Yes in step S2 is the case of Yes in both steps S1 and S2. This is a case where the current value and the previous value of the intake pipe pressure are significantly different even though the current value and the previous value of the throttle opening are almost the same. In the case of Yes in step S2, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the current value and the previous value is larger than the threshold value C with respect to the divergent air amount divergent between the actual intake air amount and the assumed intake air amount (step). S3). Here, the threshold value C is set to a value indicating that the difference between the current value and the previous value of the divergent air amount is large. If No in step S3, this control ends.
ステップS3でYesの場合、PCV流量の更新量を算出する(ステップS4)。図5は、上述した乖離空気量の今回値と前回値の差分とPCV流量の更新量との関係を規定したマップである。縦軸は、PCV流量の更新量を示し、横軸は、乖離空気量の今回値から前回値を減算した値を示している。このマップは、実験結果等に基づいて規定され予めECU27のROMに記憶されている。ECU27は、このマップを参照して更新量を算出する。このマップでは、乖離空気量の今回値から前回値を減算した値が0よりも大きい範囲では、乖離空気量の今回値から前回値を減算した値が増大するほど更新量が増大し、乖離空気量の今回値から前回値を減算した値が0よりも小さい範囲では、乖離空気量の今回値から前回値を減算した値が減少するほど、更新量も減少する。また、更新量は、乖離空気量の今回値から前回値を減算した値に略正比例するがこれに限定されない。また、演算式により更新量を算出してもよい。
If Yes in step S3, the update amount of the PCV flow rate is calculated (step S4). FIG. 5 is a map defining the relationship between the difference between the current value and the previous value of the above-mentioned divergent air amount and the update amount of the PCV flow rate. The vertical axis shows the update amount of the PCV flow rate, and the horizontal axis shows the value obtained by subtracting the previous value from the current value of the divergent air amount. This map is defined based on the experimental results and the like and is stored in advance in the ROM of the
次に、このようにして算出された更新量とPCV流量の前回値と吸気管圧力の今回値に基づいて、PCV流量の今回値を算出する(ステップS5)。具体的には、PCV流量の前回値に更新量を加算した値を、吸気管圧力の今回値でのPCV流量の今回値として算出する。尚、このようにして算出されたPCV流量の今回値は、吸気管圧力の今回値と共に、上述した図3のように吸気管圧力とPCV流量の特性に反映される。尚、PCV流量の前回値は、本PCV流量算出制御により算出された前回値であるが、これに限定されず、実験結果等により取得した種々の車両でのPCV流量と吸気管圧力の特性の中央値により得られるPCV流量であってもよい。 Next, the current value of the PCV flow rate is calculated based on the renewal amount calculated in this way, the previous value of the PCV flow rate, and the current value of the intake pipe pressure (step S5). Specifically, the value obtained by adding the update amount to the previous value of the PCV flow rate is calculated as the current value of the PCV flow rate at the current value of the intake pipe pressure. The current value of the PCV flow rate calculated in this way is reflected in the characteristics of the intake pipe pressure and the PCV flow rate as shown in FIG. 3 described above together with the current value of the intake pipe pressure. The previous value of the PCV flow rate is the previous value calculated by the present PCV flow rate calculation control, but is not limited to this, and the characteristics of the PCV flow rate and the intake pipe pressure in various vehicles acquired from the experimental results and the like are not limited to this. It may be the PCV flow rate obtained by the median value.
以上のようにPCV流量を精度よく算出することができる。これにより、PCV流量に基づいて種々の値を精度よく算出でき、またPCV流量に基づいて種々の制御対象を精度よく制御することができる。 As described above, the PCV flow rate can be calculated accurately. Thereby, various values can be accurately calculated based on the PCV flow rate, and various control targets can be accurately controlled based on the PCV flow rate.
ステップS1及びS2の順は問わない。 The order of steps S1 and S2 does not matter.
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例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。 Although the examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific examples, and various modifications and variations are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 内燃機関
11 吸気管
12 スロットル機構
13 スロットルバルブ
14 スロットルモータ
15 燃焼室
16 燃料噴射バルブ
18 ピストン
19 クランクシャフト
20 排気管
21 オイルタンク
22 ポンプ
23 燃料タンク
24 クランクケース
25 ピストンリング
26 シリンダ内壁面
27 ECU
30 燃料蒸気処理装置
31 キャニスタ
32 ベーパ通路
33 パージ通路
34 パージ制御バルブ
35 大気導入通路
40 ブローバイガス処理装置
41 新気導入管
42 ガス排出管
43 PCVバルブ
10
30 Fuel
Claims (1)
吸気管内に設けられたスロットルバルブの開度であるスロットル開度、前記吸気管内の圧力である吸気管圧力、前記吸気管内に導入される吸入空気量の実測値である実吸入空気量と想定値である想定吸入空気量の乖離値、及びブローバイガス流量を取得する取得部と、
前記スロットル開度、前記吸気管圧力、前記乖離値、及び前記ブローバイガス流量のそれぞれの前回取得された値である前回値、及び、前記スロットル開度、前記吸気管圧力、及び前記乖離値のそれぞれの今回取得された値である今回値を記憶した記憶部と、
前記スロットル開度の前回値と今回値の差分の絶対値が所定の閾値よりも小さく、前記吸気管圧力の前回値と今回値の差分の絶対値が所定の閾値よりも大きく、前記乖離値の前回値と今回値の差分の絶対値が所定の閾値よりも大きい場合に、前記乖離値の前回値と今回値の差分に基づいて更新量を算出し、前記ブローバイガス流量の前回値に前記更新量を加算して前記ブローバイガス流量の今回値を算出する算出部と、を備えた内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine equipped with a blow-by gas processing device.
Throttle opening, which is the opening of the throttle valve provided in the intake pipe, intake pipe pressure, which is the pressure in the intake pipe, and actual intake air amount and assumed value, which are measured values of the intake air amount introduced into the intake pipe. The acquisition unit that acquires the deviation value of the assumed intake air amount and the blow-by gas flow rate, which are
The throttle opening, the intake pipe pressure, the deviation value, and the previous value which is the previously acquired value of the blow-by gas flow rate, and the throttle opening, the intake pipe pressure, and the deviation value, respectively. The storage unit that stores the current value, which is the value acquired this time,
The absolute value of the difference between the previous value and the current value of the throttle opening is smaller than the predetermined threshold value, and the absolute value of the difference between the previous value and the current value of the intake pipe pressure is larger than the predetermined threshold value. When the absolute value of the difference between the previous value and the current value is larger than a predetermined threshold value, the update amount is calculated based on the difference between the previous value and the current value of the deviation value, and the update is made to the previous value of the blow-by gas flow rate. A control device for an internal combustion engine, comprising a calculation unit that adds an amount to calculate the current value of the blow-by gas flow rate.
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