JP2022074885A - Internal combustion engine control apparatus - Google Patents

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善一郎 益城
Zenichiro Mashiki
憲昭 坂本
Kensho Sakamoto
泰宜 梅田
Yasunori Umeda
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Toyota Motor Corp
Yamaha Motor Co Ltd
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Toyota Motor Corp
Yamaha Motor Co Ltd
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

To provide an internal combustion engine control apparatus capable of suppressing exhaustion of NOx while securing a good sporty sound.SOLUTION: An internal combustion engine control apparatus configured to control the ignition timing, fuel injection amount, intake air volume and air-fuel ratio of an internal combustion engine incorporated in a vehicle, executes: torque-down control for retarding ignition timing by decreasing a fuel injection amount and an intake air volume while controlling an air-fuel ratio toward a lean side than a theoretical air-fuel ratio when shifting from an accelerator On to accelerator Off; and exhaust noise control for further retarding the ignition timing to a post-upper dead point between a compression stroke and an expansion stroke so that a combustion of an air-fuel mixture continues until an exhaust valve of the internal combustion engine starts opening next.SELECTED DRAWING: Figure 2

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.

特許文献1には、アクセルオフによるシフトダウンが行われる際に、スロットルバルブの開度を増大させてエンジンの出力トルクを増加させる動作と、点火時期を遅角させてエンジンの出力トルクを減少させる動作とを同時に実行し、この場合の出力トルクの減少量よりも出力トルクの増加量の方が大きくなるように設定することが開示されている。これにより、車両の飛び出し感を招くことなく、吸気官での吸気音や燃焼室内での燃焼音を効果的に発生させて、良好なスポーツサウンドを得ることができる。 Patent Document 1 describes an operation of increasing the opening degree of the throttle valve to increase the output torque of the engine and a retardation of the ignition timing to reduce the output torque of the engine when the shift down due to the accelerator off is performed. It is disclosed that the operation is executed at the same time and the increase amount of the output torque is set to be larger than the decrease amount of the output torque in this case. As a result, it is possible to effectively generate the intake sound of the intake officer and the combustion sound in the combustion chamber without causing a feeling of popping out of the vehicle, and to obtain a good sports sound.

特開2009-103065号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-103065

上記のような良好なスポーツサウンドを確保しつつ、NOxの排出を抑制することが望まれる。 It is desired to suppress NOx emissions while ensuring the above-mentioned good sports sound.

そこで本発明は、良好なスポーツサウンドを確保しつつNOxの排出も抑制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 that can suppress NOx emissions while ensuring good sports sound.

上記目的は、車両に搭載された内燃機関の点火時期、燃料噴射量、及び吸入空気量、及び空燃比を制御する内燃機関の制御装置において、アクセルオンからアクセルオフに移行した場合に、空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御しつつ燃料噴射量及び吸入空気量を減少させて点火時期を遅角させるトルクダウン制御を実行し、次に前記内燃機関の排気弁が開弁を開始するまで混合気の燃焼が継続するように、点火時期を圧縮行程と膨張行程との間の上死点後にまで更に遅角させる排気音制御を実行する、内燃機関の制御装置によって達成できる。 The above purpose is the air-fuel ratio when the accelerator is changed from the accelerator on to the accelerator off in the control device of the internal combustion engine that controls the ignition timing, the fuel injection amount, the intake air amount, and the air-fuel ratio of the internal combustion engine mounted on the vehicle. Is controlled to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, torque down control is executed to reduce the fuel injection amount and intake air amount to retard the ignition timing, and then the exhaust valve of the internal combustion engine starts to open. This can be achieved by a control device of an internal combustion engine that performs exhaust noise control that further retards the ignition timing until after the top dead point between the compression stroke and the expansion stroke so that the combustion of the air-fuel mixture continues until.

本発明によれば、良好なスポーツサウンドを確保しつつNOxの排出も抑制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 that can suppress NOx emissions while ensuring good sports sound.

図1は、内燃機関の概略構成を示した模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine. 図2は、ECUが実行する制御の一例を示したタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart showing an example of control executed by the ECU. 図3は、吸気弁及び排気弁の開弁タイミングと点火時期との関係を示したグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the valve opening timing of the intake valve and the exhaust valve and the ignition timing. 図4Aは、排気音のレベルと空気過剰率との関係を示したグラフであり、図4Bは、排気音のレベルと点火時期との関係を示したグラフである。FIG. 4A is a graph showing the relationship between the exhaust sound level and the excess air ratio, and FIG. 4B is a graph showing the relationship between the exhaust sound level and the ignition timing. 図5は、ECUが実行する制御の一例を示したフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of the control executed by the ECU. 図6は、ECUが実行する制御の一例を示したフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing an example of the control executed by the ECU. 図7は、ECUが実行する制御の変形例を示したタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart showing a modified example of the control executed by the ECU.

図1は、内燃機関10の概略構成を示した模式図である。図1に示すように、内燃機関10の燃焼室11には、吸気弁22が開弁することにより吸気通路12を通じて空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁13から吸気通路12のポートに向けて噴射された燃料が供給される。そして、吸入空気と噴射燃料とからなる混合気に対して点火プラグ14による点火が行われると、その混合気が燃焼してピストン15が往復運動し、内燃機関10のクランクシャフト16が回転する。排気弁23が開弁することにより、燃焼後の混合気は排気として内燃機関10の燃焼室11から排気通路17に送り出される。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine 10. As shown in FIG. 1, air is sucked into the combustion chamber 11 of the internal combustion engine 10 through the intake passage 12 by opening the intake valve 22, and the fuel injection valve 13 is directed toward the port of the intake passage 12. The injected fuel is supplied. When the spark plug 14 ignites the air-fuel mixture composed of the intake air and the injected fuel, the air-fuel mixture burns, the piston 15 reciprocates, and the crankshaft 16 of the internal combustion engine 10 rotates. When the exhaust valve 23 is opened, the air-fuel mixture after combustion is sent out from the combustion chamber 11 of the internal combustion engine 10 to the exhaust passage 17 as exhaust gas.

排気通路17を通過する排気は、同排気通路17に設けられた触媒20により、浄化される。具体的には触媒20は三元触媒であり、排気中のHC、CO、NOxといった有害成分を浄化した後に外部に放出される。この三元触媒は、排気中における上記三成分を効果的に除去するために酸素ストレージ機能を有している。この酸素ストレージ機能を三元触媒に持たせるとともに、触媒雰囲気の酸素濃度が理論空燃比での混合気の燃焼時の値に収束するよう燃料噴射弁13の燃料噴射量を制御することにより、三元触媒にて排気中におけるNOx、HC、COといった三成分を効果的に浄化することができる。また、排気通路17における触媒の上流部分には排気中の酸素濃度に基づく信号を出力する空燃比センサ21が設けられている。 The exhaust gas passing through the exhaust passage 17 is purified by the catalyst 20 provided in the exhaust passage 17. Specifically, the catalyst 20 is a three-way catalyst, and is released to the outside after purifying harmful components such as HC, CO, and NOx in the exhaust gas. This three-way catalyst has an oxygen storage function in order to effectively remove the above three components in the exhaust gas. This oxygen storage function is provided to the three-way catalyst, and the fuel injection amount of the fuel injection valve 13 is controlled so that the oxygen concentration in the catalyst atmosphere converges to the value at the time of combustion of the air-fuel mixture at the theoretical air-fuel ratio. The original catalyst can effectively purify the three components such as NOx, HC, and CO in the exhaust. Further, an air-fuel ratio sensor 21 that outputs a signal based on the oxygen concentration in the exhaust gas is provided in the upstream portion of the catalyst in the exhaust passage 17.

尚、上記の三元触媒の代わりに、酸化触媒やNOx吸蔵還元触媒等を用いてもよい。酸化触媒は、排気中のNOxやCOなどを酸化する。NOx吸蔵還元型触媒は、リーン雰囲気下において排気中のNOxを吸蔵し、上流からHCやCO等の還元剤が供給されたとき、吸蔵しているNOxを放出して還元剤と反応させ、NOxをNH及びNに還元する。 In addition, instead of the above-mentioned three-way catalyst, an oxidation catalyst, a NOx storage reduction catalyst, or the like may be used. The oxidation catalyst oxidizes NOx, CO, etc. in the exhaust gas. The NOx occluded reduction catalyst occludes NOx in the exhaust in a lean atmosphere, and when a reducing agent such as HC or CO is supplied from the upstream, releases the stored NOx and reacts with the reducing agent to cause NOx. Is reduced to NH 3 and N 2 .

ECU(Electronic Control Unit)30は、各種制御に関係する各種の演算処理を実行するCPU(Central Processing Unit)その演算に必要なプログラムやデータが記憶されたROM(Read Only Memory)、中央処理装置の演算結果が一時的に記憶されるRAM(Random Access Memory)、外部との間で信号を入力及び出力するための入力ポート及び出力ポート等を備えている。 The ECU (Electronic Control Unit) 30 is a CPU (Central Processing Unit) that executes various arithmetic processes related to various controls, a ROM (Read Only Memory) that stores programs and data necessary for the arithmetic, and a central processing unit. It is equipped with a RAM (Random Access Memory) for temporarily storing calculation results, an input port and an output port for inputting and outputting signals to and from the outside.

ECU30の入力ポートには各種のセンサ類が接続されている。このようなセンサ類としては、例えば、アクセルペダル18の開度を検出するアクセル開度センサ31や、吸気通路12に設けられたスロットルバルブ19の開度を検出するスロットルセンサ32が設けられている。その他、吸入空気量を検出する空気量センサ34、クランクシャフト16の回転速度を検出するクランクセンサ35、及び内燃機関10の運転開始や運転停止に際して操作されるイグニッションスイッチ36等も設けられている。 Various sensors are connected to the input port of the ECU 30. As such sensors, for example, an accelerator opening sensor 31 that detects the opening degree of the accelerator pedal 18 and a throttle sensor 32 that detects the opening degree of the throttle valve 19 provided in the intake passage 12 are provided. .. In addition, an air amount sensor 34 for detecting the intake air amount, a crank sensor 35 for detecting the rotation speed of the crankshaft 16, an ignition switch 36 operated at the start and stop of the operation of the internal combustion engine 10, and the like are also provided.

ECU30は、各種センサ類の出力信号に基づき、内燃機関10の回転数や負荷を把握する。ECU30は、そのようにして把握した運転状態に応じて、出力ポートに接続された各種の駆動回路に指令信号を出力する。このようにしてECU30により行われる制御としては、スロットルバルブ19の開度を調整するスロットル制御、燃料噴射弁13の噴射量を調整する燃料噴射制御、及び点火プラグ14の点火時期を調整する点火時期制御が挙げられる。ECU30は、内燃機関10の制御装置の一例である。 The ECU 30 grasps the rotation speed and the load of the internal combustion engine 10 based on the output signals of various sensors. The ECU 30 outputs a command signal to various drive circuits connected to the output port according to the operating state thus grasped. The controls performed by the ECU 30 in this way include throttle control for adjusting the opening degree of the throttle valve 19, fuel injection control for adjusting the injection amount of the fuel injection valve 13, and ignition timing for adjusting the ignition timing of the spark plug 14. Control is mentioned. The ECU 30 is an example of a control device for the internal combustion engine 10.

ECU30は、アクセルオンからアクセルオフを検出した場合に、トルクダウン制御を実行し、更に所定の条件成立時には排気音制御を実行する。図2は、ECU30が実行する制御の一例を示したタイミングチャートである。図2には、アクセルの状態、吸入空気量や燃料噴射量の推移、フューエルカット信号の有無、排気音制御の実行の有無、及び点火時期の推移を示している。時刻t1でアクセル開度が低下して時刻t2でアクセル開度がゼロとなるアクセルオフに移行すると、時刻t1から吸入空気量や燃料噴射量が徐々に低下しつつ空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御され、点火時期も徐々に遅角側に制御される。このようにして減速時でのトルクダウン制御が実行される。 The ECU 30 executes torque down control when it detects accelerator off from accelerator on, and further executes exhaust sound control when a predetermined condition is satisfied. FIG. 2 is a timing chart showing an example of the control executed by the ECU 30. FIG. 2 shows the state of the accelerator, the transition of the intake air amount and the fuel injection amount, the presence / absence of the fuel cut signal, the presence / absence of the execution of the exhaust sound control, and the transition of the ignition timing. When the accelerator opening decreases at time t1 and the accelerator opening becomes zero at time t2, the air-fuel ratio becomes higher than the theoretical air-fuel ratio while the intake air amount and fuel injection amount gradually decrease from time t1. It is controlled to the lean side, and the ignition timing is gradually controlled to the retard side. In this way, torque down control during deceleration is executed.

尚、トルクダウン制御では、アクセルペダル18の開度によらずに吸入空気量が徐々に低下するようにスロットルバルブ19が制御される。また、排気音制御でのスロットルバルブ19の開度は、アイドル運転時の開度と同じとなるように制御してもよいし、アイドル運転時の開度よりも若干開き側に制御してもよいし、若干閉じ側に制御してもよい。排気音制御での燃料噴射量は、アイドル運転時での噴射量と同じに制御してもよいし、アイドル運転時の噴射量よりも若干多くてもよいし、若干少なくてもよい。 In the torque down control, the throttle valve 19 is controlled so that the intake air amount gradually decreases regardless of the opening degree of the accelerator pedal 18. Further, the opening degree of the throttle valve 19 in the exhaust sound control may be controlled to be the same as the opening degree during idle operation, or may be controlled to be slightly more open than the opening degree during idle operation. Alternatively, the control may be performed slightly on the closed side. The fuel injection amount in the exhaust sound control may be controlled to be the same as the injection amount in the idle operation, may be slightly larger than the injection amount in the idle operation, or may be slightly smaller.

時刻t3でフューエルカット信号がオフからオンに切り替わると、排気音制御が実行される。尚、排気音制御が実行される直前の点火時期をθaとする。排気音制御では、吸入空気量をアイドル運転時での吸入空気量となるように制御し、微小な噴射量で燃料噴射を継続しつつ、点火時期を圧縮行程と膨張行程との間の上死点後のθbにまで大幅に遅角させる。点火時期θbは、本実施例では例えばATDC(After Top Dead Center)20°に設定される。 When the fuel cut signal is switched from off to on at time t3, the exhaust sound control is executed. The ignition timing immediately before the exhaust sound control is executed is set to θa. In the exhaust sound control, the intake air amount is controlled to be the intake air amount during idle operation, and the ignition timing is set between the compression stroke and the expansion stroke while the fuel injection is continued with a minute injection amount. The angle is significantly retarded to θb after the point. In this embodiment, the ignition timing θb is set to, for example, ATDC (After Top Dead Center) 20 °.

図3は、吸気弁22及び排気弁23の開弁タイミングと点火時期θa及びθbとの関係を示したグラフである。図3では、横軸はクランク角を示しており、縦軸はバルブリフト量を示している。点火時期θaから大幅に遅角された点火時期θbに設定されることにより、混合気の燃焼速度が低下する。これにより排気行程の下死点付近での排気弁23の開弁時にまで混合気の燃焼が継続させることができる。これにより、排気弁23の開弁時に混合気の燃焼音を排気音として排気通路17内に伝搬させることができ、良好なスポーツサウンドを得ることができる。従って、例えば高性能スポーツカーの商品性の向上にも貢献できる。尚、図3の例では点火時期θaは圧縮行程と膨張行程の間の上死点前に設定されているが、具体的には、θaは、通常のアイドル運転時に設定される点火時期に設定され、吸入空気量に応じて、例えばBTDC(Before Top Dead Center)45°~0°、又はBTDC10°~0°の範囲内に設定される。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the valve opening timings of the intake valve 22 and the exhaust valve 23 and the ignition timings θa and θb. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the crank angle, and the vertical axis indicates the valve lift amount. By setting the ignition timing θb significantly retarded from the ignition timing θa, the combustion speed of the air-fuel mixture decreases. As a result, the combustion of the air-fuel mixture can be continued until the exhaust valve 23 is opened near the bottom dead center of the exhaust stroke. As a result, when the exhaust valve 23 is opened, the combustion sound of the air-fuel mixture can be propagated as the exhaust sound in the exhaust passage 17, and a good sports sound can be obtained. Therefore, for example, it can contribute to improving the commercial value of a high-performance sports car. In the example of FIG. 3, the ignition timing θa is set before the top dead center between the compression stroke and the expansion stroke, but specifically, θa is set to the ignition timing set during normal idle operation. Then, depending on the amount of intake air, for example, the BTDC (Before Top Dead Center) is set within the range of 45 ° to 0 ° or the BTDC of 10 ° to 0 °.

また、上述のように排気音制御により混合気の燃消速度が低下するため、内燃機関10の温度が低下し、燃焼室11から排出される排気中のNOxの量は十分に抑制される。また、空燃比はリーンに制御されているため、触媒20によりHCを十分に浄化することができる。 Further, as described above, since the combustion extinguishing speed of the air-fuel mixture is lowered by the exhaust sound control, the temperature of the internal combustion engine 10 is lowered, and the amount of NOx in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 11 is sufficiently suppressed. Further, since the air-fuel ratio is controlled lean, the HC can be sufficiently purified by the catalyst 20.

次に図2に示すように、排気音制御を実行してから所定時間経過した時刻t4で排気音制御を停止し点火時期θaに設定して、燃料噴射を停止して本来のフューエルカットを実行する。尚、フューエルカットの実行中に内燃機関10の回転数が復帰回転数以下になった場合には、ECU30は燃料噴射弁13による燃料噴射を再開する。 Next, as shown in FIG. 2, the exhaust sound control is stopped at the time t4 when a predetermined time has elapsed since the exhaust sound control was executed, the ignition timing θa is set, the fuel injection is stopped, and the original fuel cut is executed. do. If the rotation speed of the internal combustion engine 10 becomes equal to or less than the return rotation speed during the execution of the fuel cut, the ECU 30 restarts the fuel injection by the fuel injection valve 13.

このように排気音制御の実行中は微小量の燃料噴射が継続されるため、排気温度の低下が抑制され、触媒20の温度の低下も抑制され、排気浄化性能を維持することができる。また、内燃機関10が過給機を備えている場合には、減速中に排気音制御が実行されることにより、過給機の回転数の低下を抑制でき、これにより通常運転への復帰後のターボラグを抑制できる。 As described above, since the injection of a minute amount of fuel is continued during the execution of the exhaust sound control, the decrease in the exhaust temperature is suppressed, the decrease in the temperature of the catalyst 20 is also suppressed, and the exhaust purification performance can be maintained. Further, when the internal combustion engine 10 is equipped with a supercharger, the exhaust sound control is executed during deceleration, so that the decrease in the rotation speed of the supercharger can be suppressed, and thereby after returning to the normal operation. Turbo lag can be suppressed.

次に排気音のレベルと空気過剰率との関係について説明する。図4Aは、排気音のレベルと空気過剰率λとの関係を示したグラフである。図4Aでは、縦軸は排気音のレベルを示し、横軸は空気過剰率λを示している。空気過剰率λは、空燃比/理論空燃比で示すことができ、1よりも大きいほどリーンであることを示す。図4Aに示すように、空気過剰率λが1よりも大きい範囲で排気音のレベルがピークとなる。このように排気音制御の実行時での空気過剰率λを適切に制御することにより、より効果的なスポーツサウンドを演出することができる。 Next, the relationship between the exhaust noise level and the excess air rate will be described. FIG. 4A is a graph showing the relationship between the exhaust noise level and the air excess rate λ. In FIG. 4A, the vertical axis indicates the level of exhaust noise, and the horizontal axis indicates the excess air ratio λ. The air-fuel ratio λ can be expressed by the air-fuel ratio / stoichiometric air-fuel ratio, and the larger it is, the leaner it is. As shown in FIG. 4A, the exhaust sound level peaks in the range where the excess air ratio λ is larger than 1. By appropriately controlling the excess air ratio λ at the time of executing the exhaust sound control in this way, a more effective sports sound can be produced.

次に排気の燃焼音のレベルと点火時期との関係について説明する。図4Bは、排気音のレベルと点火時期との関係を示したグラフである。図4Bでは、縦軸は排気音のレベルを示し、横軸は点火時期を示している。点火時期を遅角させるほど、排気音のレベルは増大する。これは、点火時期を遅角させるほど、排気弁23の開弁期間中で混合気の燃焼が継続する時間が長くなるからと考えられる。このように排気音制御の実行時での点火時期を適切に制御することにより、より効果的なスポーツサウンドを演出することができる。 Next, the relationship between the combustion noise level of the exhaust gas and the ignition timing will be described. FIG. 4B is a graph showing the relationship between the exhaust noise level and the ignition timing. In FIG. 4B, the vertical axis indicates the exhaust sound level, and the horizontal axis indicates the ignition timing. The more the ignition timing is retarded, the higher the level of exhaust noise. It is considered that this is because the more the ignition timing is retarded, the longer the time during which the combustion of the air-fuel mixture continues during the valve opening period of the exhaust valve 23 becomes longer. By appropriately controlling the ignition timing at the time of executing the exhaust sound control in this way, a more effective sports sound can be produced.

次にECU30が実行する制御について説明する。図5及び図6は、ECU30が実行する制御の一例を示したフローチャートである。最初に、アクセル開度センサ31に基づいてアクセルオンからアクセルオフとなったか否かが判定される(ステップS11)。例えば図2に示したタイミングチャートでは、時刻t2でステップS11の処理においてYesと判定される。 Next, the control executed by the ECU 30 will be described. 5 and 6 are flowcharts showing an example of the control executed by the ECU 30. First, it is determined whether or not the accelerator is turned on and off based on the accelerator opening sensor 31 (step S11). For example, in the timing chart shown in FIG. 2, it is determined as Yes in the process of step S11 at time t2.

ステップS11でYesの場合、触媒20の温度が所定の範囲内にあるか否かが判定される(ステップS12)。例えば触媒20の温度がこの範囲を超えて高温であった場合に仮に排気音制御を実行すると触媒20の温度が過剰に高温となる可能性がある。このような問題を抑制するためにステップS12の処理が実行される。尚、触媒20の温度は、センサによって検出してもよいし、その他の公知の手法によって推定してもよい。 In the case of Yes in step S11, it is determined whether or not the temperature of the catalyst 20 is within a predetermined range (step S12). For example, if the temperature of the catalyst 20 is higher than this range and the exhaust sound control is executed, the temperature of the catalyst 20 may become excessively high. The process of step S12 is executed in order to suppress such a problem. The temperature of the catalyst 20 may be detected by a sensor or estimated by another known method.

ステップS12でYesの場合には、内燃機関10の回転数が所定の範囲内にあるか否かが判定される(ステップS13)。例えば回転数が低い場合には吸入空気量も少なくなるがこの場合に点火時期を遅角すると失火する可能性があり、また回転数が低い場合に排気音制御を実行するとドライバーに違和感を与える可能性があるからである。尚、内燃機関10の回転数はクランクセンサ35の検出値に基づいて算出される。 In the case of Yes in step S12, it is determined whether or not the rotation speed of the internal combustion engine 10 is within a predetermined range (step S13). For example, when the rotation speed is low, the amount of intake air also decreases, but in this case, if the ignition timing is retarded, a misfire may occur, and if the exhaust sound control is executed when the rotation speed is low, the driver may feel uncomfortable. Because there is sex. The rotation speed of the internal combustion engine 10 is calculated based on the detection value of the crank sensor 35.

ステップS13でYesの場合には、排気音制御の実行が許可され(ステップS14)、排気音制御実行時間Tが設定される(ステップS15)。排気音制御実行時間Tは、ECU30のROMにあらかじめ記憶されたマップに基づいて定められる。このマップは、例えば内燃機関10の回転数及び負荷に基づいて排気音制御実行時間Tを規定している。マップで規定する排気音制御実行時間Tは、予め実験により触媒20の温度が排気音制御を実行しても許容上限温度以下となる時間に設定されている。例えば、内燃機関10の運転状態が高回転高負荷であった場合には、触媒20の温度は比較的高い状態にあるので、排気音制御実行時間Tは比較的短い時間に設定される。 If Yes in step S13, the execution of the exhaust sound control is permitted (step S14), and the exhaust sound control execution time T is set (step S15). The exhaust sound control execution time T is determined based on a map stored in advance in the ROM of the ECU 30. This map defines, for example, the exhaust sound control execution time T based on the rotation speed and the load of the internal combustion engine 10. The exhaust sound control execution time T specified in the map is set to a time in which the temperature of the catalyst 20 becomes equal to or less than the allowable upper limit temperature even if the exhaust sound control is executed by an experiment in advance. For example, when the operating state of the internal combustion engine 10 is high rotation and high load, the temperature of the catalyst 20 is in a relatively high state, so that the exhaust sound control execution time T is set to a relatively short time.

上述したステップS12及びS13の何れかでNoの場合には、排気音制御が禁止される(ステップS16)。 If No in any of steps S12 and S13 described above, exhaust sound control is prohibited (step S16).

ステップS11でNoの場合、図6に示すように排気音制御が許可されているか否かが判定される(ステップS21)。例えば、図2で時刻t2以降は、ステップS11でNoと判定される。また、例えばアクセルオフからアクセルオンに移行した場合にも、ステップS11ではNoと判定される。ステップS21でNoの場合には本制御は終了する。 If No in step S11, it is determined whether or not exhaust sound control is permitted as shown in FIG. 6 (step S21). For example, after the time t2 in FIG. 2, it is determined as No in step S11. Further, for example, even when the accelerator is turned off and the accelerator is turned on, it is determined as No in step S11. If No in step S21, this control ends.

ステップS21でYesの場合とは、例えば上述したステップS14で排気音制御が許可されている場合である。この場合、排気音制御の実行のための事前処理が完了しているか否かが判定される(ステップS22)。具体的には、ロックアップ中はフューエルカットの実行のための事前処理が完了したか否かを判定し、ロックアップオフ状態の場合にはトルクダウンが完了したか否かを判定する。フューエルカットの実行のための事前処理とは、例えばフューエルカットが実行される前にロックアップ状態からロックアップがオフに切り替えられた際のトルクショックを抑制するための処理である。トルクダウンが完了したか否かの判定では、減速により内燃機関10のトルクが所定値まで低下したか否かが判定される。尚、ロックアップ状態とは、トルクコンバータのロックアップクラッチが係合状態にあることを意味し、ロックアップオフとがこの係合状態が解除された状態を意味する。 The case of Yes in step S21 is, for example, a case where exhaust sound control is permitted in step S14 described above. In this case, it is determined whether or not the preprocessing for executing the exhaust sound control is completed (step S22). Specifically, it is determined whether or not the preprocessing for executing the fuel cut is completed during the lockup, and whether or not the torque down is completed in the case of the lockup off state. The pre-processing for executing the fuel cut is, for example, a process for suppressing a torque shock when the lock-up state is switched off from the lock-up state before the fuel cut is executed. In the determination of whether or not the torque reduction is completed, it is determined whether or not the torque of the internal combustion engine 10 has decreased to a predetermined value due to the deceleration. The lockup state means that the lockup clutch of the torque converter is in the engaged state, and the lockup off means the state in which the engaged state is released.

上述のステップS22で事前処理が完了しているか否かを判定する代わりに、排気音制御が許可されてから、又はアクセルがオンからオフに移行したことを検出してから所定時間経過したか否かを判定してもよい。即ち、所定時間経過したことをもって上記の事前処理が完了しているものとみなしてもよい。 Whether or not a predetermined time has elapsed since the exhaust sound control was permitted or when it was detected that the accelerator was switched from on to off, instead of determining whether or not the preprocessing was completed in step S22 described above. May be determined. That is, it may be considered that the above-mentioned pretreatment has been completed when the predetermined time has elapsed.

ステップS22でNoの場合には、排気音制御は実行されずに待機状態となる(ステップS23)。ステップS22でYesの場合には、排気音制御が実行される(ステップS24)。 If No in step S22, the exhaust sound control is not executed and the standby state is entered (step S23). If Yes in step S22, exhaust noise control is executed (step S24).

次に、アクセルオフが検出されたか否かが判定される(ステップS25)。ステップS25でYesの場合、触媒20の温度が所定範囲内にあるか否かが判定される(ステップS26)。ステップS26でYesの場合、排気音制御継続時間が上述した排気音制御実行時間T以上となったか否かが判定される(ステップS27)。ステップS27でNoの場合には本制御を終了する。即ち、排気音制御が継続される。ステップS25及びS26の何れかでNoの場合や、ステップS27でYesの場合には、排気音制御を終了する(ステップS28)。これにより排気音制御実行中にアクセルペダル18が踏み込まれた場合や、触媒20の温度が過度に上昇した場合にも排気音制御は終了する。 Next, it is determined whether or not the accelerator off is detected (step S25). In the case of Yes in step S25, it is determined whether or not the temperature of the catalyst 20 is within a predetermined range (step S26). In the case of Yes in step S26, it is determined whether or not the exhaust sound control duration is equal to or longer than the exhaust sound control execution time T described above (step S27). If No in step S27, this control is terminated. That is, the exhaust sound control is continued. If No in any of steps S25 and S26, or if Yes in step S27, the exhaust sound control is terminated (step S28). As a result, the exhaust sound control ends even when the accelerator pedal 18 is depressed while the exhaust sound control is being executed, or when the temperature of the catalyst 20 rises excessively.

図7は、ECU30が実行する制御の変形例を示したタイミングチャートである。時刻t1でアクセル開度が低下して時刻t2でアクセルがオフに移行すると、フューエルカット信号がONとなり、燃料噴射量がゼロに制御される。即ち、フューエルカットが実行される。フューエルカット中に時刻t3で排気音制御が実行されると、微小な燃料噴射が開始されて点火時期θbが設定されて大幅に遅角される。時刻t4で排気音制御が終了するとフューエルカットが継続される。このようにアクセルオフとなってから直ちにフューエルカットを実行することにより、減速感を確保することができる。例えば、スロットルバルブ19の径が大きい場合や、スロットルバルブ19後の吸気系の容積が大きい場合には、減速時に十分に吸入空気量が低下するまでに時間を要して減速感が低下する可能性がある。本変形例は、このような場合に適している。また、フューエルカット実行後に吸入空気量がある程度減少してから排気音制御が実行されるため、早期に減速感を確保しつつ排気音を演出することができ、車両のスポーティ性をより効果的に演出することができる。 FIG. 7 is a timing chart showing a modified example of the control executed by the ECU 30. When the accelerator opening decreases at time t1 and the accelerator turns off at time t2, the fuel cut signal is turned on and the fuel injection amount is controlled to zero. That is, the fuel cut is executed. When the exhaust sound control is executed at time t3 during the fuel cut, a minute fuel injection is started, the ignition timing θb is set, and the angle is significantly retarded. When the exhaust sound control ends at time t4, the fuel cut is continued. By executing the fuel cut immediately after the accelerator is turned off in this way, a feeling of deceleration can be ensured. For example, when the diameter of the throttle valve 19 is large, or when the volume of the intake system after the throttle valve 19 is large, it takes time for the intake air amount to sufficiently decrease during deceleration, and the feeling of deceleration may decrease. There is sex. This modification is suitable for such a case. In addition, since the exhaust sound control is executed after the intake air amount decreases to some extent after the fuel cut is executed, it is possible to produce the exhaust sound while ensuring a feeling of deceleration at an early stage, and the sportiness of the vehicle is made more effective. It can be directed.

上記実施例において、排気音制御での点火時期θbをATDC20°に設定したが、これに限定されず、混合気の燃焼が排気弁23の開弁時に継続されるのであれば、例えばATDC17°~23°の間の点火時期であってもよいし、ATDC15°~25°の間の点火時期であってもよい。 In the above embodiment, the ignition timing θb in the exhaust sound control is set to ATDC 20 °, but the ignition timing is not limited to this, and if the combustion of the air-fuel mixture is continued when the exhaust valve 23 is opened, for example, ATDC 17 ° to The ignition timing may be between 23 ° and ATDC 15 ° to 25 °.

また、上記の実施例では、車両用の内燃機関10に適用した例について説明したが、車両は、例えば、所謂ハイブリッド車や自動二輪車等であってもよい。また、上記の内燃機関10の燃料噴射弁13はポート噴射弁であるが、これに限定されず、筒内噴射弁を備えた内燃機関であってもよいし、ポート噴射弁及び筒内噴射弁の双方を備えた内燃機関であってもよい。 Further, in the above embodiment, an example applied to the internal combustion engine 10 for a vehicle has been described, but the vehicle may be, for example, a so-called hybrid vehicle, a motorcycle, or the like. Further, the fuel injection valve 13 of the internal combustion engine 10 is not limited to the port injection valve, but may be an internal combustion engine provided with an in-cylinder injection valve, and the port injection valve and the in-cylinder injection valve. It may be an internal combustion engine provided with both of the above.

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
12 吸気通路
13 燃料噴射弁
14 点火プラグ
17 排気通路
18 アクセルペダル
19 スロットルバルブ
20 触媒
30 ECU(内燃機関の制御装置)
10 Internal combustion engine 12 Intake passage 13 Fuel injection valve 14 Spark plug 17 Exhaust passage 18 Accelerator pedal 19 Throttle valve 20 Catalyst 30 ECU (Internal combustion engine control device)

Claims (1)

車両に搭載された内燃機関の点火時期、燃料噴射量、及び吸入空気量、及び空燃比を制御する内燃機関の制御装置において、
アクセルオンからアクセルオフに移行した場合に、空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御しつつ燃料噴射量及び吸入空気量を減少させて点火時期を遅角させるトルクダウン制御を実行し、次に前記内燃機関の排気弁が開弁を開始するまで混合気の燃焼が継続するように、点火時期を圧縮行程と膨張行程との間の上死点後にまで更に遅角させる排気音制御を実行する、内燃機関の制御装置。
In an internal combustion engine control device that controls the ignition timing, fuel injection amount, intake air amount, and air-fuel ratio of an internal combustion engine mounted on a vehicle.
When shifting from accelerator on to accelerator off, torque down control is executed to delay the ignition timing by reducing the fuel injection amount and intake air amount while controlling the air-fuel ratio to the lean side of the theoretical air-fuel ratio, and then Exhaust sound control is executed to further retard the ignition timing until after the top dead center between the compression stroke and the expansion stroke so that the combustion of the air-fuel mixture continues until the exhaust valve of the internal combustion engine starts to open. Internal combustion engine control device.
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