JP2024022175A - 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.
内燃機関の排気通路には空燃比を検出するセンサが設けられている。このセンサには、検出素子の早期活性化を図るためにヒータが設けられている(例えば特許文献1など)。 A sensor for detecting an air-fuel ratio is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine. This sensor is provided with a heater for early activation of the detection element (for example, Patent Document 1).
ところで、水素を燃料とする内燃機関では、排気通路に流出する未燃の水素ガスの濃度が所定値以上に高くなる可能性がある。そのため、排気通路に上述したセンサを設けてヒータの加熱を行った場合、未燃の水素ガスがセンサ内で燃焼してしまうおそれがある。 By the way, in an internal combustion engine that uses hydrogen as fuel, there is a possibility that the concentration of unburned hydrogen gas flowing out into the exhaust passage becomes higher than a predetermined value. Therefore, when the above-described sensor is provided in the exhaust passage and the heater is heated, there is a risk that unburned hydrogen gas will be burned within the sensor.
上記課題を解決する内燃機関の制御装置は、水素を燃料とする内燃機関に適用される制御装置である。前記内燃機関は、排気通路と、前記排気通路に設けられてヒータを有しており空燃比を検出するセンサと、を備えている。そして、制御装置は、前記排気通路に流出する水素ガスの濃度が所定値以上となる可能性のある規定条件が成立する場合には、前記ヒータの加熱を抑制する抑制処理を実行する。 A control device for an internal combustion engine that solves the above problems is a control device applied to an internal combustion engine that uses hydrogen as fuel. The internal combustion engine includes an exhaust passage and a sensor that is provided in the exhaust passage and has a heater and detects an air-fuel ratio. Then, the control device executes a suppression process to suppress heating of the heater when a prescribed condition is established in which the concentration of hydrogen gas flowing into the exhaust passage may be equal to or higher than a predetermined value.
同構成によれば、排気通路に流出する水素ガスの濃度が所定値以上となる可能性がある場合には、排気通路に設けられたセンサが備えるヒータの加熱が抑制される。ヒータの加熱が抑制されるとセンサの温度が低下するため、センサ内で水素ガスが燃焼することを抑えることができる。 According to this configuration, when there is a possibility that the concentration of hydrogen gas flowing into the exhaust passage becomes equal to or higher than a predetermined value, heating of the heater included in the sensor provided in the exhaust passage is suppressed. When the heating of the heater is suppressed, the temperature of the sensor decreases, so that combustion of hydrogen gas within the sensor can be suppressed.
以下、内燃機関の制御装置を具体化した第1実施形態について説明する。
(第1実施形態)
<内燃機関の構成>
図1に示すように、内燃機関10は、シリンダブロック11、シリンダヘッド12、ヘッドカバー13、及びオイルパン14を備えている。シリンダブロック11内には、ピストン15が往復動可能に配置されたシリンダ16が設けられている。
A first embodiment that embodies a control device for an internal combustion engine will be described below.
(First embodiment)
<Configuration of internal combustion engine>
As shown in FIG. 1, the
シリンダヘッド12には、内燃機関10の燃焼室17に吸気を導入する吸気ポート30や燃焼室17から排気を排出する排気ポート70が設けられている。吸気ポート30には吸気バルブ81が設けられている。この吸気バルブ81の駆動系には、同吸気バルブ81のバルブタイミング(開閉時期)を変更する可変動弁機構である吸気側バルブタイミング可変機構85が設けられている。排気ポート70には排気バルブ82が設けられている。この排気バルブ82の駆動系には、同排気バルブ82のバルブタイミング(開閉時期)を変更する可変動弁機構である排気側バルブタイミング可変機構86が設けられている。
The
また、シリンダヘッド12には、吸気ポート30内に燃料としての水素を噴射するポート噴射弁83と、燃焼室17内に燃料としての水素を直接噴射する筒内噴射弁84と、点火プラグ(図示略)とが設けられている。
The
シリンダブロック11の下部には、内燃機関10の出力軸であるクランクシャフト18が収納されたクランクケース19が設けられている。クランクケース19の下部には、潤滑油を貯留するオイルパン14が設けられている。
A
吸気ポート30の上流には、サージタンク60を備える吸気マニホールド29が接続されており、サージタンク60の上流には吸気管20が接続されている。吸気管20及びサージタンク60及び吸気マニホールド29は内燃機関10の吸気通路を構成している。
An
吸気管20には、その上流から順に、エアクリーナ21、エアフロメータ22、燃焼室17から出された排気を利用して駆動される過給機24のコンプレッサホイール24C、インタークーラ27、過給圧センサ25、及びスロットルバルブ28が設置されている。また、サージタンク60には、吸気圧センサ54が設置されている。なお、スロットルバルブ28は電動モータによってその開度が変更される。
In the
エアクリーナ21は、吸気管20に取り込まれた吸気の濾過を行う。過給機24は、吸気管20内の空気を過給する。また、インタークーラ27は、コンプレッサホイール24Cを通過した後の空気の冷却を行う。そして、スロットルバルブ28は、バルブ開度を調整することによって吸入空気量の調量を行う。
The
エアフロメータ22は、吸入空気量GAを検出する。また、過給圧センサ25によって、吸気管20におけるコンプレッサホイール24Cの下流側の部分の圧力である過給圧PTCが検出される。また、吸気圧センサ54によってサージタンク60内の圧力である吸気圧PIMが検出される。
排気ポート70の下流には、排気通路90が接続されている。排気通路90の途中には、過給機24のタービンホイール24Tを収納するハウジングが接続されている。また、排気通路90においてタービンホイール24Tの上流側の部分と同タービンホイール24Tの下流側の部分とはバイパス通路92を介して連通されている。バイパス通路92の途中には、アクチュエータにて開度が調整されるウェイストゲートバルブ(以下、WGVという)93が設けられている。このWGV93は、バイパス通路92を流れる排気の量を調整するバルブであり、その開度が大きくなるほど、タービンホイール24Tを迂回してバイパス通路92を通過する排気の量が多くなる。そのため、過給機24によって高められる吸気の過給圧は低くなる。
An
排気通路90において、バイパス通路92よりも下流側の部位には、排気を浄化する触媒95が設けられている。また、排気通路90において、触媒95の上流側には、排気中の酸素濃度や未燃燃料の量に応じた空燃比の信号を出力する空燃比センサ55が設けられている。この空燃比センサ55には、当該空燃比センサ55の検出素子を加熱するヒータ55Hが設けられている。
In the
内燃機関10には、圧縮行程中や燃焼行程中に燃焼室17からクランクケース19内に漏れたガス、いわゆるブローバイガスを処理するブローバイガス処理装置が設けられている。このブローバイガス処理装置は、クランクケース19内のブローバイガスを、ヘッドカバー13に設けられたオイル分離器であるメインセパレータ31に導くための吸引路32を備えている。メインセパレータ31に接続された吸引路32の末端は、クランクケース19内に開口している。
The
メインセパレータ31は、差圧弁であるPCV(positive crankcase ventilation)バルブ34及びPCV通路35を介してサージタンク60に接続されている。PCVバルブ34は、サージタンク60内の圧力がメインセパレータ31内の圧力よりも低くなったときに開弁して、メインセパレータ31からサージタンク60へのブローバイガスの流入を許容する。これら吸引路32、メインセパレータ31、PCVバルブ34、及びPCV通路35は、吸気通路の一部を構成するサージタンク60とクランクケース19とを連通する連通路を構成している。
The
例えば過給機24の過給圧が低いときなどには、サージタンク60内の圧力がメインセパレータ31内の圧力よりも低くなる。そのため、クランクケース19内のブローバイガスは、吸引路32、メインセパレータ31、PCVバルブ34、及びPCV通路35を介してサージタンク60内に吸引される。吸引されたブローバイガスは吸気と共に燃焼室17に送られて燃焼される。
For example, when the supercharging pressure of the
また、メインセパレータ31には、接続通路41を介してエゼクタ40が接続されている。エゼクタ40は、コンプレッサホイール24Cよりも上流側の吸気管20とコンプレッサホイール24Cよりも下流側の吸気管20とを接続するバイパス通路36の途中に設けられている。エゼクタ40は、ベンチュリ効果によって負圧を発生させるための絞り部を備えている。
Further, an
また、ブローバイガス処理装置は、吸気をクランクケース19に導入して掃気するための大気導入路37を備えている。大気導入路37の両端のうちの一方の端は、エアクリーナ21とコンプレッサホイール24Cとの間の吸気管20に接続されている。大気導入路37は、ヘッドカバー13を貫通してシリンダヘッド12及びシリンダブロック11の内部を通り、クランクケース19に繋がっている。大気導入路37の途中には、ヘッドカバー13内に設置されたオイル分離器である大気側セパレータ38が設けられている。
The blow-by gas treatment device also includes an atmospheric
過給機24の過給圧が高いときには、コンプレッサホイール24Cの下流側から上流側に向かってバイパス通路36内を空気が流れることにより、エゼクタ40には負圧が生じる。そして、エゼクタ40に発生した負圧により、クランクケース19内のブローバイガスは、吸引路32及びメインセパレータ31及び接続通路41を介してエゼクタ40の内部に吸引される。エゼクタ40に吸引されたブローバイガスは、空気とともにバイパス通路36を介してコンプレッサホイール24Cよりも上流側の吸気管20に導入される。吸気管20に導入されたブローバイガスは、吸気と共に燃焼室17に送られて燃焼される。
When the supercharging pressure of the
制御装置100は、内燃機関10を制御対象とし、スロットルバルブ28、ポート噴射弁83及び筒内噴射弁84、点火プラグ、吸気側バルブタイミング可変機構85、排気側バルブタイミング可変機構86、WGV93等の各種操作対象機器を操作する。
The
制御装置100は、中央処理装置(以下、CPUという)110や、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリ120などを備えている。そして、制御装置100は、メモリ120に記憶されたプログラムをCPU110が実行することにより各種制御に関する処理を実行する。
The
制御装置100には、上述のエアフロメータ22、過給圧センサ25、吸気圧センサ54、空燃比センサ55の検出信号が入力されている。さらに制御装置100には、機関回転速度NEを算出するためにクランクシャフト18の回転角(クランク角)を検出するクランク角センサ51の検出信号も入力される。また、制御装置100には、内燃機関10を搭載する車両の車速SPを検出する車速センサ53、アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ACPを検出するアクセル操作量センサ52などの検出信号も入力される。なお、制御装置100は、機関回転速度NE及び吸入空気量GAに基づいて機関負荷率KLを算出する。機関負荷率KLは、燃焼室17に充填される空気量を定めるパラメータであり、基準流入空気量に対する1気筒の1燃焼サイクル当たりの流入空気量の比である。なお、基準流入空気量は、機関回転速度NEに応じて可変設定される。
Detection signals from the above-mentioned
制御装置100は、アクセル操作量ACP及び車速SPに基づいて内燃機関10に要求される出力の目標値である目標出力Peを算出する。そして、目標出力Peが大きい場合には、目標出力Peが小さい場合よりも混合気の空燃比を小さくする制御を実行する。より詳細には、制御装置100は、基本的にスロットルバルブ28を既定値以上の開度、例えば全開付近の開度に維持する。そして、目標出力Peが大きいほど要求噴射量Qdが多くなるように当該要求噴射量Qdを設定する。要求噴射量Qdは、ポート噴射弁83及び筒内噴射弁84から噴射する燃料の目標値である。そして、制御装置100は、要求噴射量Qdが得られるようにポート噴射弁83及び筒内噴射弁84を制御する。このように内燃機関10では、燃料噴射量の調整を通じて混合気の空燃比を変更することにより出力調整が行われる。
The
なお、制御装置100は、目標出力Peが「0」の場合、内燃機関10の運転を自動停止する。そして、自動停止したあと、目標出力Peが「0」よりも大きくなると、制御装置100は、内燃機関10を始動して運転を再開する。このように制御装置100は、内燃機関10の自動停止及び自動始動を実行する。
Note that the
また、制御装置100は、機関回転速度NEや機関負荷率KLなどに基づいて吸気バルブ81や排気バルブ82の目標バルブタイミングを算出する。そして、目標バルブタイミングなどに基づいて上記吸気側バルブタイミング可変機構85や排気側バルブタイミング可変機構86の駆動制御を行う。
Further, the
また、制御装置100は、機関回転速度NEや機関負荷率KLなどに基づいて目標過給圧PTCpを算出する。そして、目標過給圧PTCpなどに基づいてWGV93の開度調整を行うことにより、過給機24の過給圧制御を行う。
Furthermore, the
<本実施形態の抑制処理>
水素を燃料とする内燃機関10では、排気通路90に流出する水素ガスの濃度が燃焼可能な所定値以上の濃度になるおそれがある。例えば、内燃機関の始動を開始してから混合気の燃焼が安定するまでの期間は、排気に含まれる未燃の水素ガスの量が多くなるため、排気通路90に流出する水素ガスの濃度が所定値以上に高くなるおそれがある。このように水素ガスの濃度が所定値以上に高くなっている状況下において空燃比センサ55のヒータ55Hを加熱すると、未燃の水素ガスが空燃比センサ55内で燃焼してしまうおそれがある。
<Suppression processing of this embodiment>
In the
そこで、内燃機関10の始動時を、排気通路90に流出する水素ガスの濃度が所定値以上となる可能性がある規定条件とする。そして、この規定条件が成立する場合、制御装置100は、ヒータ55Hの加熱を抑制する抑制処理を実行するようにしている。
Therefore, the starting time of the
図2に、抑制処理を実行するための処理手順を示す。図2に示す処理は、制御装置100が所定周期毎に繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。
FIG. 2 shows a processing procedure for executing the suppression processing. The process shown in FIG. 2 is realized by the
図2に示す一連の処理において、制御装置100は、まず、機関始動時か否かを判定する(S100)。制御装置100は、内燃機関10の始動要求が生じたことにより機関始動が開始されてから機関始動が完了したと判定されるまで、S100の処理にて肯定判定を行う。なお、始動要求としては、上述した自動始動による機関始動要求や、車両運転者によるイグニションスイッチのオン操作による機関始動要求がある。また、制御装置100は、例えば機関回転速度NEが規定の判定値NEfを超えると機関始動が完了したと判定する。
In the series of processes shown in FIG. 2, the
S100の処理にて、機関始動時であると判定する場合(S100:YES)、制御装置100は、混合気の燃焼が安定しているか否かを判定する(S110)。S110の処理において、制御装置100は、機関回転速度NEが規定の判定値NEa以上である場合に、混合気の燃焼が安定していると判定する。なお、判定値NEaは上記判定値NEfよりも小さい値である。
If it is determined in the process of S100 that the engine is starting (S100: YES), the
S110の処理にて、混合気の燃焼が安定していないと判定する場合(S110:NO)、制御装置100は、ヒータ55Hの通電を停止することによりヒータ55Hの加熱を抑制する第1抑制処理を実行する(S120)。
If it is determined in the process of S110 that the combustion of the air-fuel mixture is not stable (S110: NO), the
次に、制御装置100は、空燃比センサ55の検出素子への通電を停止することにより当該検出素子の通電を抑制する第2抑制処理を実行する(S130)。
一方、上記S110の処理にて、混合気の燃焼が安定していると判定する場合(S110:YES)、制御装置100は、ヒータ55Hの通電を実行する停止する(S140)。
Next, the
On the other hand, if it is determined in the process of S110 that the combustion of the air-fuel mixture is stable (S110: YES), the
次に、制御装置100は、空燃比センサ55の検出素子への通電を実行する(S150)。
なお、制御装置100は、S130の処理やS150の処理を完了した場合や、S100の処理において否定判定する場合には、図2に示す一連の処理を一旦終了する。
Next, the
Note that when the
<作用及び効果>
本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1-1)内燃機関10の始動を開始してから混合気の燃焼が安定するまでの期間は、排気通路90に流出する水素ガスの濃度が所定値以上に高くなる可能性がある。そこで、本実施形態では、機関始動を開始してから混合気の燃焼が安定したと判定されるまでの期間において上記第1抑制処理が実行される。この第1抑制処理の実行によりヒータ55Hの加熱が抑制されるため、空燃比センサ55の温度が低下する。従って、機関始動したときにおいて、センサ内での水素ガスの燃焼を抑えることができる。
<Action and effect>
The operation and effects of this embodiment will be explained.
(1-1) During the period from the start of the
(1-2)空燃比センサ55の検出素子に通電が行われていると、当該検出素子がリアクターとして機能する。そのため、検出素子に通電が行われている場合には、通電が行われていない場合と比較して水素ガスの着火温度が低くなる傾向がある。この点、本実施形態では、上記第1抑制処理を実行するときには、検出素子への通電を停止する上記第2抑制処理を併せて実行するようにしている。従って、水素ガスの着火温度を低下させることが可能となり、これによってもセンサ内での水素ガスの燃焼を抑えることができる。
(1-2) When the detection element of the air-
(第2実施形態)
次に、内燃機関の制御装置を具体化した第2実施形態について説明する。
水素を燃料とする内燃機関10では、運転を停止するときにも、排気通路90に流出する水素ガスの濃度が燃焼可能な所定値以上の濃度になるおそれがある。例えば、内燃機関10の運転停止時には、クランクシャフト18の回転が止まるまでピストン15は上下運動を繰り返す。このピストン15の運動によって、クランクケース19に溜まっているブローバイガス中の水素ガスは上述したブローバイ処理装置を介して吸気通路に流入する。吸気通路に流入した水素ガスは、燃焼室17にて燃焼されることなく排気通路90に流入する。また、クランクケース19に溜まっているブローバイガス中の水素ガスは、例えばシリンダ16とピストン15との隙間から同ピストン15の上下運動によって燃焼室17に流入する。この燃焼室17に流入した水素ガスは、燃焼室17で燃焼されることなく排気通路90に流入する。従って、内燃機関10の運転停止時にも、排気通路90に流出する水素ガスの濃度が所定値以上に高くなるおそれがある。このように水素ガスの濃度が所定値以上に高くなっている状況下において空燃比センサ55のヒータ55Hを加熱すると、未燃の水素ガスが空燃比センサ55内で燃焼してしまうおそれがある。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment that embodies a control device for an internal combustion engine will be described.
In the
そこで、内燃機関10の運転を停止するときを、排気通路90に流出する水素ガスの濃度が所定値以上となる可能性がある規定条件とする。そして、この規定条件が成立する場合、制御装置100は、ヒータ55Hの加熱を抑制する抑制処理を実行するようにしている。
Therefore, the time when the operation of the
<本実施形態の抑制処理>
図3に、本実施形態における抑制処理を実行するための処理手順を示す。図3に示す処理は、制御装置100が所定周期毎に繰り返し実行することにより実現される。
<Suppression processing of this embodiment>
FIG. 3 shows a processing procedure for executing the suppression processing in this embodiment. The process shown in FIG. 3 is realized by the
図3に示す一連の処理において、制御装置100は、まず、内燃機関10の運転を停止するときであるか、より詳細には内燃機関10の運転を停止する停止要求があるか否かを判定する(S200)。なお、停止要求としては、上述した自動停止による運転停止要求や、車両運転者によるイグニションスイッチのオフ操作による運転停止要求などがある。
In the series of processes shown in FIG. 3, the
停止要求がある場合(S200:YES)、制御装置100は、ヒータ55Hの通電を停止することによりヒータ55Hの加熱を抑制する第1抑制処理を実行する(S2100)。
If there is a stop request (S200: YES), the
次に、制御装置100は、空燃比センサ55の検出素子への通電を停止することにより当該検出素子の通電を抑制する第2抑制処理を実行する(S220)。
次に、制御装置100は、センサ温度THsが判定値THsref以下であるか否かを判定する(S230)。センサ温度THsは、空燃比センサ55の温度である。制御装置100は、例えば空燃比センサ55の抵抗値や、ヒータ55Hの通電を停止してからの経過時間などに基づいてセンサ温度THsを算出する。なお、センサ温度THsは実測してもよい。また、判定値THsrefは既定の値であり、一例としては水素ガスが着火するおそれのある最低温度が挙げられる。
Next, the
Next, the
センサ温度THsが判定値THsref以下であると判定する場合(S230:YES)、制御装置100は、内燃機関10の運転停止を実行する(S240)。S240の処理において、制御装置100は、点火プラグへの通電停止や、各噴射弁83,84の燃料噴射を停止することにより内燃機関10の運転停止を実施する。
When determining that the sensor temperature THs is equal to or lower than the determination value THsref (S230: YES), the
なお、制御装置100は、S240の処理を完了した場合や、S200の処理またはS230の処理において否定判定する場合には、図3に示す一連の処理を一旦終了する。
<作用及び効果>
本実施形態の作用及び効果について説明する。
Note that when the
<Action and effect>
The operation and effects of this embodiment will be explained.
(2-1)内燃機関10の運転を停止するときには、排気通路90に流出する水素ガスの濃度が所定値以上に高くなる可能性がある。そこで、本実施形態では、内燃機関10の運転を停止する停止要求がある場合には、センサ温度THsが判定値THsref以下であると判定されるまで上記第1抑制処理が実行される。この第1抑制処理の実行によりヒータ55Hの加熱が抑制されるため、空燃比センサ55の温度が低下する。従って、機関停止するときにおいて、センサ内での水素ガスの燃焼を抑えることができる。
(2-1) When the operation of the
(2-2)停止要求が生じても、センサ温度THsが判定値THsref以下になるまでは内燃機関10の運転停止が遅延される。従って、運転停止による排気通路90への水素ガスの流入は、センサ内での水素ガスの燃焼が抑えられる状態になってから起こるようになる。そのため、これによってもセンサ内での水素ガスの燃焼を抑えることができるようになる。
(2-2) Even if a stop request occurs, stopping the operation of the
(2-3)空燃比センサ55の検出素子に通電が行われていると、当該検出素子がリアクターとして機能する。そのため、検出素子に通電が行われている場合には、通電が行われていない場合と比較して水素ガスの着火温度が低くなる傾向がある。この点、本実施形態でも、上記第1抑制処理を実行するときには、検出素子への通電を停止する上記第2抑制処理を併せて実行するようにしている。従って、水素ガスの着火温度を低下させることが可能となり、これによってもセンサ内での水素ガスの燃焼を抑えることができる。
(2-3) When the detection element of the air-
<変更例>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Example of change>
Note that each of the above embodiments can be modified and implemented as follows. Each embodiment and the following modification examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・第1実施形態におけるS110の処理では、混合気の燃焼が安定しているか否かを機関回転速度NEに基づいて判定したが、他の方法で判定してもよい。
例えば、吸入空気量GAが閾値GAref以上である場合に混合気の燃焼が安定していると判定してもよい。なお、機関回転速度NEが低いときには、高いときに比べて燃焼室17に流入する吸気の流速が遅くなるため、混合気のミキシングが進みにくく燃焼が不安定になる傾向がある。従って、同じ吸入空気量GAでも、機関回転速度NEが低いほど混合気の燃焼は不安定になりやすい。そこで、機関回転速度NEが低いほど上記閾値GArefの値が大きくなるように同閾値GArefを可変設定するようにすれば、混合気の燃焼が安定しているか否かの判定精度が向上するようになる。
- In the process of S110 in the first embodiment, whether or not the combustion of the air-fuel mixture is stable is determined based on the engine rotation speed NE, but other methods may be used.
For example, it may be determined that the combustion of the air-fuel mixture is stable when the intake air amount GA is equal to or greater than the threshold value GAref. Note that when the engine speed NE is low, the flow rate of intake air flowing into the
また、例えば、機関回転速度NEの変動量ΔNEを算出する。そして、その算出した変動量ΔNEが閾値ΔNEref以上である場合に混合気の燃焼が安定していると判定してもよい。なお、この場合にも、機関回転速度NEが低いほど上記閾値ΔNErefの値が大きくなるように同閾値ΔNErefを可変設定するようにすれば、混合気の燃焼が安定しているか否かの判定精度が向上するようになる。 Further, for example, the variation amount ΔNE of the engine rotational speed NE is calculated. Then, it may be determined that the combustion of the air-fuel mixture is stable when the calculated variation amount ΔNE is greater than or equal to the threshold value ΔNEref. In this case as well, if the threshold value ΔNEref is variably set so that the lower the engine speed NE is, the larger the value of the threshold value ΔNEref becomes, the accuracy of determining whether or not the combustion of the air-fuel mixture is stable can be improved. will improve.
・第2実施形態では、センサ温度THsが判定値THsref以下になってから内燃機関10の運転停止を実行した。この他、停止要求がある場合、内燃機関10の運転停止を実行するとともに、上述した第1抑制処理及び第2抑制処理を実行してもよい。この場合でも、上記(2-2)以外の作用効果を得ることができる。
- In the second embodiment, the operation of the
・各実施形態において、上記第2抑制処理の実行を省略してもよい。
・上述した第1抑制処理では、ヒータ55Hの通電を停止した。この他、第1抑制処理は、ヒータ55Hへの通電を行いつつ、同ヒータ55Hに供給する電力を第1抑制処理の非実行時と比べて少なくする処理としてもよい。この場合にも、第1抑制処理を実行することによりヒータ55Hの加熱を抑制することができる。
- In each embodiment, execution of the second suppression process may be omitted.
- In the first suppression process described above, power supply to the
・上述した第2抑制処理では、検出素子への通電を停止した。この他、第2抑制処理は、検出素子への通電を行いつつ、同検出素子に供給する電力を第2抑制処理の非実行時と比べて少なくする処理としてもよい。この場合にも、第2抑制処理を実行することにより検出素子への通電を抑制することができるため、水素ガスの着火温度が低下するようになる。 - In the second suppression process described above, power supply to the detection element was stopped. In addition, the second suppression process may be a process of energizing the detection element and reducing the amount of power supplied to the detection element compared to when the second suppression process is not executed. In this case as well, by executing the second suppression process, the energization to the detection element can be suppressed, so that the ignition temperature of hydrogen gas is reduced.
・第2実施形態では、センサ温度THsが判定値THsref以下になってから内燃機関10の運転停止を実行した。この他、停止要求がある場合、内燃機関10の運転停止を実行するとともに、上述した第1抑制処理及び第2抑制処理を実行してもよい。
- In the second embodiment, the operation of the
・排気通路90に設けられてヒータを有しており空燃比を検出するセンサとして、上記空燃比センサ55を例示した。この他、空燃比がリッチであるかリーンであるかを検出することのできる酸素センサを備えていてもよい。
- The air-
・触媒95の上流側に空燃比を検出するヒータ付きのセンサを備えていたが、触媒95の下流側にも空燃比を検出するヒータ付きのセンサを備えてもよく、この下流側のセンサに対しても上述した抑制処理を実行してもよい。
- Although a sensor with a heater that detects the air-fuel ratio is provided on the upstream side of the
・PCV通路35をサージタンク60に繋いだが、吸気通路においてスロットルバルブ28よりも下流の部位であれば、その接続部位は適宜変更してもよい。
・内燃機関10は、ポート噴射弁83または筒内噴射弁84のいずれか一方のみを備えていてもよい。
- Although the
- The
・内燃機関10が過給機24やエゼクタ40を備えることは必須ではない。
・内燃機関10が吸気側バルブタイミング可変機構85や排気側バルブタイミング可変機構86を備えることは必須ではない。
- It is not essential for the
- It is not essential for the
・制御装置100は、図2及び図3に示した各処理をともに実行してもよい。また、制御装置100は、図2または図3に示した各処理の一方のみを実行してもよい。
・制御装置としては、CPU110とメモリ120とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばASIC等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置及びプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置及びプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は1または任意の複数個でよい。
- The
- The control device is not limited to one that includes the
<関連する技術的思想>
上記各実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
(付記1)
水素を燃料とする内燃機関に適用される制御装置であって、
前記内燃機関は、排気通路と、前記排気通路に設けられてヒータを有しており空燃比を検出するセンサと、を備えており、
前記排気通路に流出する水素ガスの濃度が所定値以上となる可能性のある規定条件が成立する場合には、前記ヒータの加熱を抑制する抑制処理を実行する内燃機関の制御装置。
<Related technical ideas>
The technical ideas that can be understood from each of the above embodiments and modifications will be described.
(Additional note 1)
A control device applied to an internal combustion engine that uses hydrogen as fuel,
The internal combustion engine includes an exhaust passage and a sensor that is provided in the exhaust passage and has a heater and detects an air-fuel ratio,
A control device for an internal combustion engine that executes a suppression process for suppressing heating of the heater when a specified condition is established in which the concentration of hydrogen gas flowing into the exhaust passage may exceed a predetermined value.
(付記2)
前記規定条件は前記内燃機関の始動時であり、
前記抑制処理は、前記内燃機関の始動を開始してから混合気の燃焼が安定するまで実行される処理である付記1に記載の内燃機関の制御装置。
(Additional note 2)
The specified condition is when the internal combustion engine is started,
The control device for an internal combustion engine according to supplementary note 1, wherein the suppression process is a process that is executed after starting the internal combustion engine until combustion of the air-fuel mixture becomes stable.
(付記3)
前記規定条件は前記内燃機関の運転を停止するときであり、
前記抑制処理は、前記内燃機関の運転停止要求が生じてから前記センサの温度が所定温度以下になるまで実行される処理である付記1または付記2に記載の内燃機関の制御装置。
(Additional note 3)
The prescribed condition is when the operation of the internal combustion engine is stopped;
The control device for an internal combustion engine according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the suppression process is a process that is executed after a request to stop operation of the internal combustion engine is issued until the temperature of the sensor becomes equal to or lower than a predetermined temperature.
(付記4)
前記運転停止要求が生じてから前記センサの温度が前記所定温度以下になるまで前記内燃機関の運転停止を遅延する処理を実行する付記3に記載の内燃機関の制御装置。
(Additional note 4)
The control device for an internal combustion engine according to supplementary note 3, which executes processing for delaying the shutdown of the internal combustion engine until the temperature of the sensor becomes equal to or lower than the predetermined temperature after the shutdown request occurs.
(付記5)
前記抑制処理を第1抑制処理としたときに、前記第1抑制処理を実行するときには前記センサが備える検出素子への通電を抑制する第2抑制処理を実行する付記1~付記4のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
(Additional note 5)
Any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein when the suppression process is a first suppression process, when executing the first suppression process, a second suppression process is executed to suppress energization to a detection element included in the sensor. A control device for an internal combustion engine according to paragraph 1.
10…内燃機関
19…クランクケース
20…吸気管
24…過給機
28…スロットルバルブ
29…吸気マニホールド
32…吸引路
34…PCVバルブ
35…PCV通路
36…バイパス通路
37…大気導入路
40…エゼクタ
55…空燃比センサ
55H…ヒータ
60…サージタンク
81…吸気バルブ
82…排気バルブ
83…ポート噴射弁
84…筒内噴射弁
90…排気通路
92…バイパス通路
93…ウェイストゲートバルブ(WGV)
100…制御装置
110…中央処理装置(CPU)
120…メモリ
10...
100...
120...Memory
Claims (5)
前記内燃機関は、排気通路と、前記排気通路に設けられてヒータを有しており空燃比を検出するセンサと、を備えており、
前記排気通路に流出する水素ガスの濃度が所定値以上となる可能性のある規定条件が成立する場合には、前記ヒータの加熱を抑制する抑制処理を実行する
内燃機関の制御装置。 A control device applied to an internal combustion engine that uses hydrogen as fuel,
The internal combustion engine includes an exhaust passage and a sensor that is provided in the exhaust passage and has a heater and detects an air-fuel ratio,
A control device for an internal combustion engine that executes a suppression process for suppressing heating of the heater when a specified condition is established in which the concentration of hydrogen gas flowing into the exhaust passage may exceed a predetermined value.
前記抑制処理は、前記内燃機関の始動を開始してから混合気の燃焼が安定するまで実行される処理である
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The specified condition is when the internal combustion engine is started,
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the suppression process is a process that is executed after starting the internal combustion engine until combustion of the air-fuel mixture is stabilized.
前記抑制処理は、前記内燃機関の運転停止要求が生じてから前記センサの温度が所定温度以下になるまで実行される処理である
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The prescribed condition is when the operation of the internal combustion engine is stopped;
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the suppression process is a process that is executed after a request to stop operation of the internal combustion engine is issued until the temperature of the sensor becomes equal to or lower than a predetermined temperature.
請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein processing for delaying the operation stop of the internal combustion engine is executed until the temperature of the sensor becomes equal to or lower than the predetermined temperature after the operation stop request is issued.
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine according to claim 1, wherein when the suppression process is a first suppression process, when executing the first suppression process, a second suppression process is executed to suppress energization to a detection element included in the sensor. Control device.
Priority Applications (1)
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JP2022125564A JP2024022175A (en) | 2022-08-05 | 2022-08-05 | Control device for internal combustion engine |
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