JP2024063377A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2024063377A
JP2024063377A JP2022171272A JP2022171272A JP2024063377A JP 2024063377 A JP2024063377 A JP 2024063377A JP 2022171272 A JP2022171272 A JP 2022171272A JP 2022171272 A JP2022171272 A JP 2022171272A JP 2024063377 A JP2024063377 A JP 2024063377A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
filter
gpf
fuel cut
condensed water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022171272A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
知一 阿久津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2022171272A priority Critical patent/JP2024063377A/en
Publication of JP2024063377A publication Critical patent/JP2024063377A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

【課題】PMの異常燃焼に伴うフィルタの耐久性の低下を抑制できる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】燃料カット制御を行うことによって排気通路に設けられたフィルタに酸素を流入することにより、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させるように構成された内燃機関の制御装置であって、粒子状物質の堆積量を推定する第1推定部と、フィルタの上流側の温度に基づいてフィルタへの凝縮水の流入量を推定する第2推定部と、第1推定部により推定された粒子状物質の堆積量と、第2推定部により推定されたフィルタへの凝縮水の流入量とに基づいて、燃料カット制御を実行可能な継続時間を設定する燃料カット許可時間設定部とを備えている(ステップS1)。【選択図】図5[Problem] To provide a control device for an internal combustion engine that can suppress a decrease in the durability of a filter due to abnormal combustion of PM. [Solution] This control device for an internal combustion engine is configured to burn particulate matter accumulated on a filter provided in an exhaust passage by flowing oxygen into the filter through fuel cut control, and includes a first estimation unit that estimates the amount of accumulated particulate matter, a second estimation unit that estimates the amount of condensed water flowing into the filter based on the temperature upstream of the filter, and a fuel cut permission time setting unit that sets the duration during which fuel cut control can be executed based on the amount of accumulated particulate matter estimated by the first estimation unit and the amount of condensed water flowing into the filter estimated by the second estimation unit (step S1). [Selected Figure] Figure 5

Description

本発明は、混合気が燃焼することによって発生した粒子状物質を捕集するフィルタを備えた内燃機関の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine equipped with a filter that collects particulate matter generated by the combustion of an air-fuel mixture.

特許文献1には、燃料カット制御を実行してフィルタに酸素を供給することによって、フィルタに捕集された粒子状物質(以下、PMと記す。)を燃焼させるように構成された内燃機関の制御装置が記載されている。この制御装置は、PMの燃焼が過剰となってフィルタが損傷を受けることを抑制するように構成されている。具体的には、燃料カット制御の継続時間が、燃料カット制御開始時点におけるフィルタ温度、フィルタのPM堆積量、および吸入空気量に基づいて定められた時間以上となった時点で、燃料カット制御を終了することにより、フィルタ温度の過剰な増加を抑制するように構成されている。 Patent Document 1 describes a control device for an internal combustion engine that is configured to burn particulate matter (hereinafter referred to as PM) captured on a filter by executing fuel cut control and supplying oxygen to the filter. This control device is configured to prevent excessive PM combustion from damaging the filter. Specifically, when the duration of fuel cut control reaches or exceeds a time determined based on the filter temperature, the amount of PM accumulated on the filter, and the amount of intake air at the start of the fuel cut control, the control device is configured to end the fuel cut control to prevent an excessive increase in filter temperature.

特許文献2には、フィルタの前後差圧に応じてフィルタに堆積したPM量を推定する装置が記載されている。この推定装置は、フィルタに流動した凝縮水によりフィルタに捕集されたPMが崩落しセルを閉塞することを要因として、フィルタの前後差圧が高くなった場合に、PM堆積量が多いと誤判定されることを抑制するように構成されている。具体的には、フィルタの前後差圧が第1所定圧以上であり、水が発生したと判断され、さらにフィルタの前後差圧から推定されるPM堆積量が異常な速度で増加した場合に、PMの少なくとも一部が崩落してセルを閉塞したと判断するように構成されている。なお、特許文献2に記載された装置は、PMがセルを閉塞していると判断された場合には、フィルタの上流側に設けられた酸化触媒に未燃燃料を供給して、フィルタに流入する排ガス温度を昇温させるPM再生処理を実行するように構成されている。 Patent Document 2 describes a device that estimates the amount of PM accumulated in a filter according to the pressure difference between the front and rear of the filter. This estimation device is configured to suppress erroneous determination that the amount of PM accumulation is large when the pressure difference between the front and rear of the filter increases due to condensed water flowing into the filter causing PM captured in the filter to collapse and block the cells. Specifically, when the pressure difference between the front and rear of the filter is equal to or greater than a first predetermined pressure, it is determined that water has been generated, and the amount of PM accumulation estimated from the pressure difference between the front and rear of the filter increases at an abnormal rate, it is configured to determine that at least a portion of the PM has collapsed and blocked the cells. Note that, when it is determined that PM has blocked the cells, the device described in Patent Document 2 is configured to supply unburned fuel to an oxidation catalyst provided upstream of the filter to perform a PM regeneration process that raises the temperature of the exhaust gas flowing into the filter.

特開2019-190358号公報JP 2019-190358 A 特開2020-109261号公報JP 2020-109261 A

特許文献1に記載された内燃機関の制御装置は、燃料カット制御が継続されてフィルタの温度が所定温度に到達するまでの時間をフィルタの堆積量などに基づいて推定し、その推定された時間を燃料カット制御の上限時間としている。一方、フィルタには、均一にPMが堆積するとは限らないため、堆積したPMの密度が高い部分では、PMの燃焼に伴う温度上昇が他の部分よりも高くなる可能性があり、そのような場合には、フィルタが部分的に損傷する可能性がある。 The control device for an internal combustion engine described in Patent Document 1 estimates the time until the filter temperature reaches a predetermined temperature while fuel cut control continues, based on factors such as the amount of accumulation on the filter, and sets the estimated time as the upper limit of fuel cut control. However, because PM does not necessarily accumulate evenly on the filter, in areas where the density of accumulated PM is high, the temperature rise associated with the combustion of PM may be higher than in other areas, and in such cases, the filter may be partially damaged.

特許文献2に記載された推定装置は、PMがセルを閉塞していることによりフィルタの前後差圧が増加していると判断するものであるから、前後差圧から推定できるPMの体積量よりも少ない量のPMが堆積していると判断することになる。したがって、特許文献1に記載された内燃機関の制御装置のように燃料カットを実行することによりフィルタに捕集されたPMを燃焼させる場合には、その燃料カット時間を長く設定することになる。しかしながら、PMがセルを閉塞した部分では、他の部分よりもPMの堆積密度が高いと考えられる。そのため、上記のように燃料カット時間を長く設定すると、PMがセルを閉塞した部分が他の部分よりも温度が高くなり、フィルタが部分的に損傷する可能性がある。 The estimation device described in Patent Document 2 determines that the differential pressure across the filter is increasing due to PM clogging the cells, and therefore determines that a smaller amount of PM has accumulated than the volume of PM that can be estimated from the differential pressure across the filter. Therefore, when burning the PM trapped in the filter by cutting fuel as in the internal combustion engine control device described in Patent Document 1, the fuel cut time is set long. However, it is believed that the PM accumulation density is higher in the area where PM has clogged the cells than in other areas. Therefore, if the fuel cut time is set long as described above, the area where PM has clogged the cells will become hotter than other areas, and there is a possibility that the filter will be partially damaged.

本発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、PMの異常燃焼に伴うフィルタの耐久性の低下を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ものである。 The present invention was made with a focus on the above technical problems, and aims to provide an internal combustion engine control device that can suppress the deterioration of filter durability caused by abnormal combustion of PM.

本発明は、上記の目的を達成するために、燃料カット制御を行うことによって排気通路に設けられたフィルタに酸素を流入することにより、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させるように構成された内燃機関の制御装置であって、前記粒子状物質の堆積量を推定する第1推定部と、前記フィルタの上流側の温度に基づいて前記フィルタへの凝縮水の流入量を推定する第2推定部と、前記第1推定部により推定された前記粒子状物質の堆積量と、前記第2推定部により推定された前記フィルタへの凝縮水の流入量とに基づいて、前記燃料カット制御を実行可能な継続時間を設定する燃料カット許可時間設定部とを備えていることを特徴とするものである。 To achieve the above object, the present invention provides a control device for an internal combustion engine configured to perform fuel cut control to allow oxygen to flow into a filter provided in an exhaust passage, thereby burning particulate matter accumulated on the filter, and is characterized by comprising a first estimation unit that estimates the amount of accumulated particulate matter, a second estimation unit that estimates the amount of condensed water flowing into the filter based on the temperature upstream of the filter, and a fuel cut permission time setting unit that sets the duration during which the fuel cut control can be executed based on the amount of accumulated particulate matter estimated by the first estimation unit and the amount of condensed water flowing into the filter estimated by the second estimation unit.

本発明によれば、燃料カット制御を行うことによりフィルタに酸素を供給して、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させるように構成されている。その燃料カット制御の継続時間は、粒子状物質の堆積量に加えて、フィルタへの凝縮水の流入量に基づいて設定される。したがって、凝縮水によって粒子状物質がフィルタの後端側に偏って堆積している場合に、燃料カット制御の実行期間を短く設定することができる。その結果、比較的高密度で粒子状物質が堆積した部分で異常燃焼が生じることを抑制でき、フィルタの耐久性が低下することを抑制できる。 According to the present invention, fuel cut control is performed to supply oxygen to the filter and burn particulate matter accumulated on the filter. The duration of the fuel cut control is set based on the amount of condensed water flowing into the filter in addition to the amount of particulate matter accumulated. Therefore, when particulate matter is unevenly accumulated on the rear end side of the filter due to condensed water, the execution period of the fuel cut control can be set to be short. As a result, abnormal combustion can be suppressed in the area where particulate matter is accumulated at a relatively high density, and a decrease in the durability of the filter can be suppressed.

本発明の実施形態における内燃機関およびその排気系の一例を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an example of an internal combustion engine and its exhaust system according to an embodiment of the present invention. PM堆積量に応じたGPFの温度変化を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a change in temperature of the GPF according to the amount of PM accumulation. 本発明の実施形態における制御装置の機能を説明するためのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram for explaining functions of a control device according to the embodiment of the present invention. 冷間始動時における吸入空気量、排気温度、GPFへの凝縮水の流入量の変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing changes in intake air amount, exhaust temperature, and inflow amount of condensed water into the GPF during cold start. 本発明の実施形態における制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of control executed by a control device according to an embodiment of the present invention. GPFへの凝縮水の流入の有無に応じたフューエルカット許可時間、およびGPFの温度変化を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the fuel cut-off permission time and the temperature change of the GPF depending on whether or not condensed water flows into the GPF.

本発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は本発明を具体化した場合の一例に過ぎないのであって、本発明を限定するものではない。 The present invention will be described based on the embodiment shown in the figures. Note that the embodiment described below is merely one example of a specific embodiment of the present invention and does not limit the present invention.

本発明の実施形態における内燃機関およびその排気系の一例を図1に模式的に示してある。図1に示す内燃機関1は、ガソリンと空気との混合気を燃焼することにより動力を発生させるガソリンエンジンであって、従来のガソリンエンジンと同様に、エンジンボディ2に複数のシリンダ3が形成されている。便宜上、図1には、一つのシリンダ3のみを示してある。以下の説明では、内燃機関1をエンジン1と記す。 An example of an internal combustion engine and its exhaust system according to an embodiment of the present invention is shown diagrammatically in FIG. 1. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a gasoline engine that generates power by burning a mixture of gasoline and air, and like a conventional gasoline engine, has multiple cylinders 3 formed in an engine body 2. For convenience, only one cylinder 3 is shown in FIG. 1. In the following description, the internal combustion engine 1 will be referred to as engine 1.

シリンダ3の内部には、図示しないクランクシャフトの回転に連動して上下動するピストン4が設けられ、そのピストン4の上側の空間が燃焼室5として機能するように構成されている。すなわち、燃焼室5には、外気やガソリンが供給される吸気ポート6と、混合気を燃焼したことによって生じる排気を、シリンダ3から排出するための排気ポート7と、燃焼室5内の混合気を着火するための点火プラグ8とが形成されている。吸気ポート6には、その吸気ポート6を開閉するための吸気弁9が設けられ、排気ポート7には、その排気ポート7を開閉するための排気弁10が設けられている。 Inside the cylinder 3, there is a piston 4 that moves up and down in conjunction with the rotation of a crankshaft (not shown), and the space above the piston 4 is configured to function as a combustion chamber 5. That is, the combustion chamber 5 is formed with an intake port 6 to which outside air and gasoline are supplied, an exhaust port 7 for discharging exhaust gas generated by burning the mixture from the cylinder 3, and an ignition plug 8 for igniting the mixture in the combustion chamber 5. The intake port 6 is provided with an intake valve 9 for opening and closing the intake port 6, and the exhaust port 7 is provided with an exhaust valve 10 for opening and closing the exhaust port 7.

排気ポート7には、排気通路11が連通して設けられている。この排気通路11は、排気を浄化しつつ外部に排出するように設けられていて、図1に示す例では、排気に含まれる粒子状物質(以下、単にPMと記す。)を捕集するためのガソリンパティキュレートフィルタ(以下、単にGPFと記す。)12が、排気通路11内に設けられている。 An exhaust passage 11 is provided in communication with the exhaust port 7. This exhaust passage 11 is provided to purify the exhaust gas while discharging it to the outside. In the example shown in FIG. 1, a gasoline particulate filter (hereinafter simply referred to as GPF) 12 for collecting particulate matter (hereinafter simply referred to as PM) contained in the exhaust gas is provided in the exhaust passage 11.

GPF12は、従来のGPFと同様に構成されていて、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流端と下流端とをプラグによって交互に目封止して形成されている。 The GPF 12 is constructed in the same way as conventional GPFs, with numerous cells separated by porous partitions arranged along the exhaust flow direction, and the upstream and downstream ends of these cells alternately plugged with plugs.

なお、排気通路11のうちのGPF12の上流側の部分には、排気の温度を検出するための排気温度センサ13が設けられ、GPF12を収容しているケース14には、GPF床温を検出する床温センサ15が設けられている。 An exhaust temperature sensor 13 for detecting the temperature of the exhaust gas is provided in the upstream portion of the GPF 12 in the exhaust passage 11, and a bed temperature sensor 15 for detecting the GPF bed temperature is provided in the case 14 that houses the GPF 12.

上述したように構成されたエンジン1は、燃焼室5内で混合気が燃焼することによって生じた排気は、排気ポート7から排気通路11に流動し、GPF12を通過する過程で、排気に含まれるPMが隔壁の細孔や表面に捕集される。 In the engine 1 configured as described above, the exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 flows from the exhaust port 7 into the exhaust passage 11, and as it passes through the GPF 12, the PM contained in the exhaust gas is captured in the pores and on the surface of the partition wall.

また、排気には、水蒸気が含まれていて、その水蒸気も同様に排気ポート7から排気通路11に流動し、排気通路11における排気ポート7とGPF12との間の空間やGPF12の内部に滞留する。したがって、エンジン1の運転を停止して排気通路11内の温度やGPF12の温度が低下すると、水蒸気が液相の水になる。すなわち、排気通路11の内壁面やGPF12のセル内部に結露水(凝縮水)が付着する。言い換えると、セル内に堆積したPMに凝縮水が浸透する。その状態で、エンジン1が始動されると、排気によって凝縮水が加熱されて蒸発することにより、セル内に堆積したPMと基材との密着性が低下するため、排気によってGPF12の下流端側にPMが流動する。すなわち、排気の流動方向においてGPF12内に堆積するPMの密度分布が下流端側に偏る。 The exhaust gas also contains water vapor, which also flows from the exhaust port 7 to the exhaust passage 11 and remains in the space between the exhaust port 7 and the GPF 12 in the exhaust passage 11 and inside the GPF 12. Therefore, when the engine 1 is stopped and the temperature in the exhaust passage 11 and the temperature in the GPF 12 drop, the water vapor becomes liquid water. That is, condensed water adheres to the inner wall surface of the exhaust passage 11 and the inside of the cells of the GPF 12. In other words, the condensed water penetrates the PM deposited in the cells. When the engine 1 is started in this state, the condensed water is heated and evaporated by the exhaust gas, which reduces the adhesion between the PM deposited in the cells and the substrate, and the PM flows toward the downstream end of the GPF 12 by the exhaust gas. That is, the density distribution of the PM deposited in the GPF 12 in the exhaust gas flow direction is biased toward the downstream end.

上述したようにGPF12に堆積したPMを燃焼してGPF12による捕集作用を回復するためのGPF再生処理が定期的に行われる。このGPF再生処理は、GPF12の温度が所定温度以上の状態で酸素を供給することによってPMを燃焼する処理である。具体的には、エンジン1を搭載した車両が惰性走行している間に燃料の供給を停止するフューエルカット制御を実行することにより、シリンダ3に供給された空気をそのまま排気通路11に流動させることにより、GPF12に酸素を供給している。 As described above, the GPF regeneration process is periodically performed to burn the PM accumulated in the GPF 12 and restore the collection action of the GPF 12. This GPF regeneration process is a process in which the PM is burned by supplying oxygen when the temperature of the GPF 12 is at or above a predetermined temperature. Specifically, by executing fuel cut control to stop the supply of fuel while the vehicle equipped with the engine 1 is coasting, the air supplied to the cylinder 3 is allowed to flow directly into the exhaust passage 11, thereby supplying oxygen to the GPF 12.

図2は、PMの堆積量に応じたGPF12の温度変化を示す図であり、GPF12の後端から所定量上流側の部分の温度を計測した結果を示してある。実線は、第1PM堆積量での温度変化を示し、破線は、第1PM堆積量よりも少ない第2PM堆積量での温度変化を示し、一点鎖線は、第2PM堆積量よりも更に少ない第3PM堆積量での温度変化を示している。なお、図2におけるt1時点でフューエルカット制御が開始され、t2時点でフューエルカット制御を終了している。 Figure 2 shows the temperature change of the GPF 12 according to the amount of PM accumulation, and shows the results of measuring the temperature at a portion upstream a certain amount from the rear end of the GPF 12. The solid line shows the temperature change at a first PM accumulation amount, the dashed line shows the temperature change at a second PM accumulation amount that is smaller than the first PM accumulation amount, and the dashed line shows the temperature change at a third PM accumulation amount that is even smaller than the second PM accumulation amount. Note that fuel cut control is started at time t1 in Figure 2, and ended at time t2.

図2に示すようにPM堆積量が多いほど、短時間で熱暴走する。すなわち、GPF12全体としてのPMの堆積量が少ない場合であっても、GPF12の一部にPMが偏って堆積している場合には、その部分では、短時間で熱暴走する。 As shown in Figure 2, the greater the amount of PM accumulation, the shorter the time for thermal runaway. In other words, even if the amount of PM accumulation in the GPF 12 as a whole is small, if PM accumulates unevenly in one part of the GPF 12, that part will experience thermal runaway in a short time.

そのため、本発明の実施形態における内燃機関の制御装置は、PM堆積量と、凝縮水の流入量とに応じてフューエルカット制御を実行可能な継続時間を設定するように構成されている。図1には、フューエルカット制御を実行可能な継続時間を設定する電子制御装置(以下、ECUと記す。)16が設けられている。このECU16は、マイクロコンピュータを主体に構成されていて、排気温度センサ13、床温センサ15、吸入空気量などの信号が入力され、その入力された信号と予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて、フューエルカット制御を実行可能な継続時間を設定するように構成されている。 Therefore, the control device for the internal combustion engine in the embodiment of the present invention is configured to set the duration for which fuel cut control can be executed according to the amount of PM accumulation and the amount of condensed water inflow. In FIG. 1, an electronic control device (hereinafter referred to as ECU) 16 is provided that sets the duration for which fuel cut control can be executed. This ECU 16 is mainly composed of a microcomputer, and is configured to input signals from the exhaust temperature sensor 13, the bed temperature sensor 15, the intake air volume, etc., and to set the duration for which fuel cut control can be executed based on the input signals and pre-stored maps and calculation formulas.

図1に示すECU16は、PMの堆積量を推定する第1推定部17と、GPF12への凝縮水の流入量を推定する第2推定部18と、フューエルカット制御を実行可能な継続時間を設定するフューエルカット(F/C)許可時間設定部19とを備えている。 The ECU 16 shown in FIG. 1 includes a first estimation unit 17 that estimates the amount of accumulated PM, a second estimation unit 18 that estimates the amount of condensed water flowing into the GPF 12, and a fuel cut (F/C) permission time setting unit 19 that sets the duration during which fuel cut control can be executed.

図3は、ECU16の機能を説明するためのブロック図である。図3に示すように第1推定部17によって推定されたPMの堆積量と、第2推定部18によって推定されたGPF12への凝縮水の流入量と、床温センサ15によって検出された温度(以下、GPF床温と記す。)とが、フューエルカット許可時間設定部19に入力され、フューエルカット制御の許可時間が設定される。そして、フューエルカット制御を実行してからの経過時間(F/C後カウンタ)と、フューエルカット制御の許可時間(F/C許可時間)とを比較し、F/C後カウンタが、F/C許可時間よりも長くなった場合に、フューエルカット制御の禁止フラグをオンに切り替えるように構成されている。なお、車両またはエンジン1の運転状態に応じてGPF床温を算出してもよい。 3 is a block diagram for explaining the function of the ECU 16. As shown in FIG. 3, the amount of PM accumulation estimated by the first estimation unit 17, the amount of condensed water flowing into the GPF 12 estimated by the second estimation unit 18, and the temperature detected by the bed temperature sensor 15 (hereinafter referred to as the GPF bed temperature) are input to the fuel cut permission time setting unit 19, and the permission time of the fuel cut control is set. Then, the elapsed time after the fuel cut control is executed (post-F/C counter) is compared with the permission time of the fuel cut control (F/C permission time), and when the post-F/C counter becomes longer than the F/C permission time, the prohibition flag of the fuel cut control is switched on. The GPF bed temperature may be calculated according to the operating state of the vehicle or the engine 1.

上記の第1推定部17は、エンジン1のPMの排出量と、GPF12によるPMの燃焼量との差に基づいてPMの堆積量を推定するように構成されている。エンジン1のPMの排出量は、エンジン1への吸入空気量および燃料噴射量、点火プラグ8による点火時期などのエンジン1の運転状態に基づいたPMの排出量を累積することによって求められる。また、GPF12によるPMの燃焼量は、床温センサ15によって検出された温度に基づいたPMの燃焼量を累積することによって求められる。 The first estimation unit 17 is configured to estimate the amount of PM accumulation based on the difference between the amount of PM emitted by the engine 1 and the amount of PM combusted by the GPF 12. The amount of PM emitted by the engine 1 is found by accumulating the amount of PM emitted based on the operating state of the engine 1, such as the amount of intake air and fuel injection amount to the engine 1, and the ignition timing of the spark plug 8. The amount of PM combusted by the GPF 12 is found by accumulating the amount of PM combusted based on the temperature detected by the bed temperature sensor 15.

第2推定部18は、エンジン1を冷間始動した場合における排気温度センサ13の検出値に基づいてGPF12への凝縮水の流入量を求めることができる。図4は、冷間始動時における吸入空気量、排気温度センサ13の検出値(排気温度)、GPF12への凝縮水の流入量の変化を示す図である。図4に示す例では、t11時点でエンジン1の運転(燃焼)が開始され、それに伴って、吸入空気量、排気温度が上昇し始める。また、エンジン1によって混合気を燃焼することにより不可避的に水蒸気が発生する。したがって、エンジン1の駆動時間に応じて排気通路11内に含まれる水分量が増加すると考えられ、その水分量の理論値は、排気通路11の体積、より具体的には、エンジン1とGPF12との間の体積と、吸入空気量とから求めることができる。その水分量を、図4では、「GPF流入凝縮水仮予測」と示してある。 The second estimation unit 18 can determine the amount of condensed water flowing into the GPF 12 based on the detection value of the exhaust temperature sensor 13 when the engine 1 is started cold. FIG. 4 is a diagram showing the changes in the intake air volume, the detection value (exhaust temperature) of the exhaust temperature sensor 13, and the amount of condensed water flowing into the GPF 12 during cold start. In the example shown in FIG. 4, the operation (combustion) of the engine 1 starts at time t11, and the intake air volume and exhaust temperature begin to rise accordingly. In addition, water vapor is inevitably generated by the combustion of the mixture by the engine 1. Therefore, it is considered that the amount of moisture contained in the exhaust passage 11 increases according to the driving time of the engine 1, and the theoretical value of the moisture amount can be determined from the volume of the exhaust passage 11, more specifically, the volume between the engine 1 and the GPF 12, and the intake air volume. In FIG. 4, the amount of moisture is indicated as "provisional prediction of condensed water flowing into the GPF".

t12時点からt13時点までの間は、排気温度が停滞する。これは、排気通路11内に残存していた凝縮水が気化する際の潜熱として排気温度が吸収されるためである。すなわち、このt12時点からt13時点までの温度停滞時間と、凝縮水の水量とはほぼ比例関係となる。したがって、t13時点における温度停滞時間とGPF流入凝縮水仮予想値とに基づいて、GPF12に流入する凝縮水の予測値(GPF流入凝縮水本予想)を決定する。 The exhaust temperature stagnates between time t12 and time t13. This is because the exhaust temperature is absorbed as latent heat when the condensed water remaining in the exhaust passage 11 evaporates. In other words, the temperature stagnation time from time t12 to time t13 and the amount of condensed water are approximately proportional to each other. Therefore, the predicted value of condensed water flowing into the GPF 12 (GPF inflow condensed water actual prediction) is determined based on the temperature stagnation time at time t13 and the provisional predicted value of condensed water flowing into the GPF.

フューエルカット許可時間設定部19は、従来と同様に、PMの堆積量とGPF12の床温とに基づいてGPF12の異常燃焼を抑制するためのフューエルカットの許可時間(仮時間)から、凝縮水の流入量に応じた補正時間を減算することによってフューエルカットの許可時間を設定するように構成されている。この補正時間は、凝縮水の流入量をパラメータとして予め定められたマップを参照することにより求めることができ、そのマップは、凝縮水の流入量が多いほど、補正時間の値が大きくなるように定められている。 The fuel cut permission time setting unit 19 is configured to set the fuel cut permission time by subtracting a correction time according to the inflow amount of condensed water from the fuel cut permission time (temporary time) for suppressing abnormal combustion of the GPF 12 based on the amount of PM accumulation and the bed temperature of the GPF 12, as in the conventional case. This correction time can be obtained by referring to a predetermined map using the inflow amount of condensed water as a parameter, and the map is set so that the larger the inflow amount of condensed water, the larger the value of the correction time.

図5は、ECU16によって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。まず、GPF12に凝縮水が流入したか否かを判断する(ステップS1)。このステップS1は、GPF12におけるPMの堆積量に偏りが生じる程度までGPF12に凝縮水が流入したか否かを判断するためのステップであって、例えば、第2推定部18によって推定される凝縮水の流入量が、予め定められた流量以上であるか否かに基づいて判断することができる。 Figure 5 is a flow chart for explaining an example of control executed by the ECU 16. First, it is determined whether condensed water has flowed into the GPF 12 (step S1). This step S1 is a step for determining whether condensed water has flowed into the GPF 12 to such an extent that a bias in the amount of PM accumulated in the GPF 12 occurs, and can be determined, for example, based on whether the amount of condensed water that has flowed in estimated by the second estimation unit 18 is equal to or greater than a predetermined flow rate.

GPF12に凝縮水が流入していないことによりステップS1で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。すなわち、フューエルカット制御の実行許可時間を、従来と同様にGPF12におけるPMの堆積量と、床温とに基づいて設定する。言い換えると、凝縮水の流入量に応じた補正を行わない。それとは反対に、GPF12に凝縮水が流入していることによりステップS1で肯定的に判断された場合は、フューエルカット制御の許可時間を最適化して(ステップS2)、このルーチンを一旦終了する。すなわち、フューエルカット許可時間設定部19によってフューエルカット制御を実行可能な仮時間から補正時間を減算して、フューエルカット許可時間を設定する。 If the result of step S1 is negative because condensed water is not flowing into the GPF 12, the routine is terminated. That is, the permitted execution time of the fuel cut control is set based on the amount of PM accumulated in the GPF 12 and the bed temperature, as in the conventional method. In other words, no correction is made according to the amount of condensed water flowing in. On the other hand, if the result of step S1 is positive because condensed water is flowing into the GPF 12, the permitted execution time of the fuel cut control is optimized (step S2), and the routine is terminated. That is, the permitted execution time of the fuel cut control is set by subtracting the correction time from the tentative time during which the fuel cut control can be executed by the fuel cut permission time setting unit 19.

図6には、GPF12に凝縮水が流入した場合におけるフューエルカット許可時間およびGPF12の温度変化(実線)と、GPF12に凝縮水が流入していない場合におけるフューエルカット許可時間およびGPF12の温度変化(破線)とを示してある。図6に示すようにGPF12に凝縮水が流入している場合には、GPF12に凝縮水が流入していない場合よりも早期にGPF12の温度、より具体的には、GPF12の後端側の温度が上昇する。 Figure 6 shows the fuel cut-off permission time and the temperature change of GPF 12 when condensed water flows into GPF 12 (solid line), and the fuel cut-off permission time and the temperature change of GPF 12 when condensed water does not flow into GPF 12 (dashed line). As shown in Figure 6, when condensed water flows into GPF 12, the temperature of GPF 12, more specifically, the temperature of the rear end side of GPF 12 rises earlier than when condensed water does not flow into GPF 12.

GPF12に凝縮水が流入している場合には、GPF12に凝縮水が流入していない場合よりもフューエルカット許可時間が短縮される。その結果、GPF12の温度が過剰に増加することを抑制することができる。すなわち、PMの堆積密度が高密度となったGPF12の後端部で異常燃焼が生じることを抑制でき、GPF12の耐久性が低下することを抑制できる。言い換えると、GPF12に凝縮水が流入したか否かに基づいてフューエルカット制御の許可時間を設定することにより、GPF12に凝縮水が流入していなく異常燃焼が生じにくい状態であるにも拘わらず、GPF12に凝縮水が流入している状態を想定してフューエルカット許可時間を短縮する必要がなく、フューエルカット制御を長期間実行することができる。その結果、異常燃焼を抑制するためにエンジン1を始動するなど、エンジン1の駆動期間が長くなることを抑制できるため、燃費の悪化を抑制することができる。 When condensed water has flowed into the GPF 12, the fuel cut permission time is shortened compared to when condensed water has not flowed into the GPF 12. As a result, it is possible to suppress an excessive increase in the temperature of the GPF 12. In other words, it is possible to suppress abnormal combustion at the rear end of the GPF 12 where the PM deposition density has become high, and to suppress a decrease in the durability of the GPF 12. In other words, by setting the permission time of the fuel cut control based on whether or not condensed water has flowed into the GPF 12, even when condensed water has not flowed into the GPF 12 and abnormal combustion is unlikely to occur, there is no need to shorten the fuel cut permission time assuming a state in which condensed water has flowed into the GPF 12, and the fuel cut control can be executed for a long period of time. As a result, it is possible to suppress the driving period of the engine 1 from becoming longer, such as starting the engine 1 to suppress abnormal combustion, and therefore it is possible to suppress deterioration of fuel efficiency.

1 エンジン(内燃機関)
11 排気通路
12 GPF(ガソリンパティキュレートフィルタ)
13 排気温度センサ
15 床温センサ
16 ECU(電子制御装置)
17,18 推定部
19 フューエルカット許可時間設定部
1. Engine (internal combustion engine)
11 exhaust passage 12 GPF (gasoline particulate filter)
13 Exhaust temperature sensor 15 Floor temperature sensor 16 ECU (electronic control unit)
17, 18 Estimation section 19 Fuel cut permission time setting section

Claims (1)

燃料カット制御を行うことによって排気通路に設けられたフィルタに酸素を流入することにより、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させるように構成された内燃機関の制御装置であって、
前記粒子状物質の堆積量を推定する第1推定部と、
前記フィルタの上流側の温度に基づいて前記フィルタへの凝縮水の流入量を推定する第2推定部と、
前記第1推定部により推定された前記粒子状物質の堆積量と、前記第2推定部により推定された前記フィルタへの凝縮水の流入量とに基づいて、前記燃料カット制御を実行可能な継続時間を設定する燃料カット許可時間設定部とを備えている
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine configured to perform a fuel cut control to cause oxygen to flow into a filter provided in an exhaust passage, thereby burning particulate matter accumulated in the filter,
A first estimation unit that estimates the accumulation amount of the particulate matter;
A second estimation unit that estimates an amount of condensed water that flows into the filter based on a temperature on an upstream side of the filter;
a fuel cut permission time setting unit that sets a duration during which the fuel cut control can be executed based on the amount of particulate matter accumulated by the first estimation unit and the amount of condensed water inflowing into the filter estimated by the second estimation unit.
JP2022171272A 2022-10-26 2022-10-26 Control device for internal combustion engine Pending JP2024063377A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022171272A JP2024063377A (en) 2022-10-26 2022-10-26 Control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022171272A JP2024063377A (en) 2022-10-26 2022-10-26 Control device for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024063377A true JP2024063377A (en) 2024-05-13

Family

ID=91030544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022171272A Pending JP2024063377A (en) 2022-10-26 2022-10-26 Control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024063377A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105840275B (en) Method and system for maintaining DFSO
JP3969196B2 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP4506539B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
WO2015145996A1 (en) Control device for internal combustion engine
JP7008805B2 (en) Internal combustion engine control method and control device
JP4967006B2 (en) Filter abnormality judgment device
JP2004036454A (en) Exhaust emission control device of engine for vehicle
JP2016136011A (en) Control device of internal combustion engine
CN111022201B (en) Control device for internal combustion engine, and vehicle
KR101856259B1 (en) Control method of regeneration of gasoline particulate filter
JP5791313B2 (en) Filter abnormality judgment device
JP7263773B2 (en) DETECTION DEVICE, DETECTION METHOD, AND EXHAUST PURIFICATION DEVICE WITH DETECTION DEVICE
KR20120011564A (en) Exhaust gas post processing system and system performing this
JP2024063377A (en) Control device for internal combustion engine
JP6254411B2 (en) Engine control device
JP4349219B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP7087801B2 (en) Internal combustion engine control device
JP2008261323A (en) Exhaust particulate measuring device of internal combustion engine
JP6107574B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4403915B2 (en) Diesel engine exhaust aftertreatment system
JP4070681B2 (en) Exhaust purification device
US20170370317A1 (en) Abnormality diagnosis device for pm sensor
JP7155726B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2005090319A (en) Exhaust emission control device
JP2023102013A (en) Exhaust emission control device