JP5040838B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

この発明は、冷間始動直後に、排気系の比較的上流に触媒コンバータを備えたバイパス通路側に流路切換弁により排気を案内するようにした内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control apparatus for an internal combustion engine in which exhaust gas is guided by a flow path switching valve to a bypass passage side provided with a catalytic converter relatively upstream of an exhaust system immediately after a cold start.

従来から知られているように、車両の床下などの排気系の比較的下流側にメイン触媒コンバータを配置した構成では、内燃機関の冷間始動後、触媒コンバータの温度が上昇して活性化するまでの間、十分な排気浄化作用を期待することができない。また一方、触媒コンバータを排気系の上流側つまり内燃機関側に近付けるほど、触媒の熱劣化による耐久性低下が問題となる。   As conventionally known, in a configuration in which the main catalytic converter is disposed relatively downstream of the exhaust system such as under the floor of a vehicle, the temperature of the catalytic converter rises and is activated after a cold start of the internal combustion engine. In the meantime, a sufficient exhaust purification action cannot be expected. On the other hand, the closer the catalytic converter is to the upstream side of the exhaust system, that is, the internal combustion engine side, the lower the durability due to thermal degradation of the catalyst.

そのため、特許文献1や特許文献2に開示されているように、メイン触媒コンバータを備えたメイン流路の上流側部分と並列にバイパス流路を設けるとともに、このバイパス流路に、別のバイパス触媒コンバータを介装し、両者を切り換える切換弁によって、冷間始動直後は、バイパス流路側に排気を案内するようにした排気装置が、従来から提案されている。この構成では、バイパス触媒コンバータは排気系の中でメイン触媒コンバータよりも相対的に上流側に位置しており、相対的に早期に活性化するので、より早い段階から排気浄化を開始することができる。
特開平5−321644号公報 特開2005−188374号公報
Therefore, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, a bypass channel is provided in parallel with the upstream portion of the main channel including the main catalytic converter, and another bypass catalyst is provided in the bypass channel. 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an exhaust device that guides exhaust gas to the bypass flow path side immediately after a cold start by a switching valve that interposes a converter and switches both of them. In this configuration, the bypass catalytic converter is positioned relatively upstream of the main catalytic converter in the exhaust system and is activated relatively early, so that exhaust purification can be started from an earlier stage. it can.
JP-A-5-321644 JP 2005-188374 A

機関高回転高負荷側の所定の燃料増量域では、高温の排気ガスから触媒コンバータ等の排気系部品を保護するために、燃料噴射量をリッチ側へ増量する燃料増量制御が行われる。ここで、上記の流路切換弁による流路切換に伴い、保護すべき排気系部品も異なるものとなる。具体的には、流路切換弁が閉に制御されている閉状態では、バイパス流路側を排気ガスが通流することから、保護すべき排気系部品が燃焼室に近い上流側のバイパス触媒コンバータとなり、一方、流路切換弁が開に制御されている開状態では、メイン流路側を排気ガスが通流するために、保護すべき排気系部品が燃焼室から遠い下流側のメイン触媒コンバータとなり、上記閉状態に比して燃料増量の要求が低い。このため、例えば開状態にあわせて燃料増量域を設定すると、閉状態においては燃料増量すべき条件でも増量がなされず、バイパス触媒コンバータ等の熱劣化が懸念される。一方、閉状態にあわせて燃料増量域を設定すると、開状態においては燃料増量の必要がない領域で燃料増量が行われ、排気エミッションの低下や燃費の低下を招くおそれがある。   In a predetermined fuel increase region on the high engine speed and high load side, fuel increase control for increasing the fuel injection amount to the rich side is performed in order to protect exhaust system components such as a catalytic converter from high-temperature exhaust gas. Here, the exhaust system components to be protected also differ with the flow path switching by the flow path switching valve. Specifically, in the closed state in which the flow path switching valve is controlled to close, exhaust gas flows through the bypass flow path side, so that the upstream bypass catalytic converter in which the exhaust system component to be protected is close to the combustion chamber On the other hand, in the open state in which the flow path switching valve is controlled to open, exhaust gas flows through the main flow path side, so that the exhaust system parts to be protected become the main catalytic converter on the downstream side far from the combustion chamber. The demand for fuel increase is low compared to the closed state. For this reason, for example, if the fuel increase range is set in accordance with the open state, the increase is not performed even under the condition that the fuel should be increased in the closed state, and there is a concern about thermal deterioration of the bypass catalytic converter or the like. On the other hand, if the fuel increase region is set in accordance with the closed state, the fuel increase is performed in a region where the fuel increase is not necessary in the open state, which may cause a decrease in exhaust emission and fuel consumption.

そこで本発明は、メイン触媒コンバータを下流側に備えたメイン通路の上流側部分と並列にバイパス通路が設けられるとともに、このバイパス通路にバイパス触媒コンバータを備え、かつ上記メイン通路の上記上流側部分に該メイン通路を閉塞する流路切換弁を備えてなる内燃機関の制御装置において、機関回転数と機関負荷により定まる燃料増量域で、燃料噴射量をリッチ側へ増量する燃料増量手段と、上記流路切換弁の閉状態と開状態とで、上記燃料増量域を変更する燃料増量域変更手段と、を有することを特徴としている。   Accordingly, the present invention provides a bypass passage in parallel with the upstream portion of the main passage provided with the main catalytic converter on the downstream side, the bypass passage provided with the bypass catalytic converter, and the upstream portion of the main passage. In a control device for an internal combustion engine comprising a flow path switching valve for closing the main passage, a fuel increasing means for increasing the fuel injection amount to the rich side in a fuel increasing range determined by the engine speed and engine load, and the flow And a fuel increase area changing means for changing the fuel increase area depending on whether the path switching valve is closed or open.

この発明に係る内燃機関の制御装置によれば、流路切換弁の開状態と閉状態とで燃料増量域を切り換えることで、燃料増量によるバイパス触媒コンバータやメイン触媒コンバータ等の排気系部品の高温な排気ガスからの保護と、燃料増量が不必要に行われることを抑制・回避することによる排気浄化性能や燃費性能の向上と、を両立することが可能となる。   According to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, by switching the fuel increase range between the open state and the closed state of the flow path switching valve, the high temperature of the exhaust system parts such as the bypass catalytic converter and the main catalytic converter due to the increased fuel amount. It is possible to achieve both protection from exhaust gas and improvement in exhaust gas purification performance and fuel consumption performance by suppressing / avoiding unnecessary increase of fuel.

以下、この発明を直列4気筒内燃機関にに適用した一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、この内燃機関の排気系の配管レイアウトならびに制御システムを模式的に示した説明図であり、始めに、この図1に基づいて、内燃機関の排気系の構成を説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an in-line four-cylinder internal combustion engine will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the piping layout and control system of the exhaust system of the internal combustion engine. First, the configuration of the exhaust system of the internal combustion engine will be described based on FIG.

内燃機関1のシリンダヘッド1aには、直列に配置された♯1気筒〜♯4気筒の各気筒の排気ポート2がそれぞれ側面に向かって開口するように形成されており、この排気ポート2のそれぞれに、メイン通路3が接続されている。♯1気筒〜♯4気筒の4本のメイン通路3は、1本の流路に合流しており、その下流側に、メイン触媒コンバータ4が配置されている。このメイン触媒コンバータ4は、車両の床下に配置される容量の大きなものであって、触媒としては、例えば、三元触媒とHCトラップ触媒とを含んでいる。上記のメイン通路3およびメイン触媒コンバータ4によって、通常の運転時に排気が通流するメイン流路が構成される。また、各気筒からの4本のメイン通路3の合流点には、流路切換手段として各メイン通路3を一斉に開閉する流路切換弁5が設けられている。この流路切換弁5は、適宜なアクチュエータ5aによって開閉駆動される。   In the cylinder head 1a of the internal combustion engine 1, exhaust ports 2 of cylinders # 1 to # 4 arranged in series are formed so as to open toward the side surfaces, respectively. In addition, the main passage 3 is connected. The four main passages 3 of the # 1 cylinder to the # 4 cylinder merge into one flow path, and the main catalytic converter 4 is disposed on the downstream side thereof. The main catalytic converter 4 has a large capacity arranged under the floor of the vehicle, and includes, for example, a three-way catalyst and an HC trap catalyst as the catalyst. The main passage 3 and the main catalytic converter 4 constitute a main passage through which exhaust flows during normal operation. In addition, a flow path switching valve 5 that opens and closes the main passages 3 at the same time is provided as a flow path switching means at the junction of the four main paths 3 from each cylinder. The flow path switching valve 5 is driven to open and close by an appropriate actuator 5a.

一方、バイパス流路として、各気筒のメイン通路3の各々から、該メイン通路3よりも通路断面積の小さなバイパス通路7がそれぞれ分岐している。各バイパス通路7の上流端となる分岐点6は、メイン通路3のできるだけ上流側の位置に設定されている。4本のバイパス通路7は、下流側で1本の流路に合流しており、その合流点の直後に、三元触媒を用いたバイパス触媒コンバータ8が介装されている。このバイパス触媒コンバータ8は、メイン触媒コンバータ4に比べて容量が小さな小型のものであり、望ましくは、低温活性に優れた触媒が用いられる。バイパス触媒コンバータ8の出口側から延びるバイパス通路7の下流端は、メイン通路3におけるメイン触媒コンバータ4上流側でかつ流路切換弁5よりも下流側の合流点9において該メイン通路3に接続されている。   On the other hand, bypass passages 7 each having a smaller passage sectional area than the main passage 3 are branched from the main passages 3 of the respective cylinders as bypass passages. The branch point 6 that is the upstream end of each bypass passage 7 is set to a position on the upstream side of the main passage 3 as much as possible. The four bypass passages 7 merge into one flow path on the downstream side, and a bypass catalytic converter 8 using a three-way catalyst is interposed immediately after the junction. The bypass catalytic converter 8 has a small capacity as compared with the main catalytic converter 4, and preferably uses a catalyst excellent in low-temperature activity. The downstream end of the bypass passage 7 extending from the outlet side of the bypass catalytic converter 8 is connected to the main passage 3 at a junction 9 upstream of the main catalytic converter 4 in the main passage 3 and downstream of the flow path switching valve 5. ing.

ここで、メイン触媒コンバータ4の入口部ならびに出口部には、それぞれメイン上流側空燃比センサ10およびメイン下流側空燃比センサ11が配置されており、バイパス触媒コンバータ8の入口部ならびに出口部には、それぞれバイパス上流側空燃比センサ12およびバイパス下流側空燃比センサ13が配置されている。メイン上流側空燃比センサ10およびメイン下流側空燃比センサ11は、メイン触媒コンバータ4の活性後に公知の空燃比フィードバック制御を行うためのものであり、基本的に上流側空燃比センサ10によって機関空燃比(燃料噴射量)が制御され、その制御特性のばらつきの補正などのために下流側空燃比センサ11の出力信号が利用される。同様に、バイパス上流側空燃比センサ12およびバイパス下流側空燃比センサ13は、バイパス触媒コンバータ8を用いる際に公知の空燃比フィードバック制御を行うためのものであり、基本的に上流側空燃比センサ12によって機関空燃比(燃料噴射量)が制御され、その制御特性のばらつきの補正などのために下流側空燃比センサ13の出力信号が利用される。これらの空燃比センサ10〜13としては、排気空燃比に応じたほぼリニアな出力特性を有するいわゆる広域型空燃比センサが用いられ、あるいは簡易的にリッチ,リーンの2値的な出力特性を有する酸素センサが用いられる。   Here, a main upstream air-fuel ratio sensor 10 and a main downstream air-fuel ratio sensor 11 are arranged at the inlet and outlet of the main catalytic converter 4, respectively, and at the inlet and outlet of the bypass catalytic converter 8. A bypass upstream air-fuel ratio sensor 12 and a bypass downstream air-fuel ratio sensor 13 are disposed, respectively. The main upstream air-fuel ratio sensor 10 and the main downstream air-fuel ratio sensor 11 are for performing known air-fuel ratio feedback control after the activation of the main catalytic converter 4. The fuel ratio (fuel injection amount) is controlled, and the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor 11 is used for correcting variations in the control characteristics. Similarly, the bypass upstream air-fuel ratio sensor 12 and bypass downstream air-fuel ratio sensor 13 are for performing known air-fuel ratio feedback control when the bypass catalytic converter 8 is used. 12, the engine air-fuel ratio (fuel injection amount) is controlled, and the output signal of the downstream-side air-fuel ratio sensor 13 is used for correcting variations in the control characteristics. As these air-fuel ratio sensors 10 to 13, so-called wide-range air-fuel ratio sensors having a substantially linear output characteristic corresponding to the exhaust air-fuel ratio are used, or simply have rich and lean binary output characteristics. An oxygen sensor is used.

また内燃機関1は、点火プラグ21を備え、その吸気通路22には、燃料噴射弁23が配置されている。さらに、吸気通路22の上流側に、モータ等のアクチュエータによって開閉駆動される所謂電子制御型スロットル弁24が配置されているとともに、吸入空気量を検出するエアフロメータ25がエアクリーナ26下流に設けられている。   The internal combustion engine 1 includes a spark plug 21, and a fuel injection valve 23 is disposed in the intake passage 22. Furthermore, a so-called electronically controlled throttle valve 24 that is opened and closed by an actuator such as a motor is disposed upstream of the intake passage 22, and an air flow meter 25 that detects the intake air amount is provided downstream of the air cleaner 26. Yes.

内燃機関1の種々の制御パラメータ、例えば、上記燃料噴射弁23による燃料噴射量、点火プラグ21による点火時期、スロットル弁24の開度、流路切換弁5の開閉状態、などは、エンジンコントロールユニット27によって制御される。このエンジンコントロールユニット27には、上述したセンサ類のほか、冷却水温センサ28、運転者により操作されるアクセルペダルの開度(踏込量)を検出するアクセル開度センサ29、などの種々のセンサ類の検出信号が入力されている。   Various control parameters of the internal combustion engine 1, for example, the fuel injection amount by the fuel injection valve 23, the ignition timing by the spark plug 21, the opening degree of the throttle valve 24, the open / close state of the flow path switching valve 5, etc. 27. In addition to the sensors described above, the engine control unit 27 includes various sensors such as a coolant temperature sensor 28 and an accelerator opening sensor 29 that detects the opening (depression amount) of an accelerator pedal operated by a driver. Detection signal is input.

このような構成においては、冷間始動後の機関温度ないしは排気温度が低い段階では、アクチュエータ5aを介して流路切換弁5が閉じられ、メイン通路3が遮断される。そのため、各気筒から吐出された排気は、その全量が分岐点6からバイパス通路7を通してバイパス触媒コンバータ8へと流れる。バイパス触媒コンバータ8は、排気系の上流側つまり排気ポート2に近い位置にあり、かつ小型のものであるので、速やかに活性化し、早期に排気浄化が開始される。   In such a configuration, when the engine temperature or the exhaust temperature after the cold start is low, the flow path switching valve 5 is closed via the actuator 5a, and the main passage 3 is blocked. Therefore, the entire amount of exhaust discharged from each cylinder flows from the branch point 6 to the bypass catalytic converter 8 through the bypass passage 7. The bypass catalytic converter 8 is located upstream of the exhaust system, that is, at a position close to the exhaust port 2 and is small in size, so that it is activated quickly and exhaust purification is started at an early stage.

一方、機関の暖機が進行して、機関温度ないしは排気温度が十分に高くなったら、メイン触媒コンバータ4の触媒が活性したとみなし、流路切換弁5が開放される。これにより、各気筒から吐出された排気は、主に、メイン通路3からメイン触媒コンバータ4を通過する。このときバイパス通路7側は特に遮断されていないが、バイパス通路7側の方がメイン通路3側よりも通路断面積が小さく、かつバイパス触媒コンバータ8が介在しているので、両者の通路抵抗の差により、排気流の大部分はメイン通路3側を通り、バイパス通路7側には殆ど流れない。従って、バイパス触媒コンバータ8の熱劣化は十分に抑制される。   On the other hand, when the engine warm-up proceeds and the engine temperature or the exhaust temperature becomes sufficiently high, it is considered that the catalyst of the main catalytic converter 4 has been activated, and the flow path switching valve 5 is opened. Thus, the exhaust discharged from each cylinder mainly passes through the main catalytic converter 4 from the main passage 3. At this time, the bypass passage 7 side is not particularly cut off, but the bypass passage 7 side has a smaller passage cross-sectional area than the main passage 3 side and the bypass catalytic converter 8 is interposed. Due to the difference, most of the exhaust flow passes through the main passage 3 side and hardly flows into the bypass passage 7 side. Therefore, the thermal deterioration of the bypass catalytic converter 8 is sufficiently suppressed.

図2及び図3は機関回転数と機関負荷により定まる燃料増量域αClose,αOpenを示す制御マップであり、図2は流路切換弁5が閉状態に制御されている閉状態での燃料増量域αClose、図3は流路切換弁5が開状態に制御されている開状態での燃料増量域αOpenを示している。   2 and 3 are control maps showing the fuel increase areas αClose, αOpen determined by the engine speed and the engine load. FIG. 2 is a fuel increase area in the closed state in which the flow path switching valve 5 is controlled to be closed. FIG. 3 shows the fuel increase area αOpen in the open state in which the flow path switching valve 5 is controlled to be in the open state.

同図に示すように、燃料増量域は排気温度が非常に高くなる高回転高負荷側の領域に設定され、特に、閉状態では、燃焼室に近いバイパス触媒コンバータ8を排気ガスが流れるため、保護すべき排気系部品であるバイパス触媒コンバータ8の保証温度を超えることのないように燃料増量域αCloseが開状態での燃料増量域αOpenに比して広く設定される。一方、開状態では、バイパス触媒コンバータ8が設けられたバイパス通路7に排気ガスが実質的に流れることがなく、保護すべき排気系部品が燃焼室から遠い床下のメイン触媒コンバータ4となるために、閉状態での燃料増量域αCloseに比して狭く設定される。   As shown in the figure, the fuel increase region is set to a region on the high-rotation and high-load side where the exhaust temperature becomes very high, and particularly in the closed state, the exhaust gas flows through the bypass catalytic converter 8 close to the combustion chamber. The fuel increase region αClose is set wider than the fuel increase region αOpen in the open state so as not to exceed the guaranteed temperature of the bypass catalytic converter 8 which is an exhaust system component to be protected. On the other hand, in the open state, exhaust gas does not substantially flow into the bypass passage 7 provided with the bypass catalytic converter 8, and the exhaust system component to be protected becomes the main catalytic converter 4 under the floor far from the combustion chamber. It is set narrower than the fuel increase area αClose in the closed state.

図4は燃料噴射量の設定制御の流れを示すフローチャートである。ステップS1では、流路切換弁5の閉状態・開状態に応じて、図2及び図3に示す制御マップを切り換えることで、燃料増量域αClose,αOpenを変更する。ステップS2では、燃料噴射量を設定する。つまり、機関回転数及び機関負荷に基づいてステップS1で設定された制御マップを参照し、燃料増量域αClose,αOpenであれば、燃料噴射量をリッチ側に増量する。燃料増量域でなければ、一般的な通常の燃料噴射制御が行われ、例えば適正な空燃比となるように燃料噴射量が設定される。   FIG. 4 is a flowchart showing the flow of fuel injection amount setting control. In step S1, the fuel increase regions αClose, αOpen are changed by switching the control maps shown in FIGS. 2 and 3 according to the closed state / open state of the flow path switching valve 5. In step S2, a fuel injection amount is set. That is, referring to the control map set in step S1 based on the engine speed and the engine load, the fuel injection amount is increased to the rich side in the fuel increase range αClose, αOpen. If it is not in the fuel increase range, general normal fuel injection control is performed. For example, the fuel injection amount is set so as to obtain an appropriate air-fuel ratio.

図5及び図6は、流路切換弁5の切換処理の流れを示すフローチャートである。図5を参照して、流路切換弁5は、基本的にはメイン触媒コンバータ4の活性状態により切換制御され、メイン触媒コンバータ4が活性したと判定されるとステップS4からステップS5へ進んで開状態とされ、冷間始動時のように触媒温度が低くメイン触媒コンバータ4が未活性であると判定されると、ステップS4からステップS6へ進み、閉状態とされる。   5 and 6 are flowcharts showing the flow of the switching process of the flow path switching valve 5. Referring to FIG. 5, flow path switching valve 5 is basically controlled to be switched according to the active state of main catalytic converter 4, and when it is determined that main catalytic converter 4 is activated, the process proceeds from step S 4 to step S 5. When it is determined that the catalyst temperature is low and the main catalytic converter 4 is inactive as in the cold start, the process proceeds from step S4 to step S6 and is closed.

但し、本実施例では、図6に示すルーチンによって、閉状態であっても所定の条件が成立する場合には、メイン触媒コンバータ4が未活性と判定されている場合でも強制的に開位置切り換えられる。   However, in this embodiment, when the predetermined condition is satisfied even in the closed state by the routine shown in FIG. 6, the open position is forcibly switched even when the main catalytic converter 4 is determined to be inactive. It is done.

図6を参照して、ステップS11では、流路切換弁5が閉状態であるかを判定する。閉状態と判定されるとステップS12へ進み、機関回転数及び機関負荷に基づいて、開状態での燃料増量域αCloseであるかを判定する。開状態での燃料増量域αCloseであれば、ステップS13へ進み、所定の開切換条件が成立するかを判定する。開切換条件が成立する場合、ステップS14へ進み、流路切換弁5を開位置とする。   With reference to FIG. 6, in step S <b> 11, it is determined whether or not the flow path switching valve 5 is in a closed state. If it is determined that the engine is in the closed state, the process proceeds to step S12, and it is determined whether the fuel increase region αClose is in the open state based on the engine speed and the engine load. If it is the fuel increase range αClose in the open state, the process proceeds to step S13 to determine whether a predetermined open switching condition is satisfied. When the opening switching condition is satisfied, the process proceeds to step S14, and the flow path switching valve 5 is set to the open position.

上記の開切換条件として、例えば図7に示す第1の例では、燃料噴射量の増量率(TFBYA)が所定の判定しきい値L1を超えていることである。また、図8に示す第2の例では、メイン下流側空燃比センサ11により検出されるメイン触媒コンバータ4の下流側の排気空燃比がリッチ側の所定の判定しきい値L2を超えていることである。好ましくは、開切換条件として、機関回転数及び機関負荷に基づいて、閉状態での燃料増量域αCloseであって、かつ、開状態での燃料増量域αOpenから外れた領域α1(図3のハッチングを施した領域)であることを含んでいる。これらの開切換条件は組み合わせて用いてもよく、あるいは単独で用いても良い。これによって、開切換条件が成立して流路切換弁5を開位置へ切り換えると(S14)、上記の領域α1である場合には、燃料増量が停止・中止され、通常の燃料噴射制御が行われる。   For example, in the first example shown in FIG. 7, the above open switching condition is that the fuel injection amount increase rate (TFBYA) exceeds a predetermined determination threshold value L1. Further, in the second example shown in FIG. 8, the exhaust air-fuel ratio downstream of the main catalytic converter 4 detected by the main downstream air-fuel ratio sensor 11 exceeds the predetermined determination threshold L2 on the rich side. It is. Preferably, as an open switching condition, based on the engine speed and the engine load, the fuel increase region αClose in the closed state and the region α1 outside the fuel increase region αOpen in the open state (hatching in FIG. 3) It is included that it is the area). These open switching conditions may be used in combination, or may be used alone. As a result, when the open switching condition is satisfied and the flow path switching valve 5 is switched to the open position (S14), the fuel increase is stopped / stopped and the normal fuel injection control is performed in the region α1. Is called.

ステップS12において、閉状態での燃料増量域αCloseではないと判定されると、ステップS15へ進み、燃料増量が行われるかを予測する。図9及び図10に示すように、加速度,アクセル開度(APO)及び機関回転数のいずれかが、その判定しきい値L3〜L5を超えた場合に、燃料増量が行われると予測して、ステップS16へ進み、流路切換弁5を開とする。図9及び図10の例では、加速度がその判定しきい値L3を超えたことにより、流路切換弁5を閉状態から開位置に切り換えている。   If it is determined in step S12 that the fuel increase region αClose is not in the closed state, the process proceeds to step S15 to predict whether fuel increase will be performed. As shown in FIGS. 9 and 10, it is predicted that fuel increase will be performed when any of acceleration, accelerator opening (APO), and engine speed exceeds the determination threshold values L3 to L5. In step S16, the flow path switching valve 5 is opened. In the example of FIGS. 9 and 10, the flow path switching valve 5 is switched from the closed state to the open position when the acceleration exceeds the determination threshold value L3.

但し、このステップS16による閉状態から開位置への切換直後に、上述した図5のルーチンによって、メイン触媒コンバータ4が非活性であると判定されて流路切換弁5が再び閉状態とされ、流路切換弁5の開閉が繰り返されるおそれがある。そこで、本実施例では、上記ステップS16の開位置への切換後に、ステップS17において、所定時間、流路切換弁5の開位置から閉位置への切換を禁止している。   However, immediately after switching from the closed state to the open position in step S16, it is determined by the routine shown in FIG. 5 that the main catalytic converter 4 is inactive, and the flow path switching valve 5 is closed again. There is a possibility that the opening and closing of the flow path switching valve 5 is repeated. Therefore, in this embodiment, after switching to the open position in step S16, switching from the open position to the closed position of the flow path switching valve 5 is prohibited for a predetermined time in step S17.

以上のような本実施例を参照して、本発明の特徴的な構成及びその作用効果について列記する。   With reference to the present embodiment as described above, the characteristic configuration of the present invention and the effects thereof will be listed.

[1]メイン触媒コンバータ4を下流側に備えたメイン通路3の上流側部分と並列にバイパス通路7が設けられるとともに、このバイパス通路7にバイパス触媒コンバータ8を備え、かつ上記メイン通路3の上記上流側部分に該メイン通路3を閉塞する流路切換弁5を備えてなる内燃機関の制御装置において、機関回転数と機関負荷により定まる燃料増量域αclose,αoponで、燃料噴射量をリッチ側へ増量する燃料増量手段と(S2)、上記流路切換弁5の閉状態と開状態とで、上記燃料増量域αclose,αoponを変更する燃料増量域変更手段と(S1)、を有することを特徴としている。   [1] A bypass passage 7 is provided in parallel with the upstream portion of the main passage 3 provided with the main catalytic converter 4 on the downstream side, the bypass passage 7 is provided with a bypass catalytic converter 8, and the main passage 3 is In a control device for an internal combustion engine comprising a flow path switching valve 5 that closes the main passage 3 in the upstream portion, the fuel injection amount is made richer in a fuel increase region αclose, αopon determined by the engine speed and engine load. A fuel increase means for increasing the fuel (S2), and a fuel increase area change means for changing the fuel increase areas αclose and αopon between the closed state and the open state of the flow path switching valve 5 (S1). It is said.

このように、流路切換弁5の開状態と閉状態とで燃料増量域を切り換えることで、バイパス触媒コンバータ8やメイン触媒コンバータ4等の排気系部品の高温の排気ガスによる熱劣化等を招くことなく、燃料増量が不必要に行われることを抑制・回避し、排気浄化性能や燃費性能の向上を図ることができる。   In this way, by switching the fuel increase range between the open state and the closed state of the flow path switching valve 5, thermal deterioration due to high-temperature exhaust gas of exhaust system parts such as the bypass catalytic converter 8 and the main catalytic converter 4 is caused. Therefore, it is possible to suppress / avoid the unnecessary increase of the fuel amount, and to improve the exhaust purification performance and the fuel consumption performance.

[2]図2及び図3に示すように、上記閉状態での燃料増量域αCloseが、上記開状態での燃料増量域αOpenよりも広く設定されている。このため、閉状態における上流側のバイパス触媒コンバータ8の熱劣化の防止と、開状態における燃料増量の抑制と、を高いレベルで両立することができる。   [2] As shown in FIGS. 2 and 3, the fuel increase region αClose in the closed state is set wider than the fuel increase region αOpen in the open state. For this reason, it is possible to achieve both a high level of prevention of thermal deterioration of the upstream bypass catalytic converter 8 in the closed state and suppression of fuel increase in the open state.

[3]図6に示すように、上記閉状態で(S11)、かつ所定の開切換条件が成立する場合に(S12,S13,S15)、上記流路切換弁5を開位置へ切り換える開切換手段(S14,16)を有している。このように、所定の開切換条件が成立する場合には、流路切換弁5が閉状態であっても強制的に開位置へ切り換えることによって、燃料増量が行われる機会を抑制し、排気性能や燃費性能を更に向上することができる。   [3] As shown in FIG. 6, in the closed state (S11) and when a predetermined open switching condition is satisfied (S12, S13, S15), the open switching for switching the flow path switching valve 5 to the open position. Means (S14, 16). As described above, when the predetermined opening switching condition is satisfied, even if the flow path switching valve 5 is in the closed state, the switching to the open position is forcibly suppressed, thereby suppressing the opportunity for fuel increase and exhaust performance. And fuel efficiency can be further improved.

[4]上記開切換条件が、上記閉状態での燃料増量域以外の非燃料増量域で(S12)、機関加速度,アクセル開度及び機関回転数の少なくとも一つがその判定しきい値L3〜L5を超えていること(S15)を含んでいる。   [4] When the open switching condition is a non-fuel increase range other than the fuel increase range in the closed state (S12), at least one of the engine acceleration, the accelerator opening, and the engine speed is a determination threshold value L3 to L5. (S15) is included.

このように機関加速度,アクセル開度及び機関回転数の少なくとも一つとその判定しきい値L3〜L5とを比較するとことで、燃料増量を予測し、燃料増量が予測される場合つまり判定しきい値を超える場合に、予め流路切換弁5を開位置に切り換えておくことで、燃料増量を未然に抑制することができる。   In this way, by comparing at least one of the engine acceleration, the accelerator opening degree, and the engine speed and the determination threshold values L3 to L5, the fuel increase is predicted, and the case where the fuel increase is predicted, that is, the determination threshold value If the flow rate exceeds the above, the fuel increase can be suppressed beforehand by switching the flow path switching valve 5 to the open position in advance.

[5]図7に示すように、上記開切換条件が、上記閉状態での燃料増量域αCloseで、かつ、燃料増量率が所定の判定しきい値L1を超えていることを含んでいる。これにより、過度な燃料増量を防止し、排気性能や燃費性能を更に向上することができる。   [5] As shown in FIG. 7, the open switching condition includes that the fuel increase region αClose in the closed state and the fuel increase rate exceeds a predetermined determination threshold value L1. Thereby, excessive fuel increase can be prevented, and exhaust performance and fuel consumption performance can be further improved.

[6]図8に示すように、上記開切換条件が、上記閉状態での燃料増量域αCloseで、かつ、上記バイパス通路を通過する排気空燃比がリッチ側であることを含んでいる。
これにより、空燃比の過度なリッチ化による排気エミッションの悪化や燃費の悪化を抑制・回避することができる。
[6] As shown in FIG. 8, the open switching condition includes the fuel increase region αClose in the closed state and the exhaust air-fuel ratio passing through the bypass passage is rich.
Thereby, it is possible to suppress / avoid deterioration of exhaust emission and fuel consumption due to excessive enrichment of the air-fuel ratio.

[7]上記開切換手段により流路切換弁5を閉から開へ切り換えた場合(S16)、所定時間、流路切換弁の閉への切換を禁止する切換禁止手段(S17)を有している。これによって、上述したように、流路切換弁5の開位置への切換直後に閉状態へ切り換えられることがなく、流路切換弁5の開閉が繰り返されることを防止することができる。   [7] When the flow path switching valve 5 is switched from closed to open by the open switching means (S16), there is a switching prohibiting means (S17) for prohibiting switching the flow path switching valve to the closed state for a predetermined time. Yes. As a result, as described above, the flow path switching valve 5 is not switched to the closed state immediately after switching to the open position, and the opening and closing of the flow path switching valve 5 can be prevented from being repeated.

この発明の一実施例に係る内燃機関の構成を示す構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The structure explanatory drawing which shows the structure of the internal combustion engine which concerns on one Example of this invention. 閉状態での燃料増量域を示す制御マップ。The control map which shows the fuel increase area | region in a closed state. 開状態での燃料増量域を示す制御マップ。The control map which shows the fuel increase area | region in an open state. 燃料噴射量の設定制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of setting control of fuel injection amount. 基本的な切換弁の切換制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of switching control of a basic switching valve. 本実施例に係る切換弁の開切換制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the opening switching control of the switching valve concerning a present Example. 開切換条件の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of open switching conditions. 開切換条件の他の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the other example of open switching conditions. 開切換条件としての加速度,アクセル開度及び機関回転数の判定しきい値を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the determination threshold value of the acceleration as a switching condition, an accelerator opening, and an engine speed. 同じく開切換条件としての加速度等による開切換前後を示すタイミングチャート。The timing chart which shows before and after the opening switching by the acceleration etc. similarly as an opening switching condition.

符号の説明Explanation of symbols

3…メイン通路
4…メイン触媒コンバータ
5…流路切換弁
6…分岐点
7…バイパス通路
8…バイパス触媒コンバータ
9…合流点
27…エンジンコントロールユニット
3 ... Main passage 4 ... Main catalytic converter 5 ... Flow path switching valve 6 ... Branch point 7 ... Bypass passage 8 ... Bypass catalytic converter 9 ... Junction point 27 ... Engine control unit

Claims (7)

メイン触媒コンバータを下流側に備えたメイン通路の上流側部分と並列にバイパス通路が設けられるとともに、このバイパス通路にバイパス触媒コンバータを備え、かつ上記メイン通路の上記上流側部分に該メイン通路を閉塞する流路切換弁を備えてなる内燃機関の制御装置において、
機関回転数と機関負荷により定まる燃料増量域で、燃料噴射量をリッチ側へ増量する燃料増量手段と、
上記流路切換弁の閉状態と開状態とで、上記燃料増量域を変更する燃料増量域変更手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
A bypass passage is provided in parallel with the upstream portion of the main passage provided with the main catalytic converter on the downstream side, the bypass passage is provided with the bypass passage, and the main passage is blocked at the upstream portion of the main passage. In a control device for an internal combustion engine comprising a flow path switching valve,
Fuel increase means for increasing the fuel injection amount to the rich side in the fuel increase range determined by the engine speed and engine load;
A fuel increase area changing means for changing the fuel increase area between a closed state and an open state of the flow path switching valve;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
上記閉状態での燃料増量域が、上記開状態での燃料増量域よりも広く設定されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel increase area in the closed state is set wider than the fuel increase area in the open state. 上記閉状態で、かつ所定の開切換条件が成立する場合に、上記流路切換弁を開位置へ切り換える開切換手段を有することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。   3. The control device for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising an open switching means for switching the flow path switching valve to an open position when the open condition is satisfied in the closed state. 上記開切換条件が、上記閉状態での燃料増量域以外の非燃料増量域で、機関加速度,アクセル開度及び機関回転数の少なくとも一つがその判定しきい値を超えていることを含んでいることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。   The open switching condition includes that at least one of the engine acceleration, the accelerator opening, and the engine speed exceeds a determination threshold in a non-fuel increase range other than the fuel increase range in the closed state. The control device for an internal combustion engine according to claim 3. 上記開切換条件が、上記閉状態での燃料増量域で、かつ、燃料増量率が所定の判定しきい値を超えていることを含んでいることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。   The internal combustion engine according to claim 3, wherein the open switching condition includes a fuel increase range in the closed state and a fuel increase rate exceeds a predetermined determination threshold value. Control device. 上記開切換条件が、上記閉状態での燃料増量域で、かつ、上記バイパス通路を通過する排気空燃比がリッチ側であることを含んでいることを特徴とする請求項3又は4に記載の内燃機関の制御装置。   5. The open / close condition according to claim 3, wherein the open air-fuel ratio that is in the fuel increase region in the closed state and that passes through the bypass passage is on a rich side. Control device for internal combustion engine. 上記開切換手段により流路切換弁を閉から開へ切り換えた場合、所定時間、流路切換弁の閉への切換を禁止する切換禁止手段を有することを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   7. A switching prohibiting means for prohibiting switching of the flow path switching valve to a closed state for a predetermined time when the flow switching valve is switched from closed to open by the open switching means. A control device for an internal combustion engine according to claim 1.
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