JP6269427B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
上記課題を解決する内燃機関の制御装置では、同機関のアイドル運転状態からの自動停止が行われた後に自動再始動が開始される際、排気通路に設けられた触媒の酸素吸蔵量を減少させることを目的として、上記自動再始動開始後における内燃機関の燃料噴射量が増量補正される。同装置は、内燃機関の上記自動停止の開始時の触媒の酸素吸蔵量に基づき、同機関の自動再始動開始後の燃料噴射量の増量補正量を変える制御部を備える。
上記制御部は、内燃機関の自動停止の開始時の触媒の酸素吸蔵が有るときには、同酸素吸蔵が無いときよりも、内燃機関の自動停止状態からの自動再始動開始後の燃料噴射量の増量補正量を多くするよう構成される。
内燃機関の自動停止の開始時での触媒の酸素吸蔵が有るときには、同酸素吸蔵が無いときよりも、自動再始動の開始時の触媒の酸素吸蔵量が多くなるが、それに対応して自動再始動開始後の燃料噴射量の増量補正量を多くすることができる。仮に、このときに増量補正量が多くされないとすると、燃料噴射量の増量補正時に排気中のHC、COを酸化させるための触媒からの酸素の離脱が少なくなって同触媒の酸素吸蔵量の減少が進まず、それに伴い触媒でのNOxの浄化性能の低下を招くおそれがある。しかし、上述したように増量補正量を多くすることにより、こうした触媒でのNOxの浄化性能の低下を抑制することができる。
図1に示される内燃機関1は自動車等の車両に搭載される。この内燃機関1では、燃焼室2に繋がる吸気通路3にスロットルバルブ13が開閉可能に設けられており、吸気通路3を通じて燃焼室2に空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁4から噴射された燃料が吸気通路3を介して燃焼室2に供給される。燃焼室2に供給された空気と燃料とからなる混合気は、点火プラグ5による点火が行われて燃焼する。そして、燃焼室2内で混合気が燃焼することにより、ピストン6が往復移動して内燃機関1の出力軸であるクランクシャフト7が回転する。なお、クランクシャフト7には、内燃機関1を始動させる際に同クランクシャフト7を強制的に回転(クランキング)させるスタータ10が接続されている。
この制御装置は、内燃機関1に関する各種制御を実行する電子制御装置21を備えている。電子制御装置21は、上記制御に係る各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が一時記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
・自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル27の踏み込み量(アクセル踏込量)を検出するアクセルポジションセンサ28。
・吸気通路3に設けられたスロットルバルブ13の開度(スロットル開度)を検出するスロットルポジションセンサ30。
・吸気通路3内におけるスロットルバルブ13よりも下流側の圧力(吸気圧)を検出する吸気圧センサ33。
電子制御装置21の出力ポートには、燃料噴射弁4、点火プラグ5、スタータ10、及びスロットルバルブ13の駆動回路等が接続されている。
[アイドリングストップ制御]
この制御では、内燃機関1のアイドル運転状態からの自動停止、及び、同機関の自動停止状態からの自動再始動が行われる。詳しくは、内燃機関1の運転中に所定の自動停止条件が成立したときには同機関1が自動的に停止される。上記自動停止条件としては、アクセル操作量が「0」であること、車速が「0」であること、及びブレーキペダル29が踏み込まれている(オン操作されている)こと、等々の条件があげられる。そして、これらの条件すべての成立をもって自動停止条件が成立した旨判断される。そして、自動停止条件が成立すると、燃料噴射弁4からの燃料噴射の停止が実行される。その結果、内燃機関1の自立運転が行われなくなるため、内燃機関1が惰性によってある程度空転した後に回転停止する。
この制御では、アクセル操作量が「0(アクセル解放)」とされる自動車の減速時であって、且つ、機関回転速度が予め定められた所定値(例えば、目標アイドル回転速度よりもある程度高い値)以上であるとき、燃料噴射弁4からの燃料噴射の停止による内燃機関1への燃料供給の停止(フューエルカット)が実行される。また、こうしたフューエルカットは、アクセルペダル27が踏み込まれたとき、若しくは機関回転速度が上記所定値未満になったときに終了される。このフューエルカットの終了に伴い、燃料噴射弁4からの燃料噴射が再開されることにより、内燃機関1が自立運転するようになる。
酸素吸蔵量OSAは、微小時間毎に三元触媒に吸蔵される酸素の量である酸素吸蔵量ΔOSAを上記微小時間が経過する毎に累積してゆくことにより、三元触媒に吸蔵されている総酸素量の推定値として求められる。上記酸素吸蔵量ΔOSAは、フューエルカットの非実行状態、すなわち内燃機関1の自立運転状態のもとでは、次の式(1)を用いて算出される。
ΔOSA:微小時間毎の酸素吸蔵量
ΔA/F:空燃比差
Q :燃料噴射量
K :酸素割合
式(1)の空燃比差ΔA/Fは、空燃比センサ17の出力信号VAFに基づいて求められる空燃比から理論空燃比を減算した値を表している。また、式(1)の燃料噴射量Qは、空燃比センサ17の出力信号VAFに基づき求められる上記空燃比の原因となった内燃機関1の燃料噴射量、すなわち燃料噴射弁4から噴射された微小時間毎の燃料の量を表している。更に、式(1)の酸素割合Kは空気中に含まれる酸素の割合を表している。
ΔOSA:微小時間毎の酸素吸蔵量
GA :吸入空気量
KH :係数
式(2)から分かるように、フューエルカット中の微小時間毎の酸素吸蔵量ΔOSAは、その微小時間毎の内燃機関1の吸入空気量GAに対し所定の係数KHを乗算することによって算出される。なお、係数KHは、空気中の酸素の割合、及び、空気中の酸素のうち三元触媒に吸蔵される割合に基づいて設定される。従って、三元触媒の酸素吸蔵量OSAは、フューエルカット中、微小時間毎に酸素吸蔵量ΔOSAの分だけ徐々に増加してゆく。
アイドリングストップ制御による内燃機関1のアイドル運転状態からの自動停止開始後には、その自動停止開始から自動停止完了までの同機関1の空転に伴い、排気通路8を通じて三元触媒に空気が送り込まれる。このため、三元触媒に吸蔵される酸素の量(酸素吸蔵量OSA)が、内燃機関1の上記空転時に多くなってゆき、そのように酸素の量が多くなった状態のもとで自動停止完了後の内燃機関1の自動再始動が行われる。
なお、内燃機関1の自動再始動開始後の燃料噴射量の増量補正(自動再始動後増量IFA分の増量補正)とは、自動再始動開始時点の増量補正とそれ以後の増量補正との少なくとも一方であり、この例では両方の増量補正が実行される。
図3の(a)〜(d)はそれぞれ、時間経過に伴う車速の変化、機関回転速度の変化、内燃機関1におけるフューエルカットの有無の変化、及び、アイドリングストップ制御による内燃機関1の自動停止の有無の変化を示している。また、図3(e)は時間経過に伴う三元触媒の酸素吸蔵量OSAの変化を示しており、図3(f)は時間経過に伴う燃料噴射量の増量補正量の変化を示している。
(1)アイドリングストップ制御による内燃機関1のアイドル運転状態からの自動停止の開始時点での三元触媒の酸素吸蔵量OSAは、その自動停止開始前までの機関運転状態に応じて変わる。このため、上記自動停止の完了後に内燃機関1の自動再始動が行われる際、その自動再始動の開始時点での酸素吸蔵量OSAにはばらつきが生じる。このことに対処するため、自動再始動開始後の燃料噴射量の増量補正量(自動再始動後増量IFA)が、自動再始動開始後の酸素吸蔵量OSAに適した値になるよう、自動停止開始時点での酸素吸蔵量OSAに基づき変えられる。これにより、自動再始動開始後に三元触媒の排気浄化性能を適正に維持することができる。すなわち、上記増量補正量が酸素吸蔵量OSAに対し多すぎることにより、三元触媒に吸蔵されている酸素の脱離によっては排気中のHC、COを酸化しきれず、同触媒でのHC、COの浄化性能が低下することを抑制できる。また、上記増量補正量が酸素吸蔵量OSAに対し少なすぎることにより、排気中のHC、COを酸化させるための三元触媒からの酸素の離脱が少なくなって同触媒に吸蔵された酸素量の減少が進まず、それに伴い三元触媒でのNOxの浄化性能が低下することを抑制できる。
・アイドリングストップ制御による自動停止の開始時点までの内燃機関1の空燃比及び燃料噴射量の変化態様に基づき、アイドリングストップ制御における自動再始動開始後の燃料噴射量の増量補正量を変えるようにしてもよい。詳しくは、上記自動停止の開始時点までの内燃機関1の空燃比及び燃料噴射量の変化態様に基づき、その時々の三元触媒における実際の酸素吸蔵量に対応するパラメータを取得し、自動停止開始時点の上記パラメータに基づき自動再始動開始後の燃料噴射量の増量補正量を変える。このように自動再始動開始後の燃料噴射量の増量補正量を変えることにより、自動停止の開始時点の三元触媒の酸素吸蔵量のばらつきに起因して自動再始動の開始時の三元触媒の酸素吸蔵量にばらつきが生じるとしても、自動再始動開始後の燃料噴射量の上記増量補正量を、そのときの三元触媒の酸素吸蔵量に適した値に調整することが可能になる。そして、自動再始動開始後の燃料噴射量の上記増量補正量を、そのときの三元触媒の酸素吸蔵量に適した値に調整することにより、自動再始動開始後に三元触媒の排気浄化性能を適正に維持することができる。
・上記自動停止開始時点での酸素吸蔵量OSAが「0」よりも多いとき(三元触媒での酸素吸蔵が有るとき)の自動再始動後増量IFAについては、予め実験等によって定められた最適値に固定されていてもよい。
Claims (2)
- 車両に搭載されて排気通路に触媒を備える内燃機関に適用され、同機関のアイドル運転状態からの自動停止、及び、同機関の自動停止状態からの自動再始動を行い、その自動再始動開始後の内燃機関の燃料噴射量を増量補正する内燃機関の制御装置において、
内燃機関の前記自動停止の開始時の前記触媒の酸素吸蔵量に基づき、同機関の前記自動再始動開始後の燃料噴射量の増量補正量を変える制御部を備え、
内燃機関は、フューエルカット制御によって車両の減速時に燃料供給が停止されるものであり、
前記制御部は、
前記フューエルカット制御による燃料供給の停止の非実行状態での機関運転中は同機関の空燃比及び燃料噴射量に基づき前記触媒の酸素吸蔵量を取得する一方、前記フューエルカット制御による燃料供給の停止の実行中には内燃機関の吸入空気量に基づき前記酸素吸蔵量を取得するよう構成され、
前記フューエルカット制御による燃料供給の停止を終了した後の内燃機関の燃料噴射量の増量補正を、前記フューエルカットの実行中における前記触媒の酸素吸蔵量の増加分に対応する補正量をもって行い、
内燃機関の前記自動停止の開始時において取得した前記触媒の酸素吸蔵が有るときには、同酸素吸蔵が無いときよりも、内燃機関の自動停止状態からの自動再始動開始後の燃料噴射量の増量補正量を多くする
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記制御部は、内燃機関の前記自動停止の開始時において取得した前記触媒の酸素吸蔵量が多くなるほど、内燃機関の自動停止状態からの自動再始動開始後の燃料噴射量の増量補正量を多くするよう構成されている
請求項1記載の内燃機関の制御装置。
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