JP7433713B2 - Internal combustion engine control device - Google Patents

Internal combustion engine control device Download PDF

Info

Publication number
JP7433713B2
JP7433713B2 JP2020037503A JP2020037503A JP7433713B2 JP 7433713 B2 JP7433713 B2 JP 7433713B2 JP 2020037503 A JP2020037503 A JP 2020037503A JP 2020037503 A JP2020037503 A JP 2020037503A JP 7433713 B2 JP7433713 B2 JP 7433713B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
catalyst
air
fuel ratio
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.)
Active
Application number
JP2020037503A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021139330A (en
Inventor
和也 安田
敦之 内藤
智裕 大久保
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.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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 Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
Priority to JP2020037503A priority Critical patent/JP7433713B2/en
Publication of JP2021139330A publication Critical patent/JP2021139330A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7433713B2 publication Critical patent/JP7433713B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、車両に搭載した内燃機関を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for controlling an internal combustion engine mounted on a vehicle.

近時、電動機及び内燃機関の二種の動力源を備えるハイブリッド車両が一定の普及を見ている。シリーズ方式のハイブリッド車両(例えば、下記特許文献を参照)は、内燃機関により発電用モータジェネレータを駆動して発電を行い、発電した電力を蓄電装置、即ちリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ及び/またはキャパシタに蓄えるとともに、走行用モータジェネレータに供給する。そして、走行用モータジェネレータによって車両の駆動輪を回転させて走行する。 In recent years, hybrid vehicles equipped with two types of power sources, an electric motor and an internal combustion engine, have become popular to a certain extent. A series type hybrid vehicle (for example, refer to the following patent document) generates electricity by driving a power generation motor generator with an internal combustion engine, and stores the generated electricity in a power storage device, such as a lithium ion secondary battery or a nickel metal hydride secondary battery. It is stored in a battery and/or a capacitor such as the like, and is supplied to a motor generator for driving. Then, the driving motor generator rotates the drive wheels of the vehicle to drive the vehicle.

発電用モータジェネレータのみならず、走行用モータジェネレータもまた、回生制動により発電を行い、発電した電力を蓄電装置に蓄えることができる。蓄電装置の容量一杯まで既に電荷が蓄えられている場合には、回生制動により得られる電力を敢えて発電用モータジェネレータに供給し、これを電動機として作動させて内燃機関を回転駆動するモータリングを行うことで、余剰の電力を消費する。 Not only the power generation motor generator but also the driving motor generator can generate power by regenerative braking, and the generated power can be stored in the power storage device. If the power storage device has already stored electric charge to its full capacity, the electric power obtained through regenerative braking is purposely supplied to the power generation motor generator, which operates as an electric motor to perform motoring that rotates and drives the internal combustion engine. This consumes excess electricity.

ハイブリッド車両では、内燃機関が燃料を燃焼させて回転駆動力を発生させるファイアリングを行わなくとも、走行用モータジェネレータが出力する回転駆動力により車両を走行させることが可能である。故に、車両の運用中であっても、内燃機関の回転を停止している状態が継続することがある。 In a hybrid vehicle, it is possible to drive the vehicle using the rotational driving force output from the driving motor generator without performing firing in which the internal combustion engine burns fuel to generate rotational driving force. Therefore, even when the vehicle is in operation, the internal combustion engine may continue to stop rotating.

蓄電装置に蓄えている電荷の量が減少したときや、走行用モータジェネレータに対する要求出力が大きいときには、内燃機関を始動し、内燃機関が出力する回転駆動力を以て発電用モータジェネレータを駆動し、発電を実施して蓄電装置を充電、または走行用モータジェネレータに供給する電力を増強する。 When the amount of charge stored in the power storage device decreases or when the required output for the motor generator for driving is large, the internal combustion engine is started and the rotational driving force output by the internal combustion engine is used to drive the motor generator for power generation, thereby generating electricity. to charge the power storage device or increase the power supplied to the driving motor generator.

シリーズ方式のハイブリッド車両にあって、発電用モータジェネレータは、停止した内燃機関を始動する準備として内燃機関をモータリング(または、クランキング)する役割を兼ねる。モータリング時には、蓄電装置から必要な電力の供給を受ける。 In a series type hybrid vehicle, the power generation motor generator also serves to motor (or crank) the internal combustion engine in preparation for starting the stopped internal combustion engine. During motoring, the necessary power is supplied from the power storage device.

内燃機関をファイアリングしていない間は、排気通路に装着された排気浄化用の三元触媒が冷却されてその温度が徐々に低下してゆく。触媒は、顕著に低温となると失活(不活化)し、燃焼ガスに含まれる有害物質の浄化能率が悪化する。 While the internal combustion engine is not firing, the three-way catalyst for exhaust purification installed in the exhaust passage is cooled and its temperature gradually decreases. When the catalyst becomes significantly low temperature, it becomes deactivated (inactivated), and the efficiency of purifying harmful substances contained in the combustion gas deteriorates.

そこで、内燃機関の停止中、触媒の現在温度を推定または実測し、現在温度が閾値を下回ったことを条件として内燃機関を再始動、ファイアリングを再開して触媒を保温する制御を実施することがある。 Therefore, while the internal combustion engine is stopped, the current temperature of the catalyst is estimated or actually measured, and if the current temperature falls below a threshold, the internal combustion engine is restarted, firing is resumed, and the catalyst is kept warm. There is.

従前の制御では、触媒の現在温度と比較するべき閾値を、車齢や走行距離等によらず一律に設定していた。だが、触媒の性能は経年劣化により減退してゆき、必要な浄化能力を発揮するために要求される触媒温度も変動(上昇)してゆく。新品の、または経年劣化していない触媒を念頭に置いて閾値を比較的低位に定めると、触媒の経年劣化が進んだ場合に、内燃機関の再始動が間に合わない、即ち触媒による有害物質の浄化能率が明らかに悪化した後に内燃機関を始動することになり、有害物質の排出量が増加する懸念が生じる。 In conventional control, the threshold value to which the current temperature of the catalyst should be compared was set uniformly, regardless of the age of the vehicle, mileage, etc. However, the performance of the catalyst deteriorates over time, and the catalyst temperature required to exhibit the necessary purification ability also fluctuates (rises). If the threshold value is set relatively low considering a new catalyst or a catalyst that has not deteriorated over time, it will not be possible to restart the internal combustion engine in time if the catalyst deteriorates over time, that is, the catalyst will not be able to purify harmful substances. The internal combustion engine is started after the efficiency has clearly deteriorated, and there is a concern that the amount of harmful substances emitted will increase.

逆に、経年劣化した触媒を念頭において閾値を比較的高位に定めると、触媒の経年劣化が進んでいない場合に、内燃機関の再始動が早すぎる、即ち触媒の浄化能率が未だ十分維持されているのに不必要に内燃機関を始動することとなって、無駄な燃料消費を招く。 On the other hand, if the threshold value is set relatively high with an aged catalyst in mind, the internal combustion engine may restart too quickly if the catalyst has not deteriorated over time, in other words, the purification efficiency of the catalyst may not be maintained sufficiently. This causes the internal combustion engine to be started unnecessarily even when the engine is running, resulting in wasteful fuel consumption.

特開2019-131035号公報JP 2019-131035 Publication

本発明は、燃料消費量の増加を抑制しながら、長期に亘りエミッション性能を高く保つことを所期の目的とする。 An objective of the present invention is to maintain high emission performance over a long period of time while suppressing an increase in fuel consumption.

本発明では、車両に搭載した内燃機関を制御する制御装置であって、内燃機関を運転しているとき、内燃機関の排気通路に装着されている排気浄化用の触媒の現在温度を計測若しくは推定し、触媒の現在温度が上限閾値を上回っていることを条件として内燃機関の運転の停止を許可し、また、内燃機関の運転を停止しているとき、前記触媒の現在温度を計測若しくは推定し、触媒の現在温度が下限閾値を下回ったことを条件として内燃機関を始動するものであり、停止していた内燃機関を始動した直後前記触媒に流入するガスの空燃比が増減している状態で、排気通路における触媒の下流に設置した空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小するまでの期間の長さを計測し、または同空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小したときの触媒の温度を計測若しくは推定し前記空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小するまでの期間が長いほど触媒の劣化の度合いが大きいと推測し、または前記空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小したときの触媒の温度が高いほど触媒の劣化の度合いが大きいと推測し、さらに、停止していた内燃機関を始動した直後の前記空燃比センサの出力信号の振幅が所定以上に大きくなっているならば、以後、前記上限閾値をこれまでよりも高く引き上げるか、または前記下限閾値をこれまでよりも高く引き上げる内燃機関の制御装置を構成した。 The present invention provides a control device for controlling an internal combustion engine installed in a vehicle , which measures or estimates the current temperature of an exhaust purification catalyst installed in an exhaust passage of the internal combustion engine when the internal combustion engine is operating. and permitting the operation of the internal combustion engine to be stopped on the condition that the current temperature of the catalyst exceeds the upper limit threshold, and also measuring or estimating the current temperature of the catalyst when the operation of the internal combustion engine is stopped. , the internal combustion engine is started on the condition that the current temperature of the catalyst falls below the lower limit threshold, and immediately after starting the stopped internal combustion engine, the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst increases or decreases. , the length of the period until the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor installed downstream of the catalyst in the exhaust passage decreases below a predetermined value, or the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor decreases below a predetermined value. measuring or estimating the temperature of the catalyst when the air-fuel ratio sensor It is assumed that the higher the temperature of the catalyst when the amplitude of the output signal of is reduced below a predetermined value, the greater the degree of deterioration of the catalyst. If the amplitude of is larger than a predetermined value, the control device for the internal combustion engine is configured to thereafter raise the upper limit threshold higher than before or raise the lower limit threshold higher than before .

触媒の劣化が進行していると判定した場合に、その旨を出力することも考えられる。 If it is determined that the catalyst is deteriorating, it may be possible to output a message to that effect.

本発明によれば、車両に搭載した内燃機関の燃料消費量の増加をできる限り抑制しながらも、長期に亘りエミッション性能を高く保つことができる。 According to the present invention, it is possible to maintain high emission performance over a long period of time while suppressing an increase in fuel consumption of an internal combustion engine mounted on a vehicle as much as possible.

本発明の一実施形態におけるシリーズ方式のハイブリッド車両及び制御装置の概略構成を示す図。1 is a diagram showing a schematic configuration of a series-type hybrid vehicle and a control device according to an embodiment of the present invention. 同実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関の概要を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an outline of an internal combustion engine installed in the hybrid vehicle of the embodiment. 同実施形態の内燃機関の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。FIG. 3 is a flowchart showing an example of a procedure of processing executed by the control device for an internal combustion engine according to the embodiment according to a program. 同実施形態の内燃機関の始動直後の時期における触媒の上流及び下流の空燃比の推移を例示するタイミング図。FIG. 3 is a timing diagram illustrating changes in air-fuel ratios upstream and downstream of the catalyst immediately after starting the internal combustion engine of the embodiment.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態におけるハイブリッド車両の主要システムの概略構成を示している。このハイブリッド車両は、内燃機関1と、内燃機関1により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータ2と、発電用モータジェネレータ2が発電した電力を蓄える蓄電装置3と、発電用モータジェネレータ2及び/または蓄電装置3から電力の供給を受けて車両の駆動輪62を駆動する走行用モータジェネレータ4とを備えている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of the main systems of a hybrid vehicle in this embodiment. This hybrid vehicle includes an internal combustion engine 1, a power generation motor generator 2 that is driven by the internal combustion engine 1 to generate electricity, a power storage device 3 that stores the power generated by the power generation motor generator 2, and the power generation motor generator 2 and/or the power generation motor generator 2. Alternatively, it includes a driving motor generator 4 that receives power from the power storage device 3 and drives the drive wheels 62 of the vehicle.

本実施形態のハイブリッド車両は、内燃機関1を発電にのみ使用するシリーズハイブリッド方式の電気自動車であり、車両の駆動輪62には専ら走行用モータジェネレータ4から走行のための駆動力を供給する。内燃機関1と駆動輪62との間は機械的に切り離されており、元来両者の間で回転トルクの伝達がなされない。つまり、内燃機関1は、走行用モータジェネレータ4及び駆動輪62から完全に独立して回転し、また完全に独立して停止することが可能である。従って、イグニッションスイッチ(パワースイッチ、またはイグニッションキー)がONに操作されている車両の運用中、運転者がアクセルペダルを踏むことで車両が走行可能な状態にあっても、蓄電装置3が充分な電荷を蓄え、かつブレーキブースタ15が充分な負圧を蓄えている状況下では、燃料の燃焼を伴う内燃機関1の運転を実施しないことがある。 The hybrid vehicle of this embodiment is a series hybrid electric vehicle that uses the internal combustion engine 1 only for power generation, and the drive wheels 62 of the vehicle are exclusively supplied with driving force for running from the running motor generator 4. The internal combustion engine 1 and the driving wheels 62 are mechanically separated, and originally no rotational torque is transmitted between them. That is, the internal combustion engine 1 can rotate completely independently of the driving motor generator 4 and the drive wheels 62, and can also stop completely independently. Therefore, even when the vehicle is in operation with the ignition switch (power switch or ignition key) turned ON and the vehicle is ready to run when the driver depresses the accelerator pedal, the power storage device 3 is not fully charged. In a situation where electric charges are stored and the brake booster 15 stores sufficient negative pressure, the internal combustion engine 1 may not be operated with fuel combustion.

内燃機関1の回転軸であるクランクシャフトは、発電用モータジェネレータ2の回転軸と歯車機構を介して機械的に接続している。そして、内燃機関1が出力する回転トルクを発電用モータジェネレータ2に入力することで、発電用モータジェネレータ2が発電する。発電した電力は、蓄電装置3に充電し、及び/または、走行用モータジェネレータ4に供給する。また、発電用モータジェネレータ2は、自らが回転トルクを発生させて内燃機関1のクランクシャフトを回転駆動するモータリング用の電動機としても機能する。例えば、発電用モータジェネレータ2は、停止している内燃機関1を始動する準備としてのモータリング(クランキング)を実行する。 A crankshaft, which is a rotating shaft of the internal combustion engine 1, is mechanically connected to a rotating shaft of a power generation motor generator 2 via a gear mechanism. Then, by inputting the rotational torque output by the internal combustion engine 1 to the power generation motor generator 2, the power generation motor generator 2 generates power. The generated electric power is charged to the power storage device 3 and/or supplied to the motor generator 4 for driving. The power generation motor generator 2 also functions as a motoring electric motor that generates rotational torque to rotationally drive the crankshaft of the internal combustion engine 1. For example, the power generation motor generator 2 performs motoring (cranking) in preparation for starting the stopped internal combustion engine 1.

走行用モータジェネレータ4は、車両の走行のための駆動力を発生させ、その駆動力を減速機61を介して駆動輪62に入力する。また、走行用モータジェネレータ4は、駆動輪62に連れ回されて回転することで発電し、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。この回生制動により発電した電力は、蓄電装置3に充電する。 The driving motor generator 4 generates driving force for driving the vehicle, and inputs the driving force to the driving wheels 62 via the reduction gear 61. Further, the driving motor generator 4 generates electricity by being rotated by the driving wheels 62, and recovers the kinetic energy of the vehicle as electrical energy. The electric power generated by this regenerative braking charges the power storage device 3.

尤も、既に蓄電装置3の容量一杯まで電荷が蓄えられており、それ以上の充電が困難であるならば、走行用モータジェネレータ4が回生発電した電力を敢えて発電用モータジェネレータ2に供給し、発電用モータジェネレータ2を電動機として稼働させて内燃機関1を回転駆動する。これにより、車両の制動性能を維持しながら、余剰の電力を消尽する。また、このとき、内燃機関1の回転が保たれることから、内燃機関1の気筒11への燃料供給を一時的に停止する燃料カットを実行することができる。 However, if the power storage device 3 has already been charged to its full capacity and it is difficult to charge it further, the electric power regenerated by the driving motor generator 4 may be supplied to the power generating motor generator 2 to generate electricity. The motor generator 2 is operated as an electric motor to rotationally drive the internal combustion engine 1. This allows excess power to be used up while maintaining the vehicle's braking performance. Furthermore, at this time, since the rotation of the internal combustion engine 1 is maintained, a fuel cut in which the fuel supply to the cylinders 11 of the internal combustion engine 1 is temporarily stopped can be executed.

発電機インバータ21は、発電用モータジェネレータ2が発電する交流電力を直流電力に変換する。そして、その直流電力を蓄電装置3または駆動機インバータ41に入力する。並びに、発電機インバータ21は、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させる際に、蓄電装置3及び/または駆動機インバータ41から供給される直流電力を交流電力に変換した上で発電用モータジェネレータ2に入力する。 The generator inverter 21 converts AC power generated by the power generation motor generator 2 into DC power. Then, the DC power is input to the power storage device 3 or the drive inverter 41. Furthermore, when operating the power generation motor generator 2 as an electric motor, the generator inverter 21 converts the DC power supplied from the power storage device 3 and/or the drive inverter 41 into AC power, and then converts the power generation motor generator 2 into AC power. Enter.

駆動機インバータ41は、蓄電装置3及び/または発電機インバータ21から供給される直流電力を交流電力に変換した上で走行用モータジェネレータ4に入力する。並びに、駆動機インバータ41は、車両の回生制動を行うときに走行用モータジェネレータ4が発電する交流電力を直流電力に変換した上で蓄電装置3または発電機インバータ21に入力する。発電機インバータ21及び駆動機インバータ41は、PCU(Power Control Unit)の一部をなす。 The drive inverter 41 converts the DC power supplied from the power storage device 3 and/or the generator inverter 21 into AC power, and inputs the AC power to the driving motor generator 4 . Furthermore, the drive inverter 41 converts the AC power generated by the driving motor generator 4 into DC power when performing regenerative braking of the vehicle, and inputs the DC power to the power storage device 3 or the generator inverter 21 . The generator inverter 21 and the drive inverter 41 form part of a PCU (Power Control Unit).

蓄電装置3は、バッテリ及び/またはキャパシタ等である。バッテリは、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の、エネルギ密度の大きい高電圧の二次電池である。蓄電装置3は、発電用モータジェネレータ2及び走行用モータジェネレータ4の各々が発電する電力を充電して蓄える。並びに、蓄電装置3は、発電用モータジェネレータ2及び走行用モータジェネレータ4の各々を電動機として作動させるための電力を放電し、それらモータジェネレータ2、4に必要な電力を供給する。 Power storage device 3 is a battery, a capacitor, or the like. The battery is a high voltage secondary battery with high energy density, such as a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery. The power storage device 3 charges and stores electric power generated by each of the power generation motor generator 2 and the traveling motor generator 4. In addition, the power storage device 3 discharges electric power for operating each of the power generation motor generator 2 and the traveling motor generator 4 as electric motors, and supplies necessary electric power to these motor generators 2 and 4.

図2に、本実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関1の概要を示している。内燃機関1は、火花点火式の4ストロークエンジンであり、複数の気筒11(例えば、三気筒。図1には、そのうち一つを図示)を包有している。各気筒11の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ111を設けている。また、各気筒11の燃焼室の天井部に、点火プラグ112を取り付けてある。点火プラグ112は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。 FIG. 2 shows an outline of the internal combustion engine 1 installed in the hybrid vehicle of this embodiment. The internal combustion engine 1 is a spark ignition four-stroke engine, and includes a plurality of cylinders 11 (for example, three cylinders, one of which is shown in FIG. 1). An injector 111 is provided near the intake port of each cylinder 11 to inject fuel toward the intake port. Furthermore, a spark plug 112 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 11. The spark plug 112 causes a spark discharge between a center electrode and a ground electrode upon application of an induced voltage generated in an ignition coil.

吸気を供給するための吸気通路13は、外部から空気を取り入れて各気筒11の吸気ポートへと導く。吸気通路13上には、エアクリーナ131、電子スロットルバルブ132、サージタンク133、吸気マニホルド134を、上流からこの順序に配置している。エアクリーナ131は、吸気通路13における最上流の位置、即ち空気を取り入れる吸気口に所在する。吸気口は、冷たい空気を取り入れて内燃機関の充填効率を上げるために、車両の前方に開口している。 The intake passage 13 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 11. On the intake passage 13, an air cleaner 131, an electronic throttle valve 132, a surge tank 133, and an intake manifold 134 are arranged in this order from upstream. The air cleaner 131 is located at the most upstream position in the intake passage 13, that is, at the intake port that takes in air. The intake port opens at the front of the vehicle to take in cold air and improve the charging efficiency of the internal combustion engine.

排気を排出するための排気通路14は、気筒11内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒11の排気ポートから外部へと導く。この排気通路14上には、排気マニホルド142及び排気浄化用の三元触媒141を配置している。排気通路4における触媒41の上流及び下流には、排気通路4を流通するガスの空燃比を検出するための空燃比センサ143、144を設置する。空燃比センサ143、144はそれぞれ、排気ガスの空燃比に対して非線形な出力特性を有するO2センサであってもよく、排気ガスの空燃比に比例した出力特性を有するリニアA/Fセンサであってもよい。排気ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出力するO2センサの出力特性は、理論空燃比近傍の一定範囲(ウィンドウ)では空燃比に対する出力の変化率が大きく急峻な傾きを示し、それよりも空燃比が大きいリーン領域では低位飽和値に漸近し、空燃比が小さいリッチ領域では高位飽和値に漸近する、いわゆるZ特性曲線を描く。 The exhaust passage 14 for discharging exhaust gas guides exhaust gas generated as a result of burning fuel within the cylinders 11 from the exhaust port of each cylinder 11 to the outside. An exhaust manifold 142 and a three-way catalyst 141 for purifying exhaust gas are arranged on the exhaust passage 14. Upstream and downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4, air-fuel ratio sensors 143 and 144 are installed to detect the air-fuel ratio of gas flowing through the exhaust passage 4. The air-fuel ratio sensors 143 and 144 may each be an O 2 sensor that has an output characteristic that is non-linear with respect to the air-fuel ratio of exhaust gas, or a linear A/F sensor that has an output characteristic that is proportional to the air-fuel ratio of exhaust gas. There may be. The output characteristics of the O2 sensor, which outputs a voltage signal according to the oxygen concentration in exhaust gas, is that in a certain range (window) near the stoichiometric air-fuel ratio, the rate of change in output relative to the air-fuel ratio shows a large and steep slope; In a lean region where the air-fuel ratio is large, the fuel asymptotically approaches a lower saturation value, and in a rich region where the air-fuel ratio is small, it asymptotically approaches a higher saturation value, forming a so-called Z characteristic curve.

外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置12は、排気通路14と吸気通路13とを連通する外部EGR通路121と、EGR通路121上に設けたEGRクーラ122と、EGR通路121を開閉し当該EGR通路121を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ123とを要素とする。EGR通路121の入口は、排気通路14における触媒141の下流の所定箇所に接続している。EGR通路121の出口は、吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流の所定箇所、特にサージタンク133に接続している。 The external EGR (Exhaust Gas Recirculation) device 12 includes an external EGR passage 121 that communicates the exhaust passage 14 and the intake passage 13, an EGR cooler 122 provided on the EGR passage 121, and an EGR passage 121 that opens and closes the EGR passage 121. The EGR valve 123 controls the flow rate of EGR gas flowing through the EGR valve 123. The entrance of the EGR passage 121 is connected to a predetermined location downstream of the catalyst 141 in the exhaust passage 14 . The outlet of the EGR passage 121 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 132 in the intake passage 13, particularly to the surge tank 133.

内燃機関1には、車両の制動時に必要となる操作力、即ちブレーキペダルの踏力を軽減するためのブレーキブースタ15が付帯している。ブレーキブースタ15は、吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流側の部位(または、サージタンク133)から吸気負圧を導き入れ、その負圧を用いてブレーキペダルの踏力を倍力する、この分野では広く知られているものである。ブレーキブースタ15は、負圧を蓄える定圧室(負圧室)と、大気圧が加わる変圧室(大気圧室)とを有し、定圧室が負圧管路151を介して吸気通路13に接続している。負圧管路151は、スロットルバルブ132の下流側の吸気負圧を定圧室へと導く。負圧管路151上には、負圧を定圧室内に留め、定圧室に正圧が加わることを防止するためのチェックバルブ152を設けてある。 The internal combustion engine 1 is equipped with a brake booster 15 for reducing the operating force required when braking the vehicle, that is, the force required to press the brake pedal. In this field, the brake booster 15 introduces negative intake pressure from the downstream side of the throttle valve 132 in the intake passage 13 (or the surge tank 133), and uses the negative pressure to boost the force applied to the brake pedal. It is widely known. The brake booster 15 has a constant pressure chamber (negative pressure chamber) that stores negative pressure and a variable pressure chamber (atmospheric pressure chamber) to which atmospheric pressure is applied, and the constant pressure chamber is connected to the intake passage 13 via a negative pressure pipe 151. ing. Negative pressure conduit 151 guides intake negative pressure downstream of throttle valve 132 to the constant pressure chamber. A check valve 152 is provided on the negative pressure conduit 151 to keep the negative pressure within the constant pressure chamber and prevent positive pressure from being applied to the constant pressure chamber.

運転者によりブレーキペダルが操作されていないとき、定圧室と変圧室とが連通し、かつ変圧室が大気圧から隔絶される。ブレーキペダルが操作されると、定圧室と変圧室との間が遮断され、かつ変圧室に大気が導入される。結果、定圧室と変圧室との圧力差が、ブレーキペダルの踏力を倍力する制御圧力となる。ブレーキブースタ15により増幅されたブレーキ踏力は、マスタシリンダ16において液圧力に変換される。マスタシリンダ16が出力するマスタシリンダ圧、即ちマスタシリンダ16が吐出するブレーキ液の圧力は、液圧回路を介してブレーキキャリパやホイールシリンダ等といったブレーキ装置に伝達され、当該ブレーキ装置による車両の制動に用いられる。 When the brake pedal is not operated by the driver, the constant pressure chamber and variable pressure chamber communicate with each other, and the variable pressure chamber is isolated from atmospheric pressure. When the brake pedal is operated, the constant pressure chamber and the variable pressure chamber are cut off, and the atmosphere is introduced into the variable pressure chamber. As a result, the pressure difference between the constant pressure chamber and the variable pressure chamber becomes a control pressure that doubles the force applied to the brake pedal. The brake pedal force amplified by the brake booster 15 is converted into hydraulic pressure in the master cylinder 16 . The master cylinder pressure output by the master cylinder 16, that is, the pressure of the brake fluid discharged by the master cylinder 16, is transmitted to a brake device such as a brake caliper or a wheel cylinder via a hydraulic pressure circuit, and is used to brake the vehicle by the brake device. used.

内燃機関1、発電用モータジェネレータ2、蓄電装置3、インバータ21、41及び走行用モータジェネレータ4の制御を司る制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ECU0は、複数基のECU、即ち内燃機関1を制御するEFI(Electronic Fuel Injection)ECU01、発電用モータジェネレータ2及び発電機インバータ21を制御する発電機ECU02、蓄電装置3を制御するBMS(Battery Management System)ECU03、走行用モータジェネレータ4及び駆動機インバータ41を制御する駆動機ECU04等、並びに、それらの制御を統括する上位のコントローラであるHV(Hybrid Vehicle)ECUが、CAN(Controller Area Network)等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものである。 An ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a control device that controls the internal combustion engine 1, the power generation motor generator 2, the power storage device 3, the inverters 21 and 41, and the driving motor generator 4, includes a processor, memory, input interface, output interface, etc. It is a microcomputer system with The ECU0 includes a plurality of ECUs, namely an EFI (Electronic Fuel Injection) ECU01 that controls the internal combustion engine 1, a generator ECU02 that controls the power generation motor generator 2 and the generator inverter 21, and a BMS (Battery Management) that controls the power storage device 3. The system) ECU 03, the drive machine ECU 04 that controls the driving motor generator 4 and the drive machine inverter 41, etc., and the HV (Hybrid Vehicle) ECU, which is the upper controller that controls these, are connected to the CAN (Controller Area Network), etc. They are connected to each other so that they can communicate with each other via telecommunication lines.

ECU0に対しては、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、内燃機関1のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号b、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度(いわば、運転者が車両に対して要求している駆動力)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、吸気通路13(特に、サージタンク133)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号d、内燃機関1の冷却水の温度を検出する水温センサから出力される冷却水温信号e、蓄電装置3に蓄えている電荷量(または、SOC(State Of Charge))を検出するセンサ、特にバッテリ3の端子電流及び/または端子電圧を検出するセンサから出力される信号f、外気温を検出する外気温センサから出力される外気温信号g、発電用モータジェネレータ2への印加電流及び/または印加電圧を検出するセンサから出力される信号h、触媒141の上流における排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ143から出力される信号m、触媒141の下流における排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ144から出力される信号n等が入力される。 For the ECU 0, a vehicle speed signal a is output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed, and a crank angle signal b is output from a crank angle sensor that detects the rotation angle and engine speed of the crankshaft of the internal combustion engine 1. , an accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal by the driver as the accelerator opening (so to speak, the driving force that the driver requests for the vehicle), and the intake passage 13 (in particular, An intake temperature/intake pressure signal d output from a temperature/pressure sensor that detects the intake air temperature and intake pressure in the surge tank 133), a cooling water temperature signal output from a water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 1. e, a signal f output from a sensor that detects the amount of charge stored in the power storage device 3 (or SOC (State of Charge)), particularly a sensor that detects the terminal current and/or voltage of the battery 3, and the outside temperature. an outside temperature signal g outputted from an outside temperature sensor that detects the outside temperature, a signal h outputted from a sensor that detects the applied current and/or applied voltage to the power generation motor generator 2, and the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream of the catalyst 141. A signal m output from an air-fuel ratio sensor 143 that detects the air-fuel ratio, a signal n output from an air-fuel ratio sensor 144 that detects the air-fuel ratio of exhaust gas downstream of the catalyst 141, and the like are input.

ECU0は、各種センサを介してセンシングしている、運転者が操作するアクセル開度や、シフトポジション即ちシフトレバー(セレクタレバー)の位置、運転者が操作するスイッチのON/OFF、現在の車両の車速、路面の勾配、蓄電装置3が蓄えている電荷の量、ブレーキブースタ15が蓄えている負圧の大きさ、発電用モータジェネレータ2の発電電力等に応じて、走行用モータジェネレータ4が出力する回転トルク、内燃機関1が出力する回転トルク、発電用モータジェネレータ2が発電する電力または発電用モータジェネレータ2が出力する回転トルクを増減制御する。 ECU0 senses the accelerator opening degree operated by the driver, the shift position, that is, the position of the shift lever (selector lever), the ON/OFF status of the switch operated by the driver, and the current state of the vehicle, which are sensed through various sensors. The driving motor generator 4 outputs an output depending on the vehicle speed, the slope of the road surface, the amount of charge stored in the power storage device 3, the magnitude of the negative pressure stored in the brake booster 15, the power generated by the power generation motor generator 2, etc. The rotation torque output by the internal combustion engine 1, the electric power generated by the power generation motor generator 2, or the rotation torque output by the power generation motor generator 2 are controlled to increase or decrease.

原則として、蓄電装置3が現在充分な電荷を蓄えており、走行用モータジェネレータ4に対して要求される出力が小さいならば、内燃機関1への燃料の供給を遮断して内燃機関1を運転しない。翻って、蓄電装置3が蓄えている電荷の量が減少し、または走行用モータジェネレータ4に対して要求される出力が大きいならば、内燃機関1を始動し気筒11に燃料を供給してこれを燃焼させるファイアリングを実行し、内燃機関1の出力する回転トルクを以て発電機モータジェネレータ2を駆動し、発電を実施して蓄電装置3を充電、または走行用モータジェネレータ4に供給する電力を増強する。 In principle, if the power storage device 3 currently stores sufficient charge and the output required for the driving motor generator 4 is small, the fuel supply to the internal combustion engine 1 is cut off and the internal combustion engine 1 is operated. do not. On the other hand, if the amount of charge stored in the power storage device 3 decreases or if the output required from the driving motor generator 4 is large, the internal combustion engine 1 is started and fuel is supplied to the cylinder 11. The internal combustion engine 1 drives the generator motor generator 2 with the rotational torque output from the internal combustion engine 1 to generate electricity to charge the power storage device 3 or increase the electric power supplied to the driving motor generator 4. do.

内燃機関1の気筒11に燃料を供給して内燃機関1を運転しておらず、走行用モータジェネレータ4により駆動輪62を駆動して車両を走行させている最中に、内燃機関1を始動して発電用モータジェネレータ2による発電を実行しようとするためには、まず、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させ、内燃機関1の始動のためのモータリングを行う。そして、内燃機関1のクランクシャフトが所定回数以上または所定角度以上回転し、内燃機関1の各気筒11の現在の行程またはピストンの位置を知得する気筒判別が完了した後、内燃機関1の各気筒の行程に合わせて適切なタイミングで燃料を噴射し、かつ適切なタイミングで燃料を着火燃焼させるファイアリングを開始する。内燃機関1のクランクシャフトの回転角度及び回転速度即ちエンジン回転数は、発電用モータジェネレータ2に付帯するレゾルバを介して(発電機ECU02において)検出することができ、内燃機関1に付帯するクランク角センサを介して(EFI ECU01において)検出することもできる。 The internal combustion engine 1 is started while the internal combustion engine 1 is not being operated by supplying fuel to the cylinders 11 of the internal combustion engine 1 and the driving motor generator 4 is driving the drive wheels 62 to drive the vehicle. In order to perform power generation by the power generation motor generator 2, first, the power generation motor generator 2 is operated as an electric motor, and motoring for starting the internal combustion engine 1 is performed. Then, after the crankshaft of the internal combustion engine 1 has rotated for a predetermined number of times or more or for a predetermined angle or more, and cylinder discrimination for learning the current stroke or piston position of each cylinder 11 of the internal combustion engine 1 has been completed, each cylinder of the internal combustion engine 1 Fuel is injected at an appropriate timing according to the stroke of the engine, and firing is started to ignite and burn the fuel at an appropriate timing. The rotation angle and rotation speed of the crankshaft of the internal combustion engine 1, that is, the engine rotation speed, can be detected (in the generator ECU 02) via a resolver attached to the power generation motor generator 2, and the crank angle and rotation speed attached to the internal combustion engine 1 can be detected. It can also be detected via a sensor (at the EFI ECU01).

モータリング及びファイアリングにより内燃機関1の回転が加速し、その回転数が始動判定値を超えたならば、内燃機関1が始動して自立的に回転する状態となった(発電用モータジェネレータ2の出力を低減させてもなおエンジン回転数が上昇傾向を維持できるようになった)と判定し、電動機として作動させている発電用モータジェネレータ2の出力を0まで低減させてモータリングを終了する。 The rotation of the internal combustion engine 1 is accelerated by motoring and firing, and when the rotation speed exceeds the start determination value, the internal combustion engine 1 starts and becomes autonomously rotating (the power generation motor generator 2 The engine speed is determined to be able to maintain an upward trend even after reducing the output of the engine), and the output of the power generation motor generator 2, which is operating as an electric motor, is reduced to 0 and motoring is terminated. .

内燃機関1の始動判定後は、内燃機関1により発電用モータジェネレータ2を回転駆動する。さらに、発電用モータジェネレータ2を発電機として作動させ、その発電電力を0から増大させる。 After determining whether to start the internal combustion engine 1, the internal combustion engine 1 rotationally drives the power generation motor generator 2. Furthermore, the power generation motor generator 2 is operated as a generator, and the generated power is increased from zero.

なお、ECU0の一部をなすEFI ECU01は、内燃機関1の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、h、m、nを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒11に吸入される空気量(いわば、エンジン負荷率)を推算する。そして、吸入空気量に見合った(目標空燃比を実現するために必要な)要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング(一度の燃焼に対する点火の回数を含む)、要求EGR率(または、EGRガス量)等といった内燃機関1の運転パラメータを決定する。このEFI ECU01は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、lを、出力インタフェースを介して点火プラグ112のイグナイタ、インジェクタ111、スロットルバルブ132、EGRバルブ123等に対して出力する。 Note that the EFI ECU01, which forms part of the ECU0, acquires various information a, b, c, d, e, f, g, h, m, and n necessary for operational control of the internal combustion engine 1 via an input interface. , learns the engine rotational speed and estimates the amount of air taken into the cylinder 11 (so to speak, engine load factor). Then, the required fuel injection amount commensurate with the intake air amount (necessary to achieve the target air-fuel ratio), fuel injection timing (including the number of fuel injections for one combustion), fuel injection pressure, and ignition timing (one time The operating parameters of the internal combustion engine 1, such as the number of ignitions for combustion), the required EGR rate (or EGR gas amount), etc., are determined. This EFI ECU01 outputs various control signals i, j, k, l corresponding to operating parameters to the igniter of the spark plug 112, the injector 111, the throttle valve 132, the EGR valve 123, etc. via the output interface.

内燃機関1の運転を停止しているとき、換言すれば内燃機関1をファイアリングしていないときには、触媒141の温度が徐々に低下してゆく。触媒141は、顕著に低温となると失活し、燃焼ガスに含まれる有害物質の浄化能率が悪化する。図3に示すように、本実施形態の内燃機関1を制御するECU0(または、EFI ECU01)は、内燃機関1の運転の停止中(ステップS1)の触媒141の現在温度を随時実測または推定し(ステップS2)、触媒141の現在温度が下限閾値を下回ったことを条件として(ステップS3)、運転者によるアクセルペダルの踏込量や蓄電装置3が蓄えている電荷量、ブレーキブースタ15が蓄えている負圧等如何によらず、内燃機関1を再始動しファイアリングを再開する(ステップS4)。これにより、触媒141に燃料を燃焼させた燃焼ガスを流入させて、触媒141の温度の上昇を図り、触媒141が必要最低限の浄化能率を発揮できる状態に保温する。 When the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, in other words, when the internal combustion engine 1 is not firing, the temperature of the catalyst 141 gradually decreases. The catalyst 141 becomes deactivated when the temperature becomes significantly low, and the efficiency of purifying harmful substances contained in the combustion gas deteriorates. As shown in FIG. 3, the ECU0 (or EFI ECU01) that controls the internal combustion engine 1 of this embodiment actually measures or estimates the current temperature of the catalyst 141 at any time while the operation of the internal combustion engine 1 is stopped (step S1). (Step S2), on the condition that the current temperature of the catalyst 141 has fallen below the lower limit threshold (Step S3), the amount of depression of the accelerator pedal by the driver, the amount of charge stored in the power storage device 3, and the amount of charge stored in the brake booster 15 are determined. Regardless of the negative pressure, etc., the internal combustion engine 1 is restarted and firing is resumed (step S4). As a result, the combustion gas generated by burning fuel flows into the catalyst 141 to raise the temperature of the catalyst 141, and keep the catalyst 141 warm to a state where it can exhibit the minimum necessary purification efficiency.

その後、触媒141の現在温度が上限閾値を上回ったならば(ステップS5)、運転者によるアクセルペダルの踏込量が大きかったり、蓄電装置3に蓄えている電荷量が減少していたり、ブレーキブースタ15に蓄えている負圧が減少していたり等といった、内燃機関1のファイアリングを維持するべき状況にない限り(ステップS6)、内燃機関1のファイアリングを停止する(ステップS7)。当然ながら、ステップS5にいう上限閾値は、ステップS3にいう下限閾値よりも高い。 After that, if the current temperature of the catalyst 141 exceeds the upper limit threshold (step S5), the amount of depression of the accelerator pedal by the driver is large, the amount of charge stored in the power storage device 3 is decreased, or the brake booster 15 Firing of the internal combustion engine 1 is stopped (step S7) unless there is a situation where firing of the internal combustion engine 1 should be maintained (step S6), such as when the negative pressure stored in the internal combustion engine is decreasing. Naturally, the upper limit threshold referred to in step S5 is higher than the lower limit threshold referred to in step S3.

触媒141の温度に関して補足すると、触媒141の温度を検出するセンサを設置しているシステムでは、ECU0が当該温度センサの出力信号を参照して触媒141の現在温度を直接計測することが可能である。そのような温度センサを設置していないシステムでは、ECU0が既知の手法に則って触媒141の現在温度を推定することになる。内燃機関1をファイアリングして運転しているときの触媒141の温度は、内燃機関1の運転領域[エンジン回転数,スロットルバルブ開度]、空燃比及び点火タイミング等に応じた触媒141に流入する排気の温度、並びに外気温及び車速(車速が高くなるほどエンジンルームに吹き込む走行風の流量が増加して排気通路14が空冷される)等を基に推定できる。また、内燃機関1の運転を停止しているときの触媒141の温度は、内燃機関1の運転を停止する直前の触媒141の温度、内燃機関1の運転を停止している期間の長さ、外気温及び車速等を基に推定できる。 As a supplement regarding the temperature of the catalyst 141, in a system in which a sensor for detecting the temperature of the catalyst 141 is installed, the ECU0 can directly measure the current temperature of the catalyst 141 by referring to the output signal of the temperature sensor. . In a system in which such a temperature sensor is not installed, the ECU0 estimates the current temperature of the catalyst 141 according to a known method. The temperature of the catalyst 141 when the internal combustion engine 1 is operating with firing is determined by the temperature flowing into the catalyst 141 according to the operating range of the internal combustion engine 1 [engine speed, throttle valve opening], air-fuel ratio, ignition timing, etc. It can be estimated based on the temperature of the exhaust gas, the outside temperature, the vehicle speed (the higher the vehicle speed, the more flow rate of the traveling air blown into the engine room, and the exhaust passage 14 is air-cooled). Further, the temperature of the catalyst 141 when the operation of the internal combustion engine 1 is stopped is the temperature of the catalyst 141 immediately before the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, the length of the period during which the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, It can be estimated based on outside temperature, vehicle speed, etc.

ところで、触媒141の酸素吸蔵能力を含む性能は、経年劣化により減退してゆく。それに伴い、必要最小限の浄化能率を発揮するために要求される触媒141の温度値も高まってゆく。新品のまたは経年劣化していない触媒141と、経年劣化が進んだ触媒141とでは、要求される温度値が異なる。ひいては、触媒141の温度及び能力を維持するべく内燃機関1を再始動するべき条件が異なる。 By the way, the performance of the catalyst 141 including its oxygen storage capacity deteriorates over time. Along with this, the temperature value of the catalyst 141 required to exhibit the minimum necessary purification efficiency also increases. The required temperature value is different between a new catalyst 141 or a catalyst 141 that has not deteriorated over time and a catalyst 141 that has deteriorated over time. Furthermore, the conditions under which the internal combustion engine 1 should be restarted in order to maintain the temperature and performance of the catalyst 141 are different.

そこで、本実施形態のECU0は、触媒141の経年劣化の度合いを推測し、それに応じて、運転を停止している内燃機関1を再始動する条件となる、ステップS3にいう下限閾値の温度、及び/または、ステップS5にいう上限閾値の温度を変更する。 Therefore, the ECU 0 of the present embodiment estimates the degree of deterioration of the catalyst 141 over time, and accordingly determines the temperature of the lower limit threshold value in step S3, which is a condition for restarting the internal combustion engine 1 that has stopped operating. and/or change the temperature of the upper limit threshold in step S5.

詳述すると、図4に示すように、運転を停止していた内燃機関1を再始動してファイアリングを再開した時点t0以降、触媒141に流入する燃焼ガスの空燃比、即ち触媒141の上流側の空燃比センサ143の出力信号mは、理論空燃比またはその近傍の目標空燃比を跨いで上下に振動する。ここで、時点t0は、運転者の手によりイグニッションスイッチがOFFからONに操作されて内燃機関1を冷間始動したときや、内燃機関1の運転を一定以上の長期間停止した後に内燃機関1を始動したとき等であり、触媒141の温度が外気温またはその近くまで低下している状態にあり、触媒141は活性化しておらず、触媒141の酸素吸蔵能力も低い。このため、触媒141から下流に流出するガスの空燃比、即ち触媒141の下流側の空燃比センサ144の出力信号nも、上流側の空燃比センサ43の出力信号mに同期するように上下に振動し、その振幅が大きい。 More specifically, as shown in FIG. 4, after the time t 0 when the internal combustion engine 1 that had been stopped and firing is restarted, the air-fuel ratio of the combustion gas flowing into the catalyst 141, that is, the air-fuel ratio of the catalyst 141 The output signal m of the upstream air-fuel ratio sensor 143 oscillates up and down across the stoichiometric air-fuel ratio or a target air-fuel ratio in the vicinity thereof. Here, time t 0 is when the ignition switch is turned from OFF to ON by the driver's hand to cold start the internal combustion engine 1, or when the internal combustion engine 1 is started after the internal combustion engine 1 has been stopped for a long period of time or more. 1 is started, the temperature of the catalyst 141 is at or near the outside temperature, the catalyst 141 is not activated, and the oxygen storage capacity of the catalyst 141 is low. Therefore, the air-fuel ratio of the gas flowing downstream from the catalyst 141, that is, the output signal n of the air-fuel ratio sensor 144 on the downstream side of the catalyst 141, also changes up and down in synchronization with the output signal m of the air-fuel ratio sensor 43 on the upstream side. It vibrates and its amplitude is large.

内燃機関1のファイアリングを再開してからある程度以上の期間が経過すると、触媒141に流入する燃焼ガスにより触媒141が加熱されてその温度が上昇し、触媒141が活性化するとともに、触媒141の酸素吸蔵能力が高まる。つまり、触媒141に流入するガスの空燃比が目標空燃比よりもリーンであるときに余剰の酸素を吸蔵し、触媒141に流入するガスの空燃比が目標空燃比よりもリッチであるときに吸蔵していた酸素を放出する。その結果、触媒141から下流に流出するガスの空燃比振幅が明らかに小さくなる。 When a certain period of time has passed after restarting firing of the internal combustion engine 1, the catalyst 141 is heated by the combustion gas flowing into the catalyst 141 and its temperature rises, and the catalyst 141 is activated and the catalyst 141 is activated. Oxygen storage capacity increases. In other words, excess oxygen is stored when the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst 141 is leaner than the target air-fuel ratio, and is stored when the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst 141 is richer than the target air-fuel ratio. release the oxygen that was present. As a result, the air-fuel ratio amplitude of the gas flowing downstream from the catalyst 141 becomes clearly smaller.

これに鑑み、ECU0は、内燃機関1の運転を再開した時点t0から、触媒141の下流の空燃比センサ144の出力信号nの振幅が所定以下に縮小する時点t1、t2までの経過期間を計測することで、触媒141の経年劣化の度合いを推測する。図4中に実線で表しているように、経年劣化していない触媒141では、内燃機関1の運転再開時点t0から空燃比センサ144の出力信号nの振幅が所定以下に縮小する時点t1までの経過期間が短い。対して、図4中に破線で表しているように、経年劣化した触媒141では、内燃機関1の運転再開時点t0から空燃比センサ144の出力信号nの振幅が所定以下に縮小する時点t2までの経過期間が長くなる。 In view of this, the ECU 0 determines the progress from the time t 0 when the operation of the internal combustion engine 1 is restarted to the time t 1 and t 2 when the amplitude of the output signal n of the air-fuel ratio sensor 144 downstream of the catalyst 141 decreases to a predetermined value or less. By measuring the period, the degree of aging deterioration of the catalyst 141 is estimated. As shown by the solid line in FIG. 4, in the case of the catalyst 141 that has not deteriorated over time, the amplitude of the output signal n of the air-fuel ratio sensor 144 decreases to a predetermined value or less from the time t 0 when the operation of the internal combustion engine 1 is resumed to the time t 1 . The elapsed period is short. On the other hand, as shown by the broken line in FIG. 4, in the aged catalyst 141, the amplitude of the output signal n of the air-fuel ratio sensor 144 decreases to a predetermined value or less from the time t 0 when the operation of the internal combustion engine 1 is restarted. 2 will take longer.

従って、ECU0は、計測した経過期間が長いほど、触媒141の経年劣化が進んでいるものと判断して、ステップS3にいう下限閾値の温度をより高い値に設定し、及び/または、ステップS5にいう上限閾値の温度をより高い値に設定する。 Therefore, the ECU0 determines that the longer the measured elapsed period, the more advanced the aged deterioration of the catalyst 141 is, and sets the temperature of the lower limit threshold value in step S3 to a higher value, and/or sets the temperature of the lower limit threshold value in step S5 to a higher value. The upper threshold temperature mentioned in 2. is set to a higher value.

内燃機関1の運転を再開した時点t0から空燃比センサ144の出力信号nの振幅が所定以下に縮小する時点t1、t2までの経過期間の長さは、タイマにより直接計測することができる。但し、タイマによらず、空燃比センサ144の出力信号nの振幅が所定以下に縮小した時点t1、t2における触媒41の実測温度若しくは推定温度に基づいて、上記の経過期間の長さを間接的に計測することも可能である。即ち、時点t1、t2における触媒41の実測温度若しくは推定温度が高いほど、上記の経過期間が長いものと推測できる。 The length of the elapsed period from the time t 0 when the operation of the internal combustion engine 1 is restarted to the time t 1 and t 2 when the amplitude of the output signal n of the air-fuel ratio sensor 144 decreases below a predetermined value can be directly measured by a timer. can. However, regardless of the timer, the length of the elapsed period described above is determined based on the measured temperature or estimated temperature of the catalyst 41 at the times t 1 and t 2 when the amplitude of the output signal n of the air-fuel ratio sensor 144 is reduced to a predetermined value or less. It is also possible to measure indirectly. That is, it can be inferred that the higher the actually measured or estimated temperature of the catalyst 41 at times t 1 and t 2 is, the longer the elapsed period is.

因みに、内燃機関1の運転再開後、触媒141に流入するガスの空燃比をうまく上下動させると、触媒141内で発生する反応熱により、触媒141をより速やかに昇温させることが可能である。このことは、有害物質の排出量のより一層の低減に資する。 Incidentally, if the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst 141 is adjusted up and down after restarting the internal combustion engine 1, the temperature of the catalyst 141 can be raised more quickly by the reaction heat generated within the catalyst 141. . This contributes to further reduction of the amount of harmful substances discharged.

本実施形態では、車両に搭載した内燃機関1を制御するものであって、停止していた内燃機関1を始動した後、その排気通路14に装着されている排気浄化用の触媒141に流入するガスの空燃比が増減している状態で、排気通路14における触媒141の下流に設置した空燃比センサ144の出力信号nの振幅が所定以下に縮小するまでの経過期間を計測し、または同空燃比センサ144の出力信号nの振幅が所定以下に縮小したときの触媒141の温度を計測若しくは推定し、それを基に触媒141の劣化の度合いを推測する内燃機関1の制御装置0を構成した。 In this embodiment, an internal combustion engine 1 mounted on a vehicle is controlled, and after the stopped internal combustion engine 1 is started, the flow flows into the exhaust purifying catalyst 141 installed in the exhaust passage 14. While the air-fuel ratio of the gas is increasing or decreasing, the elapsed period until the amplitude of the output signal n of the air-fuel ratio sensor 144 installed downstream of the catalyst 141 in the exhaust passage 14 decreases to a predetermined value or less is measured, or The control device 0 for the internal combustion engine 1 measures or estimates the temperature of the catalyst 141 when the amplitude of the output signal n of the fuel ratio sensor 144 is reduced to a predetermined value or less, and estimates the degree of deterioration of the catalyst 141 based on the temperature. .

その上で、本実施形態の制御装置0は、前記期間の長さに応じて、内燃機関1の運転を停止しているときに触媒41の温度を維持するべく内燃機関1を再始動する条件を変更する。 In addition, the control device 0 of the present embodiment determines the conditions for restarting the internal combustion engine 1 in order to maintain the temperature of the catalyst 41 when the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, depending on the length of the period. change.

本実施形態によれば、触媒141の経年劣化が進んでいない場合、上に述べた下限閾値や上限閾値がより低位の値となり、触媒141の温度及び浄化能率が未だ維持されている段階で不必要に早く内燃機関1を再始動することを回避でき、また再始動した内燃機関1の運転を早期に停止させることができる。これにより、無駄な燃料消費を削減することができる。 According to this embodiment, if the aging of the catalyst 141 has not progressed, the lower limit threshold and upper threshold described above become lower values, and the temperature and purification efficiency of the catalyst 141 are still maintained. It is possible to avoid restarting the internal combustion engine 1 sooner than necessary, and to stop the operation of the restarted internal combustion engine 1 at an early stage. This makes it possible to reduce wasteful fuel consumption.

触媒141の経年劣化が進んでいる場合には、下限閾値や上限閾値がより高位の値となり、触媒141の温度及び浄化能率が著しく低下する前に速やかに内燃機関1を再始動することができ、また再始動した内燃機関1の運転を早期に停止せずに維持することができる。これにより、触媒141において確実に有害物質を酸化/還元して無害化でき、長期に亘り有害物質の排出を抑制することが可能となる。加えて、内燃機関1のエミッションの良化の目的のために、触媒141に使用する高価な貴金属の量を徒に増加させる必要がない。 If the catalyst 141 has deteriorated over time, the lower limit threshold and the upper threshold become higher values, and the internal combustion engine 1 can be restarted promptly before the temperature and purification efficiency of the catalyst 141 drop significantly. Furthermore, the operation of the restarted internal combustion engine 1 can be maintained without being stopped early. Thereby, the catalyst 141 can reliably oxidize/reduce the harmful substances and render them harmless, making it possible to suppress the discharge of harmful substances over a long period of time. In addition, for the purpose of improving the emissions of the internal combustion engine 1, there is no need to increase the amount of expensive precious metal used in the catalyst 141.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、触媒141の現在温度が下限閾値を下回った(ステップS3)ときに、既に触媒141の下流の空燃比センサ144の出力信号nの振幅が所定以上に大きくなっているならば、内燃機関1の再始動、運転再開が間に合っていないということであるので、以後、ステップS3にいう下限閾値、及び/または、ステップS5にいう上限閾値を、より高く引き上げて、内燃機関1の再始動を早め、また内燃機関1の運転期間を延長することが好ましい。 Note that the present invention is not limited to the embodiments detailed above. For example, when the current temperature of the catalyst 141 falls below the lower limit threshold (step S3), if the amplitude of the output signal n of the air-fuel ratio sensor 144 downstream of the catalyst 141 has already become larger than a predetermined value, the internal combustion engine 1 Since it is not in time to restart or restart the internal combustion engine 1, the lower limit threshold in step S3 and/or the upper threshold in step S5 will be raised higher to speed up the restart of the internal combustion engine 1. Also, it is preferable to extend the operating period of the internal combustion engine 1.

本発明を、ハイブリッド車両でない車両に搭載された内燃機関の制御、特にアイドルストップの実行条件の変更に適用することもできる。具体的には、内燃機関をアイドルストップしている最中、排気浄化用の触媒の現在の実測温度若しくは推定温度が下限閾値を下回ったことを必要条件として内燃機関を再始動するという制御を行うに際し、当該下限閾値を、停止していた内燃機関を始動した後触媒の下流に設置した空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小するまでの経過期間が長いほど(または、当該空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小したときの触媒の実測温度若しくは推定温度が高いほど)、つまりは触媒の劣化が進んでいるほど、高く引き上げる。あるいは、触媒の現在の実測温度若しくは推定温度が上限閾値を上回っていることを必要条件として内燃機関のアイドルストップを許可するという制御を行うに際して、当該上限閾値を、触媒の劣化が進んでいるほど高く引き上げる。 The present invention can also be applied to controlling an internal combustion engine installed in a vehicle that is not a hybrid vehicle, particularly to changing the conditions for executing an idle stop. Specifically, while the internal combustion engine is being idle-stopped, the internal combustion engine is restarted on the condition that the current measured temperature or estimated temperature of the exhaust purification catalyst falls below the lower limit threshold. In this case, the lower limit threshold value is set as the period elapses after the stopped internal combustion engine is started until the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor installed downstream of the catalyst decreases below a predetermined value (or the air-fuel ratio The higher the measured temperature or estimated temperature of the catalyst when the amplitude of the output signal of the sensor is reduced below a predetermined value (in other words, the more deterioration of the catalyst progresses), the higher the temperature is raised. Alternatively, when performing control to permit idle stop of the internal combustion engine with the requirement that the current measured or estimated temperature of the catalyst exceeds the upper limit threshold, the upper threshold may be set as the catalyst deteriorates. Pull it up high.

また、停止していた内燃機関を始動した後触媒の下流に設置した空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小するまでの経過期間が所定以上に長い場合(または、当該空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小したときの触媒の実測温度若しくは推定温度が所定以上に高い場合)、即ち触媒の劣化が進行していると判定した場合に、制御装置がその旨を出力することもできる。具体的には、触媒の劣化が進行している旨を示すダイアグノーシスコードをメモリに書き込んだり、その旨を車両の運転者の視覚または聴覚に訴えかける態様で出力(例えば、コックピットのエンジンチェックランプを点灯させる、ディスプレイに表示する、警告音を出力する等)したりすることが考えられる。 In addition, if the elapsed period after starting the stopped internal combustion engine until the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor installed downstream of the catalyst decreases below the specified level is longer than specified (or if the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor installed downstream of the catalyst If the measured temperature or estimated temperature of the catalyst is higher than a predetermined value when the amplitude of the output signal decreases to a predetermined value or less), that is, if it is determined that the catalyst is deteriorating, the control device outputs a message to that effect. You can also do that. Specifically, a diagnosis code indicating that catalyst deterioration is progressing is written into memory, and the code is output in a way that visually or audibly appeals to the driver of the vehicle (e.g., a check engine lamp in the cockpit). It may be possible to do things like turn on the light, display it on the display, output a warning sound, etc.).

触媒の劣化の度合いを推測した結果は、内燃機関の暖機完了/未完了の判定や、ハイブリッド車両における始動直後の電動機(のみ)による駆動走行の許可/不許可の判定、その他種々の制御における判定に援用することができる。 The results of estimating the degree of deterioration of the catalyst can be used to determine whether warm-up of the internal combustion engine is complete or incomplete, whether to permit or disallow driving driven by the electric motor (only) immediately after startup in a hybrid vehicle, and various other controls. It can be used for judgment.

その他、各部の具体的な構成や処理の内容は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration and processing contents of each part can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

0…制御装置(ECU)
1…内燃機関
11…気筒
111…インジェクタ
112…点火プラグ
14…排気通路
141…触媒
143…触媒の上流側の空燃比センサ
144…触媒の下流側の空燃比センサ
m…触媒の上流側の空燃比信号
n…触媒の下流側の空燃比信号
0...Control unit (ECU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Internal combustion engine 11...Cylinder 111...Injector 112...Spark plug 14...Exhaust passage 141...Catalyst 143...Air-fuel ratio sensor on the upstream side of the catalyst 144...Air-fuel ratio sensor on the downstream side of the catalyst m...Air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst Signal n...Air-fuel ratio signal on the downstream side of the catalyst

Claims (3)

車両に搭載した内燃機関を制御する制御装置であって、
内燃機関を運転しているとき、内燃機関の排気通路に装着されている排気浄化用の触媒の現在温度を計測若しくは推定し、触媒の現在温度が上限閾値を上回っていることを条件として内燃機関の運転の停止を許可し、
また、内燃機関の運転を停止しているとき、前記触媒の現在温度を計測若しくは推定し、触媒の現在温度が下限閾値を下回ったことを条件として内燃機関を始動するものであり、
停止していた内燃機関を始動した直後前記触媒に流入するガスの空燃比が増減している状態で、排気通路における触媒の下流に設置した空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小するまでの期間の長さを計測し、または同空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小したときの触媒の温度を計測若しくは推定し前記空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小するまでの期間が長いほど触媒の劣化の度合いが大きいと推測し、または前記空燃比センサの出力信号の振幅が所定以下に縮小したときの触媒の温度が高いほど触媒の劣化の度合いが大きいと推測し、
さらに、停止していた内燃機関を始動した直後の前記空燃比センサの出力信号の振幅が所定以上に大きくなっているならば、以後、前記上限閾値をこれまでよりも高く引き上げるか、または前記下限閾値をこれまでよりも高く引き上げる内燃機関の制御装置。
A control device that controls an internal combustion engine installed in a vehicle,
When the internal combustion engine is operating, the current temperature of the exhaust purification catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine is measured or estimated, and the internal combustion engine permit the suspension of operation of
Further, when the operation of the internal combustion engine is stopped, the current temperature of the catalyst is measured or estimated, and the internal combustion engine is started on the condition that the current temperature of the catalyst falls below a lower limit threshold,
Immediately after starting the stopped internal combustion engine, while the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst is increasing or decreasing, the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor installed downstream of the catalyst in the exhaust passage is reduced to a predetermined value or less. The amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor is determined by measuring the length of the period until the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor reaches a predetermined value, or by measuring or estimating the temperature of the catalyst when the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor decreases to a predetermined value or less. It is assumed that the longer the period until the reduction is below, the greater the degree of deterioration of the catalyst, or the higher the temperature of the catalyst when the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor is reduced to below the predetermined value, the greater the degree of deterioration of the catalyst. Assuming that is large,
Further, if the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor immediately after starting the stopped internal combustion engine is larger than a predetermined value, then the upper limit threshold value is raised higher than before, or the lower limit value is increased. An internal combustion engine control device that raises the threshold higher than ever before .
停止していた内燃機関を始動した直後の前記空燃比センサの出力信号の振幅が所定以上に大きくなっているならば、以後、前記上限閾値をこれまでよりも高く引き上げ、かつ前記下限閾値をこれまでよりも高く引き上げる請求項1記載の内燃機関の制御装置。 If the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor immediately after starting the stopped internal combustion engine is larger than a predetermined value, then the upper limit threshold is raised higher than before, and the lower limit threshold is raised to this value. 2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal combustion engine is raised to a higher level . 触媒の劣化が進行していると判定した場合にその旨を出力する請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。 3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1 , which outputs a message to that effect when it is determined that deterioration of the catalyst is progressing .
JP2020037503A 2020-03-05 2020-03-05 Internal combustion engine control device Active JP7433713B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020037503A JP7433713B2 (en) 2020-03-05 2020-03-05 Internal combustion engine control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020037503A JP7433713B2 (en) 2020-03-05 2020-03-05 Internal combustion engine control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021139330A JP2021139330A (en) 2021-09-16
JP7433713B2 true JP7433713B2 (en) 2024-02-20

Family

ID=77669012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020037503A Active JP7433713B2 (en) 2020-03-05 2020-03-05 Internal combustion engine control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7433713B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004360706A (en) 2004-09-17 2004-12-24 Mitsubishi Motors Corp Idling stop control device
JP2006077738A (en) 2004-09-13 2006-03-23 Toyota Motor Corp Catalyst deterioration detection device for internal combustion engine
JP2008144656A (en) 2006-12-08 2008-06-26 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2010019178A (en) 2008-07-11 2010-01-28 Denso Corp Engine control device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006077738A (en) 2004-09-13 2006-03-23 Toyota Motor Corp Catalyst deterioration detection device for internal combustion engine
JP2004360706A (en) 2004-09-17 2004-12-24 Mitsubishi Motors Corp Idling stop control device
JP2008144656A (en) 2006-12-08 2008-06-26 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2010019178A (en) 2008-07-11 2010-01-28 Denso Corp Engine control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021139330A (en) 2021-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4042270B2 (en) Start control device for internal combustion engine
JP7414022B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP2007224848A (en) Internal combustion engine controller
JP2005273530A (en) Control device for internal combustion engine and automobile equipped therewith
JP7455495B2 (en) Hybrid vehicle control device
US11067025B2 (en) Controller for vehicle and method for controlling vehicle
JP7114195B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP3700974B2 (en) Engine control device
JP3732395B2 (en) Vehicle control device
JP7433713B2 (en) Internal combustion engine control device
JP2016166002A (en) Hybrid vehicle control device
JP7515977B2 (en) Vehicle control device
JP7438637B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP2006250102A (en) Start control device for gas fuel engine
JP7362216B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP5736920B2 (en) Hybrid vehicle engine control system
JP7558623B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP7345985B2 (en) Internal combustion engine control device
JP7418918B2 (en) Internal combustion engine control device
JPH05328527A (en) Method for operating internal combustion engine for power generation of hybrid vehicle
JP7408256B2 (en) Control device
WO2024201092A1 (en) Warm-up control method and device for internal combustion engine of hybrid vehicle
JP2022072799A (en) Control device of hybrid vehicle
JP2005312128A (en) Controller of hybrid vehicle
WO2022163410A1 (en) Drive control device and drive control method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231017

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7433713

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150