JP7435517B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
1.複数の気筒を有した内燃機関に適用され、前記気筒に燃料を供給する燃料噴射弁による噴射量のベース値を算出するベース噴射量算出処理と、前記ベース値に応じた量の燃料を噴射すべく前記燃料噴射弁を操作する噴射弁操作処理と、前記内燃機関の気筒内の混合気の空燃比を目標値にフィードバック制御すべく前記噴射弁操作処理による噴射量を前記ベース値に対して補正するフィードバック処理と、前記燃料噴射弁から噴射される燃料以外に前記気筒に流入する燃料量が閾値以上であるか否かを判定する判定処理と、を実行し、前記噴射弁操作処理は、閉ループ処理と、開ループ処理と、を含み、前記閉ループ処理は、前記フィードバック処理によって前記ベース値が補正された噴射量の燃料を噴射する処理であり、前記開ループ処理は、前記フィードバック処理を停止した状態で前記燃料噴射弁から燃料を噴射させる処理であり、前記判定処理によって前記閾値以上であると判定される場合、前記開ループ処理を実行しない内燃機関の制御装置である。
図1に示すように、内燃機関10は、4つの気筒#1~#4を備える。内燃機関10の吸気通路12には、スロットルバルブ14が設けられている。吸気通路12の下流部分である吸気ポート12aには、吸気ポート12aに燃料を噴射するポート噴射弁16が設けられている。吸気通路12に吸入された空気やポート噴射弁16から噴射された燃料は、吸気バルブ18の開弁に伴って、燃焼室20に流入する。燃焼室20には、筒内噴射弁22から燃料が噴射される。また、燃焼室20内の空気と燃料との混合気は、点火プラグ24の火花放電に伴って燃焼に供される。そのときに生成される燃焼エネルギは、ピストン26を介してクランク軸28の回転エネルギに変換される。
図2に、燃料噴射の基本となる処理を示す。
目標パージ率設定処理M10は、充填効率ηに基づき、目標パージ率Rp*を算出する処理である。ここで、パージ率とは、キャニスタ37から吸気通路12に流入する流体の流量を吸入空気量Gaで割った値であり、目標パージ率Rp*は、制御上のパージ率の目標値である。
低温時増量処理M26は、水温THWが低温閾値Tth未満の場合に、ベース噴射量Qbの低温時増量係数Kwを「1」よりも大きい値に算出する処理である。ここで、低温閾値Tthは、たとえば「40°C」とすればよい。低温時増量処理M26は、水温THWが低温閾値Tth未満の場合、水温THWが低い場合に高い場合よりも低温時増量係数Kwをより大きい値に設定する。
噴射弁操作処理M30は、ポート噴射弁16を操作すべくポート噴射弁16に操作信号MS2を出力し、筒内噴射弁22を操作すべく筒内噴射弁22に操作信号MS3を出力する処理である。特に、噴射弁操作処理M30は、ポート噴射弁16および筒内噴射弁22から1燃焼サイクル内に噴射される燃料量を要求噴射量Qdに応じた量とする処理である。
たとえば内燃機関10の低温時等には、燃焼室20内に供給された燃料の一部が、燃焼行程においてシリンダ壁面に付着した状態で燃焼対象とならないことがある。そしてシリンダ壁面に付着した燃料はピストン26によってクランクケースに掻き落とされる。これにより、内燃機関10の潤滑油には、燃料が混入する。換言すれば、潤滑油は、燃料の混入によって希釈される。CPU72は、潤滑油中の燃料量と正の相関を示す変数として、オイル希釈量DILを算出する。
(GPF34の再生処理)
図4に、GPF34の再生に関する処理の手順を示す。図4に示す一連の処理は、ROM74に記憶されたプログラムをCPU72がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
(1)油温Toilが規定温度Toilth以下である場合、フィードバック補正係数KAFが下限値KAFL以下であってもGPF34の再生処理を許容した。ブローバーガスの流量が大きくなるなどの状況は、油温Toilが高くなることで生じる。そのため、本実施形態によれば、ブローバイガス流量が多くなっていないにもかかわらず、フィードバック処理の異常等によって多くなっていると誤判定して、GPF34の再生処理が禁止されることを抑制できる。
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。[1,3,7,8]ベース噴射量算出処理は、ベース噴射量算出処理M14に対応する。噴射弁操作処理は、噴射弁操作処理M30に対応する。フィードバック処理は、補正係数算出処理M16および要求噴射量算出処理M28に対応する。判定処理は、S40の処理に対応する。開ループ処理は、S42の処理に対応する。閉ループ処理は、S46の処理によって再開される処理に対応する。[2]補正比率は、「KAF-1」に対応し、所定比率は、「KAFL-1」に対応する。[4]履歴変数は、稼働時間Tおよび積算空気量InGaに対応する。希釈量推定処理は、図3の処理に対応する。希釈判定値は、希釈判定値DILLに対応する。[5]空燃比学習処理は、空燃比学習処理M18に対応する。不許可判定値は、不許可判定値DILHに対応する。[6]調整装置は、パージバルブ38に対応する。パージ停止処理は、S42の処理において、目標パージ率Rp*にゼロを代入していることに対応する。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、内燃機関10の停止時に、オイル希釈量DILを更新したが、これに限らない。たとえば、所定の時間周期で更新してもよい。
・たとえば、上記条件(ア)において、油温Toilに代えて、水温THWを用いてもよい。またたとえば、補正比率「KAF-1」が所定比率「KAFL-1」よりも大きいことと内燃機関10の温度が規定温度よりも大きいこととの論理和にも限らない。条件(ア)を、単に、補正比率「KAF-1」が所定比率「KAFL-1」よりも大きい旨の条件としてもよい。
・ポート噴射弁16および筒内噴射弁22から噴射される燃料以外に燃焼室20に流入する燃料量が閾値未満であると判定する条件としては、上記条件(ア)および条件(イ)の論理積が真である旨の条件に限らない。
・S42の処理では、1燃焼サイクルにおいて燃焼制御を停止する気筒の数を1つとしたが、これに限らない。たとえば2つとしてもよい。
・上記実施形態では、比例要素の出力および微分要素の出力と、積分要素の出力との和を補正比率δとしたが、これに限らない。たとえば、比例要素の出力と積分要素の出力との和を補正比率δとしてもよい。
・GPF34の再生処理時に目標パージ率Rp*をゼロとすることは必須ではない。なお、GPF34の再生処理時に目標パージ率Rp*をゼロよりも大きくする場合、パージ補正比率Dpによってベース噴射量Qbを補正することが望ましい。ここでのパージ補正比率Dpは、GPF34の開始前のパージ濃度学習値Lpを用いて算出すればよい。
・堆積量DPMの推定処理としては、図4において例示したものに限らない。たとえば、GPF34の上流側と下流側との圧力の差と吸入空気量Gaとに基づき堆積量DPMを推定してもよい。具体的には、圧力の差が大きい場合に小さい場合よりも堆積量DPMを大きい値に推定し、圧力の差が同一であっても、吸入空気量Gaが小さい場合に大きい場合よりも堆積量DPMを大きい値に推定すればよい。
・GPF34としては、三元触媒が担持されたフィルタに限らず、フィルタのみであってもよい。また、GPF34としては、排気通路30のうちの三元触媒32の下流に設けられるものに限らない。また、後処理装置がGPF34を備えること自体必須ではない。たとえば後処理装置が三元触媒32のみからなる場合であっても、その再生処理時において後処理装置の昇温が必要となるなら、上記実施形態やそれらの変更例に例示した処理を実行することが有効である。
・制御装置としては、CPU72とROM74とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばASIC等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。
・上記実施形態では、キャニスタ37に捕集された燃料蒸気の吸気通路12への流入量を調節する調節装置として、パージバルブ38を例示したがこれに限らない。たとえばキャニスタ37内の流体を吸入して吸気通路12に吐出するポンプを備えたものであってもよい。これは、過給機を備える内燃機関10においては、吸気通路12内の圧力がキャニスタ37側と比較して低くならないことがあることから特に有効である。
・車両としては、シリーズ・パラレルハイブリッド車に限らず、たとえばパラレルハイブリッド車やシリーズハイブリッド車であってもよい。もっとも、ハイブリッド車に限らず、たとえば、車両の動力発生装置が内燃機関10のみの車両であってもよい。
12…吸気通路
26…ピストン
28…クランク軸
30…排気通路
32…三元触媒
34…GPF
35点ブローバイガス通路
36…燃料タンク
37点キャニスタ
38…パージバルブ
39…パージ通路
50…遊星歯車機構
70…制御装置
Claims (7)
- 複数の気筒を有した内燃機関に適用され、
前記気筒に燃料を供給する燃料噴射弁による噴射量のベース値を算出するベース噴射量算出処理と、
前記ベース値に応じた量の燃料を噴射すべく前記燃料噴射弁を操作する噴射弁操作処理と、
前記内燃機関の気筒内の混合気の空燃比を目標値にフィードバック制御すべく前記噴射弁操作処理による噴射量を前記ベース値に対して補正するフィードバック処理と、
前記燃料噴射弁から噴射される燃料以外に前記気筒に流入する燃料量が閾値以上であるか否かを判定する判定処理と、を実行し、
前記噴射弁操作処理は、
閉ループ処理と、開ループ処理と、を含み、
前記閉ループ処理は、前記フィードバック処理によって前記ベース値が補正された噴射量の燃料を噴射する処理であり、
前記開ループ処理は、前記フィードバック処理を停止した状態で前記燃料噴射弁から燃料を噴射させる処理であり、
前記判定処理によって前記閾値以上であると判定される場合、前記開ループ処理を実行しないように構成され、
前記判定処理は、前記フィードバック処理による前記ベース値に対する補正比率が所定比率以下である場合に、前記閾値以上であると判定する処理を含む内燃機関の制御装置。 - 前記判定処理は、前記補正比率が前記所定比率以下であっても前記内燃機関の温度が規定温度以下である場合、前記閾値以上であると判定しない請求項1記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関の燃料噴射の履歴と相関を示す変数である履歴変数を入力として、オイル希釈量を推定する希釈量推定処理を実行し、
前記オイル希釈量は、前記燃料噴射弁から噴射された燃料のうちの前記内燃機関の燃焼室で燃焼対象とされず、前記内燃機関の潤滑油に混入している燃料の量であり、
前記判定処理は、前記補正比率が前記所定比率より大きくても前記オイル希釈量が希釈判定値以上である場合には、前記閾値以上と判定する請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。 - 空燃比学習処理を実行し、
前記閉ループ処理は、前記ベース値が前記フィードバック処理による補正量に加えて学習値によって補正された量の燃料を噴射する処理であり、
前記空燃比学習処理は、前記フィードバック処理による補正量の大きさが小さくなるように前記学習値を算出する処理であり、
前記オイル希釈量が不許可判定値以上である場合に前記空燃比学習処理を実行せず、
前記希釈判定値は、前記不許可判定値よりも小さい請求項3記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は、キャニスタ、パージ通路、および調整装置を備え、
前記キャニスタは、前記燃料噴射弁から噴射される燃料を貯蔵する燃料タンク内の燃料蒸気を捕集し、
前記パージ通路は、前記キャニスタと前記内燃機関の吸気通路とを接続する通路であり、
前記調整装置は、前記パージ通路を介して前記キャニスタから前記吸気通路に流入する燃料蒸気の流量を調整する装置であり、
前記開ループ処理が実行される場合、前記パージ通路を介して前記キャニスタから前記吸気通路に流入する燃料蒸気の流量をゼロとすべく前記調整装置を操作するパージ停止処理を実行する請求項1~4のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記開ループ処理は、一部の気筒への前記燃料噴射弁からの燃料の供給を停止して且つ残りの気筒への前記燃料噴射弁からの燃料の供給を継続する処理を含む請求項1~5のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関は、排気通路に後処理装置を含み、
前記開ループ処理は、前記後処理装置を昇温する昇温処理であって、リッチ燃焼処理を含み、
前記リッチ燃焼処理は、前記残りの気筒内の混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチとする処理である請求項6記載の内燃機関の制御装置。
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