JP2019082112A - Internal combustion engine control apparatus - Google Patents
Internal combustion engine control apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019082112A JP2019082112A JP2017208311A JP2017208311A JP2019082112A JP 2019082112 A JP2019082112 A JP 2019082112A JP 2017208311 A JP2017208311 A JP 2017208311A JP 2017208311 A JP2017208311 A JP 2017208311A JP 2019082112 A JP2019082112 A JP 2019082112A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amount
- fuel cut
- vvt advance
- exhaust
- maximum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、より詳細には、外部EGR装置と、内部EGRガス量を調整可能な可変動弁装置とを備える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 an internal combustion engine, and more particularly to a control device for controlling an internal combustion engine provided with an external EGR device and a variable valve device capable of adjusting the amount of internal EGR gas.
例えば、特許文献1には、外部EGR装置と、内部EGRガス量を調整可能な可変動弁装置とを備える内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置では、燃料カットから復帰した時に、バルブオーバーラップ期間を拡大させることによって筒内に残留する排気ガスの量(内部EGRガス量)が一時的に増やされる。これにより、燃料カットからの復帰直後において、外部EGRガスの応答遅れに起因して生じるNOxの排出量のスパイク状の増加(いわゆる、NOxスパイク)を抑制することができる。 For example, Patent Document 1 discloses a control device of an internal combustion engine provided with an external EGR device and a variable valve device capable of adjusting the amount of internal EGR gas. In this control device, the amount of exhaust gas (internal EGR gas amount) remaining in the cylinder is temporarily increased by extending the valve overlap period when returning from the fuel cut. As a result, it is possible to suppress a spike-like increase (so-called NOx spike) in the amount of emission of NOx that occurs due to the response delay of the external EGR gas immediately after the recovery from the fuel cut.
上記特許文献1に記載の技術では、内部EGRガス量を調整するための可変動弁装置の動作遅れが考慮されていない。このため、燃料カットからの復帰時には、可変動弁装置の動作遅れに起因して内部EGRガス量の増加に遅れが生じ、NOxスパイクを十分に抑制できない可能性がある。 In the technology described in Patent Document 1, the operation delay of the variable valve device for adjusting the internal EGR gas amount is not taken into consideration. For this reason, at the time of recovery from the fuel cut, the increase in the amount of the internal EGR gas may be delayed due to the operation delay of the variable valve device, and the NOx spike may not be sufficiently suppressed.
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、燃料カットからの復帰時にNOxスパイクをより効果的に抑制できるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device of an internal combustion engine that can suppress NOx spikes more effectively when returning from a fuel cut.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、前記EGR通路を開閉するEGR弁とを有する外部EGR装置と、排気弁の閉じ時期及び吸気弁の開き時期のうちの少なくとも一方を可変とすることで、内部EGRガス量を調整可能な可変動弁装置と、を備える内燃機関を制御する。
前記制御装置は、
燃料カットからの復帰時に、内部EGRガス量が増加するように、前記閉じ時期の進角量若しくは遅角量、及び、前記開き時期の進角量のうちの少なくとも一方に相当する制御量を制御する第1処理と、
前記燃料カットの実行中に、前記第1処理によって制御されるものと同じ前記制御量が増加するように、目標制御量に従って前記制御量を制御する第2処理と、
前記目標制御量として、前記燃料カットから復帰したとしても失火しない第1最大制御量と、前記燃料カットの実行中に許容最大減速度を満たす第2最大制御量のうちの小さい方を選択する選択処理と、
を実行する。
The control device for an internal combustion engine according to the present invention comprises an external EGR device having an EGR passage connecting an exhaust passage and an intake passage, and an EGR valve for opening and closing the EGR passage, closing timing of the exhaust valve and opening of the intake valve. A variable valve system capable of adjusting the amount of internal EGR gas is controlled by making at least one of the timings variable.
The controller is
A control amount corresponding to at least one of an advancing amount or a retarding amount of the closing timing and an advancing amount of the opening timing is controlled so that the internal EGR gas amount increases when returning from the fuel cut. The first process to
A second process of controlling the control amount according to a target control amount so that the same control amount as that controlled by the first process is increased during execution of the fuel cut;
Selection of selecting the smaller of the first maximum control amount that does not cause a fire even if the fuel cut returns and the second maximum control amount that satisfies the allowable maximum deceleration during the fuel cut as the target control amount Processing and
Run.
本発明によれば、燃料カットからの復帰時に内部EGRガス量の増加のために上記制御量を制御する第1処理に加え、燃料カットの実行中に、第1処理によって制御されるものと同じ制御量が増加するように、目標制御量に従って当該制御量を制御する第2処理が行われる。このように、燃料カットの実行中において制御量を増やしておくことにより、復帰時に内部EGRガス量を増加させるために必要な制御量を小さくすることができる。これにより、復帰時に、可変動弁装置の動作遅れに起因する内部EGRガス量の流入の遅れを抑制できるので、NOxスパイクをより効果的に抑制できるようになる。そして、本発明によれば、燃料カットから復帰したとしても失火しない第1最大制御量と、燃料カットの実行中に許容最大減速度を満たす第2最大制御量のうちの小さい方が、目標制御量として選択される。これにより、失火及び車両の減速度の要件を満たしつつ、NOxスパイクの効果的な抑制を行える。 According to the present invention, in addition to the first process for controlling the control amount to increase the amount of internal EGR gas at the time of recovery from the fuel cut, the same as that controlled by the first process during the execution of the fuel cut A second process of controlling the control amount according to the target control amount is performed so that the control amount increases. As described above, by increasing the control amount during execution of the fuel cut, it is possible to reduce the control amount necessary for increasing the internal EGR gas amount at the time of return. As a result, it is possible to suppress the delay of the inflow of the internal EGR gas amount caused by the operation delay of the variable valve device at the time of recovery, and thus it is possible to suppress the NOx spike more effectively. And according to the present invention, the target control is the smaller one of the first maximum control amount that does not cause a fire even if it returns from the fuel cut and the second maximum control amount that satisfies the allowable maximum deceleration during execution of the fuel cut. Selected as a quantity. This enables effective suppression of NOx spikes while meeting requirements for misfires and vehicle deceleration.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. When the number of the number, the number, the quantity, the range, etc. of each element is mentioned in the embodiment shown below, the number mentioned except when clearly indicated or the number is clearly specified in principle. Thus, the present invention is not limited. In addition, the structures, steps, and the like described in the embodiments below are not necessarily essential to the present invention, unless otherwise specified or clearly specified in principle.
実施の形態1.
1.システムの構成例
図1は、本発明の実施の形態1に係るシステムの構成例を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、一例として、ディーゼルエンジンであり、車両の動力源として用いられる。
Embodiment 1
1. Configuration Example of System FIG. 1 is a diagram for describing a configuration example of a system according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 comprises an
内燃機関10の気筒12には、吸気通路14と排気通路16とが連通している。吸気通路14の気筒12側の端部には、吸気弁18が設けられており、排気通路16の気筒12側の端部には、排気弁20が設けられている。
An
内燃機関10は、吸気弁18を駆動する吸気可変動弁装置22と、排気弁20を駆動する排気可変動弁装置24とを備えている。吸気可変動弁装置22及び排気可変動弁装置24は、一例として、クランク軸の回転位相に対するカム軸の回転位相を変更可能に構成されている。このような構成によれば、吸気弁18又は排気弁20の開弁期間を固定としつつ、その開閉時期を所定の範囲内で進角又は遅角させることができる。
The
また、内燃機関10は、外部EGR装置26を備えている。外部EGR装置26は、EGR通路28とEGR弁30とを備えている。EGR通路28は、排気通路16と吸気通路14とを接続している。EGR弁30は、EGR通路28を開閉するように構成されている。このような外部EGR装置26によれば、EGR弁30の開度を制御することで、EGR通路28及び吸気通路14を介して気筒12内に還流される排気ガス(すなわち、外部EGRガス)の量を調整することができる。
In addition, the
さらに、内燃機関10は、可変ノズル式ターボ過給機を備えている。EGR通路28の接続位置よりも下流側の排気通路16には、可変ノズル式ターボ過給機のタービン32及び可変ノズル機構34が配置されている。タービン32の下流には、排気ガスの浄化のために排気浄化装置(後処理装置)36が配置されている。また、内燃機関10は、気筒12内に燃料を噴射する燃料噴射弁38を備えている。
Furthermore, the
図1に示すように、本実施形態のシステムは、さらに電子制御ユニット(ECU)40を備えている。ECU40には、内燃機関10及びこれを搭載する車両に搭載された各種センサと、上述した可変動弁装置22、24、EGR弁30、可変ノズル機構34及び燃料噴射弁38等の内燃機関10の運転を制御するための各種アクチュエータとが電気的に接続されている。上記の各種センサは、クランク角に応じた信号を出力するクランク角センサ42及びアクセル開度センサ44を含む。ECU40は、クランク角センサ42を用いてエンジン回転数を取得できる。
As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment further includes an electronic control unit (ECU) 40. The ECU 40 includes the
ECU40は、プロセッサ、メモリ及び入出力インターフェースを備えている。入出力インターフェースは、上記の各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、上記の各種アクチュエータに対して操作信号を出力する。メモリには、各種アクチュエータを制御するための各種の制御プログラム及びマップが記憶されている。プロセッサは、制御プログラムをメモリから読み出して実行する。これにより、本実施形態に係る「内燃機関の制御装置」の機能が実現される。 The ECU 40 comprises a processor, a memory and an input / output interface. The input / output interface takes in sensor signals from the various sensors described above and outputs operation signals to the various actuators described above. The memory stores various control programs and maps for controlling various actuators. The processor reads the control program from the memory and executes it. Thereby, the function of the "control device for an internal combustion engine" according to the present embodiment is realized.
2.燃料カットの実行中及び燃料カットからの復帰時の排気可変動弁装置の制御
本実施形態の内燃機関10では、車両の減速時又は変速時等の所定の燃料カット実行条件の成立時に、燃料噴射弁38による燃料供給を停止する「燃料カット」が実行される。
2. Control of the exhaust variable valve device during execution of fuel cut and return from fuel cut In the
2−1.燃料カットからの復帰時のNOxスパイクの抑制に関する課題
内燃機関10のように外部EGR装置を備える内燃機関において燃料カットが実行されると、気筒内及び排気通路には吸入空気のみが流入し、この空気はEGR通路にも流入する。このため、燃料カットからの復帰直後には、EGR通路内の空気が吸気通路に排出されてから、復帰後の燃焼により生じた排気ガス(既燃ガス)がEGR通路から吸気通路に導入されることになる。このような外部EGRガスの還流遅れに起因して、燃料カットからの復帰時には、気筒からのNOxの排出量がスパイク状に増加する現象(いわゆる、NOxスパイク)が生じる。
2-1. Problems related to the suppression of NOx spikes when returning from a fuel cut When a fuel cut is performed in an internal combustion engine provided with an external EGR device like the
図2は、燃料カットからの復帰時のNOxスパイクの抑制に関する課題について説明するためのタイムチャートである。なお、図2の例のように減速時に行われる燃料カットの例では、アクセルペダルのOFFを含む所定の実行条件の成立に伴い、燃料カット(F/C)が開始され、その後にアクセルペダルのON(踏み込み)がなされた時に、燃料カットからの復帰が行われる。 FIG. 2 is a time chart for describing a problem regarding suppression of NOx spikes at the time of recovery from a fuel cut. In the example of the fuel cut performed at the time of deceleration as in the example of FIG. 2, the fuel cut (F / C) is started with the establishment of the predetermined execution condition including the OFF of the accelerator pedal. When ON (depression) is made, return from fuel cut is performed.
図2中に太線で示す波形は、NOxスパイクの抑制に関して何らの対策が行われていない例に対応している。一方、図2中に細線で示す波形は、燃料カットからの復帰時の外部EGRガスの応答遅れの補償のために、復帰直後の所定期間にわたって内部EGRガス量が一時的に増加された比較例に対応している。より詳細には、この内部EGRガス量の調整は可変動弁装置を用いて行われる。この比較例では、内部EGRガス量の一時的な増加のための目標EGRガス量(指示値)の増加が、燃料カットからの復帰時に開始されている。 The waveform shown by a thick line in FIG. 2 corresponds to an example in which no measures have been taken to suppress NOx spikes. On the other hand, the waveform shown by a thin line in FIG. 2 is a comparative example in which the amount of internal EGR gas is temporarily increased over a predetermined period immediately after recovery for compensating for the response delay of the external EGR gas at the time of recovery from fuel cut. It corresponds to More specifically, the adjustment of the internal EGR gas amount is performed using a variable valve device. In this comparative example, the increase of the target EGR gas amount (instruction value) for the temporary increase of the internal EGR gas amount is started at the time of return from the fuel cut.
細線で示す比較例によれば、燃料カットからの復帰直後には、導入が遅れる外部EGRガスに代えて内部EGRガス量が気筒内に導入される。このため、図2に示すように、太線で示す例と比べてNOxスパイクを抑制できるようになる。しかしながら、本実施形態の可変動弁装置22、24もそうであるが、内部EGRガス量の調整に利用される可変動弁装置の動作に遅れがあると、復帰時の内部EGRガス量の一時的な増加にも遅れが発生するため、NOxスパイクを十分に抑制できない可能性がある。そして、この課題は、用いられる可変動弁装置の動作遅れが大きいほど、より顕著となる。
According to the comparative example indicated by a thin line, the internal EGR gas amount is introduced into the cylinder immediately after the recovery from the fuel cut, instead of the external EGR gas whose introduction is delayed. For this reason, as shown in FIG. 2, it is possible to suppress the NOx spike as compared with the example shown by the thick line. However, as with the
2−2.実施の形態1の排気可変動弁装置の制御の概要
図3は、本発明の実施の形態1に係る排気可変動弁装置24の制御の概要を説明するためのタイムチャートである。図3では、減速時に実行される燃料カットを例に挙げているが、本制御の対象となる燃料カットには、例えば、変速時(瞬時的な減速時ともいえる)も含まれる。
2-2. Outline of Control of Exhaust Variable Control Valve Device of First Embodiment FIG. 3 is a time chart for explaining an outline of control of the exhaust variable
本実施形態では、内部EGRガス量の調整は、一例として、排気可変動弁装置24による排気弁20の閉じ時期EVCの進角を利用して行われる。より詳細には、排気可変動弁装置24によれば、排気弁20の開弁位相(開弁期間)の進角又は遅角により、開き時期EVOとともに閉じ時期EVCが進角又は遅角する。そして、排気上死点を基準として閉じ時期EVCを進角させることにより、気筒内に残留する排気ガス(すなわち、内部EGRガス)の量を増やすことができる。内部EGRガス量は、排気上死点に対する閉じ時期EVCの進角量(図3に示す例では、排気弁20の「VVT進角量」とも称する)が大きくなるほど、増加する。なお、図3では、説明の便宜上、細線で示す比較例(図2中の比較例と同じ)についても、内部EGRガス量の増加のために閉じ時期EVCの進角が利用されているものとする。
In the present embodiment, the adjustment of the internal EGR gas amount is performed using the advance angle of the closing timing EVC of the
図3中に太線で示す本実施形態の制御例では、細線で示す比較例とは異なり、復帰時(復帰直後)だけでなく燃料カットの実行中にも、閉じ時期EVCの進角が行われる。つまり、燃料カットの実行中に、復帰時の内部EGRガス量の増加のための閉じ時期EVCの操作方向と同じ方向での閉じ時期EVCの操作(進角)が行われる。 In the control example of the present embodiment shown by a thick line in FIG. 3, unlike the comparative example shown by a thin line, the advance timing of the closing time EVC is performed not only at the time of recovery (immediately after recovery) but also during fuel cut execution. . That is, during the fuel cut, the closing timing EVC is operated (advanced) in the same direction as the closing timing EVC for increasing the amount of internal EGR gas at the time of return.
上記のように燃料カットの実行中に閉じ時期EVCの進角を行っておくことにより、図3中に表わされているように、復帰時に内部EGRガス量を増加させるための目標VVT進角量を実現するために必要な排気可変動弁装置24の制御量(すなわち、排気弁20のVVT進角量)を、比較例と比べて小さくすることができる。このため、比較例と比べて早いタイミングで実VVT進角量を目標VVT進角量に近づけることができる。つまり、復帰時に、排気可変動弁装置24の動作遅れを保証できる。内部EGRガス量の波形は、図3中の排気弁20のVVT進角量の波形と同様に推移すると考えることができる。このような、本実施形態の制御によれば、図3に示すように、比較例と比べて、NOxスパイクをより効果的に抑制できるようになる。
By advancing the closing timing EVC during the fuel cut as described above, as shown in FIG. 3, the target VVT advance angle for increasing the amount of internal EGR gas at the time of return The control amount of the exhaust variable valve device 24 (that is, the VVT advance angle amount of the exhaust valve 20) required to realize the amount can be reduced as compared with the comparative example. Therefore, the actual VVT advance amount can be made closer to the target VVT advance amount at an earlier timing than the comparative example. That is, at the time of return, the operation delay of the exhaust
また、本実施形態の制御において燃料カットの実行中に用いられる目標VVT進角量は、次のように決定される。すなわち、燃料カットから復帰したとしても失火しない第1最大VVT進角量と、燃料カットの実行中及び燃料カットからの復帰時に車両の許容最大減速度を満たす第2最大VVT進角量のうちの小さい方が、目標VVT進角量として選択される。 Further, the target VVT advance angle amount used during execution of the fuel cut in the control of the present embodiment is determined as follows. That is, among the first maximum VVT advance amount that does not cause a fire even if it returns from a fuel cut, and the second maximum VVT advance amount that satisfies the allowable maximum deceleration of the vehicle during fuel cut execution and return from a fuel cut. The smaller one is selected as the target VVT advance amount.
2−3.排気可変動弁装置の制御に関するECUの処理
図4は、本発明の実施の形態1に係る排気可変動弁装置24の制御に関するECU40の処理のルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、内燃機関10の運転中に、アクセルペダルのOFFを含む所定の燃料カットの実行条件が成立したときに開始される。
2-3. FIG. 4 is a flow chart showing a routine of processing of the
図4に示すルーチンでは、ECU40は、まず、クランク角センサ42に基づくエンジン回転数(NE)、及び燃料噴射量(Q)の指示値を取得する(ステップS100)。
In the routine shown in FIG. 4, the
次に、ECU40は、第1最大VVT進角量(EGR通路内の残留既燃ガスの存在を考慮した補正を伴う場合がある)の算出のためのステップS102、S106〜S110の処理と、第2最大VVT進角量の算出のためのステップS104の処理とを並列的に実行する。
Next, the
ステップS102では、ステップS100において取得されたエンジン回転数及び燃料噴射量に応じた第1最大VVT進角量の算出が行われる。第1最大VVT進角量は、より詳細には、現在のエンジン回転数及び燃料噴射量の条件の下で燃料カットから復帰したとしても失火を防止できる新気量を確保しながら可能な最大のVVT進角量である。この算出のために、エンジン回転数及び燃料噴射量に応じた第1最大VVT進角量を定めたマップ(図示省略)が用いられる。 In step S102, calculation of a first maximum VVT advance amount according to the engine rotational speed and the fuel injection amount acquired in step S100 is performed. More specifically, the first maximum VVT advance amount is the maximum possible while securing a fresh air amount capable of preventing a misfire even if the fuel cut returns under the conditions of the current engine speed and fuel injection amount. VVT advance amount. For this calculation, a map (not shown) that defines a first maximum VVT advance angle amount according to the engine speed and the fuel injection amount is used.
より詳細には、上記のマップの各点での第1最大VVT進角量の値は、例えば、定常試験を行い、HCやCOの急増を失火と考えてHCやCOの急増を抑えられる最大のVVT進角量として決定することができる。また、この決定の際に、エンジン回転数及び燃料噴射量が変化する過渡現象が考慮されてもよいし、マップ値に対して失火を確実に防ぐための余裕度が設けられてもよい。なお、第1最大VVT進角量は、上述のエンジン回転数及び燃料噴射量に代え、エンジン回転数のみに応じた値として算出されてもよい。 More specifically, the value of the first maximum VVT advance amount at each point of the above map is, for example, a steady state test, and the maximum value of HC and CO can be suppressed by considering the increase of HC and CO as misfire. It can be determined as the VVT advance amount of. Further, in this determination, a transient phenomenon in which the engine rotational speed and the fuel injection amount change may be taken into consideration, and a margin for reliably preventing a misfire may be provided for the map value. The first maximum VVT advance angle amount may be calculated as a value corresponding to only the engine speed, instead of the above-described engine speed and fuel injection amount.
ステップS104では、ステップS100において取得されたエンジン回転数及び燃料噴射量に応じた第2最大VVT進角量の算出が行われる。第2最大VVT進角量は、閉じ時期EVCの進角に起因するエンジントルク変化によるドライバビリティの悪化(過小又は過大な減速感)を抑制するために用いられる。 In step S104, calculation of a second maximum VVT advance amount according to the engine speed and the fuel injection amount acquired in step S100 is performed. The second maximum VVT advance angle amount is used to suppress the deterioration of drivability (too small or excessive deceleration) due to the change of the engine torque caused by the advance angle of the closing timing EVC.
より詳細には、排気弁20のVVT進角量が大きくなると、排気行程において吸気弁18及び排気弁20の双方が閉じているクランク角期間が長くなるため、ポンプロスが大きくなる。このポンプロスの存在は、車両の減速作用として働く。第2最大VVT進角量は、上記のドライバビリティの悪化を抑制しつつ取り得る許容最大減速度を満たす最大のVVT進角量である。この算出のために、エンジン回転数及び燃料噴射量に応じた第2最大VVT進角量を定めたマップ(図示省略)が用いられる。このマップの各点での第2最大VVT進角量の値は、例えば、ステップ試験により決定できる。このステップ試験では、各点に対し、閉じ時期EVCの基準点(進角ゼロ)からステップ状に進角を実行し、許容最大減速度を満たす最大のVVT進角量が取得される。
More specifically, when the VVT advance angle amount of the
なお、第2最大VVT進角量も、第1最大VVT進角量と同様に、上述のエンジン回転数及び燃料噴射量に代え、エンジン回転数のみに応じた値として算出されてもよい。ただし、閉じ時期EVCの進角による減速作用は、燃焼が行われていない燃料カットの実行中だけでなく、燃料カットからの復帰時(燃料噴射が再開された加速時)にも車両に影響を及ぼす。後述のステップS120の処理の例では、復帰時にも第2最大VVT進角量の算出が行われる。このため、上記例のように、第2最大VVT進角量の算出のために、エンジン回転数とともに燃料噴射量を考慮するのが好ましい。 Similarly to the first maximum VVT advance angle, the second maximum VVT advance angle may be calculated as a value corresponding to only the engine rotation speed, instead of the above-described engine rotation speed and fuel injection amount. However, the deceleration action due to the advance timing of the closing timing EVC affects the vehicle not only during execution of the fuel cut where combustion is not being performed, but also when returning from the fuel cut (when fuel injection is restarted). Exert. In the example of the process of step S120 described later, calculation of the second maximum VVT advance amount is performed also at the time of return. For this reason, it is preferable to consider the fuel injection amount together with the engine speed in order to calculate the second maximum VVT advance angle amount as in the above example.
また、ステップS106〜S110の処理は、EGR通路28内の残留既燃ガスの存在を考慮した補正の実施の有無を含めて第1最大VVT進角量を確定するために実行される。
Further, the processing of steps S106 to S110 is executed to determine the first maximum VVT advance amount including the presence or absence of the correction taking into consideration the presence of the residual burned gas in the
ステップS106では、EGR通路28内に既燃ガスが有るか否かが判定される。この判定は、例えば、次のように実行できる。すなわち、燃料カット開始からの経過時間Uが所定時間に未だ到達しない間は、既燃ガスありと判定され、経過時間Uが所定時間に到達した場合には、既燃ガスなしと判定される。この所定時間は、例えば、燃料カット開始時点から気筒内に既燃ガスが到達しなくなる時までの時間として決定することができる。また、この所定時間は、燃料カット開始時点からEGR通路28内の既燃ガスが無くなる時までの時間と、所定のオフセット量(吸気マニホールド容積に依存する値であるが、実際にはほぼゼロとみなせる値)として決定されてもよい。
In step S106, it is determined whether or not there is any burnt gas in the
さらには、上記所定時間は、次のように決定されてもよい。図5は、ステップS106の判定に用いられる基本時間の決定手法を説明するための図である。図5に示すように、EGR通路28内の酸素(O2)濃度は、燃料カットの経過時間Uに応じて増加していき、その増加はEGR通路28内が新気で満たされるようになった時に収まる。燃料カット開始時点からこの収束時点までの時間が、上記基本時間に相当する。ECU40には、そのような基本時間と、エンジン回転数及び燃料噴射量との関係を示すマップ(図示省略)が記憶されている。このようなマップによれば、ステップS100において取得された現在のエンジン回転数及び燃料噴射量に応じた基本時間を算出できる。
Furthermore, the predetermined time may be determined as follows. FIG. 5 is a diagram for describing a method of determining the basic time used in the determination of step S106. As shown in FIG. 5, the oxygen (O 2 ) concentration in the
そして、上記所定時間は、上記基本時間に対して次のような補正時間を逐次考慮した値として算出されるのが好ましい。具体的には、本ルーチンの処理によって決定される排気弁20のVVT進角量は、燃料カットの実行中に、エンジン回転数及び燃料噴射量の変化に応じて変更されていく。燃料カットの実行中に基本時間が算出された後にVVT進角量が大きくなると、吸気しにくくなる。このことは、所定時間が長くなることに繋がる。そこで、この補正時間は、基本時間の算出時の値からのVVT進角量の変化量に応じた時間として決定される。このような補正時間を基本時間に逐次反映させることにより、所定時間をより正確に算出可能となる。
The predetermined time is preferably calculated as a value in which the following correction time is sequentially considered with respect to the basic time. Specifically, the VVT advance angle amount of the
ECU40は、ステップS106においてEGR通路28内に既燃ガスが有ると判定した場合には、ステップS108に進み、既燃ガスによるVVT進角量補正量を算出する。図6は、EGR通路28内の酸素(O2)濃度の算出に用いられるマップの特性を表した図である。図7は、EGR通路28内の酸素濃度とVVT進角量補正量との関係を表した図である。ECU40には、図6、7によって表される関係を定めたマップが記憶されている。
When it is determined in step S106 that there is burned gas in the
図6に示すマップでは、燃料カットの経過時間UとEGR通路28内の酸素濃度との関係が特定されている。このマップは、エンジン回転数及び燃料噴射量に応じて異なるものとなるように作成されている。このようなマップによれば、ステップS100において取得された現在のエンジン回転数及び燃料噴射量と現在の経過時間Uに応じた酸素濃度を算出することができる。なお、この酸素濃度は、上記の例に代え、経過時間Uとともに、エンジン回転数及び燃料噴射量の何れか一方のみに応じて異なるように決定されてもよい。
In the map shown in FIG. 6, the relationship between the fuel cut elapsed time U and the oxygen concentration in the
燃料カットからの復帰時にEGR通路28内に既燃ガスが残っている場合には、VVT進角によって実現するべき内部EGRガス量が少なくて済む、又は、新気量が残存既燃ガス分だけ少なくなる。したがって、VVT進角量は、復帰時に残存する既燃ガスの量が多いほど小さくするのが良いといえる。図7に示すマップによれば、VVT進角量補正量は、EGR通路28内の酸素濃度が高いほど小さくなり、かつ、当該酸素濃度が空気中の酸素濃度(23.2%)と等しくなるときにゼロとなるように設定されている。このため、このマップによれば、図6に示すマップにより算出される酸素濃度(すなわち、EGR通路28内の残存既燃ガス量)に応じてVVT進角量補正量を適切に設定することができる。
When burnt gas remains in the
ECU40は、ステップS108の処理を実行した場合、又は、ステップS106においてEGR通路28内に既燃ガスがないと判定した場合には、ステップS110に進む。ステップS106から直接ステップS110に進んだ場合には、ステップS102において算出された第1最大VVT進角量が、最終的に用いられる第1最大VVT進角量として確定される。一方、ステップS108を経由してステップS110に進んだ場合には、ステップS102において算出された第1最大VVT進角量からVVT進角量補正量を引いて得られる値が、最終的に用いられる第1最大VVT進角量として算出(確定)される。
When the
次に、ECU40は、ステップS110において確定された第1最大VVT進角量と、ステップS104において算出された第2最大VVT進角量のうちの小さい方の値を選択する処理を実行する(ステップS112)。このような処理によれば、2つの最大VVT進角量のうちで安全側の値を選択することができる。
Next, the
次いで、ECU40は、ステップS112にて選択された値を、燃料カットの実行中の最終VVT進角量(目標VVT進角量)として算出(決定)するとともに、この最終VVT進角量が得られるように排気可変動弁装置24を制御する(ステップS114)。
Next, the
次に、ECU40は、アクセルペダルのON等の燃料カットからの復帰を行う条件が満たされるか否かを判定する(ステップS116)。この判定結果が否定的である場合、つまり、燃料カットの実行中である場合には、ECU40は、ステップS100以降の処理を繰り返し実行する。
Next, the
一方、ステップS116において燃料カットからの復帰を行う条件が満たされる場合には、ECU40は、可変ノズル機構34のノズル開度を減少させる(閉じ側に制御する)処理を実行する(ステップS118)。可変ノズル機構34を備えている場合には、このような処理を行うことにより、燃料カットからの復帰時に排気圧を上昇させることができ、内部EGRガス量を効率良く増加させることができる。
On the other hand, when the condition for returning from the fuel cut is satisfied in step S116, the
次に、ECU40は、燃料カットからの復帰時に内部EGRガス量を増加させるための目標VVT進角量を算出するとともに、内部EGRガス量の増加(すなわち、この目標VVT進角量でのVVT進角)が行われるように排気可変動弁装置24を制御する(ステップS120)。具体的には、本ステップS120における目標VVT進角量の算出は、一例として、上述のステップS100〜114の処理と同じ処理を行うことによって実行される。
Next, the
次に、ECU40は、燃料カットの復帰時点からの応答遅れ時間(外部EGRガスの還流遅れが生じる時間)t(図3参照)が経過したか否かを判定する(ステップS122)。この応答遅れ時間tの算出は、例えば、特開2012−002100号公報に記載の手法を用いて算出できる。
Next, the
応答遅れ時間tが未経過の間は、ノズル開度の減少(ステップS118)及び内部EGRガス量の増加(ステップS120)が継続される。一方、応答遅れ時間tが経過した場合には、燃料カットからの復帰後の燃焼により生じた既燃ガス(排気ガス)が気筒内に到達したと考えられる。この場合には、ECU40は、ノズル開度の減少及び内部EGRガス量の増加を終了させる(ステップS124)。
While the response delay time t has not elapsed, the decrease of the nozzle opening (step S118) and the increase of the internal EGR gas amount (step S120) are continued. On the other hand, when the response delay time t has elapsed, it is considered that the burned gas (exhaust gas) generated by the combustion after the return from the fuel cut has arrived in the cylinder. In this case, the
3.燃料カットの実行中及び燃料カットからの復帰時の排気可変動弁装置の制御の効果
以上説明した本実施形態の制御によれば、燃料カットからの復帰時に内部EGRガス量の増加のために排気弁20の閉じ時期EVCが進角されることに加え、燃料カットの実行中に、復帰時の閉じ時期EVCの操作方向と同じ方向での閉じ時期EVCの操作(進角)が行われる。このように、燃料カットの実行中において排気弁20のVVT進角量を増やしておくことにより、復帰時に内部EGRガス量を増加させるための目標VVT進角量を実現するために必要な排気弁20のVVT進角量を小さくすることができる。これにより、復帰時に、排気可変動弁装置24の動作遅れに起因する内部EGRガス量の流入の遅れを抑制できるので、NOxスパイクをより効果的に抑制できるようになる。
3. Effect of control of the exhaust variable valve device during fuel cut execution and return from fuel cut According to the control of the present embodiment described above, exhaust is caused by an increase in the amount of internal EGR gas upon return from fuel cut. In addition to advancing the closing timing EVC of the
そして、本実施形態によれば、燃料カットから復帰したとしても失火しない第1最大VVT進角量と、燃料カットの実行中に車両の許容最大減速度を満たす第2最大VVT進角量のうちの小さい方が、目標VVT進角量として選択される。これにより、失火及び車両の減速度の要件を満たしつつ、NOxスパイクの効果的な抑制を行える。 Then, according to the present embodiment, among the first maximum VVT advance amount that does not cause a fire even if it returns from the fuel cut, and the second maximum VVT advance amount that satisfies the allowable maximum deceleration of the vehicle during the fuel cut. The smaller of is selected as the target VVT advance amount. This enables effective suppression of NOx spikes while meeting requirements for misfires and vehicle deceleration.
なお、上述した実施の形態1においては、ステップS120の処理が本発明に係る「第1処理」に相当し、ステップS100〜S110の処理が本発明に係る「第2処理」に相当し、及び、ステップS112及びS11の処理が本発明に係る「選択処理」に相当している。また、閉じ時期EVCの進角量、目標VVT進角量、第1最大VVT進角量及び第2最大VVT進角量が本発明に係る「制御量」、「目標制御量」、「第1最大制御量」及び「第2最大制御量」にそれぞれ相当している。 In the first embodiment described above, the process of step S120 corresponds to the "first process" according to the present invention, the process of steps S100 to S110 corresponds to the "second process" according to the present invention, and The processes of steps S112 and S11 correspond to the "selection process" according to the present invention. Further, the amount of advance of the closing timing EVC, the target VVT advance amount, the first maximum VVT advance amount, and the second maximum VVT advance amount correspond to the “control amount”, the “target control amount”, and the “first control amount” according to the present invention. The maximum control amount and the second maximum control amount correspond to each other.
他の実施の形態.
ところで、上述した実施の形態1においては、燃料カットからの復帰時に内部EGRガス量を一時的に増加させるために、閉じ時期EVCが進角される。しかしながら、可変動弁装置の利用による内部EGRガス量の調整は、閉じ時期EVCの進角に代え、当該閉じ時期EVCの排気上死点に対する遅角量を制御することによっても行うことができ、又は、吸気弁18の開き時期IVOの排気上死点に対する進角量を調整することによっても行うことができる。したがって、本発明に係る可変動弁装置の制御の対象となる「制御量」は、排気弁20の閉じ時期EVCの進角量若しくは遅角量、及び、吸気弁18の開き時期IVOの進角量のうちの少なくとも一方に相当する限り、実施の形態1の例(閉じ時期EVCの進角量)に限られない。
Other embodiments.
In the first embodiment described above, the closing timing EVC is advanced to temporarily increase the internal EGR gas amount at the time of return from the fuel cut. However, adjustment of the internal EGR gas amount by using the variable valve device can also be performed by controlling the amount of retardation of the closing timing EVC with respect to the exhaust top dead center, instead of advancing the closing timing EVC, Alternatively, it can also be performed by adjusting the amount of advance of the opening timing IVO of the
また、排気弁20の閉じ時期EVCの進角量若しくは遅角量の制御は、排気弁20の位相(開弁期間)を可変とする排気可変動弁装置24(すなわち、閉じ時期EVCと連動して開き時期EVOを可変とする装置)に代え、開き時期EVOを変えずに閉じ時期EVCのみを可変する作用角可変装置を用いて行われてもよい。このことは、吸気弁18の開き時期IVOの進角量の制御についても同様である。
Further, the control of the advancing amount or the retarding amount of the closing timing EVC of the
10 内燃機関
12 気筒
14 吸気通路
16 排気通路
18 吸気弁
20 排気弁
22 吸気可変動弁装置
24 排気可変動弁装置
26 外部EGR装置
28 EGR通路
34 可変ノズル機構
38 燃料噴射弁
40 電子制御ユニット(ECU)
42 クランク角センサ
44 アクセル開度センサ
10
42
Claims (1)
排気弁の閉じ時期及び吸気弁の開き時期のうちの少なくとも一方を可変とすることで、内部EGRガス量を調整可能な可変動弁装置と、
を備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記制御装置は、
燃料カットからの復帰時に、内部EGRガス量が増加するように、前記閉じ時期の進角量若しくは遅角量、及び、前記開き時期の進角量のうちの少なくとも一方に相当する制御量を制御する第1処理と、
前記燃料カットの実行中に、前記第1処理によって制御されるものと同じ前記制御量が増加するように、目標制御量に従って前記制御量を制御する第2処理と、
前記目標制御量として、前記燃料カットから復帰したとしても失火しない第1最大制御量と、前記燃料カットの実行中に許容最大減速度を満たす第2最大制御量のうちの小さい方を選択する選択処理と、
を実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。 An external EGR device having an EGR passage that connects an exhaust passage and an intake passage, and an EGR valve that opens and closes the EGR passage;
A variable valve device capable of adjusting the amount of internal EGR gas by varying at least one of the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve;
A control device for controlling an internal combustion engine comprising:
The controller is
A control amount corresponding to at least one of an advancing amount or a retarding amount of the closing timing and an advancing amount of the opening timing is controlled so that the internal EGR gas amount increases when returning from the fuel cut. The first process to
A second process of controlling the control amount according to a target control amount so that the same control amount as that controlled by the first process is increased during execution of the fuel cut;
Selection of selecting the smaller of the first maximum control amount that does not cause a fire even if the fuel cut returns and the second maximum control amount that satisfies the allowable maximum deceleration during the fuel cut as the target control amount Processing and
A control device for an internal combustion engine, characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017208311A JP2019082112A (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Internal combustion engine control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017208311A JP2019082112A (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Internal combustion engine control apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019082112A true JP2019082112A (en) | 2019-05-30 |
Family
ID=66670264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017208311A Pending JP2019082112A (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Internal combustion engine control apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019082112A (en) |
-
2017
- 2017-10-27 JP JP2017208311A patent/JP2019082112A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5668763B2 (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
EP2674595B1 (en) | Control device for internal combustion engine equipped with turbocharger | |
JP2009133276A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP4779757B2 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
US11136927B2 (en) | Internal combustion engine system | |
JP4952654B2 (en) | Internal combustion engine control system | |
JP6350304B2 (en) | Lean burn engine | |
JP2005201113A (en) | Controlling device of internal combustion engine | |
JP2018115555A (en) | Control device of internal combustion engine | |
US10113490B2 (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
JP4841382B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP6296430B2 (en) | Engine control device | |
JPWO2014141729A1 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
JP2019082112A (en) | Internal combustion engine control apparatus | |
JP2012219741A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP4609279B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2016014354A (en) | Internal combustion engine control unit | |
JP2017078343A (en) | Internal combustion engine control device | |
JP6403102B2 (en) | Control device for turbocharged engine | |
JP2006283701A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2011144721A (en) | Ignition timing control device of internal combustion engine | |
JP4760733B2 (en) | Internal combustion engine control system | |
JP6406300B2 (en) | Engine control device | |
JP6432548B2 (en) | Engine control device | |
JP6269370B2 (en) | Engine residual gas rate estimation device and ignition timing control device |