JP2008025499A - Control unit of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、切換弁による排気通路の切り換えにより、HC吸着部へ排気ガスを供給する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that controls an internal combustion engine that supplies exhaust gas to an HC adsorption unit by switching an exhaust passage by a switching valve.
従来より、排気ガス中のHC(炭化水素)を吸着するHC吸着部(HC吸着筒)が設けられた通路と、HC吸着部をバイパスする通路のいずれかに排気ガスが流れるように、切換弁を用いて制御を行う装置が知られている。例えば、特許文献1には、吸気通路に生じる負圧によって駆動される切換弁を用いて排気通路を切り換える排気通路切換装置において、スロットルバルブの開度が所定値以下である場合に切換弁を駆動する技術が記載されている。また、特許文献2には、低温での加速時に、HC吸着と加速時の圧損増大とのバランスに応じて、上記した切換弁の開度を制御する技術が記載されている。その他に、本発明に関連する技術が、特許文献3に記載されている。
Conventionally, a switching valve is provided so that the exhaust gas flows through either a passage provided with an HC adsorption portion (HC adsorption cylinder) for adsorbing HC (hydrocarbon) in the exhaust gas or a passage bypassing the HC adsorption portion. There is known an apparatus that performs control using the. For example, in
ところで、負圧を利用して駆動する切換弁の場合、基本的には、負圧が確保されるまで待機する必要がある。このように負圧が確保されるまでに要する時間は、ドライバーや車種などの特性によってばらつきがある。しかしながら、上記した特許文献1乃至3に記載された技術では、ドライバーや車種などの特性を考慮に入れていなかったため、必要以上の時間を待機してしまい、切換弁等に対する制御性が悪化してしまう場合があった。
By the way, in the case of a switching valve driven using negative pressure, it is basically necessary to wait until the negative pressure is secured. Thus, the time required until the negative pressure is ensured varies depending on characteristics such as the driver and the vehicle type. However, the techniques described in
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ドライバーや車種などの特性を考慮に入れて学習を行うことにより、HC吸着部への排気ガスの供給を制御する切換弁の制御性を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to provide exhaust gas to the HC adsorbing portion by performing learning in consideration of characteristics such as a driver and a vehicle type. Another object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can improve the controllability of a switching valve that controls the supply of the engine.
本発明の1つの観点では、排気ガスが流れる通路を、HC吸着部が設けられた第1の通路と、前記HC吸着部をバイパスする第2の通路とのいずれかに選択的に切り換える切換弁を有する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置は、閉弁中にある前記切換弁を、運転状態に基づいて強制的に開弁する制御を行う切換弁制御手段と、前記切換弁制御手段により前記切換弁が開弁された後に、当該切換弁を開に維持して閉弁を禁止すべき閉弁禁止時間を、学習によって設定する学習手段と、を備えることを特徴とする。 In one aspect of the present invention, a switching valve that selectively switches a passage through which exhaust gas flows to one of a first passage provided with an HC adsorption portion and a second passage that bypasses the HC adsorption portion. A control device for an internal combustion engine that controls an internal combustion engine having a switching valve, a switching valve control means that performs control to forcibly open the switching valve based on an operating state, and the switching valve Learning means for setting, by learning, a valve closing prohibition time during which the switching valve is kept open and the valve closing is prohibited after the switching valve is opened by the control means.
上記の内燃機関の制御装置は、運転状態などに基づいて、排気ガスが流れる通路を、HC吸着部が設けられた第1の通路と、HC吸着部をバイパスする第2の通路とのいずれかに選択的に切り換える切換弁を有する内燃機関に対して制御を行う。切換弁制御手段は、強制パージ制御などのために閉弁されている切換弁を、運転状態に基づいて強制的に開弁するための制御を行う。また、学習手段は、切換弁制御手段により切換弁が開弁された後に切換弁を開に維持して閉弁を禁止すべき閉弁禁止時間を、運転状況などに基づいて学習する。具体的には、ドライバーや車種の特性に基づいて、閉弁禁止時間を学習によって設定する。これにより、ドライバーや車種ごとの特性に応じて、最適な閉弁禁止時間を設定することができる。よって、車両の利用方法や個々のドライバーの癖などに起因する切換弁等の作動回数のばらつきを吸収し、ロバスト性や信頼性を向上させることができる。したがって、上記の内燃機関の制御装置によれば、切換弁などに対する制御の制御性を向上させることができる。また、強制パージ等のために切換弁を閉にする制御をより短い時間で終了させることが可能となる。 The control apparatus for an internal combustion engine described above may be configured such that the exhaust gas flows in one of the first passage provided with the HC adsorption portion and the second passage that bypasses the HC adsorption portion based on the operating state. Control is performed on the internal combustion engine having a switching valve that selectively switches to. The switching valve control means performs control for forcibly opening the switching valve closed for forced purge control or the like based on the operating state. Further, the learning means learns the valve closing prohibition time during which the switching valve is kept open after the switching valve is opened by the switching valve control means to prohibit the closing of the valve based on the operating condition. Specifically, the valve closing prohibition time is set by learning based on the characteristics of the driver and the vehicle type. Thereby, the optimal valve closing prohibition time can be set according to the characteristics for each driver and vehicle type. Therefore, it is possible to absorb the variation in the number of times of operation of the switching valve or the like due to the usage method of the vehicle or the habits of individual drivers, and improve the robustness and reliability. Therefore, according to the control device for an internal combustion engine, it is possible to improve the controllability of the control for the switching valve or the like. Further, the control for closing the switching valve for forced purge or the like can be completed in a shorter time.
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記切換弁制御手段により前記切換弁が開弁された後に、少なくとも前記学習手段によって学習された前記閉弁禁止時間が経過するまでは、当該切換弁の閉弁を禁止する手段を更に備える。 In one aspect of the control apparatus for an internal combustion engine, after the switching valve is opened by the switching valve control means, at least until the valve closing prohibition time learned by the learning means elapses. And a means for prohibiting the closing of the valve.
この態様では、内燃機関の制御装置は、切換弁が開弁された後に、少なくとも閉弁禁止時間が経過するまでは、切換弁を開から閉にすることを禁止する。言い換えると、少なくとも、切換弁を確実に動作させることが可能な時間が経過するまでは、切換弁閉弁を遅延(ディレー)させる。これにより、実弁挙動のハンチングや極端な作動回数の増加などを抑制することができ、装置の部品性能の低下や、制御性の悪化や、ドライバビリティーの悪化などの不具合の発生を防止することが可能となる。 In this aspect, the control device for the internal combustion engine prohibits the switching valve from opening to closing at least until the valve closing prohibition time has elapsed after the switching valve is opened. In other words, the switching valve closing is delayed (delayed) until at least the time during which the switching valve can be reliably operated has elapsed. As a result, it is possible to suppress hunting of the actual valve behavior and an excessive increase in the number of operations, etc., and prevent occurrence of problems such as deterioration of device component performance, deterioration of controllability, and deterioration of drivability. It becomes possible.
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記学習手段は、前記切換弁を開弁すべき条件が成立した後から、次に前記開弁すべき条件が成立するまでに要した時間に基づいて、前記閉弁禁止時間の学習を行う。この場合、例えば、ドライバーによるアクセル操作に対応する吸入空気量に基づいて閉弁禁止時間の学習を行う。これにより、ドライバーや車種ごとの特性に応じて、適切に閉弁禁止時間を設定することができる。つまり、車両の利用方法や個々のドライバーの癖などに起因する切換弁等の作動回数のばらつきを効果的に吸収することができる。 In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine described above, the learning means takes a time required after the condition for opening the switching valve is satisfied until the condition for opening the valve is satisfied next. Based on the above, the valve closing prohibition time is learned. In this case, for example, learning of the valve closing prohibition time is performed based on the intake air amount corresponding to the accelerator operation by the driver. Accordingly, the valve closing prohibition time can be appropriately set according to the characteristics of each driver and vehicle type. That is, it is possible to effectively absorb the variation in the number of times of operation of the switching valve or the like due to the vehicle usage method or the habits of individual drivers.
上記の内燃機関の制御装置において好適には、前記学習手段は、前記切換弁を開弁すべき条件が成立した後から、次に前記開弁すべき条件が成立するまでに要した時間が、所定範囲内にある場合には、前記要した時間によって前記閉弁禁止時間を更新することができる。 Preferably, in the above control device for an internal combustion engine, the learning means takes a time required from when the condition for opening the switching valve is satisfied until the condition for opening the valve is satisfied next, When it is within the predetermined range, the valve closing prohibition time can be updated with the required time.
更に好適には、前記切換弁制御手段は、前記HC吸着部に吸着されたHCをパージするために前記切換弁が閉弁されているときに、吸入空気量が所定値以上となった場合に、前記切換弁を強制的に開弁する制御を行うことができる。 More preferably, the switching valve control means is provided when the intake air amount becomes a predetermined value or more when the switching valve is closed to purge the HC adsorbed by the HC adsorption unit. Thus, it is possible to perform control to forcibly open the switching valve.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[全体構成]
図1は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両100の全体構成を示す概略図である。なお、図1では、実線の矢印がガスの流れの一例を示し、破線の矢印が信号の入出力を示している。
[overall structure]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of a
車両100は、主に、エアフロメータ1と、スロットルバルブ2と、吸気通路3と、サージタンク4と、エンジン(内燃機関)5と、排気通路6と、第1触媒7と、HC吸着装置8と、第2触媒9と、切換弁10と、負圧供給通路15と、チェックバルブ16と、三方VSV(Vacuum Switching Valve)19と、ダイヤフラム機構20と、モータジェネレータ21と、ECU(Engine Control Unit)50と、を備える。
The
吸気通路3には外部から導入された吸気が通過し、エアフロメータ1は吸気通路3を通過する吸気の流量(吸入空気量)を検出する。この場合、エアフロメータ1が検出した吸入空気量は、ECU50に供給される。スロットルバルブ2は、吸気通路3を通過する吸気の流量を調整し、サージタンク4にはスロットルバルブ2を通過した吸気が一旦貯蔵される。そして、サージタンク4に導入された吸気は、エンジン5に供給される。
Intake air introduced from outside passes through the
エンジン5は、複数の気筒を有して構成され、供給された吸気と燃料とを混合した混合気を爆発させることによって動力を発生する。エンジン5は、ECU50から供給される制御信号によって、燃料噴射量の制御や点火時期の制御などが行われる。なお、エンジン5は、例えばガソリンエンジやディーゼルエンジンなどによって構成される。
The engine 5 includes a plurality of cylinders, and generates power by causing an air-fuel mixture obtained by mixing the supplied intake air and fuel to explode. The engine 5 is controlled by a control signal supplied from the
排気通路6は、エンジン5から排出された排気ガスが流通する。排気通路6中には、上流側から下流側へ順に、第1触媒7と、HC吸着装置8と、第2触媒9が設けられている。第1触媒7及び第2触媒9は、三元触媒などによって構成され、排気ガス中のNOxやSOxを浄化する。
The exhaust gas discharged from the engine 5 flows through the exhaust passage 6. In the exhaust passage 6, a
HC吸着装置8は、筒状に構成され、第1の通路61と第2の通路62とが形成されている。また、HC吸着装置8の内部には、切換弁10が配置されている。第1の通路61には、排気ガス中に含まれる未燃焼成分としてのHC(炭化水素)を吸着する機能を有するHC吸着部11(図1中のハッチング部分)が配設されている。切換弁10は、第1の通路61、及びHC吸着部11をバイパスする第2の通路62のいずれかに排気ガスが流れるように、排気ガスの流路を選択的に切り換える弁である。詳しくは、切換弁10が閉である場合には第1の通路61にのみ排気ガスが流れ、切換弁10が開である場合には第1の通路61及び第2の通路62に排気ガスが流れる。切換弁10は、後述するダイヤフラム機構20によって開閉が制御される。
The HC adsorption device 8 is configured in a cylindrical shape, and a first passage 61 and a
ここで、切換弁10の開閉についての基本的な考え方について説明する。冷始動時などにおいては第1触媒7及び第2触媒9ともに排気ガス中のHCを効果的に浄化することができないため、HC吸着部11によってHCを吸着させるために、第1の通路61に排気ガスが流れるように切換弁10を閉に設定する。また、HC吸着部11は、供給される排気ガスの温度が高くなると、吸着するHCを外部へ放出し始める特性を有している。そのため、吸着されたHCがパージされるような温度に排気ガスの温度が達した場合(この場合には、第2触媒9は概ね活性している)、第2の通路62に排気ガスが流れるように切換弁10を閉から開に切り換える。更に、温間時などにおいてHC吸着部11に吸着されたHCを完全にパージさせる要求がある場合、切換弁10を閉に設定して排気ガスをHC吸着部11に供給することにより、HCのパージ(強制パージ)が実行される。
Here, the basic concept about opening and closing of the switching valve 10 will be described. At the time of cold start or the like, both the
次に、上記した切換弁10の開閉を制御する機構について説明する。切換弁10は、ダイヤフラム機構20によって開閉が制御される。詳しくは、ダイヤフラム機構20は、負圧供給通路15を介して供給されるガスの圧力によって動作が制御される。
Next, a mechanism for controlling the opening / closing of the switching valve 10 will be described. The switching valve 10 is controlled to be opened and closed by a diaphragm mechanism 20. Specifically, the operation of the diaphragm mechanism 20 is controlled by the pressure of the gas supplied through the negative
負圧供給通路15は、サージタンク4とダイヤフラム機構20とを導通させる通路である。負圧供給通路15には、サージタンク4側からダイヤフラム機構20側へ向かう方向に順に、チェックバルブ16、及び三方VSV19が設けられている。チェックバルブ16は、負圧供給通路15側からサージタンク4側へ向かうガスの流れのみを許容する一方向弁である。三方VSV19は、いわゆる三方弁によって構成され、チェックバルブ16側に接続された開口部と、ダイヤフラム機構20側に接続された開口部と、大気開放された開口部と、を有する。三方VSV19は、ECU50から供給される制御信号によって制御される。具体的には、三方VSV19がオンにされた場合には、ダイヤフラム機構20に負圧が導入され、三方VSV19がオフにされた場合には、ダイヤフラム機構20に負圧の代わりに大気圧が導入される。
The negative
ダイヤフラム機構20は、供給されるガスの圧力に応じて切換弁10の開閉を制御する。詳しくは、ダイヤフラム機構20は、内部が大気圧に維持されており、供給されるガスの圧力と、内部における大気圧との差に応じて動作する。具体的には、ダイヤフラム機構20は、大気圧が導入された場合(三方VSV19がオフにされた場合)には切換弁10が開となるように動作し、大気圧よりも低圧である負圧が導入された場合(三方VSV19がオンにされた場合)には切換弁10が閉となるように動作する。
The diaphragm mechanism 20 controls opening and closing of the switching valve 10 according to the pressure of the supplied gas. Specifically, the inside of the diaphragm mechanism 20 is maintained at atmospheric pressure, and operates according to the difference between the pressure of the supplied gas and the atmospheric pressure inside. Specifically, the diaphragm mechanism 20 operates so that the switching valve 10 is opened when the atmospheric pressure is introduced (when the three-
モータジェネレータ21は、主としてエンジン5の出力をアシストする電動機として機能するように構成されている。モータジェネレータ21は、図示しないプラネタリギヤなどを介してエンジン5と接続されている。
The
ECU50は、図示しないCPU、ROM、RAM、A/D変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。ECU50は、各種センサから供給される検出信号(例えば、エアフロメータ1から取得する吸入空気量)などに基づいて、車両100内の制御を行う。具体的には、ECU50は、主に、三方VSV19のオン・オフの制御を行うことによって、ダイヤフラム機構20に対して供給するガスの圧力を制御して、切換弁10の開閉を制御する。なお、ECU50は、本発明における内燃機関の制御装置として機能する。具体的には、ECU50は、切換弁制御手段及び学習手段として動作する。
The
[制御の基本概念]
次に、本実施形態に係る制御の基本概念について説明する。本実施形態では、ECU50は、吸入空気量が所定値以上となった場合に、HCのパージなどのために閉弁中にある切換弁10を閉から開にする制御を行うと共に、このように切換弁10が開弁された後に、切換弁10を開に維持して閉弁することを禁止すべき閉弁禁止時間を、運転状況などに応じて学習する。具体的には、ドライバーの特性などに基づいて閉弁禁止時間を学習によって取得し、決定する。そして、ECU50は、切換弁10が開弁された後に閉弁禁止時間が経過した際に、切換弁10を開から閉にすることを許可する。なお、「閉弁禁止時間」は、切換弁10を動作させるために必要な負圧が確保されるまでに要する時間に概ね対応する。
以下で、上記した制御を行う理由について具体的に説明する。前述したように、HC吸着部11に吸着されたHCを強制パージするために切換弁10を閉弁する制御(即ち、HC吸着部11に排気ガスを流すための制御)が行われるが、このように切換弁10を閉に維持している状況において切換弁10を開弁すべき条件(以下、「強制弁開条件」とも呼ぶ。)が成立した場合には、切換弁10を閉から開に制御する。具体的には、吸入空気量が所定値以上となった場合などにおいて強制弁開条件が成立し、車両100が加速する際などにおいて吸入空気量が所定値以上となる。そのため、強制弁開条件が成立した場合には、背圧上昇を抑制することによって、加速時におけるドライバビリティー及び車両100の動力性能を確保するために、切換弁10を閉から開に制御する。
[Basic concept of control]
Next, the basic concept of control according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, the
Hereinafter, the reason why the above-described control is performed will be specifically described. As described above, the control for closing the switching valve 10 in order to forcibly purge the HC adsorbed by the HC adsorption unit 11 (that is, the control for flowing the exhaust gas through the HC adsorption unit 11) is performed. Thus, when the condition for opening the switching valve 10 (hereinafter also referred to as “forced valve opening condition”) is satisfied in the situation where the switching valve 10 is kept closed, the switching valve 10 is opened from the closed state. To control. Specifically, the forced valve opening condition is satisfied when the intake air amount becomes a predetermined value or more, and the intake air amount becomes a predetermined value or more when the
そして、本実施形態では、上記のように切換弁10が開弁された後に、少なくとも閉弁禁止時間が経過するまでは、切換弁10を開から閉にすることを禁止する。言い換えると、本実施形態では、少なくとも、切換弁10を確実に動作させることが可能な時間が経過するまでは、切換弁10の閉弁を遅延(ディレー)させる。詳しくは、切換弁10が開弁された後に閉弁禁止時間が経過し、且つ吸入空気量が所定値未満となった場合にのみ、切換弁10を開から閉にする。このように切換弁10の閉弁を遅延させるのは、切換弁10の開閉を実質的に行うダイヤフラム機構20におけるストローク量(実弁挙動)が、開→閉→開→・・・とハンチングしてしまうことを抑制するためである。上記のようなハンチングが生じてしまうと、装置の部品性能が低下したり、弁が半開の状態にある時間が長くなって制御性が悪化したり、背圧変化に起因して動力変動や排気音変化が生じてドライバビリティーが悪化したりする場合がある。したがって、本実施形態では、このような不具合の発生を防止するために、切換弁10が開弁された後に、少なくとも閉弁禁止時間が経過するまでは、切換弁10を開から閉にすることを禁止する。 In the present embodiment, after the switching valve 10 is opened as described above, the switching valve 10 is prohibited from opening to closing until at least the valve closing prohibition time has elapsed. In other words, in this embodiment, the closing of the switching valve 10 is delayed (delayed) until at least the time during which the switching valve 10 can be reliably operated has elapsed. Specifically, the switching valve 10 is closed from the open state only when the valve closing prohibition time has elapsed after the switching valve 10 is opened and the intake air amount becomes less than a predetermined value. The reason for delaying the closing of the switching valve 10 in this way is that the stroke amount (actual valve behavior) in the diaphragm mechanism 20 that substantially opens and closes the switching valve 10 is hunted as open → closed → open →. It is for suppressing that it will be. If such hunting occurs, the performance of the parts of the device will deteriorate, the time that the valve will remain in the half-open state will become longer, the controllability will deteriorate, and power fluctuations and exhaust will be caused by changes in the back pressure. A change in sound may occur and drivability may deteriorate. Therefore, in this embodiment, in order to prevent the occurrence of such a problem, after the switching valve 10 is opened, the switching valve 10 is closed from the open state until at least the valve closing prohibition time has elapsed. Is prohibited.
更に、本実施形態では、上記した閉弁禁止時間をドライバーや車種の特性に基づいて学習する。詳しくは、強制弁開条件が成立した後から、次に強制弁開条件が成立するまでに要した時間に基づいて、閉弁禁止時間の学習を行う。具体的には、吸入空気量が所定値以上となった後から、次に吸入空気量が所定値以上となるまでの時間に基づいて学習する。即ち、ドライバーによるアクセル操作に基づいて閉弁禁止時間の学習を行う。これにより、ドライバーや車種ごとの特性に応じて閉弁禁止時間を設定することができる。よって、車両100の利用方法(使用環境や走行パターンなど)や個々のドライバーの癖などに起因する切換弁10等の作動回数のばらつきを吸収し、ロバスト性や信頼性を向上させることができる。また、強制パージ等のために切換弁10を閉にする制御をより短い時間で終了させることが可能となる。
Furthermore, in this embodiment, the valve closing prohibition time described above is learned based on the characteristics of the driver and the vehicle type. Specifically, learning of the valve closing prohibition time is performed based on the time required until the forced valve opening condition is satisfied after the forced valve opening condition is satisfied. Specifically, learning is performed based on the time from when the intake air amount becomes equal to or greater than a predetermined value until the next time the intake air amount becomes equal to or greater than the predetermined value. That is, the valve closing prohibition time is learned based on the accelerator operation by the driver. Thereby, the valve closing prohibition time can be set according to the characteristics of each driver and vehicle type. Therefore, it is possible to absorb variations in the number of operations of the switching valve 10 and the like due to the usage method (usage environment, travel pattern, etc.) of the
ここで、本実施形態に係る制御の概要を、図2及び図3を参照して具体的に説明する。なお、図2及び図3では、段階的な加速時の状況を例として示している。 Here, the outline of the control according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 2 and 3. In FIGS. 2 and 3, the situation at the time of stepwise acceleration is shown as an example.
図2は、比較例に係る制御を説明するための図である。なお、比較例においては、閉弁禁止時間を用いた判定を行わずに、強制弁開条件が成立するごとに(吸入空気量が所定値以上となるごとに)切換弁10を開弁するための制御を行う。 FIG. 2 is a diagram for explaining the control according to the comparative example. In the comparative example, since the determination using the valve closing prohibition time is not performed, the switching valve 10 is opened each time the forced valve opening condition is satisfied (every time the intake air amount exceeds a predetermined value). Control.
図2(a)は車速を示しており、図2(b)はエンジン5の回転数を示しており、図2(c)は吸入空気量を示しており、図2(d)は三方VSV19の開閉を示しており、図2(e)はダイヤフラム機構20におけるストローク量(以下、「ダイヤフラムストローク量」と呼ぶ。)を示しており、図2(a)〜図2(e)はそれぞれ横軸に時間を示している。 2 (a) shows the vehicle speed, FIG. 2 (b) shows the rotational speed of the engine 5, FIG. 2 (c) shows the intake air amount, and FIG. 2 (d) shows the three-way VSV19. 2 (e) shows the stroke amount (hereinafter referred to as "diaphragm stroke amount") in the diaphragm mechanism 20, and FIGS. 2 (a) to 2 (e) are respectively horizontal. Time is shown on the axis.
この場合、時刻t1a以前には、三方VSV19がオンに設定され(即ち切換弁10は閉)、HCの強制パージが行われているものとする。そして、このような状況において、ドライバーによりアクセルペダルが踏み込まれた結果、吸入空気量が上昇し、エンジン5の回転数及び車速が上昇したものとする。これにより、時刻t1aにおいて、吸入空気量が所定値G以上になる。この場合、切換弁10を開にするために三方VSV19がオフに制御され、ダイヤフラムストローク量が徐々に上昇する(徐々に開弁されていく)。これより、三方VSV19のオン/オフの切り換えに対して、ダイヤフラム機構20のストローク(実動作)による弁の開閉スピードにディレーがあることがわかる。具体的には、時刻t1aで三方VSV19をオフに設定した後、ある程度時間が経過した時刻t1b付近において、ようやくダイヤフラム機構20が完全に開となる。
In this case, it is assumed that the three-
この後、時刻t1bにおいて吸入空気量が所定値G未満となるため、三方VSV19がオフからオンに制御される。これにより、ダイヤフラムストローク量が徐々に減少していく(徐々に閉弁されていく)。そして、時刻t1cにおいて、再び吸入空気量が所定値G以上になるため、三方VSV19がオンからオフに制御され、ダイヤフラムストローク量が徐々に上昇する。この後、時刻t1dにおいて、吸入空気量が所定値G未満となって落ち着くため、三方VSV19はオフからオンに切り換えられ、このままオンに維持される。
Thereafter, since the intake air amount becomes less than the predetermined value G at time t1b, the three-
図2に示すような段階的な加速があった場合において、比較例に係る制御を行った場合(即ち吸入空気量のみに基づいて三方VS19等の制御を行った場合)、ダイヤフラム機構20の動作回数が増加し、ダイヤフラムストローク量(実弁挙動)が、開→閉→開→・・・とハンチングしてしまう。このようにハンチングが生じた場合には、装置の部品性能が低下したり、ダイヤフラム機構20における弁が半開状態にある時間が長くなって制御性が悪化したり、背圧変化に起因して動力変動や排気音変化が生じてドライバビリティーが悪化したりする可能性がある。
When the control according to the comparative example is performed when there is a stepwise acceleration as shown in FIG. 2 (that is, when the control of the three-
次に、本実施形態に係るECU50が行う制御の概要について、図3を用いて説明する。図3(a)は車速を示しており、図3(b)はエンジン5の回転数を示しており、図3(c)は吸入空気量を示しており、図3(d)は三方VSV19の開閉を示しており、図3(e)はダイヤフラムストローク量を示しており、図3(f)は切換弁10を開に維持し続けている時間(以下、「弁開時間カウンタ値」と呼ぶ。)を示しており、図3(a)〜図3(e)はそれぞれ横軸に時間を示している。なお、弁開時間カウンタ値は、ECU50によって、強制パージのために切換弁10が閉にされている状態において強制弁開条件が成立し、三方VSV19をオンからオフに設定した後からカウントされる。また、ECU50は、弁開時間カウンタ値のカウント中に、吸入空気量が所定値未満の値から所定値以上の値に切り換わった際に、弁開時間カウンタ値を「0」にリセットするものとする。
Next, an outline of control performed by the
この場合も、時刻t2a以前には、三方VSV19がオンに設定され(即ち切換弁10は閉)、HCの強制パージが行われているものとする。そして、このような状況において、ドライバーによりアクセルペダルが踏み込まれた結果、吸入空気量が上昇し、エンジン5の回転数及び車速が上昇したものとする。これにより、時刻t2aにおいて、吸入空気量が所定値G以上になる。この場合、ECU50は、切換弁10を開にするために三方VSV19をオフに制御する。これにより、ダイヤフラムストローク量が徐々に上昇する(ダイヤフラム機構20が徐々に開弁されていく)。また、時刻t2aにおいて、弁開時間カウンタ値のカウントが開始される。この後、時刻t2bにおいて吸入空気量が所定値G未満となるが、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間T未満であるため、ECU50は、三方VSV19をオフに維持する。よって、ダイヤフラムストローク量は一定に維持される(ダイヤフラム機構20が開に維持される)。
Also in this case, it is assumed that the three-
この後、時刻t2cで再び吸入空気量が所定値G以上になる。そして、時刻t2cの後の時刻t3において、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間T以上になる。この場合、吸入空気量が所定値G以上であるため、ECU50は、三方VSV19をオフに維持し続けると共に、弁開時間カウンタ値を「0」にリセットする。
Thereafter, the intake air amount becomes equal to or greater than the predetermined value G again at time t2c. At time t3 after time t2c, the valve opening time counter value becomes equal to or longer than the valve closing prohibition time T. In this case, since the intake air amount is equal to or greater than the predetermined value G, the
この後、時刻t2dで吸入空気量が所定値G未満となるが、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間T未満であるため、ECU50は、三方VSV19をオフに維持する。そして、時刻t2eにおいて、吸入空気量が所定値G未満で、且つ弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間Tとなるため、ECU50は、三方VSV19をオフからオンに切り換える。これにより、ダイヤフラムストローク量が徐々に減少する(ダイヤフラム機構20が徐々に閉弁されていく)。
Thereafter, at time t2d, the intake air amount becomes less than the predetermined value G, but since the valve opening time counter value is less than the valve closing prohibition time T, the
このように、本実施形態に係る制御によれば、図3に示すように段階的な加速があった場合においても、ダイヤフラム機構20におけるストローク量(実弁挙動)のハンチングや極端な作動回数の増加などを抑制することができる。これにより、前述したようなダイヤフラム機構20のハンチングなどに起因する不具合の発生を防止することが可能となる。 As described above, according to the control according to the present embodiment, even when there is a stepwise acceleration as shown in FIG. 3, hunting of the stroke amount (actual valve behavior) in the diaphragm mechanism 20 and the extreme number of operations are performed. An increase or the like can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the occurrence of problems due to the hunting of the diaphragm mechanism 20 as described above.
[学習制御]
次に、閉弁禁止時間を学習する方法について説明する。本実施形態では、閉弁禁止時間をドライバーによる運転に基づいて学習する。詳しくは、ドライバーによるアクセル操作に対応する吸入空気量の変化に基づいて閉弁禁止時間の学習を行い、閉弁禁止時間を決定する。具体的には、強制弁開条件(吸入空気量が所定値以上)が成立した後から、次に強制弁開条件が成立するまでに要した時間に基づいて、閉弁禁止時間の学習を行う。つまり、一回目の強制弁開条件が成立してから二回目の強制弁開条件が成立するまでの時間(以下、単に「ディレー時間カウンタ値」とも呼ぶ。)に基づいて閉弁禁止時間の学習を行う。
[Learning control]
Next, a method for learning the valve closing prohibition time will be described. In this embodiment, the valve closing prohibition time is learned based on driving by the driver. Specifically, the valve closing prohibition time is learned based on the change in the intake air amount corresponding to the accelerator operation by the driver, and the valve closing prohibition time is determined. Specifically, learning of the valve closing prohibition time is performed based on the time required from when the forced valve opening condition (the intake air amount is equal to or greater than a predetermined value) to the next time when the forced valve opening condition is satisfied. . That is, learning of the valve closing prohibition time based on the time from when the first forced valve opening condition is satisfied until the second forced valve opening condition is satisfied (hereinafter also simply referred to as “delay time counter value”). I do.
更に、本実施形態では、上記したディレー時間カウンタ値が所定範囲にあるか否かに基づいて、閉弁禁止時間の学習を行う。具体的には、取得されたディレー時間カウンタ値が上下限ガードによって規定される範囲内にある場合には、ディレー時間カウンタ値を用いて閉弁禁止時間の更新を行う。一方、ディレー時間カウンタ値が上下限ガードによって規定される範囲内にない場合には、ディレー時間カウンタ値を用いる代わりに、上下限ガードを規定する上限値又は下限値を用いて閉弁禁止時間の更新を行う。 Further, in this embodiment, learning of the valve closing prohibition time is performed based on whether or not the delay time counter value is within a predetermined range. Specifically, when the acquired delay time counter value is within the range defined by the upper and lower limit guards, the valve closing prohibition time is updated using the delay time counter value. On the other hand, when the delay time counter value is not within the range defined by the upper and lower limit guards, instead of using the delay time counter value, the upper limit value or the lower limit value defining the upper and lower limit guards is used to set the valve closing prohibition time. Update.
図4は、本実施形態に係る学習制御を示すフローチャートである。この処理は、ECU50によって実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing learning control according to the present embodiment. This process is executed by the
ステップS101〜ステップS105の処理は、強制弁開条件が成立しているか否かの判定を二回行い、ディレー時間カウンタ値を取得するために行われる。 The processing from step S101 to step S105 is performed to determine whether or not the forced valve opening condition is satisfied twice, and to obtain a delay time counter value.
まず、ステップS101では、ECU50は、閉弁禁止時間を初期値に設定する。例えば、閉弁禁止時間を「5.0(sec)」に設定する。そして、処理はステップS102に進む。
First, in step S101, the
ステップS102では、ECU50は、エアフロメータ1から取得される吸入空気量に基づいて、吸入空気量が所定値以上であるか否かを判定する。即ち、ECU50は、一回目の強制弁開条件が成立したか否かを判定する。例えば、吸入空気量が「50(g/sec)」以上であるか否かを判定する。吸入空気量が所定値以上である場合(ステップS102;Yes)、処理はステップS103に進む。この場合、一回目の強制弁開条件が成立する。一方、吸入空気量が所定値未満である場合(ステップS102;No)、処理はステップS102に戻る。即ち、一回目の強制弁開条件が成立するまで、ステップS102の判定を繰り返す。
In step S102, the
ステップS103では、ECU50は、一回目の強制弁開条件が成立したため、ディレー時間カウンタのカウントを開始する。そして、処理はステップS104に進む。ステップS104では、吸入空気量が所定値以上であるか否かを判定する。即ち、ECU50は、二回目の強制弁開条件が成立したか否かを判定する。吸入空気量が所定値以上である場合(ステップS104;Yes)、処理はステップS105に進む。この場合、二回目の強制弁開条件が成立するため、ディレー時間カウンタのカウントが停止される。そして、ステップS105では、ECU50は、得られたディレー時間カウンタ値を記憶し、処理はステップS106に進む。一方、吸入空気量が所定値未満である場合(ステップS104;No)、処理はステップS104に戻る。即ち、二回目の強制弁開条件が成立するまで、ステップS104の判定を繰り返す。この場合、ディレー時間カウンタのカウントが継続される。
In step S103, the
ステップS105以降の処理は、ディレー時間カウンタ値を用いて閉弁禁止時間を学習するために実行される。具体的には、ディレー時間カウンタ値に対して上下限ガードを用いた判定を行うことによって、閉弁禁止時間の学習を行う。 The processing after step S105 is executed to learn the valve closing prohibition time using the delay time counter value. Specifically, the valve closing prohibition time is learned by making a determination using the upper and lower limit guards on the delay time counter value.
ステップS106では、ECU50は、上記したステップS105の処理で記憶されたディレー時間カウンタ値が、上下限ガードの下限値以下であるか否かを判定する。例えば、下限値として「3(sec)」を用い、ディレー時間カウンタ値が「3(sec)」以下であるか否かを判定する。
In step S106, the
ディレー時間カウンタ値が下限値以下である場合(ステップS106;Yes)、処理はステップS107に進み、ECU50は、閉弁禁止時間に下限値を代入する。即ち、ディレー時間カウンタ値が所定範囲内にないため、ディレー時間カウンタ値を用いて学習を行う代わりに、上下限ガードの下限値を用いて閉弁禁止時間の学習を行う。つまり、上下限ガードの下限値によって閉弁禁止時間を更新する。例えば、下限値が「3(sec)」である場合には、閉弁禁止時間を「3(sec)」に設定する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
When the delay time counter value is less than or equal to the lower limit value (step S106; Yes), the process proceeds to step S107, and the
ディレー時間カウンタ値が下限値より大きい場合(ステップS106;No)、処理はステップS108に進む。ステップS108では、ECU50は、ディレー時間カウンタ値が上下限ガードの上限値以上であるか否かを判定する。例えば、上限値として「10(sec)」を用い、ディレー時間カウンタ値が「10(sec)」以上であるか否かを判定する。
When the delay time counter value is larger than the lower limit value (step S106; No), the process proceeds to step S108. In step S108, the
ディレー時間カウンタ値が上限値以上である場合(ステップS108;Yes)、処理はステップS109に進み、ECU50は、閉弁禁止時間に上限値を代入する。即ち、ディレー時間カウンタ値が所定範囲内にないため、ディレー時間カウンタ値を用いて学習を行う代わりに、上下限ガードの上限値を用いて閉弁禁止時間の学習を行う。つまり、上下限ガードの上限値によって閉弁禁止時間を更新する。例えば、上限値が「10(sec)」である場合には、閉弁禁止時間を「10(sec)」に設定する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
If the delay time counter value is greater than or equal to the upper limit value (step S108; Yes), the process proceeds to step S109, and the
一方、ディレー時間カウンタ値が上限値未満である場合(ステップS108;No)、処理はステップS110に進む。ステップS110では、ECU50は、閉弁禁止時間にディレー時間カウンタ値を代入する。この場合には、ディレー時間カウンタ値が所定範囲内にあるため、ディレー時間カウンタ値を用いて学習を行う。つまり、ディレー時間カウンタ値によって閉弁禁止時間を更新する。例えば、下限値が「3(sec)」であり、上限値が「10(sec)」であり、ディレー時間カウンタ値が「6(sec)」である場合には、閉弁禁止時間を「6(sec)」に設定する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
On the other hand, when the delay time counter value is less than the upper limit value (step S108; No), the process proceeds to step S110. In step S110, the
本実施形態に係る学習制御によれば、ドライバーや車種ごとの特性に応じて閉弁禁止時間を設定することができる。よって、車両100の利用方法(使用環境や走行パターンなどや)や個々のドライバーの癖などに起因する切換弁10等の作動回数のばらつきを吸収し、ロバスト性や信頼性を向上させることができる。更に、強制パージ等のために切換弁10を閉にする制御をより短い時間で終了させることが可能となる。
According to the learning control according to the present embodiment, the valve closing prohibition time can be set according to the characteristics of each driver and vehicle type. Therefore, it is possible to absorb the variation in the number of times of operation of the switching valve 10 and the like due to the usage method (usage environment, running pattern, etc.) of the
[切換弁制御]
次に、切換弁10を制御する方法について説明する。本実施形態では、強制パージ中に強制弁開条件が成立した場合(吸入空気量が所定値以上となった場合)に、切換弁10を閉から開に制御する。更に、本実施形態では、上記のように切換弁10が開弁された後に、少なくとも閉弁禁止時間が経過するまでは、切換弁10を開から閉にすることを禁止する。言い換えると、少なくとも、切換弁10を確実に動作させることが可能な時間が経過するまでは、切換弁10の閉弁を遅延(ディレー)させる。
[Switching valve control]
Next, a method for controlling the switching valve 10 will be described. In this embodiment, when the forced valve opening condition is satisfied during the forced purge (when the intake air amount becomes a predetermined value or more), the switching valve 10 is controlled from closed to open. Further, in the present embodiment, after the switching valve 10 is opened as described above, the switching valve 10 is prohibited from being opened to closed at least until the valve closing prohibition time has elapsed. In other words, the closing of the switching valve 10 is delayed (delayed) until at least the time during which the switching valve 10 can be reliably operated has elapsed.
図5は、本実施形態に係る切換弁制御を示すフローチャートである。この処理は、ECU50によって、所定の周期で繰り返し実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing the switching valve control according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
まず、ステップS201では、ECU50は、強制パージのための制御の実行中であるか否かを判定する。即ち、強制パージのために切換弁10を閉にする制御を実行している最中(弁閉制御中)であるか否かを判定する。弁閉制御中である場合(ステップS201;Yes)、処理はステップS202に進み、弁閉制御中でない場合(ステップS201;No)、処理は当該フローを抜ける。
First, in step S201, the
ステップS202では、ECU50は、エアフロメータ1から取得される吸入空気量に基づいて、吸入空気量が所定値以上であるか否かを判定する。ここでは、切換弁50を閉から開に切り換えるべき状況であるか否かを判定する。即ち、強制弁開条件が成立したか否かを判定する。例えば、吸入空気量が「50(g/sec)」以上であるか否かを判定する。吸入空気量が所定値以上である場合(ステップS202;Yes)、処理はステップS203に進み、吸入空気量が所定値未満である場合(ステップS202;No)、処理は当該フローを抜ける。
In step S202, the
ステップS203では、ECU50は、強制弁開条件が成立しているため、切換弁10を閉から開にするために三方VSV19をオンからオフに設定する。この場合には車両100が加速中などであるため、装置内の部品を保護するために、及び背圧上昇を抑制するために、ECU50は切換弁10を閉から開にする。更に、ECU50は、弁開時間カウンタのカウントを開始する。そして、処理はステップS204に進む。なお、弁開時間カウンタは時間の経過に伴ってカウントされる。
In step S203, since the forced valve opening condition is satisfied, the
ステップS204では、ECU50は、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上であるか否かを判定する。この場合、ECU50は、前述した学習制御(図4参照)において決定された閉弁禁止時間を用いて判定を行う。弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上である場合(ステップS204;Yes)、処理はステップS206に進み、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間未満である場合(ステップS204;No)、処理はステップS205に進む。
In step S204, the
ステップS205では、ECU50は、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間未満であるので、切換弁10を開に維持するため(閉にすることを禁止するため)、三方VSV19をオフに維持する。そして、処理はステップS204に戻り再度判定を行う。即ち、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上となるまで、ステップS204及びステップS205の処理を繰り返し実行する。
In step S205, since the valve opening time counter value is less than the valve closing prohibition time, the
ステップS206では、ECU50は、吸入空気量が所定値未満であるか否かを判定する。言い換えると、強制弁開条件が成立していないか否かを判定する。即ち、ここでは弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上であるが、ECU50は、切換弁50を開から閉に切り換えても良い状態であるか否かを判定する。例えば、車両100が加速中である場合(この場合には、吸入空気量が所定値以上となる)には、背圧上昇を抑制するために、切換弁50を閉に切り換えるべきではない状態であると言える。
In step S206, the
吸入空気量が所定値未満である場合(ステップS206;Yes)、処理はステップS208に進む。この場合には、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上であり、且つ吸入空気量が所定値以上であるので、切換弁50を開から閉にしても問題はないため、ECU50は、三方VSV19をオフからオンに設定する(ステップS208)。即ち、再度、強制パージのために切換弁10を閉にする制御(弁閉制御)を実行する。そして、処理は当該フローを抜ける。
If the intake air amount is less than the predetermined value (step S206; Yes), the process proceeds to step S208. In this case, since the valve opening time counter value is not less than the valve closing prohibition time and the intake air amount is not less than the predetermined value, there is no problem even if the switching
一方、吸入空気量が所定値以上である場合(ステップS206;No)、処理はステップS207に進む。ステップS207では、ECU50は、弁開時間カウンタ値を「0」にリセットする。この場合には、切換弁10などを動作させるために必要な時間が経過するまで、弁開時間カウンタ値をリセットして、切換弁10の閉弁を遅延させる。そして、処理はステップS205に進む。ステップS205では、ECU50は、切換弁10を開に維持するために三方VSV19をオフに維持する。そして、処理はステップS204に戻り再度判定を行う。即ち、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上となり、且つ吸入空気量が所定値以上となるまで、ステップS204〜S207の処理を繰り返し実行する。
On the other hand, when the amount of intake air is greater than or equal to the predetermined value (step S206; No), the process proceeds to step S207. In step S207, the
本実施形態に係る切換弁制御によれば、少なくとも閉弁禁止時間が経過するまでは切換弁10を開から閉にすることを禁止するため、ダイヤフラム機構20における実弁挙動のハンチングや極端な作動回数の増加などを抑制することができる。 According to the switching valve control according to the present embodiment, since the switching valve 10 is prohibited from being opened to closed at least until the valve closing prohibition time elapses, hunting of the actual valve behavior in the diaphragm mechanism 20 or extreme operation is performed. An increase in the number of times can be suppressed.
1 エアフロメータ
2 スロットルバルブ
3 吸気通路
5 エンジン
7 第1触媒
9 第2触媒
10 切換弁
11 HC吸着部
19 三方VSV
20 ダイヤフラム機構
50 ECU
100 車両
DESCRIPTION OF
20
100 vehicles
Claims (5)
閉弁中にある前記切換弁を、運転状態に基づいて強制的に開弁する制御を行う切換弁制御手段と、
前記切換弁制御手段により前記切換弁が開弁された後に、当該切換弁を開に維持して閉弁を禁止すべき閉弁禁止時間を、学習によって設定する学習手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 Control for an internal combustion engine having a switching valve for selectively switching a passage through which exhaust gas flows to either a first passage provided with an HC adsorbing portion or a second passage bypassing the HC adsorbing portion A control device for an internal combustion engine that performs
A switching valve control means for performing control to forcibly open the switching valve in the closed state based on an operating state;
Learning means for setting, by learning, a valve closing prohibition time for keeping the switching valve open and prohibiting the valve closing after the switching valve is opened by the switching valve control means. A control device for an internal combustion engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006200561A JP2008025499A (en) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Control unit of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006200561A JP2008025499A (en) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Control unit of internal combustion engine |
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2008025499A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2088767A2 (en) | 2008-02-05 | 2009-08-12 | Fujinon Corporation | Television camera system |
-
2006
- 2006-07-24 JP JP2006200561A patent/JP2008025499A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2088767A2 (en) | 2008-02-05 | 2009-08-12 | Fujinon Corporation | Television camera system |
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