JP2011149342A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特にスロットル開度を検出して燃料カット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, and more particularly to a control device for an internal combustion engine that performs fuel cut by detecting a throttle opening.
車両の内燃機関においては、触媒等の排気系部品の保護の点から、所定の失火領域で燃料カットを行う制御装置を備えているものがある。
この制御装置は、燃料カットを実行する燃料カット手段を備えて、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が、設定されたしきい値以下である時には、燃料カット手段により燃料カットを行っている。
Some internal combustion engines of vehicles include a control device that cuts fuel in a predetermined misfire region from the viewpoint of protecting exhaust system parts such as a catalyst.
The control device includes fuel cut means for performing fuel cut, and when the throttle opening detected by the throttle opening detection means for detecting the throttle opening is equal to or less than a set threshold value, the fuel cut is performed. The fuel is cut by means.
特許文献1に係る内燃機関の燃料カット制御方法は、燃料カットの条件を機関負荷で定義し、失火をイオン電流の波形により検出するものである。
The fuel cut control method for an internal combustion engine according to
ところが、従来、内燃機関の制御装置においては、内燃機関の量産による個々のばらつきの関係で、余裕をもった一定値のスロットル開度の設定により燃料カットを行っており、スロットル開度を徐々に戻して行った場合を考えると、トルクが出ている所から急にトルクが零(0)となり、このため、ドライバビリティが悪くなるという不都合があった。
また、内燃機関の不調等の何らかの要因で、余裕を持った設定を超えて失火が起こった場合には、その失火を止めるすべがなく、排気系部品の破損等を引き起こすおそれがあった。
更に、上記の特許文献1にあっては、イオン電流の発生期間を検出する回路が必要になるという不都合があった。
However, conventionally, in a control device for an internal combustion engine, fuel is cut by setting a constant throttle opening with a margin due to individual variations due to mass production of the internal combustion engine. Considering the case of returning the torque, the torque suddenly becomes zero (0) from the place where the torque is generated, and there is a disadvantage that drivability is deteriorated.
In addition, if a misfire occurs beyond a setting with a margin due to a malfunction of the internal combustion engine or the like, there is no way to stop the misfire, which may cause damage to exhaust system components.
Furthermore, the above-mentioned
そこで、この発明の目的は、燃料カット条件をスロットル開度で定義し、内燃機関の失火をクランク角検出手段からの出力信号で判定して、ドライバビリティを向上し、排気系部品の破損等を回避し、さらに、イオン電流の発生期間を検出する回路を不要とする内燃機関の制御装置を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to define the fuel cut condition by the throttle opening, determine the misfire of the internal combustion engine by the output signal from the crank angle detection means, improve the drivability, damage the exhaust system parts, etc. An object of the present invention is to provide a control apparatus for an internal combustion engine that avoids the need for a circuit that detects the generation period of ion current.
この発明は、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を設け、燃料カットを実行する燃料カット手段を備えて、前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が設定されたしきい値以下である時には前記燃料カット手段により燃料カットを行う制御手段を設けた内燃機関の制御装置において、クランク角を検出するクランク角検出手段を設け、前記制御手段は、前記クランク角検出手段からの出力信号により内燃機関の失火を検出する失火検出手段と、この失火検出手段により内燃機関の失火が検出された場合には失火する前のスロットル開度をしきい値とするスロットル開度学習手段とを備えていることを特徴とする。 The present invention provides a throttle opening detecting means for detecting a throttle opening, and includes a fuel cut means for executing a fuel cut, and a threshold in which the throttle opening detected by the throttle opening detecting means is set. In the control apparatus for an internal combustion engine provided with control means for performing fuel cut by the fuel cut means when the following is true, crank angle detection means for detecting a crank angle is provided, and the control means outputs an output from the crank angle detection means A misfire detection means for detecting misfire of the internal combustion engine from the signal, and a throttle opening learning means for setting the throttle opening before the misfire as a threshold value when the misfire of the internal combustion engine is detected by the misfire detection means. It is characterized by having.
この発明の内燃機関の制御装置は、燃料カット条件をスロットル開度で定義し、内燃機関の失火をクランク角検出手段からの出力信号で判定することにより、ドライバビリティを向上し、排気系部品の破損等を回避し、さらに、イオン電流の発生期間を検出する回路を不要とする。 The control device for an internal combustion engine according to the present invention improves the drivability by defining the fuel cut condition by the throttle opening and determining the misfire of the internal combustion engine by the output signal from the crank angle detection means. A circuit that avoids breakage and detects the generation period of the ion current is unnecessary.
この発明は、ドライバビリティを向上し、排気系部品の破損等を回避し、さらに、イオン電流の発生期間を検出する回路を不要とする目的を、燃料カット条件をスロットル開度で定義し、内燃機関の失火をクランク角検出手段からの出力信号で判定して実現するものである。 The purpose of this invention is to improve drivability, avoid damage to exhaust system parts, etc., and further eliminate the need for a circuit for detecting the generation period of ion currents. The engine misfire is determined by an output signal from the crank angle detection means.
図1〜図5は、この発明の実施例を示すものである。
図5において、1は車載用で多気筒用の内燃機関である。この内燃機関1は、シリンダブロック2とシリンダヘッド3とシリンダヘッドカバー4とが一体的になって構成されている。シリンダブロック2には、気筒毎に各シリンダ5が形成されているとともにこのシリンダ5にピストン6が摺動可能に設けられている。また、ピストン6の上面とシリンダヘッド3との間には、燃焼室7が形成される。
シリンダヘッド3には、吸気側において、吸気ポート8が形成され、また、吸気カム軸9が設置され、さらに、吸気タペット10を介して吸気カム軸9で駆動されて吸気ポート8を開閉する吸気弁11が設けられている。
また、シリンダヘッド3には、排気側において、排気ポート12が形成され、また、排気カム軸13が設置され、さらに、排気タペット14を介して排気カム軸13で駆動されて排気ポート12を開閉する排気弁15が設けられている。
1 to 5 show an embodiment of the present invention.
In FIG. 5,
The
Further, the
内燃機関1は、吸気装置16を備えている。この吸気装置16においては、エアクリーナ17と、このエアクリーナ17から内燃機関1側に吸入空気を導く吸気通路18を形成するように、吸気管19と、スロットル弁20を備えたスロットルボディ21と、サージタンク22が一体でシリンダヘッド3に取り付けられる吸気マニホルド23とが、順次に接続している。
The
内燃機関1は、排気装置24を備えている。この排気装置24においては、内燃機関1からの排気を導く排気通路25を形成するように、シリンダヘッド3に取り付けられて上流側触媒コンバータ26を備えた排気マニホルド27と、この排気マニホルド27に接続されて下流側触媒コンバータ28を備えた排気管29とが、順次に設けられている。
The
内燃機関1は、燃料噴射装置30を備えている。この燃料噴射装置30においては、燃料タンク31内で電磁式の燃料ポンプ32が設けられ、また、この燃料ポンプ32に燃料フィルタ33を介して燃料供給管34の一端が接続している。この燃料供給管34の他端は、燃料デリバリパイプ35を介して燃料噴射弁36に接続している。この燃料噴射弁36は、シリンダヘッド3に取り付けられて燃料を吸気ポート8へ噴射する。
燃料デリバリパイプ35には、燃料圧レギュレータ37が接続している。この燃料圧レギュレータ37には、燃料タンク31内に開口する燃料戻し管38と、サージタンク22内に開口する燃料圧調整用吸気導入管39とが接続している。
The
A fuel pressure regulator 37 is connected to the fuel delivery pipe 35. The fuel pressure regulator 37 is connected to a
内燃機関1は、蒸発燃料制御装置40を備えている。この蒸発燃料制御装置40においては、燃料タンク31の上部に二ウェイチェック弁41が設けられ、この二ウェイチェック弁41にはエバポ管42の一端が接続し、このエバポ管42の他端にキャニスタ43が設けられている。
このキャニスタ43には、パージ管44の一端が接続している。このパージ管44の他端は、サージタンク22に接続している。パージ管44の途中には、パージ弁(VSV)45が設けられている。
The
One end of a
また、内燃機関1は、アイドル回転数制御装置(ISC装置)46を備えている。このアイドル回転数制御装置46においては、スロットル弁20を迂回してスロットルボディ21内とサージタンク22内とを連通するアイドルエア管47が設けられ、このアイドルエア管47の途中に内燃機関1へのアイドル空気量を調整するISC弁(アイドル空気量制御弁)48が設けられている。
The
更に、内燃機関1は、EGR装置49を備えている。このEGR装置49においては、一端が排気マニホルド27内に連通するとともに他端がサージタンク22内に連通するEGR管50が設けられ、このEGR管50の途中にEGR弁51が設けられている。
Further, the
また、内燃機関1は、可変バルブタイミング(VVT)装置52を備えている。この可変バルブタイミング装置52においては、吸気カム軸9の前端に取り付けられた可変バルブ(VVT)アクチュエータ53と、この可変バルブアクチュエータ53を作動するオイルコントロール弁54とが設けられている。
The
シリンダヘッドカバー4には、イグニションコイル55とPCV弁56とが取り付けられている。このPCV弁56には、サージタンク22内に連通するタンク側ブローバイガス管57が接続している。
また、シリンダヘッドカバー4には、エアクリーナ17内に連通するクリーナ側ブローバイガス管58が接続している。
An
Further, a cleaner side blow-by
シリンダブロック2には、吸気マニホルド23の一部に形成した冷却水通路59内の冷却水温度を検出する水温センサ60と、燃焼室7内のノッキングを検出するノッキングセンサ61とが取り付けられている。水温センサ60は、検出した冷却水温度を燃料噴射制御や点火時期制御等に利用させる。
スロットルボディ21には、スロットル弁20のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ62が設けられ、また、スロットル弁20よりも下流側に導圧管63の一端が接続している。この導圧管63の他端には、スロットル弁22の下流側の吸気通路18の圧力であるインテークマニホルド圧(吸気管圧力)を検出する圧力センサ64が設けられている。この圧力センサ64は、検出したインテークマニホルド圧を燃料噴射制御や点火時期制御等に利用させる。
エアクリーナ17には、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ65が取り付けられている。この吸気温センサ65は、吸入空気の温度を検出して吸気温補正値の決定等に利用させる。
排気マニホルド27には、上流側触媒コンバータ26の上流部で、排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ(O2センサ)66が取り付けられている。
A
The
An intake
An oxygen sensor (
燃料ポンプ32と、燃料噴射弁36と、パージ弁45と、ISC弁48と、EGR弁51と、オイルコントロール弁54と、イグニションコイル55と、水温センサ60と、ノッキングセンサ61と、スロットル開度センサ62と、圧力センサ64と、吸気温センサ65と、酸素センサ66とは、内燃機関の制御装置を構成する制御手段(ECM)67に連絡している。
また、この制御手段67には、カム角を検出するカム角センサ68と、クランク角を検出するクランク角検出手段としてのクランク角センサ69と、メインスイッチ70及びフューズ71を介したバッテリ72とが連絡している。クランク角センサ69は、クランク角を検出してこの検出信号を制御手段67に出力するとともに、機関回転数を検出する機能を有している。
The control means 67 includes a cam angle sensor 68 for detecting a cam angle, a
制御手段67は、内燃機関1への燃料噴射を制御する燃料噴射手段67Aと、内燃機関1の点火時期を制御する点火時期手段67Bとを備えている。
また、制御手段67は、燃料カットを実行する燃料カット手段67Cを備えて、スロットル開度センサ62により検出されたスロットル開度が、設定されたしきい値以下である時には、燃料カット手段67Cにより燃料カットを行う。
更に、制御手段67は、クランク角センサ69からの出力信号により内燃機関1の失火を検出する失火検出手段67Dと、この失火検出手段67Dにより内燃機関1の失火が検出された場合には失火する前のスロットル開度をしきい値とするスロットル開度学習手段67Eとを備えている。
また、前記スロットル開度学習手段67Eは、スロットル開度センサ69により検出されたスロットル開度が設定されたしきい値以下である時で失火検出手段67Dにより内燃機関1の失火が検出されない場合には、しきい値を先に設定された値よりも小さくする機能を有する。
The control means 67 includes fuel injection means 67A for controlling fuel injection to the
The
Further, the control means 67 detects misfire of the
The throttle opening learning means 67E is used when the misfire of the
次に、この実施例に係る制御を、図1のフローチャートに基づいて説明する。
図1に示すように、制御手段67のプログラムがスタートすると(ステップA01)、クランク角センサ69による角速度から計算した値により内燃機関1が失火状態になっているか否かを判断する(ステップA02)。
このステップA02がYESの場合には、燃料カットを実行し(ステップA03)、そして、失火している場合のスロットル学習として、学習後スロットル開度設定値Cを、
C=A+α
で、燃料カットのしきい値とする(ステップA04)。ここで、Aは現在のスロットル開度であり、αは個々の内燃機関に適合する定数である。
この失火して燃料カットを行うスロットル開度条件が開く側に学習される場合には、図2に示すように、現在のスロットル開度Aが段階的に徐々に減少して、失火判定のタイミングで失火フラグが立ち(時間t1)、その後、現在のスロットル開度Aが減少しようとする学習のタイミングに、燃料カットフラグを立てて燃料カットを実行し、そして、スロットル開度を学習して学習後スロットル開度C(=A+α)を設定してしきい値とする(時間t2)。ここで、この学習後スロットル開度Cは、失火する直前のスロットル開度、又は、余裕をもって失火する直前よりも前のスロットル開度である。また、図2において、Bは、学習前スロットル開度設定値である。
このように、内燃機関1の失火が検出された場合に、失火する前のスロットル開度をしきい値とすることにより、内燃機関1の失火による排気系部品の破損を回避することができ、また、個々の内燃機関にばらつきがあっても、内燃機関の失火による排気系部品の破損を回避することができ、更に、内燃機関の経年変化や想定外の使用があっても、内燃機関の失火による排気系部品の破損を回避することができ、しかも、内燃機関が通常有するクランク角センサ69からの出力信号を用いて失火を検出するので、イオン電流の発生期間を検出する回路を必要としない。
Next, control according to this embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 1, when the program of the control means 67 is started (step A01), it is determined whether or not the
If this step A02 is YES, the fuel cut is executed (step A03), and the throttle opening setting value C after learning is set as the throttle learning in the case of misfire,
C = A + α
Thus, the fuel cut threshold is set (step A04). Here, A is the current throttle opening, and α is a constant suitable for each internal combustion engine.
When the throttle opening condition for performing the fuel cut by misfire is learned on the open side, the current throttle opening A gradually decreases as shown in FIG. The misfire flag is raised (time t1), and then the fuel cut flag is set and the fuel cut is executed at the learning timing when the current throttle opening A is about to decrease, and the throttle opening is learned and learned. The rear throttle opening C (= A + α) is set as a threshold value (time t2). Here, the post-learning throttle opening C is the throttle opening just before misfiring, or the throttle opening before immediately before misfiring with a margin. In FIG. 2, B is a pre-learning throttle opening setting value.
In this way, when the misfire of the
一方、図1に示すように、前記ステップA02がNOの場合には、燃料噴射を実行し(ステップA05)、現在のスロットル開度Aが学習前スロットル開度設定値のしきい値B以上か否かを判断する(ステップA06)。
このステップA06がYESの場合には、スロットル学習として、学習後スロットル開度設定値Cを、
C=A−β
で、燃料カットのしきい値とする(ステップA07)。ここで、Aは現在のスロットル開度であり、βは個々の内燃機関に適合する定数である。
この失火せず燃料カットのスロットル開度条件が閉じ側に学習される場合には、図3に示すように、現在のスロットル開度Aが段階的に徐々に減少して、学習のタイミングになり(時間t1)、その後、燃料カットフラグを立てて燃料カットを実行し、スロットル開度を学習して、学習後スロットル開度C(A−β)をしきい値とする(時間t2)。
このように、内燃機関1の失火が検出されない場合には、しきい値を先に設定された学習前スロットル開度設定値Bよりも小さくすることにより、燃料カットを行うスロットル開度の設定の精度を向上することができ、その結果、スロットル開度を戻した時に、トルクが急にゼロ(0)になることがないため、ドライバビリティを改善することができ、また、個々の内燃機関にばらつきがあっても、ドライバビリティを改善することができ、更に、内燃機関の経年変化や想定外の使用があっても、ドライバビリティを改善することができ、しかも、内燃機関が通常有するクランク角センサ69からの出力信号を用いて内燃機関の失火を検出するので、イオン電流の発生期間を検出する回路を必要としない。
On the other hand, as shown in FIG. 1, when step A02 is NO, fuel injection is executed (step A05), and the current throttle opening A is equal to or greater than the threshold B of the throttle opening setting value before learning. It is determined whether or not (step A06).
When this step A06 is YES, the throttle opening setting value C after learning is set as throttle learning.
C = A-β
Thus, the fuel cut threshold is set (step A07). Here, A is the current throttle opening, and β is a constant suitable for each internal combustion engine.
When the fuel-cut throttle opening condition is learned to close without misfire, the current throttle opening A gradually decreases step by step as shown in FIG. (Time t1) After that, a fuel cut flag is set to execute fuel cut, the throttle opening is learned, and the post-learning throttle opening C (A-β) is set as a threshold (time t2).
As described above, when the misfire of the
そして、図1に示すように、C<Dになっているか否かを判断する(ステップA08)。
ここで、Cは学習後スロットル開度設定値であり、Dは現在の運転領域においてネガティブトルクとなるスロットル開度設定値(ガード値)である。
このステップA08がYESの場合には、学習値のガード処理として、C=Dとする(ステップA09)。
この学習値のガード処理においては、図4に示すように、現在のスロットル開度Aが段階的に徐々に減少して、学習のタイミングとなり(時間t1)、設定値Dが設定されているスロットル開度の時間t2を越え、その後、燃料カットフラグを立てて燃料カットを実行し(時間t3)、そして、C<Dなので、C=Dとする。
Then, as shown in FIG. 1, it is determined whether or not C <D is satisfied (step A08).
Here, C is a throttle opening setting value after learning, and D is a throttle opening setting value (guard value) that becomes negative torque in the current operation region.
When step A08 is YES, C = D is set as guard processing for the learning value (step A09).
In this learning value guard process, as shown in FIG. 4, the current throttle opening A gradually decreases step by step to become the learning timing (time t1), and the throttle at which the set value D is set. After the opening time t2 is exceeded, the fuel cut flag is set and fuel cut is executed (time t3). Since C <D, C = D.
そして、図1に示すように、前記ステップA04の処理後、前記ステップA06がNOの場合、前記ステップA08がNOの場合、又は、前記ステップA09の処理後は、プログラムをエンドとする(ステップA10)。 Then, as shown in FIG. 1, after step A04, if the step A06 is NO, if the step A08 is NO, or after the step A09, the program is ended (step A10). ).
即ち、従来では、燃料カットを行うスロットル開度の設定を一定値としていたが、この実施例では、クランク角センサ69からの出力信号を制御手段67に入力し、この制御手段67で検出された失火状態によって燃料カットのスロットル開度の設定を変化させるものであり、内燃機関1が失火している場合にスロットル開度が開く側に設定を変更し、一方、内燃機関1が失火していない場合には、スロットル開度を閉め側に設定変更する。つまり、スロットル弁20の微開時の失火判定から、失火しないスロットル開度を学習しておき、個々の車両に適合した定数設定を行うとともに、経年変化で要求が変化しても、常に、最適な定数設定制御を行う。
これにより、量産による個々の車両のバラツキにより、開き側若しくは閉め側に余裕があったスロットル開度の設定を最適化でき、内燃機関のバラツキを吸収したスロットル開度の設定をしたり、経年変化等で発生した内燃機関のバラツキを吸収した設定とし、ドライバビリティの向上を図るとともに、失火による排気系部品の破損を回避できる。
In other words, in the past, the throttle opening for fuel cut was set to a constant value, but in this embodiment, the output signal from the
This makes it possible to optimize the setting of the throttle opening that has sufficient margin on the open side or the closing side due to variations in individual vehicles due to mass production. It is possible to improve the drivability and avoid damage to exhaust system parts due to misfire.
この発明に係る内燃機関の制御装置を、各種車両に適用可能である。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention can be applied to various vehicles.
1 内燃機関
20 スロットル弁
30 燃料噴射装置
36 燃料噴射弁
62 スロットル開度センサ
67 制御手段
67A 燃料噴射手段
67B 点火時期手段
67C 燃料カット手段
67D 失火検出手段
67E スロットル開度学習手段
69 クランク角センサ
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US10174685B2 (en) | 2013-04-19 | 2019-01-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Control device and control method for internal combustion engine |
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