JP2021113512A - Controller of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は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.
内燃機関の点火時期を制御する技術が開発されている。例えば、車両の減速時に、点火時期の遅角量を大きくすることでトルクを低下させ、ドライバビリティの低下を抑制する技術が知られている(特許文献1)。スリップ防止のため点火時期を遅角させることでトルクを低下させ、遅角によって排気温度の上昇が推定される場合はトルクダウン量を制限する技術がある(特許文献2)。トルクダウン要求時に点火時期を遅角させ、触媒温度が所定値より高くなる場合、点火時期を進角させる技術がある(特許文献3)。旋回制御およびスリップ制御のため、点火時期を遅角させてトルクを抑制し、高吸気量において遅角量を小さくすることで排気温度の上昇を避ける技術がある(特許文献4)。目標エンジントルクを実現するために点火時期の遅角量を定め、排気温度の上昇を抑制するため、遅角量に制限を設ける技術がある(特許文献5)。 Technology for controlling the ignition timing of an internal combustion engine has been developed. For example, there is known a technique of reducing torque by increasing the amount of retardation of ignition timing when decelerating a vehicle to suppress a decrease in drivability (Patent Document 1). There is a technique for reducing the torque by retarding the ignition timing to prevent slippage, and limiting the amount of torque down when the exhaust temperature is estimated to rise due to the retardation (Patent Document 2). There is a technique for retarding the ignition timing when a torque down request is made and advancing the ignition timing when the catalyst temperature becomes higher than a predetermined value (Patent Document 3). For swivel control and slip control, there is a technique of retarding the ignition timing to suppress torque and reducing the amount of retardation at a high intake amount to avoid an increase in exhaust temperature (Patent Document 4). There is a technique for determining the amount of retardation of ignition timing in order to achieve the target engine torque and setting a limit on the amount of retardation in order to suppress an increase in exhaust temperature (Patent Document 5).
車両の減速時におけるドライバビリティを向上させるため、点火時期を遅角させ、エンジンのトルクを低下させる。点火遅角による排気温度の上昇を抑制するための手段としては燃料噴射量の増加が考えられる。しかし燃料噴射量の増加によって排気が悪化してしまう。そこで、ドライバビリティの向上および排気の悪化の抑制が可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 In order to improve drivability when the vehicle is decelerating, the ignition timing is retarded and the engine torque is reduced. An increase in the fuel injection amount can be considered as a means for suppressing an increase in the exhaust temperature due to the ignition retard. However, the exhaust becomes worse due to the increase in the fuel injection amount. Therefore, it is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of improving drivability and suppressing deterioration of exhaust gas.
上記目的は、車両の減速時に内燃機関のトルクを抑制するように、前記内燃機関の点火時期を遅角させる点火時期制御部と、前記内燃機関の排気の温度を低下させるために、前記点火時期の遅角前における前記内燃機関の燃料噴射量に比べて、前記内燃機関の燃料噴射量を増加させる噴射量制御部と、を具備し、前記トルクを抑制する場合に、前記噴射量制御部による前記燃料噴射量の増加を実施させないように、前記内燃機関の運転状況に応じて前記点火時期制御部は前記点火時期の遅角側の限界を定める内燃機関の制御装置によって達成できる。 The above object is an ignition timing control unit that retards the ignition timing of the internal combustion engine so as to suppress the torque of the internal combustion engine when the vehicle is decelerated, and the ignition timing in order to lower the temperature of the exhaust of the internal combustion engine. The injection amount control unit is provided with an injection amount control unit that increases the fuel injection amount of the internal combustion engine as compared with the fuel injection amount of the internal combustion engine before the retardation angle, and suppresses the torque. The ignition timing control unit can be achieved by an internal combustion engine control device that sets a limit on the retard side of the ignition timing according to the operating condition of the internal combustion engine so as not to increase the fuel injection amount.
ドライバビリティの向上および排気の悪化の抑制が可能な内燃機関の制御装置を提供できる。 It is possible to provide a control device for an internal combustion engine capable of improving drivability and suppressing deterioration of exhaust gas.
以下、図面を参照して本実施形態の内燃機関の制御装置について説明する。図1は内燃機関10を例示する模式図である。内燃機関10は例えばガソリンエンジンであり、シリンダヘッド11、シリンダブロック12、ピストン14、クランクシャフト16を備える。シリンダヘッド11、シリンダブロック12、ピストン14、およびコンロッド15は例えばアルミニウム合金などの金属で形成されている。
Hereinafter, the control device for the internal combustion engine of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an
シリンダブロック12の上にシリンダヘッド11が取り付けられ、シリンダブロック12内にクランクシャフト16が収納されている。点火プラグ18および燃料噴射弁29はシリンダヘッド11に設けられている。
The cylinder head 11 is mounted on the
コンロッド15の一端はピン17によりピストン14に連結され、他端はクランクシャフト16に連結されている。ピストン14はシリンダブロック12のボア19内に擦動可能に収納されている。ピストン14によってボア19内に燃焼室13が区画される。
One end of the connecting
吸気通路20および排気通路21はシリンダヘッド11に接続されている。吸気通路20には上流側から順にエアクリーナ22、エアフローメータ23およびスロットルバルブ24が設けられている。排気通路21には触媒25が設けられている。
The
吸気通路20を流れる吸気はエアクリーナ22で浄化され、吸気バルブ26が開弁すると燃焼室13に導入される。燃料噴射弁29は燃焼室13内に燃料を噴射する。点火プラグ18は吸気と燃料との混合気に点火する。排気バルブ27が開弁すると、燃焼によって発生する排気は排気通路21に排出される。触媒25は例えば三元触媒などであり、排気を浄化する。
The intake air flowing through the
エアフローメータ23は吸気の流量を検出する。車両のドライバはアクセルペダル30を操作することで車両の加速および減速などを行う。アクセルペダル30の開度(アクセル開度)によってスロットルバルブ24の開度が制御され、吸気の流量が調整される。アクセル開度センサ32はアクセル開度を検出する。回転数センサ34は内燃機関10の回転数を検出する。
The
ECU(Electronic Control Unit)40(制御装置)はCPU(Central Processing Unit)などの演算装置、RAM(Random Access Memory)およびROM(Read Only Memory)などの記憶装置などを備え、記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより各種制御を行う。 The ECU (Electronic Control Unit) 40 (control device) includes an arithmetic unit such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory), and is stored in the storage device. Various controls are performed by executing the program.
ECU40はエアフローメータ23から吸気の流量を取得し、アクセル開度センサ32からアクセル開度を取得し、回転数センサ34から内燃機関10の回転数を取得する。ECU40は吸気の流量、アクセル開度および回転数などから内燃機関10の負荷率を算出し、アクセル開度などに応じて内燃機関10のトルクの要求値(要求トルク)を定める。ECU40は、燃料噴射弁29からの燃料噴射量を制御する噴射量制御部、点火プラグ18による点火時期を制御する点火時期制御部として機能する。
The ECU 40 acquires the flow rate of the intake air from the
内燃機関10を搭載した車両が減速するとき、ECU40は点火時期を遅角させて内燃機関10のトルクを抑制するトルクダウン制御を行う。トルクの抑制によってドライバビリティが向上する。
When the vehicle equipped with the
一方、点火時期の遅角によって排気温度が上昇する。高温の排気が排気通路21に流れることで、触媒25の温度が上昇する。温度上昇によって触媒25が劣化し、排気の浄化性能が低下することで、排気が悪化する恐れがある。点火遅角による排気の温度上昇を抑制するために、ECU40は点火時期の遅角前の燃料噴射量に比べて燃料噴射量を増加させることがある。しかし燃料噴射量が増加することで排気が悪化する恐れがある。本実施形態では、燃料噴射量を増量させない程度にトルクの下限値を設定し、点火時期をトルクの下限値に対応する遅角側の下限値で制御する。
On the other hand, the exhaust temperature rises due to the retardation of the ignition timing. The temperature of the
図2は点火時期制御の処理を例示するフローチャートである。車両の減速時であって、トルクダウン制御の際に図2の処理が行われる。減速中にドライバはアクセルペダル30の踏み込みを弱め、アクセルペダル30を元の位置に戻していく。このためアクセル開度Aは低下していく。ECU40はアクセル開度センサ32からアクセル開度Aを取得し、アクセル開度Aが閾値Ath以下であるか否かを判定する(ステップS10)。否定判定(No)の場合、ステップS10が繰り返される。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the process of ignition timing control. The process of FIG. 2 is performed during torque down control during deceleration of the vehicle. During deceleration, the driver weakens the depression of the
肯定判定(Yes)の場合、ECU40はトルクダウン制御が1回目であるか否か判定する(ステップS12)。否定判定の場合、ECU40は前回の要求トルクT1から補正値T3を減算することで要求トルクT4を算出する(ステップS14)。
In the case of affirmative determination (Yes), the
肯定判定の場合、ECU40は現在のトルクT2が前回の要求トルクT1未満であるか否かを判定する(ステップS16)。現在のトルクT2が前回の要求トルクT1以上(ステップS16で否定判定)の場合、ECU40は前回の要求トルクT1から補正値T3を減算することで要求トルクT4を算出する(ステップS14)。現在のトルクT2が前回の要求トルクT1未満(ステップS16で肯定判定)の場合、ECU40はトルクT2から補正値T3を減算することで要求トルクT4を算出する(ステップS18)。
In the case of affirmative determination, the
ステップS14またはS18の後、ECU40は、図3のマップに基づいて燃料噴射量を増加させないようなトルクの下限T5を取得する(ステップS20)。図3は内燃機関10の回転数Neおよび負荷率KLとトルクの下限とを対応させる3次元のマップである。回転数Neおよび負荷率KLに応じてトルクの下限T5が1つの値(図中の黒点)に定まる。
After step S14 or S18, the
ECU40は、ステップS14またはS18において算出した要求トルクT4が、ステップS20で取得した下限T5以下であるか否かを判定する(ステップS22)。否定判定の場合、処理は終了する。肯定判定の場合、ECU40はトルクを下限T5でガードする(ステップS24)。以上で処理は終了する。
The
図4(a)は点火時期を例示する模式図である。横軸は時間を表し、縦軸は点火時期を表す。縦軸の上側が進角側であり、下側が遅角側である。図4(a)に点線で示す限界Lは点火時期の遅角側の下限である。図4(b)はトルクを例示する模式図である。横軸は時間を表し、縦軸は内燃機関10が出力するトルクを表す。図4(b)に点線で示す下限T5は、図2のステップS20で得られる値であり、点火時期を図4(a)の遅角側の限界Lに定めることで実現されるトルクである。図4(b)の例では、破線で示す要求トルクT4は下限T5より小さい。要求トルクT4、下限T5および点火時期の限界Lは内燃機関10の運転状況に応じて動的に定められるため、変化し得る。
FIG. 4A is a schematic diagram illustrating the ignition timing. The horizontal axis represents time and the vertical axis represents ignition timing. The upper side of the vertical axis is the advance angle side, and the lower side is the retard angle side. The limit L shown by the dotted line in FIG. 4A is the lower limit on the retard side of the ignition timing. FIG. 4B is a schematic diagram illustrating torque. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the torque output by the
図4(a)に示すように点火時期を遅角させ、図4(b)に示すようにトルクを低下させる。点火時期が限界Lより遅角側になると排気温度が上昇する。点火遅角によって排気温度が上昇すると、ECU40は排気温度低減のため燃料噴射量を増加させる。点火時期が限界Lより進角側であると、排気温度の上昇が抑制されるため、ECU40は燃料噴射量を増加させない。
The ignition timing is retarded as shown in FIG. 4 (a), and the torque is reduced as shown in FIG. 4 (b). The exhaust temperature rises when the ignition timing is on the retard side of the limit L. When the exhaust temperature rises due to the ignition retard angle, the
ECU40は、図4(a)のように点火時期が限界Lより遅角側にならないように限界Lでガードすることで、図4(b)のようにトルクを下限T5でガードする。トルクダウン制御によってトルクは低下するが、下限T5以下には到達しない。
The
本実施形態によれば、ECU40は減速時に点火時期を遅角させることでトルクを抑制する。さらにECU40は、点火時期に遅角側の限界Lを定め、点火時期を限界Lでガードし、トルクを下限T5でガードする。点火時期が限界Lより遅角側に達しないために、排気温度の上昇が抑制される。したがってECU40は、排気温度の低下のために燃料噴射量を増加させなくてよい。この結果、燃料噴射量の増加に起因する排気の悪化が抑制される。また、排気温度が上昇しにくいため触媒25の劣化が抑制され、触媒25によって排気が浄化される。
According to this embodiment, the
ステップS12からステップS18の処理によって要求トルクT4が定められ、回転数Neおよび負荷率KLに応じてトルクの下限T5および点火時期の限界Lが定められる。すなわち、ECU40は、内燃機関10の運転状況に応じて、要求トルクT4、トルクの下限T5および点火時期の限界Lを動的に定める。車両の減速時に、点火時期が限界Lまで遅角することに対応して、トルクは下限T5まで低下する。運転状況に応じたトルクダウンによって減速時のドライバビリティが向上する。以上のように本実施形態によればドライバビリティの向上、および排気の悪化の抑制を両立することができる。
The required torque T4 is determined by the processing of steps S12 to S18, and the lower limit torque T5 and the ignition timing limit L are determined according to the rotation speed Ne and the load factor KL. That is, the
図1の例において、燃料噴射弁29はシリンダヘッド11に設けられ筒内噴射を行うが、吸気通路20に設けられポート噴射を行ってもよい。図4(a)および図4(b)において点火時期、限界L、トルク、要求トルクT4および下限T5は時間に対して線形に変化するように図示したが、これらの図は模式図である。点火時期およびトルクの時間に対する挙動は線形以外でもよい。
In the example of FIG. 1, the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 内燃機関
11 シリンダヘッド
12 シリンダブロック
13 燃焼室
14 ピストン
15 コンロッド
16 クランクシャフト
17 ピン
19 ボア
20 吸気通路
21 排気通路
22 エアクリーナ
23 エアフローメータ
24 スロットルバルブ
25 触媒
26 吸気バルブ
27 排気バルブ
29 燃料噴射弁
30 アクセルペダル
32 アクセル開度センサ
34 回転数センサ
40 ECU
10 Internal combustion engine 11
Claims (1)
前記内燃機関の排気の温度を低下させるために、前記点火時期の遅角前における前記内燃機関の燃料噴射量に比べて、前記内燃機関の燃料噴射量を増加させる噴射量制御部と、を具備し、
前記トルクを抑制する場合に、前記噴射量制御部による前記燃料噴射量の増加を実施させないように、前記内燃機関の運転状況に応じて前記点火時期制御部は前記点火時期の遅角側の限界を定める内燃機関の制御装置。
An ignition timing control unit that retards the ignition timing of the internal combustion engine so as to suppress the torque of the internal combustion engine when the vehicle is decelerated.
In order to lower the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine, an injection amount control unit for increasing the fuel injection amount of the internal combustion engine as compared with the fuel injection amount of the internal combustion engine before the retard of the ignition timing is provided. death,
When suppressing the torque, the ignition timing control unit has a limit on the retard side of the ignition timing according to the operating condition of the internal combustion engine so that the fuel injection amount is not increased by the injection amount control unit. Internal combustion engine control device.
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