JP3792506B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3792506B2 JP3792506B2 JP2000366487A JP2000366487A JP3792506B2 JP 3792506 B2 JP3792506 B2 JP 3792506B2 JP 2000366487 A JP2000366487 A JP 2000366487A JP 2000366487 A JP2000366487 A JP 2000366487A JP 3792506 B2 JP3792506 B2 JP 3792506B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amount
- engine
- ignition timing
- exhaust gas
- internal combustion
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0835—Hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
- F01N3/0878—Bypassing absorbents or adsorbents
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
- F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
- F02D41/064—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/08—Introducing corrections for particular operating conditions for idling
- F02D41/086—Introducing corrections for particular operating conditions for idling taking into account the temperature of the engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
- F02P5/1506—Digital data processing using one central computing unit with particular means during starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
- F01N2250/12—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/12—Hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/0017—Controlling intake air by simultaneous control of throttle and exhaust gas recirculation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0404—Throttle position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0406—Intake manifold pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0414—Air temperature
-
- 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
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気系に炭化水素を吸着するHC吸着材を備えた内燃機関の制御装置に関し、特に吸入空気量、点火時期及び/または排気還流量の制御を行うものに関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の冷間時に排気中の炭化水素(HC)を吸着するHC吸着材を三元触媒とともに排気系に配置し、三元触媒が活性化するまでの間HCをHC吸着材に吸着させるようにして、冷間始動時のHC排出量を低減する技術は従来より知られている。また、HC吸着材に吸着されたHCは、HC吸着材の温度が高くなると脱離されるので、HC吸着材を三元触媒の下流側に配置する場合には、脱離されるHCをどのように処理するかが問題となる。そのため、HC吸着材から脱離されるHCを吸気系に還流する手法が知られている(特開平10−153112号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排気還流は機関のアイドル運転を含む低負荷運転中は実行されないため、機関始動後アイドル運転または極低車速の走行のみを行って機関が停止されたような場合には、HC吸着材に吸着されたHCが脱離されずに残ってしまい、次の始動時にHCを十分に吸着できないという問題がある。
【0004】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、HC吸着材に吸着されたHCを確実に放出させ、機関始動時の排気特性を良好な状態に維持できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、排気系に炭化水素の吸着材を備えた内燃機関の制御装置において、前記吸着材が炭化水素を吸着した状態で前記機関がアイドル状態となったときに、前記機関の吸入空気量を増加させるとともに、前記機関の点火時期を遅角させる吸着材昇温手段を備え、該吸着材昇温手段は、前記点火時期が所定遅角限界値より遅角されたときは、前記吸入空気量を減少させることを特徴とする。
この構成によれば、吸着材が炭化水素を吸着した状態で機関がアイドル状態となったときに、機関の吸入空気量が増加されるとともに、機関の点火時期が遅角されるので、排気温の上昇が促進され、吸着材の昇温を早めることができる。その結果、吸着材のHCの脱離完了までの時間を短縮し、脱離が未完の状態で機関が停止される機会を減らすことができ、HC吸着材による排気浄化効果を高めることができる。また、点火時期が所定遅角限界値より遅角されたときは、吸入空気量が減量されるので、点火時期の遅角量が過大となることに起因する機関回転変動の増加や燃焼の悪化を防止することができる。
【0006】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸着材昇温手段は、前記吸入空気量を徐々に増加させるとともに、前記点火時期を徐々に遅角させることを特徴とする。
この構成によれば、吸入空気量の増加及び点火時期の遅角は徐々に行われるので、外気温が低い場合、あるいは大気圧が低い場合の始動直後のように燃焼が不安定になり易い条件の下でも安定した燃焼を継続することができる。
【0007】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸着材昇温手段は、前記機関の回転速度を目標回転速度(NOBJ)に維持するように前記点火時期の遅角を行うことを特徴とする。
この構成によれば、機関回転速度を目標回転速度に維持するように点火時期の遅角が行われるので、点火時期を、外気温や大気圧あるいは機関運転状態などによって変化する最適点火時期に自動的に設定することができる。
【0008】
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記機関の排気系は、排気浄化用の触媒(15)を備え、前記吸着材から脱離される炭化水素が前記触媒(15)の上流側に還流されるように構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、吸着材から脱離される炭化水素は、触媒の上流側に還流されるので、吸着材に吸着した炭化水素を確実に浄化することができる。
【0010】
請求項5に記載の発明は、排気系に炭化水素の吸着材と、排気を吸気系に還流する排気還流機構とを備えた内燃機関の制御装置において、前記吸着材が炭化水素を吸着した状態で前記機関がアイドル状態となったときに、前記排気還流機構を介して排気の還流を行い、前記吸着材から脱離される炭化水素を前記吸気系に還流する還流制御手段と、該還流制御手段による排気還流実行中において、前記機関の吸入空気量を増加させる吸入空気量増量手段とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、吸着材が炭化水素を吸着した状態で機関がアイドル状態となったときに、排気の還流が行われ、吸着材から脱離される炭化水素が吸気系に還流されるので、機関始動後アイドル運転のみ行われて停止されるような場合であっても、吸着材に吸着された炭化水素を確実に脱離させ、機関始動直後の良好な排気特性を維持することができる。また、排気還流実行中において、機関の吸入空気量が増加されるので、機関のアイドル運転中に排気還流を行うことによる燃焼の不安定化を防止し、安定したアイドル運転を維持することができる。
【0012】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸入空気量増量手段は、前記排気還流による吸入空気量の減少量より吸入空気量の増加量の方が大きくなるように制御することを特徴とする。
この構成によれば、排気還流による吸入空気量の減少量より吸入空気量の増加量の方が大きくなるように制御されるので、排気の熱エネルギを通常のアイドル運転より大きくすることができ、吸着材の昇温を早めて炭化水素の脱離完了までの時間を短縮することができる。
【0013】
請求項7に記載の発明は、請求項5または6に記載の内燃機関の制御装置において、前記還流制御手段による排気還流実行中において、前記機関の吸入空気量を増加させるときに、前記機関の点火時期を補正する点火時期補正手段をさらに備えることを特徴とする。
この構成によれば、排気還流実行中において、機関の吸入空気量を増加させるときに、点火時期の補正が行われるので、点火時期を最適な値に補正することにより燃焼の不安定化を防止することができる。
【0014】
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の内燃機関の制御装置において、前記排気還流の量、前記吸入空気量及び前記点火時期は、徐々に変化させることを特徴とする。
この構成によれば、排気還流量、吸入空気量及び点火時期の変更は徐々に行われるので、外気温が低い場合、あるいは大気圧が低い場合の始動直後のように燃焼が不安定になり易い条件の下でも安定した燃焼を継続することができる。
【0015】
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の内燃機関の制御装置において、前記点火時期補正手段は、前記機関の回転速度を目標回転速度(NOBJ)に維持するように前記点火時期の補正を行うことを特徴とする。
この構成によれば、機関の回転速度を目標回転速度に維持するように点火時期の補正が行われる。吸着材から脱離される炭化水素が吸気系に還流されるため、炭化水素の混入量により最適点火時期が変化するが、機関回転速度を目標回転速度に維持するように点火時期を設定することにより、自動的に最適点火時期に設定することできる。
【0016】
請求項10に記載の発明は、請求項8または9に記載の内燃機関の制御装置において、前記還流制御手段は、前記吸入空気量の増加及び点火時期の補正に対して遅れまたはむだ時間(TTIPEDLY)を伴って排気還流量を増加させることを特徴とする。
この構成によれば、吸入空気量の増加及び点火時期の補正に対して遅れまたはむだ時間を伴って排気還流量の増量が行われるので、排気還流開始時における機関回転変動を最小限に抑制することができる。
【0017】
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の内燃機関の制御装置において、前記点火時期補正手段は、吸入空気量の増加より後に前記点火時期の補正を行うことを特徴とする。
この構成によれば、吸入空気量の増加より後に点火時期の補正が行われるので、吸入空気量の増加時において燃焼の不安定化することを防止することができる。
【0018】
請求項12に記載の発明は、請求項7から11の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸入空気量増量手段は、前記点火時期が所定遅角限界値(−IGTRSIPGNLMT)より遅角されたときは、前記吸入空気量を減少させることを特徴とする。
この構成によれば、点火時期が所定遅角限界値より遅角されたときは、吸入空気量が減量されるので、点火時期の遅角量が過大となることに起因する機関回転変動の増加や燃焼の悪化を防止することができる。
【0019】
請求項13に記載の発明は、請求項5から12の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関の回転速度の変動量を検出する回転速度変動量検出手段を備え、前記還流制御手段は、検出された変動量が第1の所定変動量(TRSMETRML)より小さいとき、排気還流量を増加方向に補正することを特徴とする。
この構成によれば、検出された機関回転変動量が第1の所定変動量より小さいとき、排気還流量が増加方向に補正されるので、機関回転に支障のない限り、吸着材から脱離される炭化水素の吸気系への還流量が増量され、脱離完了までの時間を短縮することができる。
【0020】
請求項14に記載の発明は、請求項5から13の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関の回転速度の変動量を検出する回転速度変動量検出手段を備え、前記還流制御手段は、検出された変動量が第2の所定変動量(TRSMETRMH)より大きいとき、排気還流量を減少方向に補正することを特徴とする。
この構成によれば、検出された機関回転変動量が第2の所定変動量より大きいとき、排気還流量が減少方向に補正されるので、排気還流が多すぎて機関回転が不安定化することを防止することができる。
【0021】
請求項15に記載の発明は、請求項7から12のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置において、前記還流制御手段は、前記点火時期が所定進角限界値(IGTRSIPGNLMT)より進角されたときは、排気還流量を減少方向に補正することを特徴とする。
この構成によれば、点火時期が所定進角限界値より進角されたときは、排気還流量が減少方向に補正されるので、点火時期の進角側の制御幅が小さくなって機関回転速度制御が安定に行えなくなる事態を回避することできる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関(以下「エンジン」という)及びその制御装置の全体構成図であり、例えば4気筒のエンジン1の吸気管2の途中にはスロットル弁3が配されている。スロットル弁3にはスロットル弁開度(THA)センサ4が連結されており、当該スロットル弁3の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット(以下「ECU」という)5に供給する。
【0023】
吸気管2にはスロットル弁3をバイパスするバイパス通路19が接続されており、バイパス通路19の途中にはバイパス空気量を制御するアイドル制御弁20が設けられている。アイドル制御弁20は、ECU5に接続されており、ECU5によりその開弁量が制御される。
【0024】
燃料噴射弁6はエンジン1とスロットル弁3との間かつ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にECU5に電気的に接続されて当該ECU5からの信号により燃料噴射弁6の開弁時間が制御される。
【0025】
一方、スロットル弁3の直ぐ下流には吸気管内絶対圧(PBA)センサ7が設けられており、この絶対圧センサ7により電気信号に変換された絶対圧信号は前記ECU5に供給される。また、その下流には吸気温(TA)センサ8が取付けられており、吸気温TAを検出して対応する電気信号を出力してECU5に供給する。
【0026】
エンジン1の本体に装着されたエンジン水温(TW)センサ9はサーミスタ等から成り、エンジン水温(冷却水温)TWを検出して対応する温度信号を出力してECU5に供給する。
ECU5には、エンジン1のクランク軸(図示せず)の回転角度を検出するクランク角度位置センサ10が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がECU5に供給される。クランク角度位置センサ10は、エンジン1の特定の気筒の所定クランク角度位置で信号パルス(以下「CYL信号パルス」という)を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点(TDC)より所定クランク角度前のクランク角度位置で(4気筒エンジンではクランク角180度毎に)TDC信号パルスを出力するTDCセンサ及びTDC信号パルスより短い一定クランク角周期(例えば30度周期)で1パルス(以下「CRK信号パルス」という)を発生するCRKセンサから成り、CYL信号パルス、TDC信号パルス及びCRK信号パルスがECU5に供給される。これらの信号パルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数(エンジン回転速度)NEの検出に使用される。
【0027】
排気管12には、HC、CO及びNOxの浄化を行う三元触媒15が設けられている。三元触媒15の上流位置には、比例型空燃比センサ14(以下「LAFセンサ14」という)が装着されており、このLAFセンサ14は排気中の酸素濃度(空燃比)にほぼ比例した電気信号を出力し、ECU5に供給する。
【0028】
三元触媒15の下流には、切換弁16及び分岐通路17が設けられており、分岐通路17内には、HCを吸着するHC吸着材18が配置されている。切換弁16は、ECU5に接続されており、その作動がECU5により制御される。切換弁16は、エンジン1の冷間始動時においては、図1に実線で示すように、排気をすべて分岐通路17へ導入する始動位置に制御され、三元触媒15の活性化完了後は、図1に破線で示すように、排気を主排気通路12aに導入する通常位置に制御される。
【0029】
分岐通路17のHC吸着材18の上流側と、吸気管との間には、排気還流通路21が設けられている。排気還流通路21の途中には排気還流量を制御する排気還流弁(以下「EGR弁」という)22が設けられている。EGR弁22は、ソレノイドを有する電磁弁であり、その弁開度はECU5により制御される。EGR弁22には、その弁開度(弁リフト量)LACTを検出するリフトセンサ23が設けられており、その検出信号はECU5に供給される。排気還流通路21及びEGR弁22より、排気還流機構が構成される。
【0030】
HC吸着材18に吸着されたHCは、切換弁16を通常位置に切り換えた状態で排気還流を実行することにより、吸気系に還流され、エンジン1での燃焼あるいは活性化した三元触媒15により浄化される。
エンジン1の各気筒毎に設けられた点火プラグ11は、ECU5に接続されており、点火プラグ11の駆動信号、すなわち点火信号がECU5から供給される。
【0031】
エンジン1は、吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを、エンジンの高速回転領域に適した高速バルブタイミングと、低速回転領域に適した低速バルブタイミングとの2段階に切換可能なバルブタイミング切換機構30を有する。このバルブタイミングの切換は、弁リフト量の切換も含み、さらに低速バルブタイミング選択時は2つに吸気弁のうちの一方を休止させて、空燃比を理論空燃比よりリーン化する場合においても安定した燃焼を確保するようにしている。
【0032】
バルブタイミング切換機構30は、バルブタイミングの切換を油圧を介して行うものであり、この油圧切換を行う電磁弁及び油圧センサがECU5に接続されている。油圧センサの検出信号はECU5に供給され、ECU5は電磁弁を制御してエンジン1の運転状態に応じたバルブタイミングの切換制御を行う。
【0033】
ECU5には、エンジン1によって駆動される車両の走行速度(車速)VPを検出する車速センサ31及び大気圧PAを検出する大気圧センサ32が接続されており、これらのセンサの検出信号はECU5に供給される。
ECU5は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット(以下「CPU」という)、CPUで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶するメモリ、及び燃料噴射弁6、点火プラグ11などに駆動信号を供給する出力回路を備えている。
【0034】
ECU5のCPUは、上述の各種エンジンパラメータ信号に基づいて、種々のエンジン運転状態を判別するとともに、該判別されたエンジン運転状態に応じて、次式(1)に基づき、前記TDC信号パルスに同期して開弁作動する燃料噴射弁6の燃料噴射時間TOUTを演算する。
TOUT=TIM×KCMD×KLAF×KEGR×K1+K2 (1)
【0035】
ここに、TIMは基本燃料量、具体的には燃料噴射弁6の基本燃料噴射時間であり、エンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応じて設定されたTIマップを検索して決定される。TIマップは、エンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに対応する運転状態において、エンジンに供給する混合気の空燃比がほぼ理論空燃比になるように設定されている。すなわち、基本燃料量TIMは、エンジンの単位時間当たりの吸入空気量(重量流量)にほぼ比例する値を有する。
【0036】
KCMDは目標空燃比係数であり、エンジン回転数NE、スロットル弁開度THA、エンジン水温TW等のエンジン運転パラメータに応じて設定される。目標空燃比係数KCMDは、空燃比A/Fの逆数、すなわち燃空比F/Aに比例し、理論空燃比のとき値1.0をとるので、目標当量比ともいう。
【0037】
KLAFは、フィードバック制御の実行条件が成立するときは、LAFセンサ14の検出値から算出される検出当量比KACTが目標当量比KCMDに一致するようにPID制御により算出される空燃比補正係数である。
KEGRは、排気還流を実行しないとき(EGR弁22を閉弁しているとき)は、1.0(無補正値)に設定され、排気還流を実行するとき(EGR弁22を開弁するとき)は、吸入空気量の減少に合わせて燃料噴射量を減少させるべく、1.0より小さい値に設定されるEGR補正係数である。
【0038】
K1及びK2は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて演算される他の補正係数および補正変数であり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の諸特性の最適化が図れるような所定値に決定される。
ECU5のCPUはさらに、下記式(2)により点火時期IGLOGを算出する。
IGLOG=IGMAP+IGCR+IGTRSIPG (2)
【0039】
ここで、IGMAPは、エンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応じて設定されたIGマップを検索して得られる点火時期の基本値、すなわち上死点からの進角量で示される点火時期である。またIGTRSIPGは、後述するようにエンジン1のアイドル運転中にHC吸着材18に吸着されたHCを脱離させるアイドル脱離制御を実行するときに、エンジン回転数NEが目標回転数(目標回転速度)NOBJと一致するように設定されるアイドル脱離モード補正項であり、IGCRは、アイドル脱離モード補正項IGTRSIPG以外の補正項である。(IGMAP+IGCR)が、アイドル脱離制御を実行しない通常制御時の点火時期に相当する。なお、以下の説明では、アイドル脱離制御を実行する運転モードを「アイドル脱離モード」という。
【0040】
ECU5のCPUは、エンジン運転状態に応じてアイドル制御弁20の開弁量を制御するための開弁制御量ICMDを算出し、開弁制御量ICMDに応じた駆動信号をアイドル制御弁20に供給する。ECU5のCPUは、アイドル脱離モードにおいては、下記式(3)により開弁制御量ICMDを算出する。アイドル制御弁20を介してエンジン1の吸入される空気量は、この開弁制御量ICMDに比例するように構成されている。
【0041】
ここで、ITRSIPGはアイドル脱離モードで使用されるアイドル脱離モード制御項、ILOADはエンジン1に加わる電気負荷、空調装置のコンプレッサ負荷、パワーステアリング負荷などのオンオフあるいは自動変速機がインギヤか否かに応じて設定される負荷補正項、ITWはエンジン水温TWに応じて設定される水温補正項、IXREFは開弁制御量ICMDの学習項、KIPAは大気圧PAに応じて設定される大気圧補正係数である。
【0042】
さらにECU5のCPUは、エンジン運転状態に応じてEGR弁22のリフト量指令値LCMDを算出する。
ECU5は上述のようにして求めた燃料噴射時間TOUTに基づいて燃料噴射弁6を開弁させる駆動信号、点火時期IGLOGに基づいて点火プラグ11を駆動する点火信号、開弁制御量ICMDに基づくアイドル制御弁20の駆動信号、及びリフト量指令値LCMDに基づくEGR弁22の駆動信号を出力する。
【0043】
図2は、アイドル制御弁20の開弁制御量ICMD、EGR弁22のリフト量指令値LCMD及び点火時期IGLOGのアイドル脱離モードにおける制御の概要を説明するためのタイムチャートである。
エンジン始動後のアイドル運転中において、三元触媒15の活性化が完了している時刻t1からアイドル制御弁20の開弁量を増加させるとともに、エンジン回転数NEを目標回転数NOBJに維持するように点火時期IGLOGのフィードバック制御を開始する。点火時期IGLOGは吸入空気量の増加に伴って(吸入空気量の増加に少し遅れて)エンジン回転数NEが増加しないように遅角方向に補正される。これにより、HC吸着材18の昇温が促進され、HCを脱離可能な温度に早期に到達し、HCの脱離完了までの時間を短縮することができる。
【0044】
その後時刻t2から排気還流が開始され、脱離されたHCが吸気系に還流される。このようにアイドル運転中においても排気還流を実行することにより、エンジン始動時にHC吸着材18に吸着されたHCを脱離させて吸気系に戻し、たとえアイドル運転または低負荷運転のみ実行後にエンジンが停止されたとしても、次の始動に備えて、HC吸着材18を確実にHCを吸着可能な状態に戻すことができる。その結果、HC吸着材による排気特性改善効果を最大限に発揮させることができる。
【0045】
図3は、HC吸着材18へのHCの吸着及び脱離を行う際にECU5のCPUで実行される制御処理の全体構成を示すフローチャートである。同図(a)は、エンジン1の始動時実行される処理を示し、ステップS11では、図4に示すTRS作動条件判断処理が実行される。この処理では、切換弁16,分岐通路17,HC吸着材18及び排気還流機構で構成されるHCの捕捉再循環システム(TRS:Trap & Recirculation System)を作動させるTRS作動条件が成立しているか否かを判断され、TRS作動条件が成立しているときTRS作動フラグFTRSRUNが「1」に設定される。
【0046】
図3(b)は、TRS作動条件が成立するときに実行されるTRS制御処理のフローチャートであり、この処理は所定時間(例えば100msec)毎にECU5のCPUで実行される。
ステップS21では、TRS作動フラグFTRSRUNが「1」であるか否かを判別し、FTRSRUN=0であるときは直ちに処理を終了する。FTRSRUN=1であるときは、切換弁16の制御を行う切換弁制御処理(図5参照)(ステップS22)、HC吸着材18からのHCの脱離完了を判定するHC脱離検知処理(図6参照)(ステップS23)及びアイドル脱離制御の実施判断を行うアイドル脱離制御実施判断処理(図8参照)(ステップS24)を実行する。
【0047】
図3(c)は、EGR弁22のリフト量の制御を行うEGR制御のフローチャートである。この処理は、TDC信号パルスの発生に同期してECU5のCPUで実行される。
ステップS31では、排気還流を実行するEGR実施領域の判別処理(図9参照)を実行し、次いでEGR弁22のリフト量指令値LCMD及びEGR補正係数KEGRを算出するLCMD/KEGR算出処理(図10参照)を実行する(ステップS32)。
【0048】
図3(d)は、アイドル制御弁20によりバイパス空気量の制御を行う処理のフローチャートである。この処理は、TDC信号パルスの発生に同期してECU5のCPUで実行される。
ステップS41では、通常のアイドル運転においてエンジン回転数NEが目標回転数NOBJに一致するようにバイパス空気量をフィードバック制御するFBモード制御を実行し、ステップS42では、図15に示すアイドル脱離モード制御処理を実行する。この処理では、アイドル脱離モード制御項ITRSIPGの算出が行われる。続くステップS43では、アイドル運転中の目標エンジン回転数NOBJを算出するアイドル目標回転数算出処理(図18参照)を実行する。
【0049】
図3(e)は、点火時期制御を行う処理のフローチャートである。この処理は、TDC信号パルスの発生に同期してECU5のCPUで実行される。
ステップS51では、エンジン運転状態に応じた通常制御により、点火時期IGLOGを算出し、ステップS52では、アイドル脱離モードであることを「1」で示すアイドル脱離フラグFTRSPGが「1」であるか否かを判別し、FTRSTPG=0であるときは直ちにステップS54に進む一方、FTRSTPG=1であるときは、エンジン回転数NEが目標回転数NOBJと一致するように点火時期IGLOGを補正するフィードバック制御(図20参照)を実行する(ステップS53)。ステップS54では、点火時期IGLOGを所定上下限値の範囲内に入るように制御するリミット処理を実行する。
【0050】
図4は、図3(a)のステップS11で実行されるTRS作動条件判断処理のフローチャートである。
ステップS61では、エンジン水温TWが所定下限温度TWTRSL(例えば−20℃)より高いか否かを判別し、TW>TWTRSLであるときは、さらにエンジン水温TWが所定上限温度TWTRSH(例えば50℃)より低いか否かを判別する(ステップS62)。そして、ステップS61またはS62の答が否定(NO)であるときは、TRS作動条件不成立と判定し、TRS作動フラグFTRSRUNを「0」に設定する(ステップS64)。またTWTRSL<TW<TWTRSHであるときは、TRS作動条件成立と判定し、TRS作動フラグFTRSRUNを「1」に設定する(ステップS63)。
【0051】
図5は、図3(b)のステップS22で実行される切換弁制御処理のフローチャートである。
ステップS71では、エンジン1の始動モードであることを「1」で示す始動モードフラグFSTMODが「1」であるか否かを判別し、FSTMOD=1であるときは、始動モードラッチフラグFLSTMODを「1」に設定して(ステップS72)、ステップS73に進む。FLSTMOD=0であって始動モードでないときは、直ちにステップS73に進む。
【0052】
ステップS73では、ステータスラッチフラグFSTRSCTLLが「1」であるか否かを判別する。ステータスラッチフラグFSTRSCTLLは最初は「0」であるので、ステップS74に進み、ステータスパラメータSTRSCTLの値を初期パラメータ値STRSCTLLとして記憶し、次いでステータスラッチフラグFSTRSCTLLを「1」に設定し(ステップS75)、ステップS76に進む。ステップS75実行後は、ステップS73から直ちにステップS76に進む。ステータスパラメータSTRSCTLは、その値が「0」であるときは、HC吸着材18の脱離が完了していることを示し、その値が「1」であるときは、HC吸着材18の昇温中または脱離実行中であることを示し、その値が「2」であるときは、HC吸着材18によるHCの吸着実行中であることを示す。そして、ステータスパラメータSTRSCTLの値は、イグニッションスイッチをオフしてもメモリに保持されるので、イグニッションスイッチオン後最初に本処理を実行するときに、前回運転終了時の値が初期パラメータ値STRSCTLLとして記憶される。
【0053】
ステップS76では、下記式(4)により、燃料噴射時間TOUTの積算値SGMTOUTを算出する。
SGMTOUT=SGMTOUT+KNE×TOUT (4)
ここで、右辺のSGMTOUTは前回算出値、KNEはエンジン回転数NEに比例する補正係数、TOUTは式(1)により算出される燃料噴射時間である。本処理は所定時間毎に実行されるので、エンジン回転数NEが高くなるほど単位時間当たりの燃料噴射回数が増加すること考慮して、補正係数KNEを燃料噴射時間TOUTの乗算して積算するようにしている。
【0054】
エンジン始動後にHC吸着材18に流入する総HC量は、燃料噴射時間TOUTの積算値SGMTOUTにほぼ比例すると考えられる。以下SGMTOUTを「燃料量積算値」という。
ステップS77では、始動モードラッチフラグFLSTMODが「1」であるか否かを判別し、FLSTMOD=1であるときは、燃料量積算値SGMTOUTが所定判定値TMTRSTIより小さいか否かを判別する(ステップS78)。SGMTOUT<TMTRSTIであるときは、未だHC吸着材18がHCを吸着可能な状態にあると判定し、初期パラメータ値STRSCTLLが「0」であるか否か、すなわち前回運転終了時にHC吸着材18のHC脱離が完了していたか否かを判別する(ステップS79)。STRSCTLL=0であるときは、エンジン始動後の経過時間TM20ACRが所定時間TMTRSRUN(例えば40秒)より短いか否かを判別する(ステップS80)。
【0055】
そしてステップS77〜S80の答がすべて肯定(YES)であるときは、切換フラグFTRSSOLを「1」に設定し、切換弁16を始動位置(図1に実線で示す位置)に制御する(ステップS81)とともに、ステータスパラメータSTRSCTLを「2」に設定する(ステップS82)。
【0056】
一方ステップS77〜S80のうちの何れかの答が否定(NO)であるときは、切換フラグFTRSSOLを「0」に設定し、切換弁16を通常位置(図1に破線で示す位置)に制御する(ステップS83)とともに、ステータスパラメータSTRSCTLを「1」に設定する(ステップS84)。
【0057】
図5の処理によれば、エンジン始動後の燃料量積算値SGMTOUTが所定判定値TMTRSTIに達しておらず、かつ前回運転時にHC吸着材18に吸着されたHCの脱離が完了しており、かつ始動後所定時間TMTRSRUN以内であるときは、切換弁16が始動位置に制御され、HC吸着材18によるHCの吸着が実行される。
【0058】
図6は、図3(b)のステップS23で実行されるHC脱離検知処理のフローチャートである。
ステップS91では、ステータスパラメータSTRSCTLが「0」であるか否かを判別する。STRSCTL=0であるときは、HCの脱離が完了しているので直ちに本処理を終了する。ステータスパラメータSTRSCTLが「0」でないときは、燃料量積算値SGMTOUTが所定温度判定値TDEHCより大きいか否かを判別する(ステップS92)。所定温度判定値TDEHCは、エンジンの冷間始動時においてHC吸着材18が、HCを脱離可能な温度に達するまでに噴射される燃料量の積算値に対応する値として設定されている。したがって、燃料量積算値SGMTOUTが所定温度判定値TDEHCに達していないときは、ステータスパラメータSTRSCTLを「1」に設定して(ステップS99)、本処理を終了する。
【0059】
燃料量積算値SGMTOUTが所定温度判定値TDEHCに達すると、EGR弁22のリフト量LACTに応じて図7(a)に示すQEGRテーブルを検索し、排気還流量QEGRを算出する(ステップS93)。QEGRテーブルは、リフト量LACTが増加するほど、排気還流量QEGRが増加するように設定されている。
【0060】
続くステップS94では、下記式(5)により差圧比RATIOPを算出する。
RATIOP=(PA−PBA)/DPEGRT (5)
ここで、PAは検出した大気圧、PBAは検出した吸気管内絶対圧、DPEGRTはQEGRテーブルに対応して予め設定される定数である。
【0061】
ステップS95では、差圧比RATIOPに応じて図7(b)に示すSQRRATIOPテーブルを検索し、差圧比RATIOPの平方根SQRRATIOPを算出する。
そしてステップS93で算出した排気還流量QEGR及びステップS95で算出した差圧比の平方根SQRRATIOPを下記式(6)に適用して、補正排気還流量QEGR01Sを算出する(ステップS96)。
QEGR01S=QEGR×SQRRATIOP/10 (6)
式(6)は、EGR弁22の排気側圧力と吸気側圧力との圧力差に起因する流量の変化は、圧力差(PA−PBA)の平方根に比例することから、導出されたものである。式(6)により正確な排気還流量を求めることができる。
【0062】
ステップS97では、排気還流量積算値QETOTALを下記式(7)により算出する。
QETOTAL=QETOTAL+QEGR01S (7)
次いで排気還流量積算値QETOTALが所定閾値QETH以上か否かを判別し(ステップS98)、排気還流量積算値QETOTALが所定閾値QETHに達するまでは前記ステップS99に進み、排気還流量積算値QETOTALが所定閾値QETHに達すると、脱離完了と判定して、排気還流量積算値QETOTALを「0」に戻すとともに(ステップS100)、ステータスパラメータSTRSCTLを「0」に設定する(ステップS101)。
【0063】
以上のように図6の処理によれば、EGR弁22のリフト量LACT及び差圧(PA−PBA)に応じて補正排気還流量QEGR01Sが算出され、補正排気還流量QEGR01Sを積算することにより、排気還流量積算値QETOTALが算出される。そして、排気還流量積算値QETOTALが所定閾値QETHに達すると、HC吸着材18に吸着されたHCの脱離が完了したと判定される。
【0064】
図8は、図3(b)のステップS24で実行されるアイドル脱離制御実施判断処理のフローチャートである。
ステップS112では、エンジン1がアイドル運転中であることを「1」で示すアイドルフラグFIDLEが「1」であるか否かを判別し、FIDLE=1であるときは、車速VPが所定低車速VTRSIPG(例えば4km/h)より低いか否か、すなわち停車中か否かを判別する(ステップS113)。当該車両が停車中であるときは、ステータスパラメータSTRSCTLが「1」であるか否かを判別し(ステップS114)、STRSCTL=1であるときは、アイドル制御弁20の開弁制御量ICMDのフィードバック制御中であるか否かを判別する(ステップS115)。通常のアイドル運転状態では、エンジン回転数NEが目標回転数NOBJとなるように、開弁制御量ICMDがフィードバック制御されるので、そのフィードバック制御が実行中であるか否かを判別する。
【0065】
ステップS112〜S115の何れかの答が否定(NO)であるときは、ステップS117で参照されるダウンカウントタイマtmTRSIPGDLYに所定時間TTRSIPGDLY(例えば1秒)をセットしてスタートさせ(ステップS116)、さらに図11のステップS161で参照されるダウンカウントタイマtmTIPEDLYに所定時間TTIPEDLY(例えば1.5秒)をセットしてスタートさせる(ステップS119)。タイマtmTIPEDLYは、アイドル脱離制御開始時点から、排気還流を開始するまでの遅れ時間を計測するタイマである。
【0066】
続くステップS120では、アイドル脱離フラグFTRSPGを「0」に設定して本処理を終了する。
一方ステップS112〜S115の答がすべて肯定(YES)であるときは、ステップS116でスタートしたタイマtmTRSIPGDLYの値が「0」であるか否かを判別する(ステップS117)。最初は、tmTRSIPGDLY>0であるので、前記ステップS119に進み、tmTRSIPGDLYの値が「0」となると、アイドル脱離制御を開始すべくアイドル脱離フラグFTRSPGを「1」に設定し(ステップS118)、本処理を終了する。
【0067】
以上のように図8の処理によれば、エンジンがアイドル運転状態にあり、かつ当該車両が停止中であり、かつSTRSCTL=1であってHC吸着材18の昇温中または脱離実行中であり、かつアイドル制御弁20によるエンジン回転数NEのフィードバック制御中であるとき、アイドル脱離制御の実施が許可される。
【0068】
図9は、図3のステップS31で実行されるEGR実施領域判別処理のフローチャートである。
ステップS131ではアイドル脱離フラグFTRSPGが「1」であるか否かを判別し、FTRSPG=1であるときは、直ちにステップS140に進み、排気還流を実施すること「1」で示すEGRフラグFEGRを「1」に設定する。
【0069】
アイドル脱離フラグFTRSPGが「0」であるときは、ステップS132以下のステップにより、エンジン1 が排気還流実行条件を満足する所定のエンジン運転領域にあるか否かを判別する。すなわち、LAFセンサ14の出力に応じた空燃比フィードバック制御中でないとき(ステップS132)、エンジン1への燃料供給を遮断するフュエルカット運転中のとき(ステップS133)、エンジン回転数NE が所定回転数NHEC(例えば4500rpm)を越えて高回転であるとき(ステップS134)、スロットル弁全開運転であることを「1」で示すスロットル全開運転フラグFWOT が「1」に設定されているとき(ステップS135)、スロットル弁開度THAが所定開度THIDLE 以下のアイドル運転状態のとき(ステップS136)、冷間始動時等、エンジン水温TWが所定温度TWE1(例えば40℃)より低いとき(ステップS137)、吸気管内絶対圧PBA が所定圧PBAECL以下の低負荷状態であるとき(ステップS138)、吸気管内絶対圧PBAと大気圧PAとの差圧PBGA(=PA−PBA)が所定圧DPBAECH以下の高負荷状態であるとき(ステップS139)は、排気還流を行うとエンジンの運転性能を損うので、EGRフラグFEGR を「0 」に設定して排気還流を禁止する(ステップS141)。
【0070】
一方空燃比フィードバック制御中であり、且つフュエルカット実行中でなく、且つNE≦NHECであり、且つFWOT=0であり、且つTHA>THIDLEであり、且つTW>TWE1であり、且つPBA>PBAECLであり、且つPBGA>DPBAECHであるときは、排気還流実行条件成立と判定し、EGRフラグFEGRを「1」に設定する(ステップS140)。
【0071】
図10は、図3(c)のステップS32で実行されるLCMD/KEGR算出処理のフローチャートである。
ステップS151では、EGRフラグFEGRが「1」であるか否かを判別し、FEGR=0であるときは直ちに本処理を終了する。FEGR=1であるときは、アイドル脱離フラグFTRSPGが「1」であるか否かを判別し、FTRSPG=1であってアイドル脱離モードであるときは、図11に示すアイドル脱離モード用LCMD/KEGRMAP算出処理を実行し(ステップS153)、ステップS160に進む。
【0072】
ステップS152でFTRSPG=0であって通常制御中であるときは、エンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応じてLCMDマップを検索し、EGR弁22のリフト量指令値LCMDを算出する(ステップS154)。次いで高速バルブタイミングの選択を「1」で示すバルブタイミングフラグFVTECが「1」であるか否かを判別し(ステップS155)、FVTEC=1であるときは、エンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応じてKEGRMHマップを検索し、高速バルブタイミング用のEGR補正係数KEGRMHを算出し(ステップS158)、EGR補正係数のマップ値KEGRMAPを高速バルブタイミング用EGR補正係数KEGRMHに設定して(ステップS159)、ステップS160に進む。
【0073】
一方ステップS155でFVTEC=0であるときは、エンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応じてKEGRMLマップを検索し、低速バルブタイミング用のEGR補正係数KEGRMLを算出し(ステップS156)、EGR補正係数のマップ値KEGRMAPを低速バルブタイミング用EGR補正係数KEGRMLに設定して(ステップS157)、ステップS160に進む。
ステップS160では、図13に示すKEGR算出処理を実行し、本処理を終了する。
【0074】
図11は、図10のステップS153で実行されるアイドル脱離モード用LCMD/KEGRMAP算出処理のフローチャートである。
ステップS161では、図8のステップS119でスタートしたタイマtmTIPEDLYの値が「0」であるか否かを判別する。アイドル脱離モードに移行した直後は、tmTIPEDLY>0であるので、リフト量指令値LCMDを「0」に設定し(ステップS162)、EGR補正係数のマップ値KEGRMAPを「1.0」に設定して(ステップS163)、本処理を終了する。
【0075】
タイマtmTIPEDLYの値が「0」となると、ステップS164に進み、エンジン水温TWに応じて図12(a)に示すLTRSIPGTテーブルを検索し、アイドル脱離モードにおける基本リフト量LTRSIPGTを算出する。LTRSIPGテーブルは、エンジン水温TWが高くなるほど基本リフト量LTRSIPGTが増加するように設定されている。
【0076】
次いでエンジン1の回転変動量を示す回転変動パラメータMETRMの2乗を算出し、これを実効回転変動量TRSMETRMSとする(ステップS165)。
回転変動パラメータMETRMは下記式(8)で定義される。
【0077】
ここで、KMSSLBは、エンジン回転数NEに反比例するように設定される係数であり、MSME(n)は下記式(9)(10)により定義されるCRK信号パルスの発生時間間隔、すなわちクランク軸が30°回転するのに要する時間CRME(n)の平均値である。(n),(n−1)は、それぞれ今回値、前回値を示すために付されている。
【数1】
【0078】
より詳細には、上記式(9)によりまず時間間隔CRME(n)の11回前の計測値CRME(n−11)から最新の計測値CRME(n)までの12個のCRME値の平均値として、第1の平均値CR12ME(n)を算出し、さらに式(10)により第1の平均値の5回前の算出値CR12ME(n−5)から最新の算出値CR12ME(n)までの6個のCR12ME値の平均値として、第2の平均値MSME(n)を算出する。そして、この第2の平均値MSME(n)を上記式(8)に適用することにより、回転変動パラメータMETRMが算出される。このようにして算出される回転変動パラメータMETRMは、エンジン1の燃焼状態が悪化するほど増加する傾向を示し、エンジンの燃焼状態を示すパラメータとして使用することができる。一般に、排気還流量を増やしていくと徐々に燃焼が不安定となり、回転変動パラメータMETRMの絶対値が増加する。
【0079】
ステップS166では、実効回転変動量TRSMETRMSの移動平均値TRSMETRMAVEを下記式(11)により、算出する。
【数2】
続くステップS167では、点火時期の進角方向の補正量が過大であることを「1」で示す過進角補正フラグFIGTRSFBPが「1」であるか否かを判別する。過進角補正フラグFIGTRSFBPは、後述する図20のステップS313で設定される。
【0080】
ステップS167でFIGTRSFBP=1であって点火時期の進角方向の補正量が過大であるときは、排気還流量を減少させるべく、EGR補正量DLTRSIPGRを、前回値DLTRSIPGR(n−1)から所定量DLTRSIPGIGを減算した値に設定し(ステップS172)、ステップS173に進む。
【0081】
ステップS167でFIGTRSFBP=0であるときは、ステップS166で算出される移動平均値TRSMETRMAVEが第1判定値TRSMETRMHより大きいか否かを判別し(ステップS168)、TRSMETRMAVE>TRSMETRMHであって、エンジン1の回転変動量が大きいときは、排気還流量を減少させるべく、EGR補正量DLTRSIPGRを、前回値DLTRSIPGR(n−1)から所定量DLTRSIPGDを減算した値に設定し(ステップS171)、ステップS173に進む。
【0082】
ステップS168でTRSMETRMAVE≦TRSMETRMHであるときは、さらに移動平均値TRSMETRMAVEが第1判定値TRSMETRMHより小さい第2判定値TRSMETRMLより小さいか否かを判別し(ステップS169)、TRSMETRMAVE<TRSMETRMLであって、エンジン1の回転変動量が小さいときは、排気還流量を増加させるべく、EGR補正量DLTRSIPGRを、前回値DLTRSIPGR(n−1)に所定量DLTRSIPGIを加算した値に設定し(ステップS170)、ステップS173に進む。
【0083】
またステップS169でTRSMETRMAVE≧TRSMETRMLであるときは、直ちにステップS173に進む。
ステップS173では、下記式(12)に基本リフト量LTRSIPGT及びEGR補正量DLTRSIPGRを適用し、アイドル脱離モードリフト量LTRSIPGを算出する。
LTRSIPG=LTRSIPGT+DLTRSIPGR (12)
【0084】
次いでアイドル脱離モードリフト量LTRSIPGが、リフト量指令値の前回値LCMD(n−1)に所定変化量DLTRSIPGを加算した値より小さいか否かを判別し(ステップS174)、LTRSIPG<LCMD(n−1)+DLTRSIPGであるときは、アイドル脱離モードリフト量LTRSIPGをそのままリフト量指令値LCMDとして(ステップS175)、ステップS177に進む。また、LTRSIPG≧LCMD(n−1)+DLTRSIPGであるときは、リフト量指令値LCMDを、(LCMD(n−1)+DLTRSIPG)に設定して(ステップS176)、ステップS177に進む。
【0085】
ステップS177では、エンジン水温TWに応じて図12(b)に示すKEGRTIPテーブルを検索し、基本リフト量LTRSIPGTに対応するEGR補正係数(以下「基本EGR補正係数」という)KEGRTIPを算出する。KEGRTIPテーブルは、エンジン水温TWが高くなるほど基本EGR補正係数KEGRTIPが増加するように設定されている。
【0086】
次いで基本EGR補正係数KEGRTIP、リフト量指令値LCMD及び基本リフト量LTRSIPGTを下記式(13)に適用して、EGR補正係数のマップ値KEGRMAPを算出する(ステップS178)。なお、式(13)により算出されるKEGRMAPは、マップ検索値ではないが便宜上「マップ値」と呼ぶ。
【0087】
以上のように図11の処理によれば、図20の処理で算出される点火時期の進角方向の補正量が過大となったときは、排気還流量が減少方向に補正され、またエンジン回転変動量が大きいときは(TRSMETRMAVE>TRSMETRMH)、排気還流量を減少方向に補正する一方、エンジン回転変動が小さいときは(TRSMETRMAVE<TRSMETRML)、排気還流量を増加方向に補正するようにしたので、エンジンのアイドル運転中に排気還流を実行した場合においても、エンジン回転を安定に維持することができる。
【0088】
図13は、図10のステップS160で実行されるKEGR算出処理のフローチャートである。この処理では、EGR補正係数のマップ値KEGRMAPに基づいて、前記式(1)に実際に適用するEGR補正係数KEGRが算出される。ステップS181では、予め指定した異常が検知されているか否かを判別し、検知されているときは、後述する第1の係数値KQEGR1及び第2の係数値KQEGR2をともに「1.0」に設定するとともに(ステップS182)、メモリに格納されているすべての係数値KEGR(n)〜KEGR(n−NT)を「1.0」に設定し(ステップS195)、前記式(1)に適用するEGR補正係数KEGRを「1.0」に設定して(ステップS196)、本処理を終了する。
【0089】
本実施形態では、還流ガスがEGR弁22からエンジン1の燃焼室に達するまでの時間遅れを考慮して、式(1)に適用するEGR補正係数KEGRとしては、NT回前、すなわちTDC信号パルスがNT回発生する時間前のエンジン運転状態に応じて算出された係数値を用いるようにしているので、本処理を実行する毎に算出される今回算出値KEGR(n)は、順次メモリに格納される。上記ステップS195の処理は、このようにして格納された(NT+1)個の係数値をすべて「1.0」とするものである。
【0090】
ステップS181の答が否定(NO)であるときは、エンジン1の始動モードであるか否かを判別し(ステップS183)、始動モードでないときは、さらにスロットル全開運転フラグFWOTの値が「1」であるか否かを判別する(ステップS184)。そして、始動モードであるときまたはスロットル全開運転中であるときは、前記ステップS195に進む一方、始動が完了しておりかつスロットル全開運転中でないときは、ステップS185に進む。
【0091】
ステップS185では、基準大気圧PA0(=101.3kPa(760mmHg))と吸気管内絶対圧PBAとの差圧PBG1(=PA0−PBA)に応じて図14に示すKQEGRテーブルを検索し、第1の係数値KQEGR1を算出する。KQEGRテーブルは、差圧PBGが大きくなるほど、係数値KQEGRが増加するように設定されている。図14に示す所定圧PBGTは、例えば28kPa(210mmHg)に設定される。
【0092】
続くステップS186では、その時点の大気圧PAと吸気管内絶対圧PBAとの差圧PBG2に応じて、ステップS185と同様にKQEGRテーブルを検索し、第2の係数値KQEGR2を算出する。
次いでEGRフラグFEGRが「1」であるか否かを判別し(ステップS187)、FEGR=0であって排気還流を行っていないときは、EGR補正係数の今回値KEGR(n)を「1.0」に設定して(ステップS193)、ステップS194に進む。またFEGR=1であって排気還流実行中は、EGR弁22の実リフト量LACTが所定リフト量LACTFGより大きいか否かを判別し(ステップS188)、LACT≦LACTFGであって実リフト量LACTがほぼ0であるときは、前記ステップS193に進む。
【0093】
LACT>LACTFGであるときは、下記式(14)にマップ値KEGRMAP,実リフト量LACT,リフト量指令値LCMD,並びに第1及び第2の係数値KQEGR1,KQEGR2を適用し、EGR補正係数の今回値KEGR(n)を算出する(ステップS190)。
【0094】
ここでLACT/LCMDは、EGR弁22のリフト量が変化している過渡状態において実リフト量LACTの変化がリフト量指令値LCMDの変化に対して遅れることを補正するための補正項であり、またKQEGR2/KQEGR1は、大気圧PAの変化の影響を補正するための補正項である。
【0095】
続くステップS191では、ステップS190で算出した今回値KEGR(n)がマップ値KEGRMAPより小さいか否かを判別し、KEGR(n)<KEGRMAPであるときは、今回値KEGR(n)をマップ値KEGRMAPに置き換えて(ステップS192)、ステップS194に進む。またKEGR(n)≧KEGRMAPであるときは、直ちにステップS194に進む。
ステップS194では、式(1)に適用するEGR補正係数KEGRを、NT回前の係数値KEGR(n−NT)に設定し、本処理を終了する。
【0096】
図15は、図3(d)のステップS42で実行されるアイドル脱離モード制御のフローチャートである。
ステップS201では、アイドル脱離フラグFTRSPGが「1」であるか否かを判別し、FTRSPG=0であるときは直ちに本処理を終了する。
【0097】
FTRSPG=1であってアイドル脱離モードであるときは、図16に示すITRSIPG算出処理を実行する(ステップS202)。この処理では、前記式(3)のアイドル脱離モード制御項ITRSIPGを算出する。続くステップS203では、下記式(15)により、アイドル脱離モード用開弁制御量ICMDIPGを算出する。式(15)は、前記式(3)と実質的に同一の式である。
【0098】
ステップS204では、アイドル脱離モード用開弁制御量ICMDIPGが、開弁制御量の前回値ICMD(n−1)から所定変化量DKITRSIPGを減算した値より小さいか否かを判別し、ICMDIPG<ICMD(n−1)−DKITRSIPGであるときは、開弁制御量ICMDを(ICMD(n−1)−DKITRSIPG)に設定する(ステップS205)。
【0099】
ステップS204の答が否定(NO)であるときは、アイドル脱離モード用開弁制御量ICMDIPGが、開弁制御量の前回値ICMD(n−1)に所定変化量DKITRSIPGを加算した値より大きいか否かを判別し(ステップS206)、ICMDIPG>ICMD(n−1)+DKITRSIPGであるときは、開弁制御量ICMDを(ICMD(n−1)+DKITRSIPG)に設定する(ステップS207)。
【0100】
ステップS206の答が否定(NO)であるとき、すなわちステップS203で算出されたアイドル脱離モード用開弁制御量ICMDIPGが、開弁制御量の前回値ICMD(n−1)±DKITRSIPGの範囲内にあるときは、アイドル脱離モード用開弁制御量ICMDIPGをそのまま開弁制御量ICMDとする(ステップS208)。
ステップS204〜S207により、開弁制御量ICMDが急激に変化することが防止される。
【0101】
図16は、図15のステップS202で実行されるITRSIPG算出処理のフローチャートである。
ステップS211では、エンジン水温TWに応じて図17(a)に示すITRSIPGTテーブルを検索し、アイドル脱離モード制御項の基本値ITRSIPGTを算出する。ステップS212では、リフト量比RLTRに応じて図17(b)に示すKITRSIPGTテーブルを検索し、補正係数KITRSIPGTを算出する。KITRSIPGTテーブルは、リフト量比RLTRが増加するほど、補正係数KITRSIPGTが増加するように設定されている。
【0102】
リフト量比RLTRは、図11の処理で算出されるEGR弁22の基本リフト量LTRSIPGTに対するアイドル脱離モードリフト量LTRSIPGの比(LTRSIPG/LTRSIPGT)である。
ステップS213では、図20のステップS311で設定され、点火時期の遅角方向の補正量が過大であることを「1」で示す過遅角補正フラグFIGTRSFBNが「1」であるか否かを判別し、この答が否定(NO)であるときは直ちにステップS215に進む一方、FIGTRSFBN=1であるときは、下記式(16)により減量補正項DITRSIPGを算出する(ステップS214)。
【0103】
ここでDITRSIPG(n−1)は、減量補正項の前回値、DDITRSIPGは所定減量値である。
【0104】
ステップS214実行後は、ステップS215に進む。
ステップS215では、下記式(17)に基本値ITRSIPGT、補正係数KITRSIPGT及び減量補正項DITRSIPGを適用し、アイドル脱離モード制御項ITRSIPGを算出する。
【0105】
補正係数KITRSIPGTにより、排気還流量が増加するほどバイパス空気量が増加方向に補正され、減量補正項DITRSIPGにより、点火時期IGLOGの遅角方向の補正量が過大となったときは、バイパス空気量が減少方向に補正される。
このように設定されるアイドル脱離モード制御項ITRSIPGを用いることにより、バイパス空気量は、排気還流による吸入空気量の減少分より多くなるように設定される。
【0106】
図18は、図3(d)のステップS43で実行されるアイドル目標回転数算出処理のフローチャートである。
ステップS221では、NOBJ算出処理を実行する。NOBJ算出処理では、当該車両が自動変速機を備えているか、手動変速機を備えているか、自動変速機のシフトレバー位置などに応じて目標回転数NOBJが設定される。
【0107】
ステップS222では、アイドル脱離フラグFTRSPGが「1」であるか否かを判別し、FTRSPG=0であるときは直ちに本処理を終了し、FTRSPG=1であるときは目標回転数NOBJを所定加算値DNOBJTIP(例えば100rpm)だけ増加させる(ステップS223)。
【0108】
図18の処理により、目標回転数NOBJは、アイドル脱離モードにおいて通常の設定値より所定加算値DNOBJTIPだけ高い回転数に設定される。
なお、加算値DNOBJTIPは、図19に示すように、エンジン水温TWが低いほど高くなるように設定するようにしてもよい。
【0109】
図20は、図3(e)のステップS53で実行される点火時期のフィードバック制御のフローチャートである。
ステップS301では、エンジン回転数NEと目標回転数NOBJとの偏差DNEIPG(=NE−NOBJ)を算出する。ステップS302では、偏差DNEIPGに比例ゲインKPIGTIPを乗算して、比例項PIGTRSIPGを算出し、次いで下記式(18)により、積分項IIGTRSIPGを算出する(ステップS303)。
【0110】
ここでKIIGTIPは、積分ゲインである。
続くステップS304〜S307では、積分項IIGTRSIPGのリミット処理を行う。すなわち、積分項IIGTRSIPGが正の所定リミット値IIGTRSIPGLMT以下でかつ負の所定リミット値−IIGTRSIPGLMT以上であるときは直ちにステップS308に進み、積分項IIGTRSIPGが正の所定リミット値IIGTRSIPGLMTより大きいときは、積分項IIGTRSIPGをその所定リミット値IIGTRSIPGLMTに設定し(ステップS304,S307)、積分項IIGTRSIPGが負の所定リミット値−IIGTRSIPGLMTより小さいときは、積分項IIGTRSIPGをその所定リミット値−IIGTRSIPGLMTに設定する(ステップS305,S306)。
【0111】
ステップS308では、比例項PIGTRSIPGと積分項IIGTRSIPGとを加算して、アイドル脱離モード補正項IGTRSIPGを算出する。続くステップS309では、アイドル脱離モード補正項IGTRSIPGが所定進角限界値IGTRSIPGNLMTより大きいか否かを判別し、IGTRSIPG>IGTRSIPGNLMTであるときは、進角方向の補正量が過大であると判定し、過進角補正フラグFIGTRSFBPを「1」に設定する(ステップS313)。
【0112】
ステップS309でIGTRSIPG≦IGTRSIPGNLMTであるときは、アイドル脱離モード補正項IGTRSIPGが所定遅角限界値−IGTRSIPGNLMTより小さいか否かを判別し(ステップS310)、IGTRSIPG<−IGTRSIPGNLMTであるときは、遅角方向の補正量が過大であると判定し、過遅角補正フラグFIGTRSFBNを「1」に設定する(ステップS311)。
【0113】
またステップS309及びS310の答がともに否定(NO)であるときは、過進角補正フラグFIGTRSFBP及び過遅角補正フラグFIGTRSFBNを共に「0」に設定する(ステップS312)。
続くステップS314〜S317では、アイドル脱離モード補正項IGTRSIPGのリミット処理を行う。すなわち、アイドル脱離モード補正項IGTRSIPGが上限値IGTRSIPGLMTを越えているときは、アイドル脱離モード補正項IGTRSIPGをその上限値IGTRSIPGLMTに設定し(ステップS314,S317)、アイドル脱離モード補正項IGTRSIPGが、下限値−IGTRSIPGLMTより小さいときは、アイドル脱離モード補正項IGTRSIPGをその下限値−IGTRSIPGLMTに設定し(ステップS315,S316)、アイドル脱離モード補正項IGTRSIPGが上下限値IGTRSIPGLMT,−IGTRSIPGLMTの間にあるときは、直ちにステップS318に進む。
【0114】
ステップS318では、図3(e)のステップS51で算出される点火時期IGLOTG(=IGMAP+IGCR)にアイドル脱離モード補正項IGTRSIPGを加算することにより、点火時期IGLOGの補正が行われる。
以上のように図20の処理によれば、エンジン回転数NEと目標回転数NOBJとの偏差DNEIPGに応じて、エンジン回転数NEが目標回転数NOBJとなるように点火時期のIGLOGのフィードバック制御が実行される。
【0115】
図21及び図22は、上述したアイドル脱離モードにおける制御を説明するためのタイムチャートである。
図21の時刻t10においてアイドル脱離フラグFTRSPGが「1」に設定され、アイドル制御弁20の開弁制御量ICMDが徐々に増加され、これにともなってエンジン回転数NEを目標回転数NOBJに維持すべく、アイドル脱離モード補正項IGTRSIPGが遅角方向へ徐々に変化していく。すなわち、吸入空気量を増加させ、その増加に対応して点火時期を遅角させるようにしたので、燃焼の不安定化を招くことが回避される。また、エンジン回転数を目標回転数に維持するようにフィードバック制御により点火時期を決定するようにしたので、点火時期を自動的に最適な値に設定することが可能となる。HC吸着材から脱離されたHCが吸気系に還流されると、HCの混入量によって最適な点火時期が変動するため、最適な点火時期の設定が困難となるが、エンジン回転数を目標回転数に維持するように点火時期を決定することにより、最適な点火時期の設定が可能となる。
【0116】
時刻t10から所定時間TTIPEDLY(図8のステップS119,及び図11のステップS161参照)経過後の時刻t11から排気還流が開始され、EGR弁22のリフト量指令値LCMDは徐々に増加する。
時刻t12からt13の期間では、エンジンの回転変動量を示す移動平均値TRSMETRMAVEが、第1判定値TRSMETRMHを超えるので、リフト量指令値LCMDは徐々に減少する(図11のステップS168,S171参照)。これにより、アイドル状態での排気還流量が多くなり過ぎることが防止され、エンジン回転変動の増大及び燃焼の不安定化による排気特性の悪化を防止することができる。
【0117】
また時刻t14からt15の期間では、移動平均値TRSMETRMAVEが、第2判定値TRSMETRMLを下回るので、リフト量指令値LCMDは徐々に増加する(図11のステップS169,S170参照)。エンジン運転に支障がない限り排気還流量を増加させることにより、HC吸着材18の吸着されたHCの脱離完了までに要する時間を短縮することができる。
【0118】
さらに時刻t16に点火時期のアイドル脱離モード補正項IGTRSIPGが所定進角限界値IGTRSIPGNLMTを越えるので、過進角補正フラグFIGTRSFBPが「1」に設定され(図20のステップS309,S313参照)、EGR弁のリフト量指令値LCMDは徐々に減少する(図11のステップS167,S172)。点火時期の進角補正量が過大となると、エンジン回転数NEを目標回転数NOBJに維持する点火時期のフィードバック制御が安定に行うことができなくなる。そこで、排気還流量を減少させることにより、点火時期の進角補正量を正常な範囲内の戻し、フィードバック制御の不安定化を防止している。
【0119】
図22においては、時刻t15までは、図21と同様の動作が示されている。時刻t21になると、点火時期のアイドル脱離モード補正項IGTRSIPGが、所定遅角限界値−IGTRSIPGNLMTより小さくなるので、過遅角補正フラグFIGTRSFBNが「1」に設定され(図20のステップS310,S311)、アイドル制御弁の開弁制御量ICMDが徐々に減少する(図16,ステップS213,214)。これにより、点火時期の遅角補正量が過大となることに起因するエンジン回転変動の増大や燃焼の悪化(排気特性の悪化)を防止することができる。
【0120】
吸入空気量(開弁制御量ICMD)、点火時期(アイドル脱離モード補正項IGTRSIPG)及び排気還流量(リフト量指令値LCMD)は、いずれも徐々に変化するように制御されるので、エンジン運転状態の急激な変化が回避され、燃焼の不安定化あるいはエンジンストールを防止することができる。
【0121】
本実施形態では、バイパス通路19、アイドル制御弁20及びECU5により、吸着材昇温手段及び吸入空気量増量手段が構成され、EGR弁22及びECU5により還流制御手段が構成され、クランク角度位置センサ10及びECU5により、回転変動量検出手段が構成され、ECU5により点火時期補正手段が構成される。より具体的には、図3(d)のステップS42,S43、及び同図(e)のステップS52及びS53が、吸着材昇温手段に相当し、同図(d)のステップS42及びS43が吸入空気量増量手段に相当し、同図(c)の処理が還流制御手段に相当し、図11のステップS165及びS166が回転変動量検出手段に相当する。
【0122】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上述した実施形態では、HC吸着材18から脱離したHCは、吸気系に還流させるようにしたが、排気系の三元触媒15の上流側に還流させるようにしてもよい。
【0123】
また上述した実施形態では、アイドル脱離モードにおける吸入空気量の増加及び点火時期の補正に対して、むだ時間(図21(c),TTIPEDLY)を伴って排気還流量を開始させるようにした。これに代えて、図21の時刻t10から排気還流を開始し、排気還流量の増加速度をより低下させること、すなわち非常に緩やかに排気還流量を増加させることにより、排気還流の実行を実質的に遅らせるようにしてもよい。
【0124】
また上述した実施形態では、バイパス通路19及びアイドル制御弁20により吸入空気量を増量させるようにしたが、いわゆるDBW(Drive By Wire)方式のスロットル弁を採用し、スロットル弁の開度を直接制御して、吸入空気量の増量を行うようにしてもよい。
【0125】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項1に記載の発明によれば、吸着材が炭化水素を吸着した状態で機関がアイドル状態となったときに、機関の吸入空気量が増加されるとともに、機関の点火時期が遅角されるので、排気温の上昇が促進され、吸着材の昇温を速めることができる。その結果、吸着材のHCの脱離完了までの時間を短縮し、脱離が未完の状態で機関が停止される機会を減らすことができ、HC吸着材による排気浄化効果を高めることができる。また、点火時期が所定遅角限界値より遅角されたときは、吸入空気量が減量されるので、点火時期の遅角量が過大となることに起因する機関回転変動の増加や燃焼の悪化を防止することができる。
【0126】
請求項2に記載の発明によれば、吸入空気量の増加及び点火時期の遅角は徐々に行われるので、外気温が低い場合、あるいは大気圧が低い場合の始動直後のように燃焼が不安定になり易い条件の下でも安定した燃焼を継続することができる。
【0127】
請求項3に記載の発明によれば、機関回転速度を目標回転速度に維持するように点火時期の遅角が行われるので、点火時期を、外気温や大気圧あるいは機関運転状態などによって変化する最適点火時期に自動的に設定することができる。
請求項4に記載の発明によれば、吸着材から脱離される炭化水素は、触媒の上流側に還流されるので、吸着材に吸着した炭化水素を確実に浄化することができる。
【0128】
請求項5に記載の発明によれば、吸着材が炭化水素を吸着した状態で機関がアイドル状態となったときに、排気の還流が行われ、吸着材から脱離される炭化水素が吸気系に還流されるので、機関始動後アイドル運転のみ行われて停止されるような場合であっても、吸着材に吸着された炭化水素を確実に脱離させ、機関始動直後の良好な排気特性を維持することができる。また、排気還流実行中において、機関の吸入空気量が増加されるので、機関のアイドル運転中に排気還流を行うことによる燃焼の不安定化を防止し、安定したアイドル運転を維持することができる。
【0129】
請求項6に記載の発明によれば、排気還流による吸入空気量の減少量より吸入空気量の増加量の方が大きくなるように制御されるので、排気の熱エネルギを通常のアイドル運転より大きくすることができ、吸着材の昇温を早めて炭化水素の脱離完了までの時間を短縮することができる。
【0130】
請求項7に記載の発明によれば、排気還流実行中において、機関の吸入空気量を増加させるときに、点火時期の補正が行われるので、点火時期を最適な値に補正することにより燃焼の不安定化を防止することができる。
請求項8に記載の発明によれば、排気還流量、吸入空気量及び点火時期の変更は徐々に行われるので、外気温が低い場合、あるいは大気圧が低い場合の始動直後のように燃焼が不安定になり易い条件の下でも安定した燃焼を継続することができる。
【0131】
請求項9に記載の発明によれば、機関の回転速度を目標回転速度に維持するように点火時期の補正が行われる。吸着材から脱離される炭化水素が吸気系に還流されるため、炭化水素の混入量により最適点火時期が変化するが、機関回転速度を目標回転速度に維持するように点火時期を設定することにより、自動的に最適点火時期に設定することできる。
【0132】
請求項10に記載の発明によれば、吸入空気量の増加及び点火時期の補正に対して遅れまたはむだ時間を伴って排気還流量の増量が行われるので、排気還流開始時における機関回転変動を最小限に抑制することができる。
請求項11に記載の発明によれば、吸入空気量の増加より後に点火時期の補正が行われるので、吸入空気量の増加時において燃焼の不安定化することを防止することができる。
【0133】
請求項12に記載の発明によれば、点火時期が所定遅角限界値より遅角されたときは、吸入空気量が減量されるので、点火時期の遅角量が過大となることに起因する機関回転変動の増加や燃焼の悪化を防止することができる。
請求項13に記載の発明によれば、検出された機関回転変動量が第1の所定変動量より小さいとき、排気還流量が増加方向に補正されるので、機関回転に支障のない限り、吸着材から脱離される炭化水素の吸気系への還流量が増量され、脱離完了までの時間を短縮することができる。
【0134】
請求項14に記載の発明によれば、検出された機関回転変動量が第2の所定変動量より大きいとき、排気還流量が減少方向に補正されるので、排気還流が多すぎて機関回転が不安定化することを防止することができる。
請求項15に記載の発明によれば、点火時期が所定進角限界値より進角されたときは、排気還流量が減少方向に補正されるので、点火時期の進角側の制御幅が小さくなって機関回転速度制御が安定に行えなくなる事態を回避することできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図2】本実施形態における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】本実施形態における制御処理の全体構成を示すフローチャートである。
【図4】HCの捕捉再循環システムを作動させる作動条件を判断する処理のフローチャートである。
【図5】排気管に設けられた切換弁の制御を行う処理のフローチャートである。
【図6】HCの脱離完了を判定する処理のフローチャートである。
【図7】図6の処理で使用するテーブルを示す図である。
【図8】アイドル脱離制御の実施条件を判断する処理のフローチャートである。
【図9】排気還流の実施領域を判別する処理のフローチャートである。
【図10】排気還流弁のリフト量指令値(LCMD)及び燃料供給量の排気還流補正係数(KEGR)を算出する処理のフローチャートである。
【図11】アイドル脱離モード用のリフト量指令値(LCMD)及び排気還流補正係数(KEGRMAP)を算出する処理のフローチャートである。
【図12】図11の処理で使用するテーブルを示す図である。
【図13】排気還流補正係数(KEGR)を算出する処理のフローチャートである。
【図14】図13の処理で使用するテーブルを示す図である。
【図15】アイドル脱離モードにおける吸入空気量の制御を行う処理のフローチャートである。
【図16】アイドル制御弁の開弁制御量の算出に使用されるアイドル脱離モード制御項(ITRSIPG)を算出する処理のフローチャートである。
【図17】図16の処理で使用するテーブルを示す図である。
【図18】アイドル目標回転数を算出する処理のフローチャートである。
【図19】目標回転数を増加させる加算値(DNOBJTIP)を算出するテーブルを示す図である。
【図20】点火時期のフィードバック制御を行う処理のフローチャートである。
【図21】本実施形態における制御動作を説明するためのタイムチャートである。
【図22】本実施形態における制御動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
1 内燃機関
2 吸気管
5 電子コントロールユニット(吸着材昇温手段、還流制御手段、吸入空気量増量手段、点火時期補正手段、回転速度変動量検出手段)
10 クランク角度位置センサ(回転速度変動量検出手段)
11 点火プラグ
12 排気管
15 三元触媒
16 切換弁
17 分岐通路
18 HC吸着材
19 バイパス通路(吸着材昇温手段、吸入空気量増量手段)
20 アイドル制御弁(吸着材昇温手段、吸入空気量増量手段)
21 排気還流通路(排気還流機構)
22 排気還流弁(排気還流機構、還流制御手段)
Claims (15)
- 排気系に炭化水素の吸着材を備えた内燃機関の制御装置において、
前記吸着材が炭化水素を吸着した状態で前記機関がアイドル状態となったときに、前記機関の吸入空気量を増加させるとともに、前記機関の点火時期を遅角させる吸着材昇温手段を備え、該吸着材昇温手段は、前記点火時期が所定遅角限界値より遅角されたときは、前記吸入空気量を減少させることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記吸着材昇温手段は、前記吸入空気量を徐々に増加させるとともに、前記点火時期を徐々に遅角させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記吸着材昇温手段は、前記機関の回転速度を目標回転速度に維持するように前記点火時期の遅角を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記機関の排気系は、排気浄化用の触媒を備え、前記吸着材から脱離される炭化水素が前記触媒の上流側に還流されるように構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
- 排気系に炭化水素の吸着材と、排気を吸気系に還流する排気還流機構とを備えた内燃機関の制御装置において、
前記吸着材が炭化水素を吸着した状態で前記機関がアイドル状態となったときに、前記排気還流機構を介して排気の還流を行い、前記吸着材から脱離される炭化水素を前記吸気系に還流する還流制御手段と、
該還流制御手段による排気還流実行中において、前記機関の吸入空気量を増加させる吸入空気量増量手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記吸入空気量増量手段は、前記排気還流による吸入空気量の減少量より吸入空気量の増加量の方が大きくなるように制御することを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記還流制御手段による排気還流実行中において、前記機関の吸入空気量を増加させるときに、前記機関の点火時期を補正する点火時期補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項5または6に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記排気還流の量、前記吸入空気量及び前記点火時期は、徐々に変化させることを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記点火時期補正手段は、前記機関の回転速度を目標回転速度に維持するように前記点火時期の補正を行うことを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記還流制御手段は、前記吸入空気量の増加及び点火時期の補正に対して遅れまたはむだ時間を伴って排気還流量を増加させることを特徴とする請求項8または9に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記点火時期補正手段は、吸入空気量の増加より後に前記点火時期の補正を行うことを特徴とする請求項10に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記吸入空気量増量手段は、前記点火時期が所定遅角限界値より遅角されたときは、前記吸入空気量を減少させることを特徴とする請求項7から11の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記機関の回転速度の変動量を検出する回転速度変動量検出手段を備え、前記還流制御手段は、検出された変動量が第1の所定変動量より小さいとき、排気還流量を増加方向に補正することを特徴とする請求項5から12の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記機関の回転速度の変動量を検出する回転速度変動量検出手段を備え、前記還流制御手段は、検出された変動量が第2の所定変動量より大きいとき、排気還流量を減少方向に補正することを特徴とする請求項5から13の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記還流制御手段は、前記点火時期が所定進角限界値より進角されたときは、排気還流量を減少方向に補正することを特徴とする請求項7から12のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000366487A JP3792506B2 (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 内燃機関の制御装置 |
DE10158796A DE10158796B4 (de) | 2000-12-01 | 2001-11-30 | Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor |
US09/996,719 US6681567B2 (en) | 2000-12-01 | 2001-11-30 | Control system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000366487A JP3792506B2 (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002168169A JP2002168169A (ja) | 2002-06-14 |
JP3792506B2 true JP3792506B2 (ja) | 2006-07-05 |
Family
ID=18837100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000366487A Expired - Fee Related JP3792506B2 (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6681567B2 (ja) |
JP (1) | JP3792506B2 (ja) |
DE (1) | DE10158796B4 (ja) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004092535A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Mitsubishi Motors Corp | 排ガス浄化装置 |
US8333789B2 (en) * | 2007-01-10 | 2012-12-18 | Gmedelaware 2 Llc | Facet joint replacement |
JP4462100B2 (ja) * | 2005-04-21 | 2010-05-12 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気装置および内燃機関の制御方法 |
GB2425493B (en) * | 2005-04-28 | 2008-08-27 | Ford Global Tech Llc | An emission control system for an engine |
US7845161B2 (en) * | 2006-05-29 | 2010-12-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Internal combustion engine and control method for internal combustion engine |
JP4225330B2 (ja) | 2006-08-03 | 2009-02-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP4333725B2 (ja) * | 2006-10-25 | 2009-09-16 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気還流装置 |
US7805931B2 (en) * | 2006-10-30 | 2010-10-05 | Perkins Engines Company Limited | Self-sustaining oxy-exothermal filter regeneration system |
JP4830902B2 (ja) * | 2007-02-22 | 2011-12-07 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御システム |
JP4793308B2 (ja) * | 2007-04-04 | 2011-10-12 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の点火制御システム |
EP2187033B1 (en) * | 2007-08-09 | 2019-10-09 | Yanmar Co., Ltd. | Engine |
US8448422B2 (en) * | 2007-11-12 | 2013-05-28 | Ford Global Technologies, Llc | Engine starting control for engine with hydrocarbon retaining system |
JP4664395B2 (ja) * | 2008-05-23 | 2011-04-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | エンジンの制御装置 |
JP5279572B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2013-09-04 | 本田技研工業株式会社 | エンジンの点火制御装置 |
JP5332986B2 (ja) * | 2009-07-09 | 2013-11-06 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
DE102009037285A1 (de) * | 2009-08-12 | 2011-02-17 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Abgasanlage einer Brennkraftmaschine |
DE102010003281A1 (de) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Abgasrückführungsrate für Verbrennungsmotoren im Magerbetrieb |
US9243552B2 (en) * | 2013-06-10 | 2016-01-26 | Ford Global Technologies, Llc | Method for determining wastegate valve lift |
JP6363366B2 (ja) * | 2014-03-18 | 2018-07-25 | トヨタ自動車株式会社 | 車両および車両の制御方法 |
US20160252029A1 (en) * | 2016-05-09 | 2016-09-01 | Caterpillar Inc. | Aftertreatment control system |
CN111425310B (zh) * | 2020-03-31 | 2022-02-22 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 一种防止egr***结冰的控制方法 |
WO2021245436A1 (ja) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御方法および制御装置 |
US11280280B1 (en) * | 2021-03-22 | 2022-03-22 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for controlling reducing engine emissions |
CN113550833B (zh) * | 2021-08-31 | 2024-02-02 | 徐州徐工矿业机械有限公司 | 一种基于油液平衡的挖掘机发动机初启动转速控制方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2888744B2 (ja) * | 1993-10-19 | 1999-05-10 | 本田技研工業株式会社 | 内燃エンジンの制御装置 |
JP3314294B2 (ja) * | 1995-02-24 | 2002-08-12 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の制御装置 |
JP3596169B2 (ja) * | 1996-06-03 | 2004-12-02 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP3658115B2 (ja) * | 1996-11-20 | 2005-06-08 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP3198957B2 (ja) * | 1996-12-19 | 2001-08-13 | トヨタ自動車株式会社 | 希薄燃焼内燃機関の出力変動抑制制御装置 |
US6116213A (en) * | 1997-04-25 | 2000-09-12 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control system for controlling internal combustion engine |
JPH10299463A (ja) * | 1997-04-30 | 1998-11-10 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
JPH1182003A (ja) * | 1997-09-11 | 1999-03-26 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
JP3951422B2 (ja) * | 1998-03-23 | 2007-08-01 | トヨタ自動車株式会社 | 多気筒内燃機関の排気浄化装置 |
US6354076B1 (en) * | 1998-07-16 | 2002-03-12 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system of internal combustion engine |
JP3591317B2 (ja) * | 1998-08-17 | 2004-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気還流バルブ強制駆動装置 |
JP3475102B2 (ja) * | 1998-12-17 | 2003-12-08 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP2001098989A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-10 | Mazda Motor Corp | エンジンの制御装置及びエンジンの制御装置の異常診断装置 |
-
2000
- 2000-12-01 JP JP2000366487A patent/JP3792506B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-11-30 US US09/996,719 patent/US6681567B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-30 DE DE10158796A patent/DE10158796B4/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6681567B2 (en) | 2004-01-27 |
US20020092293A1 (en) | 2002-07-18 |
DE10158796A1 (de) | 2002-06-20 |
DE10158796B4 (de) | 2007-06-06 |
JP2002168169A (ja) | 2002-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3792506B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
US6688101B2 (en) | Control system for internal combustion engine | |
JP3701564B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JPH0914027A (ja) | 内燃エンジンの制御装置及び車両の制御装置 | |
JP3262157B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給制御装置 | |
CN113107642B (zh) | 内燃机的控制装置及控制方法 | |
EP1329623A2 (en) | Method and apparatus for controlling an engine | |
US6453664B2 (en) | Control system for internal combustion engine | |
JP3819494B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給制御装置 | |
JPS63167061A (ja) | 内燃エンジンの空燃比制御装置 | |
JP3822008B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
EP1099843A2 (en) | Control system for internal combustion engine | |
JP2019052582A (ja) | 内燃機関の排気処理装置 | |
JP3815575B2 (ja) | 内燃機関によって駆動される車両の制御装置 | |
JP3962100B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP4901814B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP4073563B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JPH07189799A (ja) | 内燃機関の制御装置及び制御方法 | |
JP4452380B2 (ja) | エンジンの制御装置 | |
JP4425456B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JPH068292Y2 (ja) | 排気再循環制御装置 | |
EP1609974A1 (en) | Control system for internal combustion engine | |
JP2712086B2 (ja) | 内燃エンジンの空燃比制御方法 | |
JP2007040233A (ja) | 圧縮着火内燃機関の制御装置 | |
JP2001213200A (ja) | 内燃機関の制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050324 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050621 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050725 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060405 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |