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JP2010024844A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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JP2010024844A
JP2010024844A JP2008183564A JP2008183564A JP2010024844A JP 2010024844 A JP2010024844 A JP 2010024844A JP 2008183564 A JP2008183564 A JP 2008183564A JP 2008183564 A JP2008183564 A JP 2008183564A JP 2010024844 A JP2010024844 A JP 2010024844A
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Akio Yamanaka
昭央 山中
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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Abstract

【課題】 燃料カットを行う際に機関に供給する空気量を適切に制御し、燃料カット中に運転性を悪化させることなく、燃料カット終了直後において排気浄化装置の再生(NOx除去処理などを含む)を早期に開始することを可能とする内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】 燃料カットの実行条件が成立したときは、燃料カット開始直前の燃焼モードが通常のリーン燃焼モードであったか否かを判別する(S11,S13)。リーン燃焼モード以外の燃焼モードであったときは、燃焼モードに応じてISFCRiテーブルを選択し、エンジン回転数NEに応じて設定開度ISFCRiを算出する(S15,S16)。インテークシャッタ3の目標開度ISCMDを設定開度ISFCRiに設定し(S17)、実際の開度ISが目標開度ISCMDを一致するように制御する。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately control the amount of air supplied to an engine when performing a fuel cut, and to regenerate an exhaust purification device (including NOx removal processing etc.) immediately after the end of the fuel cut without deteriorating operability during the fuel cut. The control device for the internal combustion engine that can be started at an early stage.
When a fuel cut execution condition is satisfied, it is determined whether or not the combustion mode immediately before the start of the fuel cut is a normal lean combustion mode (S11, S13). If the combustion mode is other than the lean combustion mode, the ISFCRi table is selected according to the combustion mode, and the set opening degree IFCCRi is calculated according to the engine speed NE (S15, S16). The target opening degree ISCMD of the intake shutter 3 is set to the set opening degree ISCCRi (S17), and control is performed so that the actual opening degree IS matches the target opening degree ISCMD.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関し、特に内燃機関への燃料供給を一時的に停止する燃料カットを行う際に機関へ供給する空気量の制御を行うものに関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to an apparatus for controlling the amount of air supplied to an engine when performing fuel cut for temporarily stopping fuel supply to the internal combustion engine.

特許文献1には、内燃機関の停止条件が成立したときに、先ず機関に供給する空気量を減量し、その後機関への燃料供給を停止する手法が示され、さらに内燃機関の停止条件が成立したときに、機関による駆動される車両が走行しているか否かに応じて、燃料供給停止に先立つ空気量の減量を行うか否かを決定する手法が示されている。   Patent Document 1 discloses a method in which when an internal combustion engine stop condition is satisfied, the amount of air supplied to the engine is first reduced, and then the fuel supply to the engine is stopped. Further, the internal combustion engine stop condition is satisfied. In this case, there is shown a method for determining whether or not to reduce the amount of air prior to stopping the fuel supply, depending on whether or not the vehicle driven by the engine is running.

特開2003−314321号公報JP 2003-314321 A

排気系に排気浄化用触媒、あるいは粒子状物質を捕捉するパーティキュレートフィルタといった排気浄化装置が設けられている機関では、一時的に空燃比をリッチ化することなどにより触媒の昇温を促進する燃焼モードや、パーティキュレートフィルタに堆積したパティキュレート(粒子状物質)を燃焼させる燃焼モードが採用され、触媒の早期活性化やパーティキュレートフィルタの再生が行われる。   In an engine equipped with an exhaust purification device such as an exhaust purification catalyst or a particulate filter that traps particulate matter in the exhaust system, combustion that promotes the temperature rise of the catalyst by temporarily enriching the air-fuel ratio, etc. The mode and the combustion mode in which particulates (particulate matter) deposited on the particulate filter are burned are used, and the catalyst is activated early and the particulate filter is regenerated.

特許公報1に示された手法は、燃料カットの開始時点における振動を防止するためのものであり、排気系の排気浄化装置に関連する燃焼モードを考慮したものではない。そのため、例えばパーティキュレートフィルタの再生を行っているときに燃料カットを実行するような場合には、燃料カット中においてパティキュレートフィルタの温度低下が大きくなり、燃料カット終了後にパーティキュレートフィルタの再生を直ちに再開することが困難となる可能性がある。   The technique disclosed in Patent Document 1 is for preventing vibration at the start of fuel cut, and does not take into account the combustion mode associated with the exhaust purification device of the exhaust system. For this reason, for example, when the fuel cut is performed while the particulate filter is being regenerated, the temperature of the particulate filter decreases greatly during the fuel cut, and the particulate filter is immediately regenerated after the fuel cut ends. It may be difficult to resume.

本発明はこの点に着目してなされたものであり、燃料カットを行う際に機関に供給する空気量を適切に制御し、燃料カット中に運転性を悪化させることなく、燃料カット終了直後において排気浄化装置の再生(NOx除去処理などを含む)を早期に開始することを可能とする内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to this point, and appropriately controls the amount of air supplied to the engine when performing fuel cut, and immediately after the end of fuel cut without deteriorating operability during fuel cut. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that enables early regeneration (including NOx removal processing) of an exhaust purification device to be started.

上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化手段(11,12)を備える内燃機関の制御装置において、前記機関の運転状態に応じて前記機関への燃料供給を停止する燃料カットの実行条件を判定する燃料カット条件判定手段と、前記排気浄化手段の温度を上昇させるための制御を行う昇温制御手段と、該昇温制御手段の作動に関連する、前記機関の燃焼モードを判別する燃焼モード判別手段と、前記燃料カット条件判定手段により前記燃料カットの実行条件が成立したと判定されたときは、該実行条件成立直前において前記機関の燃焼モードに基づいて、前記機関の供給する空気量を制御する空気量制御手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a control device for an internal combustion engine comprising exhaust gas purification means (11, 12) for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine, according to the operating state of the engine. A fuel cut condition determining means for determining a fuel cut execution condition for stopping fuel supply to the engine, a temperature raising control means for performing a control for increasing the temperature of the exhaust purification means, and a temperature raising control means Combustion mode determination means for determining the combustion mode of the engine related to operation, and when the fuel cut condition determination means determines that the fuel cut execution condition is satisfied, the engine immediately before the execution condition is satisfied And an air amount control means for controlling the amount of air supplied from the engine based on the combustion mode.

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、前記機関は吸気系にインテークシャッタ(3)を備え、前記空気量制御手段は、前記インテークシャッタ(3)の開度(IS)を制御することにより、前記空気量を制御することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the engine is provided with an intake shutter (3) in an intake system, and the air amount control means is provided for the intake shutter (3). The air amount is controlled by controlling the opening degree (IS).

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、前記排気浄化手段は、排気浄化用触媒(11)、及び粒子状物質を捕捉するパーティキュレートフィルタ(12)の少なくとも一方であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first or second aspect, the exhaust gas purification means includes an exhaust gas purification catalyst (11) and a particulate filter (12) for capturing particulate matter. ) At least one of them.

請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置において、前記空気量制御手段は、前記実行条件成立直前において前記昇温制御手段の作動時に適用される燃焼モードが選択されていたときは、前記機関に供給する空気量を前記機関の回転数(NE)に応じて制御することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, the air amount control means is activated when the temperature increase control means is actuated immediately before the execution condition is satisfied. When the combustion mode to be applied is selected, the amount of air supplied to the engine is controlled according to the rotational speed (NE) of the engine.

請求項1に記載の発明によれば、燃料カットの実行条件が判定されるとともに、排気浄化手段の温度を上昇させるための制御を行う昇温制御手段の作動に関連する、機関の燃焼モードが判別され、燃料カットの実行条件が成立したと判定されたときは、該実行条件成立直前における機関の燃焼モードに基づいて、燃料カット中に機関の供給する空気量が制御される。したがって、排気浄化手段の温度を上昇させるための燃焼モードが選択されていたときは、供給空気量を適切に制限することにより、燃料カット中における運転性(エンジンブレーキの効き方)を良好に維持しつつ排気浄化手段の温度低下を抑制し、燃料カット終了直後において早期に排気浄化手段の再生を開始することができる。   According to the first aspect of the present invention, the combustion mode of the engine, which is related to the operation of the temperature raising control means for performing the control for raising the temperature of the exhaust purification means, is determined while the fuel cut execution condition is determined. When it is determined and it is determined that the fuel cut execution condition is satisfied, the amount of air supplied by the engine during the fuel cut is controlled based on the combustion mode of the engine immediately before the execution condition is satisfied. Therefore, when the combustion mode for increasing the temperature of the exhaust purification means has been selected, the drivability (how the engine brake works) during fuel cut is maintained well by appropriately limiting the amount of supply air However, the temperature reduction of the exhaust purification unit can be suppressed, and regeneration of the exhaust purification unit can be started immediately after the end of the fuel cut.

請求項2に記載の発明によれば、インテークシャッタの開度を制御することにより、空気量が制御される。
請求項3に記載の発明によれば、排気浄化用触媒、及び/または粒子状物質を捕捉するパーティキュレートフィルタが排気系に設けられ、これらの温度を上昇させるための燃焼モードが燃料カットの直前に選択されていたときに、上記効果が得られる。
According to the second aspect of the present invention, the air amount is controlled by controlling the opening degree of the intake shutter.
According to the third aspect of the present invention, the exhaust gas purification catalyst and / or the particulate filter that captures the particulate matter is provided in the exhaust system, and the combustion mode for increasing the temperature is just before the fuel cut. The above effect can be obtained when it is selected.

請求項4に記載の発明によれば、燃料カット実行条件成立直前において排気浄化手段の温度を上昇させるための燃焼モードが選択されていたときは、機関に供給する空気量が機関回転数に応じて制御される。機関回転数に応じて供給空気量を制御することにより、運転性を良好に維持しつつ排気浄化手段の温度低下を抑制することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, when the combustion mode for increasing the temperature of the exhaust gas purification means is selected immediately before the fuel cut execution condition is established, the amount of air supplied to the engine depends on the engine speed. Controlled. By controlling the amount of supplied air according to the engine speed, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the exhaust purification means while maintaining good operability.

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及びその制御装置の構成を示す図である。内燃機関(以下単に「エンジン」という)1は、シリンダ内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンであり、各気筒に燃料噴射弁16が設けられている。燃料噴射弁16は、電子制御ユニット(以下「ECU」という)20に電気的に接続されており、燃料噴射弁16の開弁時間及び開弁時期(燃料噴射時間及び燃料噴射時期)は、ECU20により制御される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and a control device thereof according to an embodiment of the present invention. An internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “engine”) 1 is a diesel engine that directly injects fuel into a cylinder, and a fuel injection valve 16 is provided in each cylinder. The fuel injection valve 16 is electrically connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 20, and the valve opening time and valve opening timing (fuel injection time and fuel injection timing) of the fuel injection valve 16 are determined by the ECU 20. Controlled by

エンジン1は、吸気管2、排気管4、及び過給機8を備えている。過給機8は、排気の運動エネルギにより駆動されるタービン10と、タービン10により回転駆動され、吸気の圧縮を行うコンプレッサ9とを備えている。   The engine 1 includes an intake pipe 2, an exhaust pipe 4, and a supercharger 8. The supercharger 8 includes a turbine 10 that is driven by exhaust kinetic energy, and a compressor 9 that is rotationally driven by the turbine 10 and compresses intake air.

タービン10は、複数の可変ベーン(図示せず)を備えており、可変ベーンの開度を変化させることにより、タービン回転数(回転速度)を変更できるように構成されている。タービン10のベーン開度は、ECU20により電磁的に制御される。   The turbine 10 includes a plurality of variable vanes (not shown), and is configured to change the turbine rotational speed (rotational speed) by changing the opening degree of the variable vanes. The vane opening degree of the turbine 10 is electromagnetically controlled by the ECU 20.

吸気管2内の、コンプレッサ9の下流には加圧された空気を冷却するためのインタークーラ5及び吸入空気量を制御するインテークシャッタ(スロットル弁)3が設けられている。インテークシャッタ3には、インテークシャッタ3を駆動するアクチュエータ14が接続されている。ECU20は、アクチュエータ14によりインテークシャッタ3の開閉制御を行う。   An intercooler 5 for cooling the pressurized air and an intake shutter (throttle valve) 3 for controlling the intake air amount are provided in the intake pipe 2 downstream of the compressor 9. An actuator 14 for driving the intake shutter 3 is connected to the intake shutter 3. The ECU 20 performs opening / closing control of the intake shutter 3 by the actuator 14.

排気管4のタービン10の上流側と、吸気管2のインテークシャッタ5の下流側との間には、排気を吸気管2に還流する排気還流通路6が設けられている。排気還流通路6には、排気還流量を制御するための排気還流制御弁(以下「EGR弁」という)7が設けられている。EGR弁7は、ソレノイドを有する電磁弁であり、その弁開度はECU20により制御される。   Between the upstream side of the turbine 10 in the exhaust pipe 4 and the downstream side of the intake shutter 5 in the intake pipe 2, an exhaust gas recirculation passage 6 for returning the exhaust gas to the intake pipe 2 is provided. The exhaust gas recirculation passage 6 is provided with an exhaust gas recirculation control valve (hereinafter referred to as “EGR valve”) 7 for controlling the exhaust gas recirculation amount. The EGR valve 7 is an electromagnetic valve having a solenoid, and the valve opening degree is controlled by the ECU 20.

排気管4の、タービン10の下流側には、排気中のNOxを浄化するNOx浄化触媒11及びディーゼルパティキュレートフィルタ(以下「DPF」という)12が設けられている。NOx浄化触媒11は、排気中の酸素濃度が比較的高い酸化雰囲気にあるときNOxを吸着し、排気中の還元成分濃度が比較的高い還元雰囲気にあるとき吸着したNOxを脱離及び還元して放出する。NOx浄化触媒11のNOx吸着容量には限界があるため、NOx吸着量が所定量に達すると、排気を還元雰囲気にするNOx還元制御が行われる。通常の燃料噴射制御では、燃料噴射量がエンジン1の運転状態(エンジン回転数NE及び要求トルクTRQ)に応じて設定され、燃料噴射弁16による主噴射及び主噴射に先行するパイロット噴射が行われる。NOx還元制御では主噴射実行後の膨張行程または排気行程で(換言すればエンジン1の出力トルクに寄与しないタイミングで)、燃料噴射(以下「ポスト噴射」という)を実行する。ポスト噴射によって燃料、すなわち還元成分が燃焼室に供給され、排気が還元雰囲気とされる。   A NOx purification catalyst 11 for purifying NOx in the exhaust and a diesel particulate filter (hereinafter referred to as “DPF”) 12 are provided downstream of the turbine 10 in the exhaust pipe 4. The NOx purification catalyst 11 adsorbs NOx when it is in an oxidizing atmosphere where the oxygen concentration in the exhaust is relatively high, and desorbs and reduces the adsorbed NOx when it is in a reducing atmosphere where the reducing component concentration in the exhaust is relatively high. discharge. Since the NOx adsorption capacity of the NOx purification catalyst 11 has a limit, when the NOx adsorption amount reaches a predetermined amount, NOx reduction control is performed in which the exhaust gas is reduced. In the normal fuel injection control, the fuel injection amount is set according to the operating state of the engine 1 (engine speed NE and required torque TRQ), and the main injection by the fuel injection valve 16 and the pilot injection preceding the main injection are performed. . In the NOx reduction control, fuel injection (hereinafter referred to as “post injection”) is executed in the expansion stroke or exhaust stroke after the main injection is executed (in other words, at a timing that does not contribute to the output torque of the engine 1). The fuel, that is, the reducing component is supplied to the combustion chamber by the post injection, and the exhaust is made a reducing atmosphere.

またNOx浄化触媒11には燃料に含まれる硫黄の酸化物(SOx)が徐々に堆積するため、堆積した硫黄酸化物を除去するSOx除去制御が適時実行される。   Further, since the sulfur oxide (SOx) contained in the fuel is gradually deposited on the NOx purification catalyst 11, SOx removal control for removing the deposited sulfur oxide is executed in a timely manner.

DPF12は、排気がフィルタ壁の微細な孔を通過する際、排気中の炭素(C)を主成分とするパティキュレート(粒子状物質)であるスート(soot)を、フィルタ壁の表面及びフィルタ壁中の孔に堆積させることによって捕集する。堆積したスートを燃焼させるDPF再生処理が適時実行される。   When the exhaust gas passes through fine holes in the filter wall, the DPF 12 converts soot, which is particulate (particulate matter) mainly composed of carbon (C), into the filter wall surface and the filter wall. Collect by depositing in the pores inside. A DPF regeneration process for burning the deposited soot is performed in a timely manner.

さらにエンジン1のクランク軸の回転角度を検出するクランク角度位置センサ21、エンジン1により駆動される車両のアクセルペダルの操作量(踏み込み量)APを検出するアクセルセンサ22、エンジン1の冷却水温を検出する冷却水温センサ(図示せず)などが設けられており、これらのセンサの検出信号が、ECU20に供給される。   Further, a crank angle position sensor 21 that detects the rotation angle of the crankshaft of the engine 1, an accelerator sensor 22 that detects an operation amount (depression amount) AP of an accelerator pedal of a vehicle driven by the engine 1, and a cooling water temperature of the engine 1 are detected. A cooling water temperature sensor (not shown) or the like is provided, and detection signals from these sensors are supplied to the ECU 20.

クランク角度位置センサ21は、エンジン1の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス(以下「CYL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)に関し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パルスを出力するTDCセンサ及びTDC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パルス」という)を発生するCRKセンサから成り、CYLパルス、TDCパルス及びCRKパルスがECU20に供給される。これらのパルスは、燃料噴射時期の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。またエンジンの要求トルクTRQは、アクセルペダル操作量APに応じて算出され、アクセルペダル操作量APが増加するほど増加するように設定される。   The crank angle position sensor 21 is a cylinder discrimination sensor that outputs a pulse (hereinafter referred to as “CYL pulse”) at a predetermined crank angle position of a specific cylinder of the engine 1, and relates to a top dead center (TDC) at the start of the intake stroke of each cylinder. A TDC sensor that outputs a TDC pulse at a crank angle position before a predetermined crank angle (every 180 degrees of crank angle in a four-cylinder engine) and one pulse (hereinafter referred to as “CRK”) with a constant crank angle period shorter than the TDC pulse (for example, a period of 30 degrees) The CYL pulse, the TDC pulse, and the CRK pulse are supplied to the ECU 20. These pulses are used for controlling the fuel injection timing and detecting the engine speed (engine speed) NE. Further, the required torque TRQ of the engine is calculated according to the accelerator pedal operation amount AP, and is set to increase as the accelerator pedal operation amount AP increases.

ECU20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記憶回路、アクチュエータ14,燃料噴射弁16、EGR弁7などに制御信号を供給する出力回路から構成される。   The ECU 20 shapes input signal waveforms from various sensors, corrects the voltage level to a predetermined level, converts an analog signal value into a digital signal value, a central processing unit (hereinafter referred to as “CPU”). A storage circuit for storing various calculation programs executed by the CPU and calculation results, an output circuit for supplying control signals to the actuator 14, the fuel injection valve 16, the EGR valve 7, and the like.

本実施形態では、NOx浄化触媒11に吸着されたNOxを還元するNOx還元制御を実行するときは、NOx還元燃焼モードが採用され、上述したようにポスト噴射が実行される。またNOx浄化触媒11に吸着された硫黄酸化物(SOx)を除去するSOx除去制御を実行するときは、SOx除去昇温燃焼モード及びSOx除去還元燃焼モードが採用され、NOx還元燃焼モードと同様にポスト噴射によってNOx浄化触媒11の温度を上昇させ(SOx除去昇温燃焼モード)、かつ還元成分をNOx浄化触媒11に供給することによりSOxが除去される(SOx除去還元燃焼モード)。SOx除去昇温燃焼モードでは、ポスト噴射における燃料噴射量が排気を酸化雰囲気とするように制御され、SOx除去還元燃焼モードでは、ポスト噴射における燃料噴射量が排気を還元雰囲気とするように制御される。   In the present embodiment, when executing NOx reduction control for reducing NOx adsorbed on the NOx purification catalyst 11, the NOx reduction combustion mode is adopted, and post injection is executed as described above. Further, when performing SOx removal control for removing sulfur oxide (SOx) adsorbed on the NOx purification catalyst 11, the SOx removal temperature increase combustion mode and the SOx removal reduction combustion mode are employed, as in the NOx reduction combustion mode. The temperature of the NOx purification catalyst 11 is increased by post injection (SOx removal temperature increase combustion mode), and the reduction component is supplied to the NOx purification catalyst 11 to remove SOx (SOx removal reduction combustion mode). In the SOx removal temperature increase combustion mode, the fuel injection amount in the post injection is controlled so as to make the exhaust an oxidizing atmosphere, and in the SOx removal reduction combustion mode, the fuel injection amount in the post injection is controlled so that the exhaust becomes the reducing atmosphere. The

またDPF12に堆積したスートを除去するDPF再生制御を実行するときは、DPF再生燃焼モードが採用され、ポスト噴射によってDPF12の温度を上昇させることにより、スートを燃焼させる。なお、通常のエンジン運転では、リーン燃焼モードが適用され、燃焼室内の混合気の空燃比が理論空燃比よりリーン側に値となるように燃料噴射量が制御される。またエンジン1の冷間始動直後においてはNOx浄化触媒11の活性化を促進するための触媒昇温燃焼モードが適用され、ポスト噴射が実行される。   Further, when executing DPF regeneration control for removing soot accumulated on the DPF 12, the DPF regeneration combustion mode is employed, and the temperature of the DPF 12 is increased by post-injection to combust soot. In normal engine operation, the lean combustion mode is applied, and the fuel injection amount is controlled so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes a value closer to the lean side than the stoichiometric air-fuel ratio. Immediately after the cold start of the engine 1, a catalyst temperature increase combustion mode for promoting the activation of the NOx purification catalyst 11 is applied, and post injection is executed.

図2は、エンジン1の吸入空気量(供給空気量)を制御する処理のフローチャートである。この処理では、インテークシャッタ3の目標開度ISCMDが算出され、ECU20は、インテークシャッタ3の開度ISが目標開度ISCMDと一致するようにアクチュエータ14を駆動する。図2の処理は、所定時間毎にECU20のCPUで実行される。   FIG. 2 is a flowchart of a process for controlling the intake air amount (supply air amount) of the engine 1. In this process, the target opening degree ISCMD of the intake shutter 3 is calculated, and the ECU 20 drives the actuator 14 so that the opening degree IS of the intake shutter 3 matches the target opening degree ISCMD. The process of FIG. 2 is executed by the CPU of the ECU 20 every predetermined time.

ステップS11では、燃料カットフラグFFCが「1」であるか否かを判別する。燃料カットフラグは図示しない他の処理において、エンジン回転数NEが所定回転数NEFC以上でかつエンジン1の要求トルクTRQが「0」であるとき「1」に設定される。燃料カットフラグFFCが「1」であるときは、燃料噴射弁16による燃料供給が停止される。   In step S11, it is determined whether or not a fuel cut flag FFC is “1”. The fuel cut flag is set to “1” when the engine speed NE is equal to or higher than the predetermined speed NEFC and the required torque TRQ of the engine 1 is “0” in other processing (not shown). When the fuel cut flag FFC is “1”, the fuel supply by the fuel injection valve 16 is stopped.

ステップS11においてFFC=0であって、燃料カットを行っていないときは、エンジン回転数NE及び要求トルクTRQに応じてISCMDマップ(図示せず)を検索し、インテークシャッタ3の目標開度ISCMDを算出する(ステップS12)。   When FFC = 0 and fuel cut is not performed in step S11, an ISCMD map (not shown) is searched according to the engine speed NE and the required torque TRQ, and the target opening degree ISCMD of the intake shutter 3 is determined. Calculate (step S12).

ステップS11においてFFC=1であって、燃料カットを行っているときは、燃料カット開始直前におけるエンジン1の燃焼モード(以下「直前燃焼モード」という)がリーン燃焼モードであったか否かを判別する(ステップS13)。その答が肯定(YES)であるときは、目標開度ISCMDを燃料カット運転用の所定開度ISFC(例えば100%)に設定する(ステップS14)。   When FFC = 1 in step S11 and fuel cut is being performed, it is determined whether or not the combustion mode of the engine 1 immediately before the start of fuel cut (hereinafter referred to as “immediate combustion mode”) is the lean combustion mode ( Step S13). If the answer is affirmative (YES), the target opening degree ISCMD is set to a predetermined opening degree ISFC (for example, 100%) for fuel cut operation (step S14).

ステップS13の答が否定(NO)、すなわち直前燃焼モードが、上述したDPF再生燃焼モード、NOx還元燃焼モード、SOx除去昇温燃焼モード、SOx除去還元燃焼モード、または触媒昇温燃焼モードの何れかであったときは、直前燃焼モードに応じてISFCRiテーブル(i=1〜5)を選択する(ステップS15)。図3は、DPF再生燃焼モードに対応するISFCR1テーブルを示す。ISFCR1テーブルは、エンジン回転数NEが増加するほど、第1設定開度ISFCR1が増加するように設定されている。NOx還元燃焼モード、SOx除去昇温燃焼モード、SOx除去還元燃焼モード、及び触媒昇温燃焼モードに対応するISFCR2テーブル,ISFCR3テーブル,ISFCR4テーブル、及びISFCR5テーブルもISFCR1テーブルと同様に、エンジン回転数NEが増加するほど第2設定開度ISFCR2、第3設定開度ISFCR3、第4設定開度ISFCR4、及び第5設定開度ISFCR5が増加するように設定されている。   The answer to step S13 is negative (NO), that is, the immediately preceding combustion mode is any of the DPF regeneration combustion mode, the NOx reduction combustion mode, the SOx removal temperature increase combustion mode, the SOx removal reduction combustion mode, or the catalyst temperature increase combustion mode described above. If it is, the ISFCRi table (i = 1 to 5) is selected according to the immediately preceding combustion mode (step S15). FIG. 3 shows an ISFCR1 table corresponding to the DPF regeneration combustion mode. The ISFCR1 table is set so that the first set opening degree ISFCR1 increases as the engine speed NE increases. The ISFCR2, ISFCR3, ISFCR4, and ISFCR5 tables corresponding to the NOx reduction combustion mode, the SOx removal temperature increase combustion mode, the SOx removal reduction combustion mode, and the catalyst temperature increase combustion mode are similar to the ISFCR1 table. The second set opening ISFCR2, the third set opening ISFCR3, the fourth set opening ISFCR4, and the fifth set opening ISFCR5 are set so as to increase.

より具体的には、NOx還元燃焼モードに対応するISFCR2テーブル及びSOx除去還元燃焼モードに対応するISFCR4テーブルは、エンジン回転数NEの全領域で、第2設定開度ISFCR2及び第4設定開度ISFCR4が、第1設定開度ISFCR1より若干小さな値となるように設定されている。またSOx除去昇温燃焼モードに対応するISFCR3テーブルに設定される第3設定開度ISFCR3は、第1設定開度ISFCR1とほぼ同一の値に設定されている。また触媒昇温燃焼モードに対応するISFCR5テーブルは、エンジン回転数NEが比較的低い低回転領域で第5設定開度ISFCR5が、第1設定開度ISFCR1より若干小さい値に設定されている。   More specifically, the ISFCR2 table corresponding to the NOx reduction combustion mode and the ISFCR4 table corresponding to the SOx removal reduction combustion mode are the second set opening ISFCR2 and the fourth set opening ISFCR4 in the entire region of the engine speed NE. Is set to be slightly smaller than the first set opening degree ISFCR1. Further, the third set opening degree ISFCR3 set in the ISFCR3 table corresponding to the SOx removal temperature increase combustion mode is set to be substantially the same value as the first set opening degree ISFCR1. In the ISFCR5 table corresponding to the catalyst temperature increase combustion mode, the fifth set opening ISFCR5 is set to a value slightly smaller than the first set opening ISFCR1 in the low rotation region where the engine speed NE is relatively low.

ステップS16では、エンジン回転数NEに応じて選択したISFCRiテーブルを検索し、設定開度ISFCRiを算出する。ステップS17では、目標開度ISCMDをステップS16で算出した設定開度ISFCRiに設定する。   In step S16, the ISFCRi table selected according to the engine speed NE is searched to calculate the set opening degree ISFCRi. In step S17, the target opening degree ISCMD is set to the set opening degree ISFCRi calculated in step S16.

図4は、EGR弁7のリフト量(開度)を行う処理のフローチャートである。この処理では、EGR弁7のリフト量指令値LCMDが算出され、ECU20は、EGR弁7の実リフト量LACTがリフト量指令値LCMDと一致するように、EGR弁7を駆動する。図4の処理はECU20のCPUで所定時間毎に実行される。   FIG. 4 is a flowchart of processing for performing the lift amount (opening degree) of the EGR valve 7. In this process, the lift amount command value LCMD of the EGR valve 7 is calculated, and the ECU 20 drives the EGR valve 7 so that the actual lift amount LACT of the EGR valve 7 matches the lift amount command value LCMD. The process of FIG. 4 is executed at predetermined time intervals by the CPU of the ECU 20.

ステップS21では、燃料カットフラグFFCが「1」であるか否かを判別し、FFC=0であるときは、エンジン回転数NE及び要求トルクTRQに応じて図示しないマップを検索することにより、EGR弁7のリフト量指令値LCMDを算出する(ステップS22)。   In step S21, it is determined whether or not the fuel cut flag FFC is “1”. When FFC = 0, the EGR is searched by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque TRQ. A lift amount command value LCMD of the valve 7 is calculated (step S22).

ステップS21でFFC=0であって燃料カットを行っているときは、直前燃焼モードがリーン燃焼モードであったか否かを判別する(ステップS23)。この答が肯定(YES)であるときは、リフト量指令値LCMDを燃料カット用の第1所定リフト量LFC1(例えば65%の開度に相当する値)に設定する(ステップS24)。   When FFC = 0 and fuel cut is being performed in step S21, it is determined whether or not the immediately preceding combustion mode is the lean combustion mode (step S23). If the answer is affirmative (YES), the lift amount command value LCMD is set to a first predetermined lift amount LFC1 for fuel cut (for example, a value corresponding to an opening of 65%) (step S24).

ステップS23で直前燃焼モードがリーンモード以外の燃焼モードであったときは、リフト量指令値LCMDを燃料カット用の第2所定リフト量LFC2(例えば「0」)に設定する(ステップS25)。   If the previous combustion mode is a combustion mode other than the lean mode in step S23, the lift amount command value LCMD is set to the second predetermined lift amount LFC2 (for example, “0”) for fuel cut (step S25).

本実施形態では、燃料カットの実行条件が成立したと判定されたとき(FFC=1であるとき)は、燃料カット開始(実行条件成立)直前におけるエンジン1の燃焼モードに基づいて、インテークシャッタ3の開度が制御され、燃料カット中にエンジン1の供給する空気量が制御される。より具体的には、NOx浄化触媒11またはDPF12の昇温を行うための燃焼モードが選択されていたときは、エンジン1に供給する空気量を制限するようにインテークシャッタ3の開度がエンジン回転数NEに応じて制御される。したがって、燃料カット中における運転性(エンジンブレーキの効き方)を良好に維持しつつNOx浄化触媒11またはDPF12の温度低下を抑制し、例えば燃料カット終了直後においてNOx浄化触媒11のNOx還元制御、あるいはDPF12は再生制御を早期に開始することができる。   In the present embodiment, when it is determined that the fuel cut execution condition is satisfied (FFC = 1), the intake shutter 3 is based on the combustion mode of the engine 1 immediately before the fuel cut start (execution condition is satisfied). Is controlled, and the amount of air supplied by the engine 1 during fuel cut is controlled. More specifically, when the combustion mode for increasing the temperature of the NOx purification catalyst 11 or the DPF 12 is selected, the opening degree of the intake shutter 3 is set so that the amount of air supplied to the engine 1 is limited. It is controlled according to the number NE. Therefore, the temperature drop of the NOx purification catalyst 11 or the DPF 12 is suppressed while maintaining good drivability during the fuel cut (how the engine brake works), for example, NOx reduction control of the NOx purification catalyst 11 immediately after the end of the fuel cut, or The DPF 12 can start regeneration control early.

本実施形態では、NOx浄化触媒11及びDPF12が排気浄化手段に相当し、インテークシャッタ3、アクチュエータ及びECU20が空気量制御手段を構成する。またECU20が、燃料カット条件判定手段、昇温制御手段、及び燃焼モード判別手段を構成する。具体的には、図2のステップS11が燃料カット条件判定手段に相当し、ステップS13が燃焼モード判別手段に相当し、ステップS15〜S17が空気量制御手段に相当する。   In the present embodiment, the NOx purification catalyst 11 and the DPF 12 correspond to exhaust purification means, and the intake shutter 3, the actuator, and the ECU 20 constitute air amount control means. Further, the ECU 20 constitutes a fuel cut condition determining means, a temperature raising control means, and a combustion mode determining means. Specifically, step S11 in FIG. 2 corresponds to the fuel cut condition determination means, step S13 corresponds to the combustion mode determination means, and steps S15 to S17 correspond to the air amount control means.

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、排気浄化手段は、NOx浄化触媒11またはDPF12の何れか一方のみでもよく、あるいは図5に示すように酸化触媒13、DPF12、及びNOx浄化触媒11を含むものであってもよい。酸化触媒13は、排気中の未燃成分(炭化水素)及び一酸化炭素の酸化を促進する触媒である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made. For example, the exhaust purification means may be either the NOx purification catalyst 11 or the DPF 12, or may include the oxidation catalyst 13, the DPF 12, and the NOx purification catalyst 11 as shown in FIG. The oxidation catalyst 13 is a catalyst that promotes oxidation of unburned components (hydrocarbons) and carbon monoxide in the exhaust gas.

インテークシャッタ3による燃料カット中の吸入空気量(供給空気量)制御は、直前燃焼モードにおいて必要とされる排気温度に対応して吸入空気量が最適化されるように実行されることが望ましい。   It is desirable that the intake air amount (supply air amount) control during fuel cut by the intake shutter 3 is executed so that the intake air amount is optimized in accordance with the exhaust temperature required in the immediately preceding combustion mode.

また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御にも適用が可能である。   The present invention can also be applied to control of a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor having a crankshaft as a vertical direction.

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。It is a figure which shows the structure of the internal combustion engine and its control apparatus concerning one Embodiment of this invention. 図1に示す機関の吸入空気量の制御を行う処理のフローチャートである。2 is a flowchart of a process for controlling the intake air amount of the engine shown in FIG. 1. 図2の処理で参照されるテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table referred by the process of FIG. 図1に示す機関の排気還流量の制御を行う処理のフローチャートである。2 is a flowchart of a process for controlling an exhaust gas recirculation amount of the engine shown in FIG. 図1に示す構成の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the structure shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
3 インテークシャッタ(空気量制御手段)
14 アクチュエータ(空気量制御手段)
4 排気管
11 NOx浄化触媒(排気浄化手段)
12 ディーゼルパティキュレートフィルタ(排気浄化手段)
1 Internal combustion engine 3 Intake shutter (air quantity control means)
14 Actuator (Air volume control means)
4 Exhaust pipe 11 NOx purification catalyst (exhaust purification means)
12 Diesel particulate filter (exhaust gas purification means)

Claims (4)

内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化手段を備える内燃機関の制御装置において、
前記機関の運転状態に応じて前記機関への燃料供給を停止する燃料カットの実行条件を判定する燃料カット条件判定手段と、
前記排気浄化手段の温度を上昇させるための制御を行う昇温制御手段と、
該昇温制御手段の作動に関連する、前記機関の燃焼モードを判別する燃焼モード判別手段と、
前記燃料カット条件判定手段により前記燃料カットの実行条件が成立したと判定されたときは、該実行条件成立直前における前記機関の燃焼モードに基づいて、前記燃料カット中に前記機関の供給する空気量を制御する空気量制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
In a control device for an internal combustion engine comprising exhaust purification means for purifying exhaust discharged from the internal combustion engine,
Fuel cut condition determining means for determining a fuel cut execution condition for stopping fuel supply to the engine according to an operating state of the engine;
A temperature raising control means for performing control for raising the temperature of the exhaust purification means;
Combustion mode determining means for determining the combustion mode of the engine related to the operation of the temperature raising control means;
When the fuel cut condition determining means determines that the fuel cut execution condition is satisfied, the amount of air supplied by the engine during the fuel cut based on the combustion mode of the engine immediately before the execution condition is satisfied And an air amount control means for controlling the engine.
前記機関は吸気系にインテークシャッタを備え、前記空気量制御手段は、前記インテークシャッタの開度を制御することにより、前記空気量を制御す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。   The internal combustion engine according to claim 1, wherein the engine includes an intake shutter in an intake system, and the air amount control unit controls the air amount by controlling an opening degree of the intake shutter. Control device. 前記排気浄化手段は、排気浄化用触媒、及び粒子状物質を捕捉するパーティキュレートフィルタの少なくとも一方である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。   3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust purification unit is at least one of an exhaust purification catalyst and a particulate filter that traps particulate matter. 前記空気量制御手段は、前記実行条件成立直前において前記昇温制御手段の作動時に適用される燃焼モードが選択されていたときは、前記機関に供給する空気量を前記機関の回転数に応じて制御することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。   The air amount control means determines the amount of air supplied to the engine according to the rotational speed of the engine when the combustion mode applied when the temperature raising control means is activated immediately before the execution condition is established. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein control is performed.
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