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JP4788531B2 - Engine control device - Google Patents

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JP4788531B2
JP4788531B2 JP2006238229A JP2006238229A JP4788531B2 JP 4788531 B2 JP4788531 B2 JP 4788531B2 JP 2006238229 A JP2006238229 A JP 2006238229A JP 2006238229 A JP2006238229 A JP 2006238229A JP 4788531 B2 JP4788531 B2 JP 4788531B2
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passage
engine
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air
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宏之 鈴木
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Nissan Motor Co Ltd
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

本発明は、モータとエンジンを原動機とするハイブリッド車両、あるいは、アイドルストップ車両などで、エンジンを始動する際に発生するトルクショックまたは振動を軽減する制御を含む各種エンジン制御を、コンパクトな装置で行えるように改良した技術に関する。   The present invention can perform various engine controls including a control for reducing torque shock or vibration generated when starting an engine in a hybrid vehicle using a motor and an engine as a prime mover, an idle stop vehicle, or the like with a compact device. It relates to the improved technology.

ハイブリッド車両では、モータのみの駆動力による走行中に、エンジン駆動モードに切り換わると、運転者の意思とは無関係にエンジンが始動し、アイドルストップ車両では、信号待ちなどでエンジンを停止した後、再発進時に、スタータモータでエンジンを再始動する。
ここで、始動(クランキング)時は極低回転のため、スロットルバルブが閉じていても吸気負圧が発達せず、大気圧に近い状態の空気がシリンダへ吸入されるため、吸入空気量が大きくなって発生トルクが大きく、乗員に不快なトルクショックまたは振動を与えてしまうことがある。
In a hybrid vehicle, when the engine is switched to the engine drive mode while driving with the driving force of only the motor, the engine starts regardless of the driver's intention, and in an idle stop vehicle, the engine is stopped by waiting for a signal, etc. When restarting, restart the engine with the starter motor.
Here, at the time of start (cranking), since the rotation is extremely low, the intake negative pressure does not develop even when the throttle valve is closed, and the air close to the atmospheric pressure is sucked into the cylinder. The generated torque becomes large and the occupant may be given an uncomfortable torque shock or vibration.

このようなトルクショックまたは振動を防止するため、特許文献1に記載された装置では、アイドルストップ車両において、エンジンの始動直前に吸気マニホールドの空気を負圧タンクによって吸引し、吸気マニホールドを負圧(大気圧より小さい圧力)に設定した状態でエンジンを始動することで、シリンダへ流入する空気量を小さくして発生トルクを小さくしている。
特開2003−172237号公報
In order to prevent such torque shock or vibration, in the device described in Patent Document 1, in an idle stop vehicle, the air in the intake manifold is sucked by the negative pressure tank immediately before the engine is started, and the intake manifold is negatively pressurized ( By starting the engine in a state set to a pressure lower than the atmospheric pressure), the amount of air flowing into the cylinder is reduced and the generated torque is reduced.
JP 2003-172237 A

しかしながら、特許文献1に記載のものでは、負圧タンクによってスロットルバルブより下流の吸気通路から吸引される空気量は、負圧タンクの容積にほぼ比例するため、トルクショックまたは振動を防止するのに十分な負圧を得ようとすると負圧タンクが大型化してエンジンルームのスペースが損なわれるという問題点があった。
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、車両搭載エンジンで各種エンジン制御を行うための一般的な装置を利用したコンパクトな構成で、エンジン始動時のトルクショックまたは振動を軽減できるようにすることを目的とする。
However, in the apparatus described in Patent Document 1, the amount of air sucked from the intake passage downstream of the throttle valve by the negative pressure tank is almost proportional to the volume of the negative pressure tank, so that torque shock or vibration can be prevented. When trying to obtain a sufficient negative pressure, the negative pressure tank is enlarged and the space of the engine room is impaired.
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and has a compact configuration using a general device for performing various engine controls in a vehicle-mounted engine, and a torque shock at engine startup. Or it aims at enabling it to reduce a vibration.

このため本発明は、吸気通路にスロットルバルブを備え、排気通路に排気浄化触媒を備えたエンジンにおいて、一端を大気と連通した第1通路と、一端を前記スロットルバルブ下流の吸気通路と連通した第2通路と、一端を前記排気浄化触媒より上流の前記排気通路と連通し電動式のエアポンプを介装した第3通路と、を、これら各通路の他端同士を合流させて配設すると共に、該合流部に通路切換弁を設けて、前記第1通路と第2通路とを、選択的に、前記第3通路へと連通自由とする一方、エンジン始動要求時は、クランキング開始前に、前記通路切換弁によって前記第2通路と第3通路とを連通させ、前記エアポンプを駆動することにより、閉状態のスロットルバルブ下流の吸気通路内の空気を前記第2通路および第3通路を介して排気通路に排出して、前記スロットルバルブ下流の吸気通路を負圧とした状態でクランキングを開始してエンジンを始動し、エンジン始動後、前記排気浄化触媒活性用の2次空気供給要求時は、前記通路切換弁によって前記第1通路と第3通路とを連通させ、前記エアポンプを駆動することにより、大気を2次空気として前記第1通路及び第3通路を介して排気通路へ供給し、前記排気浄化触媒活性状態で、排気還流要求時は、前記通路切換弁によって前記第2通路と第3通路とを連通させ、排気通路から前記第2通路及び第3通路を介して排気の一部を前記吸気通路へ還流させるように制御する構成とした。 Therefore, according to the present invention, in an engine provided with a throttle valve in the intake passage and an exhaust purification catalyst in the exhaust passage, a first passage having one end communicating with the atmosphere and a first passage communicating with the intake passage downstream of the throttle valve. Two passages, and a third passage having one end communicating with the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst and interposing an electric air pump, the other ends of these passages being joined together, A passage switching valve is provided at the junction so that the first passage and the second passage can be selectively communicated with the third passage, while at the time of engine start request, before cranking starts , By connecting the second passage and the third passage by the passage switching valve and driving the air pump, the air in the intake passage downstream of the closed throttle valve is allowed to pass through the second passage and the third passage. Excretion And discharged to the passage, the start of the throttle valve downstream engine to start cranking the intake passage in a state with the negative pressure, after starting the engine, the secondary time air supply request for the exhaust gas purifying catalyst activity, By connecting the first passage and the third passage by the passage switching valve and driving the air pump, the atmosphere is supplied as secondary air to the exhaust passage through the first passage and the third passage, When the exhaust gas recirculation request is made in the exhaust purification catalyst active state, the second switching passage is communicated with the third passage by the passage switching valve, and a part of the exhaust gas is exhausted from the exhaust passage through the second passage and the third passage. It was set as the structure controlled to recirculate | reflux to the said intake passage.

以上の構成によって、エンジン始動要求時は、クランキング開始前に、閉状態のスロットルバルブ下流の吸気通路内の空気が、エアポンプによって第2通路、第3通路を介して排気通路に排出され、前記吸気通路内を十分大きな負圧状態(十分圧力が小さい状態)とした上でクランキングを開始してエンジンを始動するため、エンジン始動時の発生トルクは小さく抑えられ、トルクショックまたは振動を防止できる。 With the above configuration, at the time of engine start request, before the cranking starts , the air in the intake passage downstream of the closed throttle valve is discharged by the air pump to the exhaust passage through the second passage and the third passage, Since cranking is started after the intake passage is set to a sufficiently large negative pressure state (a state where the pressure is sufficiently low), the torque generated at the time of engine start is kept small, and torque shock or vibration can be prevented. .

また、始動後の2次空気供給要求時、排気還流(EGR)要求時は、上記のように各通路の切換、エアポンプの制御を行うことにより、これら制御を支障なく行うことができる。
そして、上記エアポンプと第1通路及び第3通路は、基本的な2次空気システムとして備えられるものであり、排気通路とスロットルバルブ下流の吸気通路とを結んで構成されるEGR通路を、第2通路と第3通路とで構成することができるから、これら2次空気システム、EGR装置を備えた一般的なエンジン制御装置の構成に、通路切換弁を追加して切換制御するだけでよく、特許文献1のように大きな負圧タンクも不要なコンパクトな構成で済み、エンジンルームのスペースを損なうこともない。
Further, when secondary air supply is requested after startup and when exhaust gas recirculation (EGR) is requested, these controls can be performed without any problem by switching the passages and controlling the air pump as described above.
The air pump, the first passage, and the third passage are provided as a basic secondary air system, and an EGR passage configured by connecting an exhaust passage and an intake passage downstream of the throttle valve is provided as a second. Since it can be composed of a passage and a third passage, it is only necessary to add a passage switching valve to the general engine control device including the secondary air system and the EGR device for switching control. A large negative pressure tank as in Document 1 is not required and a compact configuration is not required, and the space in the engine room is not impaired.

以下に、本発明に係るエンジンの制御装置の実施形態について説明する。
本発明の構成は、ハイブリッド車両やアイドルストップ車両などに搭載されるものであるが、以下の実施形態では、ハイブリッド車両の形態として説明する。
図1は、本発明の基本的な形態である第1実施形態のシステム構成を示す。
図1において、エンジン2へ吸気通路4を介して取り込まれる吸気は、順に、吸気中から異物を除去するエアクリーナ6、エンジン2の空燃比制御のために吸気流量を検出するエアフローメータ8、吸気通路4の吸気流量を調節する電子制御式のスロットルバルブ10を経て、エンジン2のシリンダ2aへと導かれる。
Embodiments of an engine control apparatus according to the present invention will be described below.
The configuration of the present invention is mounted on a hybrid vehicle, an idle stop vehicle, or the like. In the following embodiment, a configuration of a hybrid vehicle will be described.
FIG. 1 shows a system configuration of a first embodiment which is a basic form of the present invention.
In FIG. 1, intake air taken into the engine 2 via the intake passage 4 is sequentially an air cleaner 6 that removes foreign matter from the intake air, an air flow meter 8 that detects an intake air flow rate for air-fuel ratio control of the engine 2, 4 is led to the cylinder 2a of the engine 2 through an electronically controlled throttle valve 10 that adjusts the intake air flow rate.

そして、シリンダ2aから排気通路14へ排出された排気は、該排気通路14に介装された三元触媒等の排気浄化触媒18によって浄化された後、大気へ放出される。
また、吸気通路4の、エアクリーナ6より下流でエアフローメータ8より上流の部分に一端を連通した第1通路20と、前記スロットルバルブ10下流部分に一端が連通した第2通路22と、排気通路14の、前記触媒18より上流部分(マニホールド部)と一端が連通した第3通路24と、が、これら各通路の他端同士を合流部26で合流させて配設されている。なお、本実施形態では、第3通路24の一端は、排気通路14の各シリンダに分岐した各ブランチ部にそれぞれ連通するように構成しているが、マニホールド部より下流の合流部分に1箇所で連通するように構成してもよいことは勿論である。
The exhaust discharged from the cylinder 2a to the exhaust passage 14 is purified by an exhaust purification catalyst 18 such as a three-way catalyst interposed in the exhaust passage 14, and then released to the atmosphere.
A first passage 20 having one end communicating with a portion of the intake passage 4 downstream of the air cleaner 6 and upstream of the air flow meter 8, a second passage 22 having one end communicating with the downstream portion of the throttle valve 10, and an exhaust passage 14 The upstream portion (manifold portion) of the catalyst 18 and the third passage 24 having one end communicating with each other are arranged by joining the other ends of the respective passages at the joining portion 26. In the present embodiment, one end of the third passage 24 is configured to communicate with each branch portion branched to each cylinder of the exhaust passage 14. Of course, you may comprise so that it may communicate.

そして、合流部26には通路切換弁としての電磁駆動式の三方弁28が設けられ、該三方弁28によって、第1通路20と第2通路22とは、選択的に、第3通路24へと連通自由に構成されている。また、三方弁28は、第1通路20と第2通路22を同時に閉じる(第3通路24と遮断する)ことも可能に構成されている。
さらに、第3通路24には、電動式のエアポンプ30が設けられている。該エアポンプ30としては、一般的な2次空気供給システム用のものを用いればよく、本実施形態では、2次空気を供給する正転方向(三方弁28側から排気通路14側へ空気を供給する方向)のみ駆動するよう構成されている。
The merging portion 26 is provided with an electromagnetically driven three-way valve 28 as a passage switching valve. By the three-way valve 28, the first passage 20 and the second passage 22 are selectively transferred to the third passage 24. And free communication. Further, the three-way valve 28 is configured to be capable of simultaneously closing the first passage 20 and the second passage 22 (blocking from the third passage 24).
Furthermore, an electric air pump 30 is provided in the third passage 24. As the air pump 30, a general secondary air supply system may be used. In the present embodiment, air is supplied in the forward direction in which secondary air is supplied (from the three-way valve 28 side to the exhaust passage 14 side). Driving direction).

エンジン2には、クラッチ32を介するなどしてモータ34が接続され、モータ34の出力軸には、変速機36が接続され、変速機36の出力は車軸(図示せず)へと伝達されて、ハイブリッド車両用のパワートレインが構成されている。
コントロールユニット38には、前記エアフローメータ8からの吸気流量信号、アクセルペダルの踏み込み量(車両の駆動力要求)を検出するアクセル開度センサ40からのアクセル開度信号、エンジン回転速度を検出するクランク角センサ42からのクランク角信号、車両の速度を検出する車速センサ44からの車速信号、エンジン2の冷却水温度を検出する水温センサ46からの冷却水温度信号、触媒18の温度(活性状態)を検出する触媒温度センサ48からの触媒温度信号、が夫々入力される。なお、触媒温度センサ48を省略して、水温センサ46によって触媒18の温度検出(活性判定)が行われる構成としてもよい。
A motor 34 is connected to the engine 2 via a clutch 32, and a transmission 36 is connected to an output shaft of the motor 34. An output of the transmission 36 is transmitted to an axle (not shown). A power train for a hybrid vehicle is configured.
The control unit 38 includes an intake air flow signal from the air flow meter 8, an accelerator opening signal from an accelerator opening sensor 40 that detects the amount of depression of the accelerator pedal (vehicle driving force request), and a crank that detects the engine speed. The crank angle signal from the angle sensor 42, the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 44 that detects the vehicle speed, the coolant temperature signal from the water temperature sensor 46 that detects the coolant temperature of the engine 2, and the temperature of the catalyst 18 (active state). The catalyst temperature signal from the catalyst temperature sensor 48 for detecting the above is input. The catalyst temperature sensor 48 may be omitted, and the temperature detection (activity determination) of the catalyst 18 may be performed by the water temperature sensor 46.

また、コントロールユニット38では、エアポンプ30への駆動指令、三方弁28への通路切換指令なども行われる。
次に、上記コントロールユニット38による本実施形態の制御を、図2のフローチャートを参照して説明する。
ステップS1では、エンジン2が停止状態であるかを判定する。
The control unit 38 also issues a drive command to the air pump 30 and a passage switching command to the three-way valve 28.
Next, the control of the present embodiment by the control unit 38 will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S1, it is determined whether the engine 2 is in a stopped state.

エンジン2停止状態と判定されると、ステップS2へ進み、アクセル開度センサ40および車速センサ44等の検出信号に基づき、現在の走行状態に応じてエンジン2の始動要求があるかを判定する。
ステップS2でエンジンの始動要求があると判定された場合は、ステップS3へ進み、三方弁28を第2通路22と第3通路24とが連通する位置とした状態で、エアポンプ30を駆動する。なお、エンジン2始動前は、スロットルバルブ10は閉となっている。
If it is determined that the engine 2 is in a stopped state, the process proceeds to step S2, and it is determined whether there is a request for starting the engine 2 according to the current traveling state, based on detection signals from the accelerator opening sensor 40, the vehicle speed sensor 44, and the like.
If it is determined in step S2 that there is a request to start the engine, the process proceeds to step S3, and the air pump 30 is driven in a state where the three-way valve 28 is in a position where the second passage 22 and the third passage 24 communicate with each other. Note that the throttle valve 10 is closed before the engine 2 is started.

このエアポンプ30の駆動により、図1の矢印Aに示すように、相互に連通した第2通路22と第3通路24とを介して、吸気通路4(スロットルバルブ10より下流部分)の空気を排気通路14へ圧送し、吸気通路4の負圧を発達させる。
ステップS4では、スロットルバルブ下流の吸気通路の圧力を検出したり、エアポンプ30駆動開始からの経過時間を検出したりするなどして、吸気通路4内がトルクショックまたは振動の防止に十分な負圧状態になったかを判定する。
By driving the air pump 30, the air in the intake passage 4 (downstream portion from the throttle valve 10) is exhausted through the second passage 22 and the third passage 24 that are in communication with each other, as indicated by an arrow A in FIG. The pressure is fed to the passage 14 and the negative pressure in the intake passage 4 is developed.
In step S4, the pressure in the intake passage 4 downstream of the throttle valve is detected, or the elapsed time from the start of driving the air pump 30 is detected. Determine if it has reached a state.

ステップS4で、上記十分な負圧状態になったと判定されるとステップS5へ進んで、エンジン2を始動(クランキング)する。このエンジン2始動は、専用のスタータモータで行ってもよいが、前記変速機36をニュートラルとし、クラッチ32を接続して走行用のモータ34により行うような構成とすることもできる。
このように、吸気通路4を所定以上の負圧状態としてシリンダ2aへの吸入空気量を十分に小さくしたうえでエンジン2が始動されるので、エンジン2始動時の発生トルクは小さく抑えられ、トルクショックまたは振動を防止できる。
If it is determined in step S4 that the sufficient negative pressure state has been reached, the routine proceeds to step S5, where the engine 2 is started (cranked). The engine 2 may be started by a dedicated starter motor, but may be configured such that the transmission 36 is neutral, the clutch 32 is connected, and the traveling motor 34 is used.
Thus, the engine 2 is started after the intake passage 4 is in a negative pressure state greater than or equal to a predetermined level and the amount of intake air to the cylinder 2a is sufficiently reduced. Shock or vibration can be prevented.

ステップS5でエンジン2始動(クランキング)を行った後、ステップS6へ進んで、始動が完了(完爆)したかを判定し、始動完了と判定されるとステップS7へ進んで、三方弁28を制御して第2通路22を閉じ、エアポンプ30の駆動を停止して負圧制御を解除する。なお、エアポンプ30の駆動は、エンジン2始動後の後述する制御で駆動が不要と判断されたときに停止するようにしてもよい。   After engine 2 is started (cranking) in step S5, the process proceeds to step S6 to determine whether the start is completed (complete explosion). If it is determined that the start is completed, the process proceeds to step S7, and the three-way valve 28 Is controlled to close the second passage 22, stop driving the air pump 30, and release the negative pressure control. The driving of the air pump 30 may be stopped when it is determined that the driving is unnecessary in the control described later after the engine 2 is started.

エンジン2始動完了後は、ステップS1の判定がNOとなってステップS11へ進み、触媒18が活性判定用の所定温度に達していないかを判定する。
ステップS11で触媒18が所定温度未満の未活性状態と判定されたときは、ステップS12へ進んで触媒18を活性させるため、三方弁28を第1通路20と第3通路24とが連通する位置に切り換えると共にエアポンプ30を駆動して、図1の矢印Bに示すように、相互に連通した第1通路20と第3通路24とを介して、排気通路14へ大気を2次空気として供給し、触媒18を暖機して活性させる。ここで、第1通路20の吸気通路4への接続点より下流側にエアフローメータ8を配設しているので、エアフローメータ8には、2次空気供給分は検出せず、シリンダ2aに流入する空気流量分のみを検出するため、良好な空燃比制御を維持できる。
After the engine 2 has been started, the determination in step S1 is NO and the process proceeds to step S11 to determine whether or not the catalyst 18 has reached the predetermined temperature for activity determination.
When it is determined in step S11 that the catalyst 18 is in an inactive state below the predetermined temperature, the process proceeds to step S12 to activate the catalyst 18, so that the three-way valve 28 communicates with the first passage 20 and the third passage 24. And the air pump 30 is driven to supply the atmosphere as secondary air to the exhaust passage 14 via the first passage 20 and the third passage 24 that are in communication with each other, as indicated by an arrow B in FIG. The catalyst 18 is warmed up and activated. Here, since the air flow meter 8 is disposed downstream of the connection point of the first passage 20 to the intake passage 4, the air flow meter 8 does not detect the secondary air supply and flows into the cylinder 2a. Since only the air flow amount to be detected is detected, good air-fuel ratio control can be maintained.

そして、ステップS11で触媒18が所定温度以上となって活性状態と判定されるまで、上記ステップS1、ステップS11、ステップS12を循環し、エアポンプ30の駆動による触媒18の暖機を継続する。
その後、ステップS11で触媒18が所定温度以上の活性状態と判定されれば、ステップS13へ進み、2次空気供給中のときはステップS13の判定がYESとなってステップS14に進み、エアポンプ30の駆動を解除し、2次空気供給を停止すると共に、第1通路20を閉じる。
Then, the catalyst 18 is circulated through the steps S1, S11, and S12 until the catalyst 18 is determined to be in an active state at a predetermined temperature or higher in step S11, and the warming up of the catalyst 18 by driving the air pump 30 is continued.
Thereafter, if it is determined in step S11 that the catalyst 18 is in an active state of a predetermined temperature or higher, the process proceeds to step S13, and when the secondary air is being supplied, the determination in step S13 is YES and the process proceeds to step S14. The drive is released, the secondary air supply is stopped, and the first passage 20 is closed.

このように触媒18を、未活性状態から活性状態とし、2次空気供給を停止状態としたうえで、ステップS15に進み、エンジン運転状態に基づいて排気還流(EGR)条件であるかを判定する。
ステップS15でEGR条件(EGRを行う条件を満たした状態)と判定されると、ステップS16に進み、三方弁28を、第2通路22が第3通路24と連通する位置に切り換え、図1の矢印Cに示すように、第2通路22及び第3通路24を介して、排気通路14から吸気通路4(スロットルバルブ10より下流部分)へ排気の一部を還流させることでEGRを行う。このEGRにより、エンジン2の燃焼温度が低下することで窒素酸化物の排出量を抑制できる。なお、第2通路22に開閉機能と共に連続的に開度を可変なEGR制御弁を設ければ、EGR量を高精度に制御できるが、三方弁28に、第2通路22の開度を連続的に調節できるようにしてEGR制御弁の機能を持たせれば、別途EGR制御弁を設けることなく、最小限の構成で高精度なEGR量制御を行える。
As described above, the catalyst 18 is changed from the inactive state to the active state, and the secondary air supply is stopped. Then, the process proceeds to step S15 to determine whether the exhaust gas recirculation (EGR) condition is satisfied based on the engine operating state. .
If it is determined in step S15 that the EGR condition is satisfied (a condition that satisfies the condition for performing EGR), the process proceeds to step S16, and the three-way valve 28 is switched to a position where the second passage 22 communicates with the third passage 24. As shown by an arrow C, EGR is performed by recirculating a part of the exhaust gas from the exhaust passage 14 to the intake passage 4 (portion downstream from the throttle valve 10) via the second passage 22 and the third passage 24. With this EGR, the combustion temperature of the engine 2 is lowered, so that the emission amount of nitrogen oxides can be suppressed. In addition, if the EGR control valve whose opening degree is continuously variable together with the opening / closing function is provided in the second passage 22, the EGR amount can be controlled with high accuracy, but the opening degree of the second passage 22 is continuously connected to the three-way valve 28. If the function of the EGR control valve is provided so that it can be adjusted automatically, highly accurate EGR amount control can be performed with a minimum configuration without providing a separate EGR control valve.

ステップS15でEGR条件でないと判定されたときは、この状態(第1通路20,第2通路22共に閉でエアポンプ30が駆動停止)で、このルーチンを終了しEGRを行うことなく運転する。
また、エンジン2始動時の触媒18がすでに活性状態であり、2次空気供給が不要な場合(エンジン停止後、短時間で再始動されたような場合など)は、ステップS12を経ずにステップS13に進み、ステップS13の判定がNOとなって、2次空気供給制御を行うことなく、ステップS15へ進み、EGR条件判定に基づきステップS16へ進んでEGR制御を行う。
When it is determined in step S15 that the EGR condition is not satisfied, in this state (the first passage 20 and the second passage 22 are both closed and the air pump 30 is stopped driving), this routine is terminated and the operation is performed without performing the EGR.
Further, when the catalyst 18 at the time of starting the engine 2 is already in an active state and secondary air supply is unnecessary (for example, when the engine 2 is restarted in a short time after the engine is stopped), the process does not go through step S12. Proceeding to S13, the determination in step S13 is NO, and the process proceeds to step S15 without performing the secondary air supply control, and based on the EGR condition determination, the process proceeds to step S16 to perform the EGR control.

以上示したように、本実施形態によれば、従来(特許文献1)のような大きな負圧タンクを用いることなく、エアポンプ30によって吸気通路4内の空気を吸引排出することで、エンジン2始動時の発生トルクを十分小さくすることができ、トルクショックや振動を抑制できる。
また、エアポンプ30と第1通路20及び第3通路24によって、基本的な2次空気供給システムが構成され、第2通路22と第3通路24によってEGR通路が構成されるから、これら2次空気供給システムおよびEGR装置を備えた一般的なエンジン制御装置の構成をそのまま利用し、三方弁28を設けて切換制御するだけでよい。
As described above, according to this embodiment, the engine 2 is started by sucking and discharging the air in the intake passage 4 by the air pump 30 without using a large negative pressure tank as in the prior art (Patent Document 1). The torque generated at the time can be made sufficiently small, and torque shock and vibration can be suppressed.
The basic secondary air supply system is configured by the air pump 30, the first passage 20, and the third passage 24, and the EGR passage is configured by the second passage 22 and the third passage 24. The configuration of a general engine control device provided with a supply system and an EGR device is used as it is, and the three-way valve 28 is provided to perform switching control.

さらに、上述のように、三方弁28にEGR制御弁の機能も持たせれば、部品点数を全く増加しないで済み、また、第3通路24は、2次空気供給通路とEGR通路の下流部分を共用しているので、2次空気供給とEGRとを行う従来のシステム以上にコンパクト化を促進しながら、新たに、トルクショック、振動防止機能が得られるものである。
次に、図3には、本発明に係るエンジンの制御装置の第2実施形態を示す。
Further, as described above, if the three-way valve 28 also has the function of an EGR control valve, the number of parts does not need to be increased at all, and the third passage 24 has a downstream portion of the secondary air supply passage and the EGR passage. Since they are shared, a torque shock and vibration prevention function can be newly obtained while promoting more compactness than the conventional system that performs secondary air supply and EGR.
Next, FIG. 3 shows a second embodiment of the engine control apparatus according to the present invention.

第1実施形態では、EGRを排気圧と吸気圧との差圧によって行ったが、EGR通路の途中にエアポンプ30が介在して抵抗となり、十分なEGR量を得難い場合があり、特に、ハイブリッド車両では使用頻度の高い中・高負荷領域で上記差圧が小さくなってEGR量を十分に確保することが難しい。
そこで、第2の実施形態では、逆にエアポンプ30を積極的に利用してEGR性能を向上させるものである。このため、本実施形態では、エアポンプ30を、第1実施形態同様のエンジン2始動前の吸気通路内の吸引および2次空気供給時の駆動方向(正転方向)とは逆向きに駆動可能な構成とし、EGR時に、逆向きに駆動してEGR量を増大できるようにした。
In the first embodiment, the EGR is performed by the differential pressure between the exhaust pressure and the intake pressure. However, there is a case where the air pump 30 is interposed in the middle of the EGR passage and becomes a resistance, and it is difficult to obtain a sufficient EGR amount. Then, it becomes difficult to secure a sufficient amount of EGR because the above-mentioned differential pressure becomes small in the middle and high load regions where the frequency of use is high.
Therefore, in the second embodiment, conversely, the air pump 30 is actively used to improve the EGR performance. For this reason, in this embodiment, the air pump 30 can be driven in a direction opposite to the suction direction in the intake passage before starting the engine 2 and the drive direction (forward rotation direction) at the time of supplying the secondary air as in the first embodiment. The configuration is such that during EGR, the amount of EGR can be increased by driving in the opposite direction.

エアポンプ30を逆転可能とする構成は、エアポンプ30自体を変更する必要はなく、コントロールユニット38の内部に通電方向を切り換える回路を設ければよい。
同図(a)は、第1実施形態同様に、エアポンプ30を正転方向に駆動する場合を示し、矢印Aは、始動前の吸気通路内の吸引時、矢印Bは、2次空気供給時の状態を示す。
これに対し、EGR時は、同図(b)に示すように、少なくとも所定の条件、例えば、排気圧と吸気圧との差圧が小さい高負荷時や所定以上のEGR量が要求される条件などで、エアポンプ30を逆転方向に駆動する。これにより、これらの条件でも所望のEGR量を満たすことができ、EGR制御性能を向上できる。特にハイブリッド車両で使用頻度が高い中,高負荷運転領域の燃費を向上可能となる。
The configuration in which the air pump 30 can be reversed does not require the air pump 30 itself to be changed, and a circuit for switching the energization direction may be provided inside the control unit 38.
FIG. 6A shows a case where the air pump 30 is driven in the forward rotation direction, as in the first embodiment, where arrow A indicates the suction in the intake passage before starting, and arrow B indicates the secondary air supply. Shows the state.
On the other hand, at the time of EGR, as shown in FIG. 5B, at least a predetermined condition, for example, a high load where the differential pressure between the exhaust pressure and the intake pressure is small, or a condition where an EGR amount greater than a predetermined value is required. For example, the air pump 30 is driven in the reverse direction. Thereby, a desired EGR amount can be satisfied even under these conditions, and the EGR control performance can be improved. In particular, it is possible to improve the fuel efficiency in the high-load driving range when the frequency of use is high in hybrid vehicles.

なお、部分負荷運転領域など排気通路14と吸気通路4との差圧が大きい領域では、前記第1実施形態と同様に、この差圧を利用してEGRを行えばよく、差圧でEGR量を確保できないときのみエアポンプ30を逆転駆動する構成とすればよい。
次に、図4には、本発明に係るエンジンの制御装置の第3実施形態を示す。
本実施形態は、第1通路20の一端(上流側の端)を吸気通路4と接続することなく大気に開放すると共に、第1通路20の途中にエアクリーナ6とは別体に第2エアクリーナ50を設けた点で前記第1,2実施形態と相違するが、前記第1,2実施形態のいずれかと同様の作用および効果を得ることができる。
Note that, in a region where the differential pressure between the exhaust passage 14 and the intake passage 4 is large, such as a partial load operation region, EGR may be performed using this differential pressure as in the first embodiment. Only when the air pump 30 cannot be secured, the air pump 30 may be driven in reverse.
Next, FIG. 4 shows a third embodiment of the engine control apparatus according to the present invention.
In the present embodiment, one end (upstream end) of the first passage 20 is opened to the atmosphere without being connected to the intake passage 4, and the second air cleaner 50 is separated from the air cleaner 6 in the middle of the first passage 20. Although it differs from the said 1st, 2nd embodiment by the point which provided, The effect | action and effect similar to either of the said 1st, 2nd embodiment can be acquired.

本発明に係るエンジンの制御装置の第1実施形態の概要Outline of First Embodiment of Engine Control Device according to the Present Invention 図1に係るエンジンの制御装置の制御用フローチャートFlowchart for control of the engine control apparatus according to FIG. 本発明に係るエンジンの制御装置の第2実施形態の概要Outline of Second Embodiment of Engine Control Device According to the Present Invention 本発明に係るエンジンの制御装置の第3実施形態の概要Outline of third embodiment of engine control apparatus according to present invention

符号の説明Explanation of symbols

2 エンジン
4 吸気通路
6 エアクリーナ
8 エアフローメータ
10 スロットルバルブ
14 排気通路
18 触媒(排気浄化触媒)
20 第1通路
22 第2通路
24 第3通路
26 合流部
28 三方弁(通路切換弁)
30 エアポンプ
50 第2エアクリーナ
2 Engine 4 Intake passage 6 Air cleaner 8 Air flow meter 10 Throttle valve 14 Exhaust passage 18 Catalyst (Exhaust purification catalyst)
20 first passage 22 second passage 24 third passage 26 merging section 28 three-way valve (passage switching valve)
30 Air pump 50 Second air cleaner

Claims (5)

吸気通路にスロットルバルブを備え、排気通路に排気浄化触媒を備えたエンジンにおいて、
一端を大気と連通した第1通路と、一端を前記スロットルバルブ下流の吸気通路と連通した第2通路と、一端を前記排気浄化触媒より上流の前記排気通路と連通し電動式のエアポンプを介装した第3通路と、を、これら各通路の他端同士を合流させて配設すると共に、該合流部に通路切換弁を設けて、前記第1通路と第2通路とを、選択的に、前記第3通路へと連通自由とする一方、
エンジン始動要求時は、クランキング開始前に、前記通路切換弁によって前記第2通路と第3通路とを連通させ、前記エアポンプを駆動することにより、閉状態のスロットルバルブ下流の吸気通路内の空気を前記第2通路および第3通路を介して排気通路に排出して、前記スロットルバルブ下流の吸気通路を負圧とした状態でクランキングを開始してエンジンを始動し、
エンジン始動後、前記排気浄化触媒活性用の2次空気供給要求時は、前記通路切換弁によって前記第1通路と第3通路とを連通させ、前記エアポンプを駆動することにより、大気を2次空気として前記第1通路及び第3通路を介して排気通路へ供給し、
前記排気浄化触媒活性状態で、排気還流要求時は、前記通路切換弁によって前記第2通路と第3通路とを連通させ、排気通路から前記第2通路及び第3通路を介して排気の一部を前記吸気通路へ還流させる
ように制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
In an engine having a throttle valve in the intake passage and an exhaust purification catalyst in the exhaust passage,
A first passage with one end communicating with the atmosphere, a second passage with one end communicating with the intake passage downstream of the throttle valve, and an electric air pump with one end communicating with the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst. And the third passage, the other ends of these passages are joined together, and a passage switching valve is provided at the joining portion, and the first passage and the second passage are selectively provided, While free to communicate with the third passage,
At the time of engine start request, before the cranking starts , the air in the intake passage downstream of the closed throttle valve is established by connecting the second passage and the third passage by the passage switching valve and driving the air pump. Is discharged to the exhaust passage through the second passage and the third passage, cranking is started in a state where the intake passage downstream of the throttle valve is set to a negative pressure, and the engine is started.
After the engine is started, when the secondary air supply for activation of the exhaust purification catalyst is requested, the first passage and the third passage are made to communicate with each other by the passage switching valve, and the air pump is driven so that the atmosphere is brought into the secondary air. To the exhaust passage through the first passage and the third passage,
When the exhaust gas recirculation request is made in the exhaust purification catalyst active state, the second passage and the third passage are communicated with each other by the passage switching valve, and a part of the exhaust gas is exhausted from the exhaust passage through the second passage and the third passage. Is controlled to recirculate to the intake passage.
前記第1通路の一端は、前記スロットルバルブおよびエアフローメータより上流の吸気通路と連通していることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの制御装置。   2. The engine control device according to claim 1, wherein one end of the first passage communicates with an intake passage upstream of the throttle valve and an air flow meter. 前記第1通路の一端は、エアクリーナより下流の前記吸気通路と連通していることを特徴とする請求項2に記載のエンジンの制御装置。   The engine control device according to claim 2, wherein one end of the first passage communicates with the intake passage downstream of an air cleaner. 前記排気還流要求時、前記スロットルバルブより下流の吸気通路と前記排気通路との差圧によって排気の還流が行われることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のエンジンの制御装置。   The engine according to any one of claims 1 to 3, wherein when the exhaust gas recirculation request is made, exhaust gas recirculation is performed by a differential pressure between an intake passage downstream of the throttle valve and the exhaust passage. Control device. 前記エアポンプがエンジン始動要求時および2次空気供給要求時とは逆方向に駆動可能に構成され、前記排気還流要求時に、エアポンプを逆方向に駆動することにより、排気の一部を圧送して還流することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載のエンジンの制御装置。   The air pump is configured to be driven in the opposite direction to the engine start request and the secondary air supply request, and when the exhaust gas recirculation request is made, the air pump is driven in the reverse direction so that a part of the exhaust gas is pumped and recirculated. The engine control device according to any one of claims 1 to 4, wherein
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