JP6197275B2 - Engine control device - Google Patents
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Description
本発明は、排気通路に設置された触媒の温度を活性化温度以上に上げるためにエンジンの運転状態を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls the operating state of an engine in order to raise the temperature of a catalyst installed in an exhaust passage to an activation temperature or higher.
排気通路に設置される排気浄化触媒は、活性化温度以下になると性能が低下する。したがってエンジンを始動させた後、速やかに触媒の温度を上昇させ活性化温度に維持することが重要である。 The performance of the exhaust purification catalyst installed in the exhaust passage is degraded when the temperature is lower than the activation temperature. Therefore, after starting the engine, it is important to quickly raise the temperature of the catalyst and maintain it at the activation temperature.
エンジンが「温態」すなわち冷却水温度が一定の温度以上ある状態であってアイドル運転である間に触媒温度が低下してしまった場合、車両を発進させる初期段階の排ガスを適正に浄化するために、ブレーキペダルの踏込解除を検出すると、点火時期をリタードさせるとともにスロットル弁の開度を増大させる制御を行なうことが特許文献1に記載されている。また、特許文献1では、触媒温度が所定温度以下である状態をアイドル状態の時に一定時間以上継続して検出した場合、点火時期をリタードさせるとともにスロットル弁の開度を増大させる制御を行なっている。点火時期をリタードさせることで、触媒温度が低下することを抑制している。また、特許文献1において、点火時期をリタードさせたことに伴うトルクの低下は、スロットル弁の開度を増大させることによって、補償している。そして、アクセルペダルが踏み込まれたことを検出すると同時に、点火時期を本来の点火時期である進角側へ変更している。 In order to properly purify the exhaust gas at the initial stage of starting the vehicle when the engine temperature is "warm", i.e., when the temperature of the cooling water is above a certain temperature and the catalyst temperature drops while idling In addition, Patent Document 1 describes that when the depression of the brake pedal is detected, the ignition timing is retarded and the throttle valve opening is increased. Further, in Patent Document 1, when a state in which the catalyst temperature is equal to or lower than a predetermined temperature is continuously detected for a certain period of time or more in the idling state, the ignition timing is retarded and the throttle valve opening is increased. . By retarding the ignition timing, the catalyst temperature is prevented from decreasing. In Patent Document 1, a decrease in torque due to retarding the ignition timing is compensated by increasing the opening of the throttle valve. Then, at the same time as detecting that the accelerator pedal is depressed, the ignition timing is changed to the advance side which is the original ignition timing.
また、「冷間状態(冷態)」すなわち冷却水温度が一定の温度以下である状態でエンジンを始動させる場合に、触媒の暖機促進を図りながら、アイドル中の目標回転速度にエンジン回転速度を収束させるとともに、空燃比をリーンに偏らせず、HC(炭化水素)の発生量を増やさないようにエンジンを制御することが特許文献2に記載されている。特許文献2によれば、クランキング後にエンジン回転速度がアイドル中の目標回転速度に達したら、点火時期を始動用の点火時期から触媒暖機促進用の点火時期へステップ的に(一気に)遅角(リタード)させる。また、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達するときにエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に保持させるために必要な吸入空気量が燃焼室に供給されるように、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に達するよりも一定時間前にスロットル弁を開き始める。エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に達した後、吸気圧又は吸気ポートの吸気流量の変化の割合が所定の範囲内になるまで、燃料噴射量を増量する。
Also, when the engine is started in a “cold state (cold state)”, that is, in a state where the cooling water temperature is below a certain temperature, the engine rotational speed is set to the target rotational speed during idling while promoting warm-up of the catalyst.
エンジンの冷態始動時におけるアイドル運転において、点火時期をリタードさせて排気ガスの浄化触媒の暖機を促進するとともに、エンジン駆動手段としてスタータ及びオルタネータが一体になったモータあるいは発電機によって、エンジンに対して不足するトルクを補うトルクアシストを行なってエンジンの安定性を確保するように制御するエンジンが特許文献3に記載されている。
In the idling operation at the cold start of the engine, the ignition timing is retarded to promote warming up of the exhaust gas purification catalyst, and the engine is driven by the motor or generator integrated with the starter and alternator.
また、触媒が活性化温度になる前にHC(炭化水素)の排出量を減らすための3つの方法が特許文献4に記載されている。この特許文献4によると、1つ目の方法は、点火時期をリタードさせる方法である。2つ目の方法は、バルブタイミング変更機構によって吸気弁及び排気弁が同時に開いているバルブオーバーラップ量を所定値以上に大きくする方法である。バルブオーバーラップ量を大きくすると燃焼ガスが吸気ポートに吹き返されるので、その燃焼ガスに含まれるHCも吹き戻されることで、HCの排出量を減らしている。3つ目の方法は、空燃比をリーンにする方法である。燃料を減らすことでHCのもととなる炭素量を減らし、HCの排出量を減らす。しかし、いずれの方法も、エンジンの冷態始動直後には実現が困難であると記載されている。始動後に一定の時間が経過するまでエンジンに供給する空気流量を小さくする、すなわちスロットルバルブの開度を小さくすることで、排気量を減らし、冷態始動のHCの排出量を減らすことが提案されている。 Patent Document 4 describes three methods for reducing HC (hydrocarbon) emissions before the catalyst reaches the activation temperature. According to Patent Document 4, the first method is a method of retarding the ignition timing. The second method is a method in which the valve overlap amount at which the intake valve and the exhaust valve are simultaneously opened by the valve timing changing mechanism is increased to a predetermined value or more. When the valve overlap amount is increased, the combustion gas is blown back to the intake port, so that the HC contained in the combustion gas is also blown back to reduce the HC emission amount. The third method is to make the air-fuel ratio lean. Reducing fuel reduces the amount of carbon that is the source of HC and reduces HC emissions. However, both methods are described as being difficult to realize immediately after the cold start of the engine. It has been proposed to reduce the flow rate of air supplied to the engine until a certain amount of time has elapsed after startup, that is, by reducing the opening of the throttle valve, thereby reducing the amount of exhaust and reducing the amount of HC emissions during cold start. ing.
触媒の温度を活性化温度以上にするために点火時期をリタードさせる場合、リタード量が小さい時はスロットルの開度も小さいので、リタード量を変えることでアイドル運転のエンジン回転数を調整することができる。しかしながら、触媒の温度を上げるために必要となるリタード量が大きくなり過ぎるとスロットルの開度も大きくなるので、リタード量やスロットルの開度を調整することでアイドル運転のエンジン回転数を調整しようとすると応答性が鈍く、安定させにくい。 When the ignition timing is retarded so that the temperature of the catalyst exceeds the activation temperature, the throttle opening is small when the retard amount is small, so the engine speed for idling can be adjusted by changing the retard amount. it can. However, if the amount of retard required to raise the temperature of the catalyst becomes too large, the opening of the throttle will also increase. Therefore, it is attempted to adjust the engine speed for idle operation by adjusting the amount of retard and the opening of the throttle. Then, the responsiveness is dull and difficult to stabilize.
特許文献3では、点火時期をリタードさせたことに伴ってエンジン目標トルクが不足する分を補うためにトルクアシストを行なっているが、エンジン回転数を安定化させることについて検討されていない。また、特許文献4では、冷態始動から触媒暖機運転が完了するまでの間のHC(炭化水素)の総排出量を減らすことを目的としており、特許文献3と同様にエンジン回転数を安定化させることについて配慮されていない。
In
そこで、本発明は、冷態始動直後の触媒を活性化温度まで昇温する際にアイドル運転のエンジン回転数を既存の装備で安定化させる制御装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a control device that stabilizes the engine speed of idle operation with existing equipment when the temperature of the catalyst immediately after the cold start is raised to the activation temperature.
本発明に係る制御装置は、エンジンの回転数を計測する回転数計測手段と、エンジンの冷却水の水温検出手段と、点火プラグと、エンジンの出力軸に負荷を加える電気負荷手段と、吸気弁及び排気弁の開放時期のオーバーラップ量を調整する可変バルブタイミング機構と、に接続されている。そして、この制御装置は、冷態始動直後のアイドル運転における点火プラグの点火時期を目標点火時期にリタードさせた後で、回転数計測手段によって検出された回転数が目標回転数に対する第1の変動範囲を超えている場合、回転数が目標回転数に対して大きいか小さいかに応じて、電気負荷手段による負荷または可変バルブタイミング機構によるオーバーラップ量の少なくとも一方を調整して制御する手順を異ならせ、回転数が目標回転数に対する第1の変動範囲内に入るよう制御する。 The control device according to the present invention includes a rotation speed measurement means for measuring the rotation speed of the engine, a coolant temperature detection means for the engine cooling water, an ignition plug, an electric load means for applying a load to the engine output shaft, And a variable valve timing mechanism for adjusting an overlap amount at the opening timing of the exhaust valve. Then, the control device, after is retarded ignition timing of the spark plug in the idle operation immediately after the cold start to the target ignition timing, the rotational speed is first with respect to the target rotational speed detected by the rotational speed measuring means If it exceeds the variation range, depending on whether the speed is greater or less than the target rotational speed, the steps of adjusting to control at least one of the overlapping amount of the load or the variable valve timing mechanism due to an electric load means The rotation speed is controlled so that the rotation speed falls within the first fluctuation range with respect to the target rotation speed .
このとき、この制御装置は、回転数が第1の変動範囲よりも大きい第2の変動範囲を超える場合、吸気通路に設置されたスロットルの開度を電気負荷手段による負荷または可燃バルブタイミング機構によるオーバーラップ量の調整に先立って優先的に調整し、回転数を第1の変動範囲よりも大きく、且つ、第2の変動範囲よりも小さい回転数に制御する。また、回転数が第2の変動範囲内であって、第1の変動範囲の上限を超える場合は電気負荷手段の負荷を大きくする。さらに、第1の変動範囲の下限を超える場合は、可変バルブタイミング機構によるオーバーラップ量を小さくする。 At this time, the control device, if it exceeds the second variation range larger than the rotation speed is the first fluctuation range, according to the load or combustible valve timing mechanism according to the electric load means the throttle opening disposed in the intake passage Prior to the adjustment of the overlap amount, adjustment is performed preferentially, and the rotational speed is controlled to be larger than the first fluctuation range and smaller than the second fluctuation range. Further, when the rotation speed is within the second fluctuation range and exceeds the upper limit of the first fluctuation range, the load of the electric load means is increased. Furthermore, when the lower limit of the first fluctuation range is exceeded, the overlap amount by the variable valve timing mechanism is reduced.
また、制御装置は、目標点火時期に向けて点火時期を徐々にリタードさせるときの変化量に比例して、スロットルの開度を大きくする。このときのスロットルの開度は、水温検出手段で検出された水温及びリタードされた点火時期に対応して設定される。 Further, the control device increases the throttle opening in proportion to the amount of change when the ignition timing is gradually retarded toward the target ignition timing. The throttle opening at this time is set corresponding to the water temperature detected by the water temperature detecting means and the retarded ignition timing.
本発明に係る制御装置によれば、エンジンの回転数を目標回転数に対する第1の変動範囲に制御するために、電気負荷手段の負荷または可変バルブタイミング機構によるオーバーラップ量を調整する。回転数を制御するために調整される、電気負荷手段、および可変バルブタイミング機構は、既存のエンジンが備える構成であり、エンジンがさらに複雑化することを回避しつつ、冷態始動直後の触媒を活性化温度まで昇温する触媒昇温モードにおけるアイドル運転のエンジン回転を目標回転数の第1の変動範囲に対して、精度よく調整することを可能にしている。 According to the control device of the present invention, the load of the electric load means or the overlap amount by the variable valve timing mechanism is adjusted in order to control the engine speed within the first fluctuation range with respect to the target speed. The electric load means and the variable valve timing mechanism, which are adjusted to control the rotational speed, are the configurations provided in the existing engine, and the catalyst immediately after the cold start is avoided while avoiding further complication of the engine. It is possible to accurately adjust the engine speed of the idling operation in the catalyst temperature increase mode in which the temperature is increased to the activation temperature with respect to the first fluctuation range of the target rotation speed.
エンジンの回転数が目標回転数に対する第1の変動範囲よりも大きい第2の変動範囲を超えている場合、吸気通路に設置されたスロットルの開度を優先的に調整し、回転数を第1の変動範囲よりも大きく、且つ、第2の変動範囲よりも小さい回転数に制御する発明の制御装置によれば、エンジン回転数を目標回転数に速やかに調整することができる。 When the engine speed exceeds the second fluctuation range that is larger than the first fluctuation range with respect to the target speed, the opening degree of the throttle installed in the intake passage is preferentially adjusted, and the rotation speed is set to the first speed. According to the control device of the invention that controls the engine speed to be larger than the fluctuation range and smaller than the second fluctuation range, the engine speed can be quickly adjusted to the target speed.
また、回転数が第2の変動範囲内であって、第1の変動範囲の上限を超える場合は電気負荷手段の負荷を大きくする発明の制御装置によれば、燃料噴射量や空気量を変化させることなくエンジン回転数を目標回転数に調整することができるため、排ガス性状を悪化させることもない。 Further, according to the control device of the invention for increasing the load of the electric load means when the rotation speed is within the second fluctuation range and exceeds the upper limit of the first fluctuation range, the fuel injection amount and the air amount are changed. The engine speed can be adjusted to the target speed without causing the exhaust gas properties to deteriorate.
また、第1の変動範囲の下限を超える場合は、可変バルブタイミング機構によるオーバーラップ量を小さくする発明の制御装置によれば、内部EGRを減らして燃焼を改善しつつ、エンジン回転数を目標回転数に調整することができる。 In addition, when the lower limit of the first fluctuation range is exceeded, according to the control device of the invention that reduces the overlap amount by the variable valve timing mechanism, the engine speed is set to the target speed while improving the combustion by reducing the internal EGR. Can be adjusted to a number.
また、目標点火時期に向けて点火時期を徐々にリタードさせるときの変化量に比例して、スロットルの開度を大きくする発明の制御装置によれば、点火時期に合わせて圧縮圧を高めてエンジンの失火を予防することができる。また、エンジンの回転数に変化が生じたときに速やかに対応することができ、目標回転数から大きく変動してしまうことを予防できる。このときのスロットルの開度を水温検出手段で検出された水温及びリタードされた点火時期に対応して設定する発明の制御装置によれば、エンジンの回転数を制御しやすい。 Also, according to the control device of the invention that increases the throttle opening in proportion to the amount of change when the ignition timing is gradually retarded toward the target ignition timing, the engine is operated by increasing the compression pressure in accordance with the ignition timing. Can prevent misfire. Further, it is possible to respond quickly when a change occurs in the engine speed, and to prevent a large fluctuation from the target speed. According to the control device of the invention that sets the throttle opening at this time corresponding to the water temperature detected by the water temperature detecting means and the retarded ignition timing, the engine speed can be easily controlled.
いずれの場合も制御性が向上するので、冷態始動直後の触媒を活性化温度まで昇温する際にアイドル運転のエンジン回転数を既存の装備で安定化させることができ、この制御装置を備える車両のドライバビリティが向上する。 Since the controllability is improved in any case, the engine speed of idle operation can be stabilized with existing equipment when raising the catalyst immediately after the cold start to the activation temperature, and this control device is provided. The drivability of the vehicle is improved.
本発明に係る一実施形態の制御装置10について、図1から図3を参照して説明する。この制御装置10は、内燃機関であるエンジン1の冷態始動の直後のアイドル運転において、触媒の温度を活性化温度まで昇温させる際のエンジン1の回転数Neを安定させる。図1に示すエンジン1は、制御装置10の他に、シリンダブロック2と、吸気通路3、排気通路4、シリンダヘッド5、ピストン6、出力軸(クランクシャフト)7、オルタネータ8、吸気弁31、スロットル32、排気弁41、触媒42、点火プラグ51、可変バルブタイミング(VVT)機構52を含む。
A
シリンダブロック2は、冷却水Wを流すために、シリンダヘッド5とピストン6との間に形成される燃焼室20の周囲を取り囲むように形成された循環路21を有している。水温センサ22は、水温検出手段としてシリンダブロック2に取り付けられ、冷却水Wの温度を計測する。スロットル32は、吸気通路3の途中に設置され、サーボモータ等の駆動装置で開度を調整される。スロットル32の開度は、スロットルポジションセンサ33によって検出される。
The
出力軸7には回転角度センサ71が設置されている。この回転角度センサ71は、出力軸7の回転角度を検出するとともに、出力軸7の回転数、すなわちエンジン1の回転数Neを計測する回転数計測手段として機能する。触媒42は、排気通路4の途中に設置されている。触媒42の温度を推定するために、触媒42の上流側の排気通路4に、触媒温度センサ43が設置されている。
A rotation angle sensor 71 is installed on the
可変バルブタイミング機構52は、シリンダヘッド5に設置されており、ロッカーアームのレバー比を変化させることで、吸気弁31及び排気弁41のリフト量及び開放時期を個別に変化させることができる。この機能を利用して、可変バルブタイミング機構52は、吸気弁31及び排気弁41の開放時期のオーバーラップ量を調整する。オルタネータ8は、出力軸7に連結されており、発電するときの電磁抵抗によって出力軸7に負荷を加える電気負荷手段として機能する。
The variable
制御装置10は、電子制御ユニット(ECU)であって、エンジン1の運転を制御するとともに、このエンジン1が搭載される車両の各部に設置されたセンサの信号検出及び動作制御を行う。制御装置10は、回転角度センサ71と水温センサ22と点火プラグ51とスロットル32とオルタネータ8と可変バルブタイミング機構52とに接続されている。この制御装置10は、回転角度センサ71から出力される信号を基に、エンジン1の回転数Neを算出するとともに、点火プラグ51の点火時期の調整、可変バルブタイミング機構52による吸気弁31及び排気弁41の開放時期及びオーバーラップ量の調整、スロットル32の開度の調整を行う。
The
この制御装置10は、エンジン1が一定の温度よりも低い冷態の時に始動させる場合、始動した直後に点火プラグ51の点火時期をリタードさせて排気温度を高くすることによって、触媒42の温度を活性化温度まで上昇させる。このときのアイドル運転中のエンジン1の回転数Neを安定させるために、制御装置10は、スロットル32の開度、オルタネータ8の負荷、可変バルブタイミング機構52によるオーバーラップ量の少なくとも1つを調整する制御を行なう。この制御について、図2及び図3を参照してさらに詳しく説明する。
When the engine 1 is started when the engine 1 is in a cold state lower than a certain temperature, the temperature of the
図2に示すように、制御装置10は、エンジン1が始動されると冷態始動であるか否かを判定するために、車速センサの信号を基に車両が停車中であるか否かを判断(S1)する。停車中であると判定された場合、アクセルペダルが操作されていないこと、すなわちアイドルスイッチ(ID−SW)がONになっているかを判断(S2)する。アイドルスイッチがOFFである場合、運転者がアクセルペダルを踏んでおり、意図的にエンジン1の回転数Neを高くしている状態である。アイドルスイッチがONである場合、さらに水温センサ22によって検出された水温が所定値以下、すなわちエンジン1が冷えた状態であるか判定(S3)する。
As shown in FIG. 2, when the engine 1 is started, the
エンジン1が冷態状態である場合、未燃燃料を排出しないように、圧縮行程において燃料量を少なくするスライトリーンモードを開始(S4)する。スライトリーンモードが開始されると、制御装置10は、図3に示すように点火プラグ51の点火時期をピストンの上死点に対して徐々に遅らせる、すなわちリタードさせる(S5)。
When the engine 1 is in a cold state, a light lean mode is started in which the amount of fuel is reduced in the compression stroke so that unburned fuel is not discharged (S4). When the light lean mode is started, the
制御装置10は、水温センサ22で検出された水温、及び点火時期のリタード量を変数に、スロットル32の開度を設定するためのマップを有しており、水温及びリタード量の変化に伴ってスロットルの開度を調整(S6)する。この制御の場合、図3に示すように、リタード量が大きくなるにしたがって、スロットルの開度が大きくなるように設定されている。
The
また、この実施形態のエンジン1は、可変バルブタイミング機構52を備えている。この可変バルブタイミング機構52を備える場合、オーバーラップ量によってスロットル32の開度が異なってくる。そこで、制御装置10は、可変バルブタイミング機構52から得られるオーバーラップ量に応じてスロットル32の開度の補正(S7)を行なう。
In addition, the engine 1 of this embodiment includes a variable
点火プラグ51の点火時期をリタードしながらスロットル32の開度を大きくする間、点火プラグ51の点火時期が予め設定された目標点火時期に到達したか判断(S8)される。目標点火時期に達していない場合は、S5に戻り、点火プラグ51の点火時期を引き続きリタードさせ、これに伴うスロットル32の開度を増大させる。また、点火時期をリタードさせるタイミングに合わせて、可変バルブタイミング機構52の吸気側では目標位相角まで進角させ、排気側では目標位相角まで遅角させる。進角又は遅角させる大きさは、バルブオーバーラップ量の大きさによって変わる。
While increasing the opening of the
点火時期が目標点火時期に到達すると、制御装置10は、エンジン1の回転数Neが目標回転数Meに対する第1の変動範囲P1に入っているか判断(S9)する。第1の変動範囲P1に入っている場合は、そのままの運転状態が維持される。第1の変動範囲P1以内に回転数Neが入っていない場合、第1の変動範囲P1よりも大きい第2の変動範囲P2に入っているかさらに判断(S10)する。エンジン1の回転数Neが目標回転数Meの第2の変動範囲P2を超えている場合、制御装置10は、回転数Neを目標回転数Meの第1の変動範囲P1以内にするために、スロットル32の開度によって調整する。
When the ignition timing reaches the target ignition timing, the
このとき、回転数Neが目標回転数Meに対して大きいか判断(S11)される。回転数Neが目標回転数Meに対して大きい側へ第2の変動範囲P2を超えている場合、すなわち、回転数Neが大きすぎる場合、スロットル32の開度を小さくし(S12)、回転数Neを小さくする。また、回転数Neが目標回転数Meに対して小さい側へ第2の変動範囲P2を超えている場合、すなわち回転数Neが小さ過ぎる場合、スロットル32が全開になっていないか確認(S13)したのち、スロットル32の開度にまだ余裕がある場合は、スロットル32の開度を大きくする(S14)ことによって回転数Neを大きくする。スロットル32が既に全開であった場合、回転数Neを大きくするためにスロットル32をこれ以上開くことができないので、他の手段、すなわちオルタネータ8の負荷の調整もしくは可変バルブタイミング機構52によるオーバーラップ量(VOL)の調整よってエンジン1の回転数Neを大きくするように調整する。オルタネータ8および可変バルブタイミング機構52による回転数Neの調整は、回転数Neが目標回転数Meに対して小さい側へ第1の変動範囲P1から第2の変動範囲P2の間である場合と同じである。これについては、後述する。
At this time, it is determined whether the rotational speed Ne is larger than the target rotational speed Me (S11). When the rotational speed Ne exceeds the second fluctuation range P2 toward the larger side with respect to the target rotational speed Me, that is, when the rotational speed Ne is too large, the opening degree of the
S10において、回転数Neが目標回転数Meの第2の変動範囲P2以内である場合、すなわち、回転数Neが第1の変動範囲P1から第2の変動範囲P2の間である場合、オルタネータ8の負荷を調整する、または、可変バルブタイミング機構52でオーバーラップ量(VOL)を調整することによって、回転数Neを目標回転数Meの第1の変動範囲P1以内にする。このとき、エンジン1の回転数Neが目標回転数Meに対して大きい場合と小さい場合とで制御の手順が異なる。そこで、制御装置10は、回転数Neが目標回転数Meよりも大きいか判断(S15)する。
In S10, when the rotation speed Ne is within the second fluctuation range P2 of the target rotation speed Me, that is, when the rotation speed Ne is between the first fluctuation range P1 and the second fluctuation range P2, the
回転数Neが目標回転数Meよりも大きい側へ第1の変動範囲P1以上、第2の変動範囲P2以下の場合、制御装置10は、可変バルブタイミング機構52のオーバーラップ量VOLが予め設定された初期値VOLpから変化していないか判断(S16)する。オーバーラップ量VOLが初期値VOLpから変わっていない場合、オルタネータ8の負荷を大きくする(S17)ことによって、エンジン1の回転数Neを小さくする。また、オーバーラップ量VOLが初期値VOLpから変化している場合、オーバーラップ量VOLを増大させて(S18)回転数Neを小さくする。
When the rotational speed Ne is greater than the target rotational speed Me, when the first fluctuation range P1 is equal to or greater than the second fluctuation range P2, the
S15において回転数Neが目標回転数Meよりも小さい側へ第1の変動範囲P1以下、第2の変動範囲P2以上の場合、制御装置10は、オルタネータ8の負荷がゼロであるか確認(S19)する。オルタネータ8の負荷がゼロである場合、オルタネータ8によって、回転数Neを大きくすることができないので、可変バルブタイミング機構52でオーバーラップ量VOLを小さくし(S20)、回転数Neを大きくする。オルタネータ8の負荷がゼロではない場合、オルタネータ8の負荷を小さくする(S21)ことで回転数Neを大きくする。S19〜S21の動作は、S13においてスロットル32が全開であった場合の対応となる。
In S15, when the rotational speed Ne is smaller than the target rotational speed Me and is within the first fluctuation range P1 and the second fluctuation range P2, the
以上のように、スロットル32の開度、可変バルブタイミング機構52で調整されるオーバーラップ量VOL、オルタネータ8の負荷、の少なくとも1つによって、回転数Neを調整すると、制御装置10は、スライトリーンモードの継続時間内であるか判断(S22)し、時間内である場合は、S9に戻って、アイドル運転中の回転数Neが目標回転数Meの第1の変動範囲P1以内に安定するように制御する。継続時間を過ぎている場合は、スライトリーンモードを終了(S23)する。
As described above, when the rotational speed Ne is adjusted by at least one of the opening degree of the
スライトリーンモードが終わると、可変バルブタイミング機構52は、吸気側及び排気側ともにスライトリーンモードが始まる前の状態に戻される。また、スロットル32の開度及び火プラグ51の点火時期のリタード量は、スライトリーンモードが終了すると直ぐに所定位置まで戻す、すなわちスロットル開度を所定値まで小さくし、リタード量を所定値まで進角させる。その後、スロットル開度を小さくしたことに伴い実際の吸入空気量が減少するので、エンジン回転数が上昇しないようにこれに合わせて徐々に点火時期を進角させる。これにより、エンジン回転数Neは、通常の目標アイドル回転数向かって徐々に低下し、通常のアイドル運転へ移行(S24)する。
When the light lean mode ends, the variable
以上のように、この制御装置10は、冷態始動時にスロットル32の開度、可変バルブタイミング機構52のオーバーラップ量、オルタネータ8の負荷の少なくとも1つを用いて、エンジン1の回転数Neを目標回転数Meの第1の変動範囲P1以内になるように制御する。エンジン1の運転状態に応じた手段で回転数Neの調整を行うので、触媒昇温モードにおけるアイドル運転のエンジン回転を精度よく安定させることができる。
As described above, the
特に、エンジンの回転数が目標回転数に対する第1の変動範囲よりも大きい第2の変動範囲を超えている場合はスロットルの開度を調整することにより、エンジン回転数を目標回転数に速やかに調整することができる。 In particular, when the engine speed exceeds a second fluctuation range that is larger than the first fluctuation range with respect to the target speed, the engine speed can be quickly adjusted to the target speed by adjusting the throttle opening. Can be adjusted.
また、回転数が第2の変動範囲内であって第1の変動範囲の上限を超える場合は電気負荷手段の負荷を大きくすることにより、燃料噴射量や空気量を変化させることなくエンジン回転数を目標回転数に調整することができるため、排ガス性状を悪化させることもない。 Further, when the rotational speed is within the second fluctuation range and exceeds the upper limit of the first fluctuation range, the engine speed is increased without changing the fuel injection amount or the air amount by increasing the load of the electric load means. Can be adjusted to the target rotational speed, and the exhaust gas properties are not deteriorated.
また、回転数が第2の変動範囲内であって第1の変動範囲の下限を超える場合は、可変バルブタイミング機構によるオーバーラップ量を小さくすることにより、内部EGRを減らして燃焼を改善しつつ、エンジン回転数を目標回転数に調整することができる。 Further, when the rotational speed is within the second fluctuation range and exceeds the lower limit of the first fluctuation range, the amount of overlap by the variable valve timing mechanism is reduced, thereby reducing internal EGR and improving combustion. The engine speed can be adjusted to the target speed.
さらに、目標点火時期に向けて点火時期を徐々にリタードさせるときの変化量に比例してスロットルの開度を大きくすることにより、点火時期に合わせて圧縮圧を高めてエンジンの失火を予防することができる。また、エンジンの回転数に変化が生じたときに速やかに対応することができ、目標回転数から大きく変動してしまうことを予防できる。このときのスロットルの開度を水温検出手段で検出された水温及びリタードされた点火時期に対応して設定する発明の制御装置によれば、エンジンの回転数を制御しやすい。 Furthermore, by increasing the throttle opening in proportion to the amount of change when the ignition timing is gradually retarded toward the target ignition timing, the compression pressure is increased in accordance with the ignition timing to prevent engine misfire. Can do. Further, it is possible to respond quickly when a change occurs in the engine speed, and to prevent a large fluctuation from the target speed. According to the control device of the invention that sets the throttle opening at this time corresponding to the water temperature detected by the water temperature detecting means and the retarded ignition timing, the engine speed can be easily controlled.
1…エンジン、10…制御装置、7…出力軸、71…回転角度センサ、8…オルタネータ(電気負荷手段)、22…水温センサ(水温検出手段)、31…吸気弁、41…排気弁、51…点火プラグ、52…可変バルブタイミング機構、Ne…(エンジンの)回転数、Me…目標回転数、P1…第1の変動範囲、P2…第2の変動範囲、VOL…オーバーラップ量。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 10 ... Control apparatus, 7 ... Output shaft, 71 ... Rotation angle sensor, 8 ... Alternator (electric load means), 22 ... Water temperature sensor (water temperature detection means), 31 ... Intake valve, 41 ... Exhaust valve, 51 ... ignition plug, 52 ... variable valve timing mechanism, Ne ... (engine) speed, Me ... target speed, P1 ... first fluctuation range, P2 ... second fluctuation range, VOL ... overlap amount.
Claims (5)
前記エンジンの冷却水の水温検出手段と、
点火プラグと、
前記エンジンの出力軸に負荷を加える電気負荷手段と、
吸気弁及び排気弁の開放時期のオーバーラップ量を調整する可変バルブタイミング機構と、に接続された制御装置であって、
前記制御装置は、冷態始動直後のアイドル運転で前記点火プラグの前記点火時期を目標点火時期にリタードさせた後で、前記回転数計測手段によって検出された回転数が目標回転数に対する第1の変動範囲を超えている場合、前記回転数が前記目標回転数に対して大きいか小さいかに応じて、前記電気負荷手段による前記負荷または前記可変バルブタイミング機構による前記オーバーラップ量の少なくとも一方を調整して制御する手順を異ならせ、前記回転数が前記目標回転数の前記第1の変動範囲内に入るよう制御する
ことを特徴とする制御装置。 A rotational speed measuring means for measuring the rotational speed of the engine;
Means for detecting the coolant temperature of the engine;
Spark plugs,
Electric load means for applying a load to the output shaft of the engine;
A control device connected to a variable valve timing mechanism that adjusts an overlap amount of the opening timing of the intake valve and the exhaust valve,
In the idling operation immediately after the cold start, the control device retards the ignition timing of the spark plug to the target ignition timing, and then the rotational speed detected by the rotational speed measuring means is a first relative to the target rotational speed. When the fluctuation range is exceeded, at least one of the load by the electric load means or the overlap amount by the variable valve timing mechanism is adjusted according to whether the rotation speed is larger or smaller than the target rotation speed The control apparatus is characterized in that the control procedure is varied to control the rotational speed so that it falls within the first fluctuation range of the target rotational speed.
ことを特徴とする請求項1に記載された制御装置。 When the rotational speed exceeds a second fluctuation range that is larger than the first fluctuation range, the control device determines the opening of the throttle installed in the intake passage as a load by the electric load means or the variable valve timing mechanism. Prior to the adjustment of the overlap amount by the control, and the rotational speed is controlled to be larger than the first fluctuation range and smaller than the second fluctuation range. The control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載された制御装置。 3. The control device according to claim 2, wherein when the rotational speed is within the second fluctuation range and exceeds an upper limit of the first fluctuation range, the load of the electric load means is increased. .
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載された制御装置。 The overlap amount by the variable valve timing mechanism is reduced when the rotational speed is within the second fluctuation range and exceeds a lower limit of the first fluctuation range. Item 4. The control device according to Item 3.
ことを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載された制御装置。 The opening degree of the throttle is increased in proportion to a change amount that gradually retards the ignition timing toward the target ignition timing. Control device.
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