JP4389771B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、減速時の燃料カット実行中に排気ガスを還流させる内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control apparatus, and more particularly to an internal combustion engine control apparatus suitable as an apparatus for controlling an internal combustion engine that recirculates exhaust gas during execution of fuel cut during deceleration.
従来、例えば特許文献1には、エンジンと走行用モータとを組み合わせたハイブリッド型車両のエンジンにおいて、エンジンのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構と、還流弁(EGR弁)を制御して排気管を流れる排気ガスを吸気管側へ還流させる排気ガス再循環装置とを備える技術が開示されている。ハイブリッド型車両においては、走行用モータのみでの走行が可能であるため、エンジンへの燃料を一時的にカットする燃料カット制御が頻繁かつ長時間にわたって行われる場合がある。上記従来の技術では、上記燃料カット制御が実行されることでエンジンによる運転を休止された場合に、触媒が過度に冷却されるのを抑制すべく、燃料カット中に排気ガス再循環装置によって排気ガスを還流させることとしている。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses that in an engine of a hybrid vehicle in which an engine and a driving motor are combined, a valve timing variable mechanism that changes the valve timing of the engine and a recirculation valve (EGR valve) are controlled to perform exhaust. A technique is disclosed that includes an exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas flowing through a pipe to the intake pipe side. In a hybrid vehicle, since it is possible to run only with a running motor, fuel cut control for temporarily cutting fuel to the engine may be performed frequently and over a long period of time. In the above conventional technique, when the operation by the engine is stopped due to the execution of the fuel cut control, the exhaust gas recirculation device exhausts the fuel during the fuel cut in order to suppress excessive cooling of the catalyst. The gas is to be refluxed.
より具体的には、上記従来の技術では、上記走行用モータのみによる車両走行時に行われる燃料カットの実行中に、バルブオーバーラップ期間を長くしてから還流弁を開弁し、燃料カットがした後は、還流弁を閉弁してからバルブオーバーラップ期間を元に戻すこととしている。上記の技術では、このような制御を実行することにより、燃焼室内の圧力変動を抑制し、排気ガス再循環装置に衝撃的な圧力が加わるのを防止できるようになっている。 More specifically, in the above-described conventional technology, during the fuel cut that is performed when the vehicle travels using only the travel motor, the valve overlap period is lengthened and then the reflux valve is opened to perform the fuel cut. After that, the valve overlap period is restored after the reflux valve is closed. In the above technique, by executing such control, it is possible to suppress pressure fluctuations in the combustion chamber and prevent shock pressure from being applied to the exhaust gas recirculation device.
ところで、内燃機関において、減速時に燃料カットが実行されている場合には、ドライバーからのアクセル要求(加速要求)が検知されると、燃料カットから復帰させる処理(強制復帰)が実行される。そのドライバーからのアクセル要求のタイミングは、事前に予測することができない。従って、上記従来の技術において、減速時の燃料カット実行中に還流弁を開弁することにより排気ガスが還流されている状況下で、アクセルペダルが踏み込まれて燃料カットからの強制復帰が実行された場合には、強制復帰の条件が成立してから排気ガスの掃気が開始されることになるため、燃焼室内に高濃度で残留する排気ガスが掃気されるまでに所定の時間を要することとなる。 By the way, in the internal combustion engine, when the fuel cut is executed at the time of deceleration, when the accelerator request (acceleration request) from the driver is detected, a process of returning from the fuel cut (forced return) is executed. The timing of the accelerator request from the driver cannot be predicted in advance. Therefore, in the above-described conventional technique, the accelerator pedal is depressed to forcibly return from the fuel cut under the condition that the exhaust gas is recirculated by opening the recirculation valve during the fuel cut during deceleration. In this case, since the exhaust gas scavenging is started after the condition for forced return is satisfied, a predetermined time is required until the exhaust gas remaining at a high concentration in the combustion chamber is scavenged. Become.
その結果、強制復帰条件が成立した後、排気ガスの掃気が十分になされるまでの間は、燃焼室内の残留排気ガス濃度の高い状況下、すなわち、高EGR率状況下での燃焼となるため、加速感の低下という問題が生ずる。また、減速時に燃料カット開始条件成立が認められてから比較的短時間に強制復帰がなされる運転が頻繁に行われると、掃気が十分に完了する前に再び燃料カットによる排気ガスの還流および強制復帰による排気ガスの掃気が短時間に繰り返されることとなり、排気ガスの掃気が満足に進まなくなるため、上記の問題がより顕著になる。 As a result, after the forced return condition is satisfied, until the exhaust gas is sufficiently scavenged, the combustion is performed in a situation where the residual exhaust gas concentration in the combustion chamber is high, that is, in a high EGR rate situation. This causes the problem of reduced acceleration. In addition, if frequent operation is performed in a relatively short period of time after the fuel cut start condition is satisfied during deceleration, the exhaust gas recirculation and forced exhaustion will again occur before scavenging is fully completed. The exhaust gas scavenging due to the return is repeated in a short time, and the exhaust gas scavenging does not proceed satisfactorily, so the above problem becomes more prominent.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、減速時の燃料カット実行中に排気ガスを還流させる内燃機関において、燃料カット開始条件の成立後から比較的短時間に強制復帰がされた場合に、加速感の低下が生ずるのを抑制し得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 to solve the above-described problems, and in an internal combustion engine that recirculates exhaust gas during execution of fuel cut during deceleration, it is compulsory in a relatively short time after the fuel cut start condition is satisfied. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress a decrease in acceleration feeling when the engine is restored.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構と、吸気通路と排気通路とを連通する排気ガス還流通路の途中に配置されるEGR弁とを備え、減速時に燃料カットしつつ、排気ガスを還流させる内燃機関の制御装置であって、
燃料カット開始条件が成立した時点で、前記可変動弁機構を駆動して、スロットルバルブが全閉とされた場合に吸気管圧力の負圧化が生ずるのを防ぐ排気ガス再循環量を発生する期間となるように、前記バルブオーバーラップ期間の拡大を開始する可変バルブタイミング制御手段と、
前記バルブオーバーラップ期間が前記排気ガス再循環量を発生する前記期間に達した時点から所定時間が経過した時点で、燃料カットを実行する燃料カット実行手段と、
前記燃料カットが実行された後、前記EGR弁を開弁するEGR弁制御手段と、
前記バルブオーバーラップ期間の前記拡大が行われる際に、スロットルバルブを前記燃料カット開始条件の成立前の開度に比して小さくし、前記バルブオーバーラップ期間が前記排気ガス再循環量を発生する前記期間に達した時点で、当該スロットルバルブを全閉に制御するスロットル制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention communicates a variable valve mechanism that varies a valve overlap period in which an intake valve opening period and an exhaust valve opening period overlap, and an intake passage and an exhaust passage. An EGR valve disposed in the middle of an exhaust gas recirculation passage, and a control device for an internal combustion engine that recirculates exhaust gas while cutting fuel while decelerating,
When the fuel cut start condition is satisfied, the variable valve mechanism is driven to generate an exhaust gas recirculation amount that prevents the intake pipe pressure from becoming negative when the throttle valve is fully closed. Variable valve timing control means for starting expansion of the valve overlap period so as to become a period;
Fuel cut execution means for executing fuel cut when a predetermined time has elapsed from the time when the valve overlap period reaches the period for generating the exhaust gas recirculation amount ;
EGR valve control means for opening the EGR valve after the fuel cut is performed,
When the expansion of the valve overlap period is performed, the throttle valve is made smaller than the opening before the fuel cut start condition is satisfied, and the valve overlap period generates the exhaust gas recirculation amount. Throttle control means for controlling the throttle valve to be fully closed when the period is reached;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、前記燃料カット実行手段は、前記スロットル制御手段によりスロットルバルブが全閉とされた後、第1所定時間が経過した時点で燃料カットを実行し、
前記EGR弁制御手段は、前記第1所定時間経過後の前記燃料カット実行時点から第2所定時間が経過した時点で前記EGR弁を開弁することを特徴とする。
In a second aspect based on the first aspect , the fuel cut execution means executes the fuel cut when a first predetermined time elapses after the throttle valve is fully closed by the throttle control means. ,
The EGR valve control means opens the EGR valve when a second predetermined time elapses from the fuel cut execution time after the first predetermined time elapses.
第1の発明によれば、燃料カット開始条件が成立した場合に、バルブオーバーラップが大きくされた後の所定時間経過後に燃料カットが実行される。このため、本発明によれば、燃料カット開始条件の成立後の比較的短時間に強制復帰がされた場合に、排気還流ガスを新気に入れ替えるのに要する時間の短縮により、上記強制復帰時の加速感の低下を抑制することができる。また、本発明によれば、当該開始条件が成立した後から燃料カットが開始されるまでの期間を、加速感の低下を軽減できる期間として確実に確保することができる。
また、本発明によれば、バルブオーバーラップが所定値となるのを待ってからスロットルバルブが全閉とされる。燃料カットの実行中にスロットル開度を全閉とすれば、当該燃料カット実行中に燃焼室内に新気が流入するのをより確実に抑制することができる。本発明によれば、そのためのスロットル開度の全閉タイミングを、燃料カット開始条件の成立時点ではなく、上記のようにバルブオーバーラップが所定値となった時点とすることにより、当該開始条件の成立から比較的短時間に頻繁に強制復帰がされるような場合であっても、排気還流ガスを新気に入れ替えるのに要する時間を更に短縮することができ、これにより、頻繁な強制復帰に対しても加速感の低下をより確実に軽減しつつ、吸気管圧力の負圧化による内燃機関のオイル上がりの発生を良好に抑制することが可能となる。
According to the first invention, when the fuel cut start condition is satisfied, the fuel cut is executed after a predetermined time has elapsed after the valve overlap is increased. For this reason, according to the present invention, when forced return is performed in a relatively short time after the fuel cut start condition is satisfied, the time required for replacing the exhaust gas recirculation gas with fresh air is reduced. It is possible to suppress a decrease in acceleration feeling. Further, according to the present invention, the period from when the start condition is satisfied to when the fuel cut is started can be reliably ensured as the period during which the reduction in acceleration feeling can be reduced.
Further, according to the present invention, the throttle valve is fully closed after waiting for the valve overlap to reach a predetermined value. If the throttle opening is fully closed during the fuel cut, fresh air can be more reliably prevented from flowing into the combustion chamber during the fuel cut. According to the present invention, the fully closed timing of the throttle opening for that purpose is not the time when the fuel cut start condition is satisfied, but the time when the valve overlap becomes a predetermined value as described above. Even in the case where the forced return is frequently performed in a relatively short time after the establishment, the time required to replace the exhaust gas recirculation gas with fresh air can be further reduced. On the other hand, it is possible to satisfactorily suppress the occurrence of oil rise in the internal combustion engine due to the negative pressure of the intake pipe pressure while more surely reducing the decrease in acceleration feeling.
第2の発明によれば、第1所定時間および第2所定時間を適切に設定することにより、強制復帰後の加速感の低下を軽減できる期間を調整することが可能となる。 According to the second invention, it is possible to adjust the period during which the decrease in the acceleration feeling after the forced return can be reduced by appropriately setting the first predetermined time and the second predetermined time.
実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1の構成を説明するための図を示す。図1に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10の筒内には、燃焼室12が形成されている。燃焼室12には、吸気通路14および排気通路16が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment includes an
吸気通路14には、スロットルバルブ18が配置されている。スロットルバルブ18は、アクセル開度に基づいてスロットルモータにより駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ18の近傍には、スロットル開度TAを検出するためのスロットルポジションセンサ20が配置されている。このような構成によれば、スロットルバルブ18の開度TAをアイドル開度TA0とすることにより、内燃機関10の機関回転数NEを所定のアイドリング回転に制御することができる。尚、このような構成に限らず、吸気通路14に、スロットルバルブ18をバイパスするバイパス通路を設け、そのバイパス通路の途中にISC弁を配置させ、そのISC弁の開度を調整することによりアイドリング回転数を所定の値に制御する構成であってもよい。
A
内燃機関10は、複数の気筒を有する多気筒式の機関であり、図1は、そのうちの一気筒の断面を示している。内燃機関10が備える個々の気筒には、吸気通路14に通じる吸気ポート、および排気通路16に通じる排気ポートが設けられている。吸気ポートには、その内部に燃料を噴射するための燃料噴射弁22が配置されている。また、吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室12と吸気通路14、或いは燃焼室12と排気通路16を導通状態または遮断状態とするための吸気弁24および排気弁26が設けられている。
The
吸気弁24および排気弁26は、それぞれ吸気可変動弁(VVT)機構28および排気可変動弁(VVT)機構30により駆動される。可変動弁機構28、30は、それぞれ、クランク軸の回転と同期して吸気弁24および排気弁26を開閉させると共に、それらの開弁特性(開弁時期、作用角、リフト量など)を変更することができる。
The
内燃機関10は、クランク軸の近傍にクランク角センサ32を備えている。クランク角センサ32は、クランク軸が所定回転角だけ回転する毎に、Hi出力とLo出力を反転させるセンサである。クランク角センサ32の出力によれば、クランク軸の回転位置や回転速度、更には、機関回転数NEなどを検知することができる。また、内燃機関10は、吸気カム軸の近傍にカム角センサ34を備えている。カム角センサ34は、クランク角センサ32と同様の構成を有するセンサである。カム角センサ34の出力によれば、吸気カム軸の回転位置(進角値)などを検知することができる。
The
内燃機関10の排気通路16には、排気ガスを浄化するための上流触媒(SC)36および下流触媒(UF)38が直列に配置されている。また、上流触媒36の上流には、その位置で排気空燃比を検出するための空燃比センサ40が配置されている。更に、上流触媒36と下流触媒38との間には、その位置の空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた信号を発生する酸素センサ42が配置されている。
An upstream catalyst (SC) 36 and a downstream catalyst (UF) 38 for purifying exhaust gas are arranged in series in the
図1に示すシステムは、吸気通路14と排気通路16とを連通する排気ガス還流通路44を備えている。排気ガス還流通路44の途中には、EGR弁46が設けられている。更に、排気ガス還流通路44には、吸気通路14に還流される排気ガスを冷却する排気ガス冷却器(EGRクーラ)48が設けられている。
The system shown in FIG. 1 includes an exhaust
図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50には、上述した各種センサに加え、アクセル開度PAを検出するためのアクセルポジションセンサ52や、上述した各種アクチュエータが接続されている。ECU50は、それらのセンサ出力に基づいて、内燃機関10の運転状態を制御することができる。
The system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. In addition to the various sensors described above, the
[排気ガス循環による触媒劣化抑制制御の概要]
上記のように構成された本実施形態のシステムは、内燃機関10の運転中にスロットル開度TAがアイドル開度TA0とされた場合に、燃料の噴射を停止する処理、つまり、燃料カット(F/C)を実行する。F/Cは、内燃機関10の運転中に、スロットル開度TAが急激に閉じられることにより開始される。このため、F/Cの開始後は、吸気管圧力PMが大きく負圧化し易い状態が形成される。この際、吸気管圧力PMが過大に負圧化すると、内燃機関10においてオイル上がりが発生し、オイル消費量が増大する事態が生ずる。
[Outline of catalyst deterioration suppression control by exhaust gas circulation]
The system of the present embodiment configured as described above is a process for stopping fuel injection when the throttle opening TA is set to the idle opening TA0 during operation of the
ところで、吸気管圧力PMの負圧化は、スロットル開度TAを大きくすることにより回避することができる。従って、F/Cの開始後、スロットル開度TAを、基本のアイドル開度TA0より大きな開度に保てば、吸気管圧力PMが過大に負圧化するのを防ぐことが可能、すなわち、オイル上がりの発生を防ぐことが可能である。しかしながら、F/Cの実行中は、燃料噴射が行われないことから、触媒(上流触媒36および下流触媒38)に流れ込むガスは極端にリーンに偏ったものとなる。そして、高温の触媒にリーンなガスが流入すると、触媒の劣化が進行し易い。このため、F/Cの開始後にスロットル開度TAを開いてリーンガスの流通量を増やすと、オイル消費量の増加は防げるものの、上流触媒36および下流触媒38の劣化は促進されることとなる。
Incidentally, the negative pressure of the intake pipe pressure PM can be avoided by increasing the throttle opening degree TA. Therefore, if the throttle opening TA is maintained at an opening larger than the basic idle opening TA0 after the start of F / C, it is possible to prevent the intake pipe pressure PM from becoming excessively negative, that is, It is possible to prevent the oil from rising. However, since fuel injection is not performed during execution of F / C, the gas flowing into the catalyst (
図1に示すシステムによれば、EGR弁46の開度を適当に調整することにより、吸気通路14を介して燃焼室12に排気ガスを還流させることができる(外部EGR制御)。また、図1に示すシステムによれば、吸気可変動弁機構28により吸気弁24の開弁位相を進角(より具体的には開弁タイミングを進角)することにより、バルブオーバーラップ期間、つまり、吸気弁24と排気弁26が共に開弁状態となる期間を延ばすことができる。そして、吸気管圧力PMが負圧状況下にある減速時のF/C実行中に、バルブオーバーラップ期間が延びれば、吸気弁24の開弁後に吸気通路14に逆流する既燃ガス量、つまり、内部EGR量が増加する(内部EGR制御)。
According to the system shown in FIG. 1, the exhaust gas can be recirculated to the
吸気管圧力PMは、スロットルバルブ18の下流におけるガス量が多いほど大気圧に近づく。そして、そのガス量は、スロットルバルブ18を通過した新気ガスの量と、外部EGR制御およびまたは内部EGR制御により生じたEGRガス量との和である。このため、EGR量が十分に多量であれば、スロットル開度TAが如何に小さくても、吸気管圧力PMが過度に負圧化することはない。
The intake pipe pressure PM approaches the atmospheric pressure as the amount of gas downstream of the
以上説明した通り、図1に示すシステムによれば、EGR弁開度を十分な値とした状態、或いは、十分なバルブオーバーラップを発生させた状態でスロットル開度TAを十分に絞ることとすれば、十分なEGR量を生じさせることができ、オイル上がりの発生を防ぎつつ、上流触媒36および下流触媒38の劣化進行を有効に抑制することが可能である。以下、そのような制御、すなわち、減速時のF/C実行中に燃焼室12にEGRガスを導入することにより触媒36、38の劣化を抑制させる制御を、「排気ガス循環による触媒劣化抑制制御」、または単に「触媒劣化抑制制御」と称する。
As described above, according to the system shown in FIG. 1, the throttle opening TA is sufficiently reduced in a state where the EGR valve opening is set to a sufficient value or a sufficient valve overlap is generated. As a result, a sufficient amount of EGR can be generated, and the deterioration of the
[実施の形態1の特徴部分]
減速時のF/Cから復帰する条件としては、次の2通りがある。すなわち、機関回転数NEがアイドリング回転近辺となったとき(自然復帰)と、ドライバーからのアクセル要求(加速要求)が発せられたとき(強制復帰)である。前者の場合は、復帰が開始されるタイミングを事前に検知することが可能であるが、後者の場合は、ドライバーからの指令であるため確実に予測することはできない。尚、本明細書中においては、F/C開始条件の成立が認められた後に定常走行に戻る動作がアクセル要求に基づく復帰動作であれば、当該開始条件の成立後に燃料カット動作が未だ行われていない場合における復帰動作であっても、「強制復帰」と称することとする。
[Characteristics of Embodiment 1]
There are two conditions for returning from the F / C during deceleration. That is, when the engine speed NE is close to idling (natural recovery) and when an accelerator request (acceleration request) is issued from the driver (forced return). In the former case, it is possible to detect in advance the timing at which the return is started, but in the latter case, since it is a command from the driver, it cannot be reliably predicted. In this specification, if the operation to return to steady running after the F / C start condition is satisfied is a return operation based on the accelerator request, the fuel cut operation is not yet performed after the start condition is satisfied. Even if the return operation is not performed, it is referred to as “forced return”.
ここで、外部EGR制御と内部EGR制御の特性を比較する。外部EGR制御は、排気ガス還流通路44を介して吸気通路14に排気ガスを還流させるため、その循環量を比較的多く確保することが容易である。しかし、その反面、外部EGR制御は、F/Cからの強制復帰時に、EGR弁46から燃焼室12までの通路の容量分、導入された排気ガス再循環量が新気に入れ替わるまでに長い時間を要する。一方、内部EGR制御は、吸気弁24近傍で燃焼室12と吸気通路14との間をEGRガスが行き来するため、循環量としては外部EGR制御に比して少なくなり長時間に渡って排気空燃比をストイキに維持することは困難である。しかし、その反面、内部EGR制御は、F/Cからの強制復帰時に、新気への入れ替えに要する時間を短くできる。
Here, the characteristics of the external EGR control and the internal EGR control are compared. In the external EGR control, since the exhaust gas is recirculated to the
以上より、外部EGR制御を用いることとすると、内部EGR制御の場合に比して排気ガス再循環量を多くすることができ、上記触媒劣化抑制制御を実行するうえで有利であるが、新気への入れ替えに時間を多く要するため、内部EGR制御の場合に比して応答性が良くない。また、上記の如く、F/Cからの強制復帰のタイミングは、事前に検知することができない。このため、F/Cからの強制復帰後にEGRガスの掃気が十分になされるまでの間は、高EGR率状況下での燃焼となるため、加速感の低下という問題が生ずる。 From the above, using external EGR control can increase the exhaust gas recirculation amount as compared with the case of internal EGR control, which is advantageous in executing the catalyst deterioration suppression control. Since it takes a lot of time to switch to, the response is not as good as in the case of internal EGR control. Further, as described above, the timing of forced recovery from the F / C cannot be detected in advance. For this reason, until the EGR gas is sufficiently scavenged after the forced recovery from the F / C, combustion occurs under a high EGR rate condition, which causes a problem of a reduction in acceleration feeling.
また、減速時のF/C開始条件の成立時点から比較的短時間に強制復帰がなされる運転が頻繁に行われると、掃気が十分に完了する前に再びF/CによるEGRガスの還流および強制復帰によるEGRガスの掃気が短時間に繰り返されることとなり、EGRガスの掃気が満足に進まなくなるため、上記の問題がより顕著となる。そこで、本実施形態のシステムでは、F/Cからの強制復帰時に加速感の低下を抑制すべく、減速F/C開始条件が成立した場合に以下に示すような制御を実行することとしている。 In addition, if frequent operation is performed in a relatively short time from when the F / C start condition at the time of deceleration is satisfied, the EGR gas is recirculated by the F / C again before scavenging is sufficiently completed. The EGR gas scavenging due to the forced return is repeated in a short time, and the EGR gas scavenging does not proceed satisfactorily, so the above problem becomes more prominent. Therefore, in the system of the present embodiment, the following control is executed when the deceleration F / C start condition is satisfied in order to suppress a decrease in acceleration feeling at the time of forced return from F / C.
次に、図2および図3を参照して、本発明の実施の形態1における具体的な処理を説明する。
図2は、本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。
図3は、上記図2に示すルーチンの処理により実現される動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図3(A)は、アクセルペダル開度PAの変化を表す波形を示す。図3(B)は、スロットル開度TAの変化を表す波形を示す。図3(C)に「ISC分」と付して表す波形は、アイドル時の必要流量(吸入空気量)制御の変化を表す波形である。図3(D)は、F/C実行の成否を表す波形を示す。図3(E)は、吸気可変動弁機構28により制御される吸気バルブタイミングVVTの進角量の変化を表す波形を示す。また、図3(F)は、EGR弁46のステップ数(開度)の変化を表す波形を示す。
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the specific process in Embodiment 1 of this invention is demonstrated.
FIG. 2 is a flowchart of a routine executed by the
FIG. 3 is a timing chart for explaining operations realized by the processing of the routine shown in FIG. More specifically, FIG. 3A shows a waveform representing a change in the accelerator pedal opening PA. FIG. 3B shows a waveform representing a change in the throttle opening degree TA. A waveform indicated by “ISC” in FIG. 3C is a waveform representing a change in required flow rate (intake air amount) control during idling. FIG. 3D shows a waveform representing success / failure of F / C execution. FIG. 3E shows a waveform representing a change in the advance amount of the intake valve timing VVT controlled by the intake variable valve mechanism 28. FIG. 3F shows a waveform representing a change in the number of steps (opening degree) of the
図2に示すルーチンでは、先ず、アクセルペダル開度PAが全閉か否かが判別される(ステップ100)。その結果、アクセルペダル開度PAが全閉位置にあると判定された場合には、スロットル開度TAがアイドル開度TA0とされる(ステップ102)。次いで、減速F/C開始条件が成立したか否かが判別される(ステップ104)。図3中に示す時刻t0は、F/C開始条件の成立時点を示している。すなわち、F/Cは、アクセルペダルが全閉にされることにより(図3(A))、スロットル開度TAがアイドル開度TA0とされたとき(図3(B))に、その開始条件が成立したと判定される。 In the routine shown in FIG. 2, it is first determined whether or not the accelerator pedal opening PA is fully closed (step 100). As a result, when it is determined that the accelerator pedal opening PA is in the fully closed position, the throttle opening TA is set to the idle opening TA0 (step 102). Next, it is determined whether or not a deceleration F / C start condition is satisfied (step 104). A time t0 shown in FIG. 3 indicates the time when the F / C start condition is satisfied. That is, F / C is determined when the accelerator pedal is fully closed (FIG. 3 (A)) and the throttle opening TA is set to the idle opening TA0 (FIG. 3 (B)). Is determined to have been established.
上記ステップ104において、減速F/C開始条件が成立したと判定されると、次いで、吸気バルブタイミングVVTが定常走行時の進角量から運転状態に応じた進角規定値に進角される(ステップ106)。すなわち、バルブオーバーラップ期間を所定値まで大きくする処理が実行される。より具体的には、本ステップ106において制御される吸気バルブタイミングVVTの進角量は、減速F/C中の吸気管圧力PMを狙いの値とするために、機関回転数NEとの関係に基づき、機関回転数NEが低いほど小さくなるように設定される。
If it is determined in
また、上記ステップ104において、減速F/C開始条件が成立したと判定されると、外部EGR制御によるEGRガスの供給を停止させるべく、EGRステップ数が定常走行時のステップ数からゼロに設定、つまり、EGR弁46が全閉とされる(ステップ108)。
Further, if it is determined in
次に、吸気バルブタイミングVVTの進角値が上記進角規定値に到達しているか否かが判別される(ステップ110)。吸気バルブタイミングVVTの進角速度は、吸気可変動弁機構28の仕様に基づいて予め把握することができる。従って、上記ステップ106において設定された進角規定値への進角量に基づいて、その進角規定値に到達するまでの時間(t1−t0)(図3参照)を算出することができる。本ステップ110では、そのような進角規定値への到達時間に基づいて、吸気バルブタイミングVVTが進角規定値に到達したか否かを判定している。
Next, it is determined whether or not the advance value of the intake valve timing VVT has reached the prescribed advance value (step 110). The advance speed of the intake valve timing VVT can be grasped in advance based on the specifications of the intake variable valve mechanism 28. Therefore, based on the advance amount to the advance angle specified value set in
次に、上記ステップ110において、吸気バルブタイミングVVTの進角値が上記進角規定値に到達したと判断された場合には、スロットル開度TAが全閉に制御される(ステップ112)。スロットルバルブ18の応答速度は、吸気可変動弁機構28による吸気バルブタイミングVVTの制御の応答速度に比して極めて早い。このため、吸気バルブタイミングVVTが進角規定値に達する前にスロットル開度TAを全閉とすると、吸気管圧力PMが狙いの値より大きく負圧化されてしまう。そこで、本ステップ112では、吸気バルブタイミングVVTが進角規定値t1に達した時点でスロットル開度TAを全閉としている(図3(C))。また、スロットル開度TAを全閉とすることにより、この時点t1以後のF/C期間中に、新気の流入をより確実に抑制することができる。尚、ISC弁を備える構成であれば、本ステップ112において、スロットルバルブ18の全閉に加え、ISC弁も全閉とされる。
Next, when it is determined in
次に、スロットル開度TAが全閉とされた後に、所定時間Aが経過したか否かが判別され(ステップ114)、所定時間Aの経過が認められた時点t2で、燃料噴射の停止が実行される(ステップ116)。このような処理によれば、スロットル開度TAが全閉とされた後、燃焼室12内に残留する酸素を出来るだけ燃焼させることにより、燃焼室12内のEGR濃度を十分に高めることができる。所定時間Aは、そのような燃焼時間を確保するために予め設定された値である。
Next, after the throttle opening degree TA is fully closed, it is determined whether or not the predetermined time A has elapsed (step 114). At the time t2 when the predetermined time A has been recognized, the fuel injection is stopped. It is executed (step 116). According to such processing, after the throttle opening degree TA is fully closed, oxygen remaining in the
次に、スロットル開度TAが全閉とされた後に、所定時間Bが経過したか否かが判別され(ステップ118)、所定時間Bの経過が認められた時点t3で、EGR弁46の開度が減速時ステップ数に応じた開度に設定される(ステップ120)。より具体的には、本ステップ120において制御されるEGRステップ数(EGR弁46の開度)は、減速F/C中の吸気管圧力PMを狙いの値とするために、機関回転数NEとの関係に基づき、機関回転数NEが高いほど大きくなるように設定される。尚、図3に示すタイミングチャートは、時刻t3においてEGR弁46を開弁した後も、吸気バルブタイミングVVTの進角が維持されている例を示しているが、EGR弁46の開弁によってEGRガスが導入された後は、吸気バルブタイミングVVTの進角量を定常走行時の値に戻すこととしてもよい。
Next, after the throttle opening degree TA is fully closed, it is determined whether or not the predetermined time B has elapsed (step 118), and at the time t3 when the predetermined time B has elapsed, the
F/C開始条件が成立した後に、外部EGR制御によりEGRガスが燃焼室12内に導入されている場合には、上述したように、F/Cからの強制復帰後に加速感の低下が生ずるという問題がある。吸気バルブタイミングVVTの変更に基づく内部EGR制御は、上記の如く、EGR弁46の開度の変更に基づく外部EGR制御に比して応答性が良い。そこで、上記ステップ120における所定時間Bは、車両の使用態様等を調査することによって得られた実際のF/C実行頻度およびその実行時間に基づいて、F/Cからの強制復帰後の加速感の低下を抑制できるような適切な時間に設定されている。言い換えれば、上記ステップ120の処理によれば、スロットル開度TAを全閉にしてからEGR弁46を開弁させるまでの所定時間Bを適切に設定することができ、F/Cからの強制復帰後の加速感の低下を軽減できる期間を調整することが可能となる。
When the EGR gas is introduced into the
以上説明した通り、上記図2に示すルーチンによれば、F/C開始条件の成立が判定された場合に、当該開始条件成立後の初期段階では、EGR弁46が全閉とされ、応答性の良い吸気バルブタイミングVVTの進角のみが実行される、すなわち、外部EGR制御は実行されずに、内部EGR制御のみが実行される。内部EGR制御のみが実行されている場合には、燃焼室12内に導入されるEGRガス量は比較的少量である。このため、本実施形態のシステムによれば、F/C開始条件成立後の比較的短時間にF/Cからの強制復帰がされた場合に、外部EGR制御が当該開始条件成立当初から実行されている場合に比して、EGRガスを新気に入れ替えるのに要する時間を短縮することができ、加速感の低下が生ずるのを抑制することができる。また、上記ルーチンによれば、燃料カットの実行開始前に吸気バルブタイミングVVTの進角が実行され、当該吸気バルブVVTが進角規定量に達し、かつ、所定時間Aが経過した後に、燃料カットが実行される。このため、本実施形態のシステムによれば、F/C開始条件成立後の比較的短時間に強制復帰があった場合に、加速感の低下を抑制できる期間を確実に確保することができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 2, when it is determined that the F / C start condition is satisfied, the
F/C実行中にスロットル開度TAを全閉とすれば、F/C実行中に燃焼室12内に新気が流入するのをより確実に抑制することができる。上記図2に示すルーチンによれば、そのためのスロットル開度TAの全閉タイミングを、吸気バルブタイミングVVTを進角開始時t0とするのではなく、吸気バルブタイミングVVTの進角量が進角規定値に達した後、すなわち、吸気バルブタイミングVVTの進角開始から所定時間が経過した時点t1とされる。このため、本実施形態のシステムによれば、吸気バルブタイミングVVTの進角開始からの時刻t1までの間は、スロットル開度TAが全閉となっていないため、F/C開始条件の成立後の比較的短時間に頻繁に強制復帰がされるような場合であっても、EGRガスを新気に入れ替えるのに要する時間を更に短縮することができる。これにより、加速感の低下が生ずるのをより確実に軽減することができる。
If the throttle opening degree TA is fully closed during execution of F / C, it is possible to more reliably suppress the flow of fresh air into the
ところで、上述した実施の形態1においては、吸気可変動弁機構28の状態を変えることによりバルブオーバーラップ期間を変化させ、その結果として内部EGR量を変化させることとしているが、内部EGR量を変化させる手法は、このような手法に限定されるものではない。例えば、排気可変動弁機構30の状態を変えることによりバルブオーバーラップ期間を変化させ、その結果として内部EGR量を変化させることとしてもよい。
In the first embodiment described above, the valve overlap period is changed by changing the state of the intake variable valve mechanism 28, and as a result, the internal EGR amount is changed. However, the internal EGR amount is changed. The technique to make is not limited to such a technique. For example, the valve overlap period may be changed by changing the state of the exhaust
また、内部EGR量を変化させる手法は、バルブオーバーラップ期間を増減させる手法に限定されるものではない。例えば、排気弁26の閉弁時期を、排気上死点以前のクランク角領域に設定した場合、その閉弁時期を前後させることにより、排気行程において燃焼室12内に閉じ込められる残留ガス量が増減する。このため、内部EGR量は、排気弁26の閉弁時期を排気上死点以前のクランク角領域で調整することにより増減させることとしてもよい。
Further, the method of changing the internal EGR amount is not limited to the method of increasing or decreasing the valve overlap period. For example, when the closing timing of the
尚、上述した実施の形態1においては、ECU50が、上記ステップ106の処理を実行することにより前記第1または第2の発明における「可変バルブタイミング制御手段」が、上記ステップ120の処理を実行することにより前記第1の発明における「EGR弁制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態1においては、ECU50が、上記ステップ110の判定が成立した後に上記ステップ116の処理を実行することにより前記第2の発明における「燃料カット実行手段」が、上記ステップ116の処理が実行された後に上記ステップ120の処理を実行することにより前記第2の発明における「EGR弁制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態1においては、ECU50が、上記ステップ102、110、および112の処理を実行することにより前記第3の発明における「スロットル制御手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態1においては、所定時間Aが前記第4の発明における「第1所定時間」に、所定時間Bが前記第4の発明における「第2所定時間」に、それぞれ相当している。
In the first embodiment, the
Further, in the first embodiment described above, the
In the first embodiment described above, the “throttle control means” according to the third aspect of the present invention is realized by the
In the first embodiment, the predetermined time A corresponds to the “first predetermined time” in the fourth invention, and the predetermined time B corresponds to the “second predetermined time” in the fourth invention. ing.
10 内燃機関
14 吸気通路
16 排気通路
18 電子制御式スロットルバルブ
20 スロットルポジションセンサ
28 吸気可変動弁(VVT)機構
30 排気可変動弁(VVT)機構
32 クランク角センサ
34 カム角センサ
44 排気ガス還流通路
46 EGR弁
50 ECU(Electronic Control Unit)
52 アクセルポジションセンサ
DESCRIPTION OF
52 Accelerator position sensor
Claims (2)
燃料カット開始条件が成立した時点で、前記可変動弁機構を駆動して、スロットルバルブが全閉とされた場合に吸気管圧力の負圧化が生ずるのを防ぐ排気ガス再循環量を発生する期間となるように、前記バルブオーバーラップ期間の拡大を開始する可変バルブタイミング制御手段と、
前記バルブオーバーラップ期間が前記排気ガス再循環量を発生する前記期間に達した時点から所定時間が経過した時点で、燃料カットを実行する燃料カット実行手段と、
前記燃料カットが実行された後、前記EGR弁を開弁するEGR弁制御手段と、
前記バルブオーバーラップ期間の前記拡大が行われる際に、スロットルバルブを前記燃料カット開始条件の成立前の開度に比して小さくし、前記バルブオーバーラップ期間が前記排気ガス再循環量を発生する前記期間に達した時点で、当該スロットルバルブを全閉に制御するスロットル制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A variable valve mechanism for varying a valve overlap period in which an intake valve opening period and an exhaust valve opening period overlap; an EGR valve disposed in the middle of an exhaust gas recirculation path that connects the intake passage and the exhaust passage; A control device for an internal combustion engine that recirculates exhaust gas while cutting fuel while decelerating,
When the fuel cut start condition is satisfied, the variable valve mechanism is driven to generate an exhaust gas recirculation amount that prevents the intake pipe pressure from becoming negative when the throttle valve is fully closed. Variable valve timing control means for starting expansion of the valve overlap period so as to become a period;
Fuel cut execution means for executing fuel cut when a predetermined time has elapsed from the time when the valve overlap period reaches the period for generating the exhaust gas recirculation amount ;
EGR valve control means for opening the EGR valve after the fuel cut is performed,
When the expansion of the valve overlap period is performed, the throttle valve is made smaller than the opening before the fuel cut start condition is satisfied, and the valve overlap period generates the exhaust gas recirculation amount. Throttle control means for controlling the throttle valve to be fully closed when the period is reached;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記EGR弁制御手段は、前記第1所定時間経過後の前記燃料カット実行時点から第2所定時間が経過した時点で前記EGR弁を開弁することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。 The fuel cut execution means executes a fuel cut when a first predetermined time has elapsed after the throttle valve is fully closed by the throttle control means,
The EGR valve control means for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the opening the said EGR valve when from the fuel cut time after lapse of the first predetermined time and the second predetermined time has elapsed Control device.
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