JP2007332912A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
手動変速機付きの自動車においては、発進時、運転者がアクセルペダルとクラッチペダルとを操作することでいわゆる半クラッチの状態を作り、その後、クラッチが接続状態とされる。この間の操作の仕方によっては、エンジンストール(以下、「エンスト」と称する)が発生する可能性がある。そこで、従来より、発進時のエンストを確実に防止するための技術が研究されている。 In an automobile with a manual transmission, when starting, a driver creates a so-called half-clutch state by operating an accelerator pedal and a clutch pedal, and then the clutch is brought into a connected state. Depending on the manner of operation during this time, an engine stall (hereinafter referred to as “engine stall”) may occur. Therefore, techniques for reliably preventing engine stall at the time of starting have been studied.
例えば、特開平8−277729号公報には、発進時にバルブオーバーラップを小さくすることにより内部EGR量を少なくすることで、燃焼悪化を防止し、もってエンストを確実に防止しようとする技術が開示されている。また、エンストではないが、特開平5−71373号公報には、圧縮比切換機構を備えた内燃機関において、発進時に圧縮比を低くすることにより、ノッキングの発生を防止しようとする技術が開示されている。これら二つの技術は、主にガソリンエンジン車を対象としたものであると考えられる。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-277729 discloses a technique for preventing deterioration of combustion by reducing the amount of internal EGR by reducing the valve overlap at the time of starting, thereby reliably preventing engine stall. ing. Although not the engine stall, Japanese Patent Laid-Open No. 5-71373 discloses a technique for preventing the occurrence of knocking in an internal combustion engine equipped with a compression ratio switching mechanism by lowering the compression ratio at the time of starting. ing. These two technologies are considered mainly for gasoline engine vehicles.
一方、近年のディーゼルエンジン車の場合には、発進時、以下のような事情がある。現在、ディーゼルエンジン車に対する排出ガス規制が極めて厳しくなってきている。そのような厳しい規制をクリアするため、近年のディーゼルエンジン車では、動力が要求されないアイドリング時においては、燃焼を可能な限り緩慢にすることが行われている。燃焼を緩慢にすることで、NOxの排出量を抑制するためである。アイドリング時に燃焼を緩慢にする方法としては、通常、大量のEGR(Exhaust Gas Recirculation)を行う方法がとられている。 On the other hand, in the case of a diesel engine vehicle in recent years, there are the following circumstances when starting. Currently, exhaust gas regulations for diesel engine vehicles are becoming extremely strict. In order to meet such strict regulations, in recent diesel engine vehicles, combustion is made as slow as possible during idling when power is not required. This is because NOx emissions are suppressed by slowing down the combustion. As a method of slowing down combustion during idling, a method of performing a large amount of exhaust gas recirculation (EGR) is usually employed.
このような近年のディーゼルエンジン車では、発進時、次のような事態が生ずる。大量EGRを行っているアイドル状態では、筒内に占めるEGRガスの割合が多い。発進時には、筒内で多量の燃料が燃焼できるようにするため、筒内のEGRガス量を減らして、空気の量を増やす必要がある。しかしながら、大量EGRを行っている状態では、吸気系に多量の排気ガスが存在している。このため、EGR通路のEGR弁を閉じた後も、吸気系に残存している排気ガスがしばらくの間は筒内に流入し続けるので、筒内の空気量はすぐには増えない。よって、発進時にクラッチを接続する際、必要な量の燃料を筒内で燃焼させることができにくい状態となる。その結果、発進時にトルクが不足しがちになり、エンストし易くなる傾向にある。 In such a recent diesel engine vehicle, the following situation occurs when starting. In an idle state where a large amount of EGR is performed, the ratio of EGR gas in the cylinder is large. When starting, in order to allow a large amount of fuel to burn in the cylinder, it is necessary to reduce the amount of EGR gas in the cylinder and increase the amount of air. However, when a large amount of EGR is being performed, a large amount of exhaust gas exists in the intake system. For this reason, even after the EGR valve of the EGR passage is closed, the exhaust gas remaining in the intake system continues to flow into the cylinder for a while, so the amount of air in the cylinder does not increase immediately. Therefore, when connecting the clutch at the time of starting, it becomes difficult to burn the required amount of fuel in the cylinder. As a result, the torque tends to be insufficient at the time of starting and tends to be stalled.
従来においては、上記のようなエンストを確実に防止するため、アイドリング中にクラッチペダルが踏み込まれた場合には、発進に備えて、エンジン回転数(アイドル回転数)を上昇させるように制御することが行われている。しかしながら、運転者にとっては、クラッチペダルを踏んだ直後、意図せずにエンジン回転数が上昇することとなるため、違和感(驚き)を感じ易い。 Conventionally, in order to prevent the engine stall as described above, when the clutch pedal is depressed during idling, the engine speed (idle speed) is controlled to increase in preparation for starting. Has been done. However, since the engine speed increases unintentionally immediately after the clutch pedal is depressed, it is easy for the driver to feel uncomfortable (surprise).
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、発進時、運転者に違和感を感じさせることなしにエンスト等を確実に防止することができ、ドライバビリティを向上することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is an internal combustion engine that can reliably prevent engine stall and the like and can improve drivability without causing the driver to feel uncomfortable when starting. An object of the present invention is to provide a control device.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
車両に搭載された内燃機関を制御する装置であって、
運転者が前記車両を発進させようとする意思を持って行う発進準備操作を検知する発進準備操作検知手段と、
所定の発進準備操作が検知された場合に、圧縮上死点近傍の筒内温度を通常のアイドリング時と比べて高くする筒内昇温制御を開始する筒内昇温手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
An apparatus for controlling an internal combustion engine mounted on a vehicle,
A start preparation operation detecting means for detecting a start preparation operation performed with the intention of the driver to start the vehicle;
In-cylinder temperature raising means for starting in-cylinder temperature raising control for increasing the in-cylinder temperature in the vicinity of the compression top dead center when compared with that during normal idling when a predetermined start preparation operation is detected,
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記筒内昇温制御の開始前と開始後とで機関回転数が変化しないように前記内燃機関を制御することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The internal combustion engine is controlled so that the engine speed does not change before and after the start of the in-cylinder temperature rise control.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記所定の発進準備操作には、クラッチペダルの踏み込みが含まれることを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
The predetermined start preparation operation includes depression of a clutch pedal.
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記所定の発進準備操作には、発進不能なギアポジションから発進可能なギアポジションへの切り換えが含まれることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The predetermined start preparation operation includes switching from an unstartable gear position to a startable gear position.
また、第5の発明は、第1乃至第4の発明の何れかにおいて、
前記所定の発進準備操作には、駐車ブレーキの解除が含まれることを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The predetermined start preparation operation includes release of a parking brake.
また、第6の発明は、第1乃至第5の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の実圧縮比を可変とする実圧縮比可変手段を更に備え、
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、実圧縮比が通常のアイドリング時より高くなるように前記実圧縮比可変手段を制御することによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする。
According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions,
An actual compression ratio varying means for varying the actual compression ratio of the internal combustion engine;
The in-cylinder temperature raising means controls the actual compression ratio variable means so that the actual compression ratio becomes higher than that during normal idling when the in-cylinder temperature raising control is executed, thereby providing a cylinder near the compression top dead center. The internal temperature is raised.
また、第7の発明は、第1乃至第5の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の吸気弁の少なくとも閉じ時期を可変とする可変動弁機構を更に備え、
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、前記吸気弁の閉じ時期が通常のアイドリング時より下死点に近づくように前記可変動弁機構を制御することによって実圧縮比を高くすることで、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする。
According to a seventh invention, in any one of the first to fifth inventions,
A variable valve mechanism for varying at least the closing timing of the intake valve of the internal combustion engine;
The in-cylinder temperature raising means controls the variable valve mechanism so that when the in-cylinder temperature raising control is executed, the closing timing of the intake valve is closer to the bottom dead center than during normal idling. By raising the value, the in-cylinder temperature near the compression top dead center is raised.
また、第8の発明は、第6または第7の発明において、
前記車両を発進させる際の負荷に関する車両負荷情報を取得する車両負荷情報取得手段と、
前記筒内昇温制御において実圧縮比を高くする際の、実圧縮比の上昇度合いに関する制御量を、前記車両負荷情報に基づいて決定する制御量決定手段と、
更に備えることを特徴とする。
The eighth invention is the sixth or seventh invention, wherein
Vehicle load information acquisition means for acquiring vehicle load information related to a load when starting the vehicle;
Control amount determination means for determining a control amount related to the degree of increase in the actual compression ratio when increasing the actual compression ratio in the in-cylinder temperature rise control, based on the vehicle load information;
It is further provided with the feature.
また、第9の発明は、第6乃至第8の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の冷却水温、吸気温度、前記車両を発進させる際の負荷に関する車両負荷情報、の少なくとも一つに基づいて、前記筒内昇温制御において実圧縮比を高くする際の要求実圧縮比を算出する要求実圧縮比算出手段と、
前記要求実圧縮比が所定の最大実圧縮比を超える場合に、前記要求実圧縮比と前記最大実圧縮比との偏差に応じて、機関回転数を通常のアイドリング時と比べて高くするアイドルアップを行うアイドルアップ手段と、
を更に備えることを特徴とする。
According to a ninth invention, in any of the sixth to eighth inventions,
The required actual compression ratio when increasing the actual compression ratio in the in-cylinder temperature rise control based on at least one of the cooling water temperature of the internal combustion engine, the intake air temperature, and vehicle load information related to the load when starting the vehicle Required actual compression ratio calculating means for calculating
When the required actual compression ratio exceeds a predetermined maximum actual compression ratio, the engine speed is increased as compared with that during normal idling according to the deviation between the required actual compression ratio and the maximum actual compression ratio. Idle up means to perform,
Is further provided.
また、第10の発明は、第9の発明において、
前記発進準備操作検知手段は、第1の発進準備操作と、前記第1の発進準備操作より後に行われる第2の発進準備操作とを検知可能であり、
前記要求実圧縮比が前記最大実圧縮比を超える場合には、前記第1の発進準備操作が検知されたことを条件に前記筒内昇温手段が前記筒内昇温制御を開始するとともに、前記第2の発進準備操作が検知されたことを条件に前記アイドルアップ手段が前記アイドルアップを開始し、
前記要求実圧縮比が前記最大実圧縮比以下である場合には、前記第2の発進準備操作が検知されたことを条件に前記筒内昇温手段が前記筒内昇温制御を開始することを特徴とする。
The tenth invention is the ninth invention, wherein
The start preparation operation detecting means is capable of detecting a first start preparation operation and a second start preparation operation performed after the first start preparation operation,
When the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio, the in-cylinder temperature raising means starts the in-cylinder temperature raising control on the condition that the first start preparation operation is detected, The idle up means starts the idle up on the condition that the second start preparation operation is detected,
If the required actual compression ratio is less than or equal to the maximum actual compression ratio, the in-cylinder temperature raising means starts the in-cylinder temperature raising control on condition that the second start preparation operation is detected. It is characterized by.
また、第11の発明は、第10の発明において、
前記第1の発進準備操作は、クラッチペダルの踏み込みであり、前記第2の発進準備操作は、駐車ブレーキの解除、または、発進不能なギアポジションから発進可能なギアポジションへの切り換えであることを特徴とする。
The eleventh aspect of the invention is the tenth aspect of the invention,
The first start preparation operation is depression of a clutch pedal, and the second start preparation operation is release of a parking brake or switching from a gear position where starting is impossible to a gear position where starting is possible. Features.
また、第12の発明は、第1乃至第5の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の排気通路内の排気ガスを吸気通路に還流させる外部EGRを行うEGR装置と、
前記内燃機関の内部におけるEGRである内部EGRの量を可変とする内部EGR量可変手段と、
を更に備え、
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合が通常のアイドリング時より大きくなるように前記EGR装置および前記内部EGR量可変手段を制御することによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the invention, any one of the first to fifth aspects of the invention,
An EGR device that performs external EGR to recirculate exhaust gas in the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage;
Internal EGR amount varying means for varying the amount of internal EGR that is EGR inside the internal combustion engine;
Further comprising
The in-cylinder temperature raising means controls the EGR device and the internal EGR amount variable means so that the ratio of the internal EGR amount to the total EGR amount is larger than that during normal idling when the in-cylinder temperature raising control is executed. By doing this, the in-cylinder temperature near the compression top dead center is raised.
また、第13の発明は、第1乃至第12の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関は、ディーゼルエンジンであり、
前記ディーゼルエンジンの排気通路内の排気ガスを吸気通路に還流させるEGR装置と、
アイドリング時に前記EGR装置により外部EGRを行うEGR制御装置と、
を更に備えることを特徴とする。
The thirteenth aspect of the invention is any one of the first to twelfth aspects of the invention.
The internal combustion engine is a diesel engine;
An EGR device for recirculating exhaust gas in the exhaust passage of the diesel engine to the intake passage;
An EGR control device that performs external EGR by the EGR device during idling;
Is further provided.
第1の発明によれば、運転者が車両を発進させようとする意思を持って行う発進準備操作を検知することができる。このため、発進を事前に予知することができる。そして、所定の発進準備操作が検知された場合には、圧縮上死点近傍の筒内温度を通常のアイドリング時と比べて高くすることができる。よって、発進が始まって多量の燃料が噴射された場合であっても、失火が起きにくく、十分に燃焼させることができる。つまり、発進時に大きなトルクを発生することができる。このため、エンストを確実に防止することができる。また、圧縮上死点近傍の筒内温度を高くしても、エンジン音やエンジン振動はほとんど変化しないので、運転者がそれに気付く可能性は低い。よって、運転者に違和感を感じさせることを回避することができる。更に、第1の発明によれば、所定の発進準備操作が検知されるまでは、筒内昇温制御を開始しないので、筒内温度が低い状態を維持することができる。このため、アイドリング中のNOx排出量を十分に低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to detect a start preparation operation performed with the intention of the driver to start the vehicle. For this reason, the start can be predicted in advance. When a predetermined start preparation operation is detected, the in-cylinder temperature near the compression top dead center can be made higher than that during normal idling. Therefore, even when a start is started and a large amount of fuel is injected, misfire hardly occurs and the fuel can be sufficiently burned. That is, a large torque can be generated when starting. For this reason, engine stall can be reliably prevented. Further, even if the in-cylinder temperature near the compression top dead center is increased, the engine sound and the engine vibration hardly change, so the driver is unlikely to notice it. Therefore, it is possible to avoid making the driver feel uncomfortable. Furthermore, according to the first invention, the in-cylinder temperature rise control is not started until a predetermined start preparation operation is detected, so that the in-cylinder temperature can be kept low. For this reason, the amount of NOx emission during idling can be sufficiently reduced.
第2の発明によれば、筒内昇温制御の開始前と開始後とで機関回転数が変化しないように内燃機関を制御することができる。このため、発進の直前にエンジン音やエンジン振動が変化することをより確実に防止することができるので、運転者に違和感を感じさせることをより確実に防止することができる。 According to the second invention, the internal combustion engine can be controlled so that the engine speed does not change before and after the start of the in-cylinder temperature raising control. For this reason, since it can prevent more reliably that an engine sound and an engine vibration change immediately before starting, it can prevent more reliably that a driver feels uncomfortable.
第3の発明によれば、少なくともクラッチペダルが踏み込まれるまでは、筒内昇温制御を開始しないようにすることができる。このため、アイドリング中のNOx排出量を十分に低減することができる。また、発進の前には、必ずクラッチペダルが踏まれるので、発進時には筒内昇温制御が確実に開始されているようにすることができる。 According to the third aspect of the present invention, the in-cylinder temperature raising control can be prevented from starting until at least the clutch pedal is depressed. For this reason, the amount of NOx emission during idling can be sufficiently reduced. In addition, since the clutch pedal is always stepped on before starting, the in-cylinder temperature raising control can be surely started at the time of starting.
第4の発明によれば、少なくとも、発進不能なギアポジションから発進可能なギアポジションへシフトされるまでは、筒内昇温制御を開始しないようにすることができる。このため、アイドリング中のNOx排出量を十分に低減することができる。また、発進の前には、必ず上記のギアシフトが行われるので、発進時には筒内昇温制御が確実に開始されているようにすることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the in-cylinder temperature raising control can be prevented from starting until the gear position is shifted from a gear position that cannot start to a gear position that can start. For this reason, the amount of NOx emission during idling can be sufficiently reduced. Further, since the gear shift is always performed before starting, in-cylinder temperature raising control can be surely started at the time of starting.
第5の発明によれば、少なくとも、駐車ブレーキの解除されるまでは、筒内昇温制御を開始しないようにすることができる。このため、アイドリング中のNOx排出量を十分に低減することができる。また、発進の前には、必ず駐車ブレーキの解除が行われるので、発進時には筒内昇温制御が確実に開始されているようにすることができる。 According to the fifth aspect, the in-cylinder temperature rise control can be prevented from starting until at least the parking brake is released. For this reason, the amount of NOx emission during idling can be sufficiently reduced. In addition, since the parking brake is always released before starting, the in-cylinder temperature raising control can be surely started at the time of starting.
第6の発明によれば、筒内昇温制御の実行時、実圧縮比を通常のアイドリング時より高くすることによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることができる。このため、発進の直前までに圧縮上死点近傍の筒内温度を確実かつ十分に上昇させることができる。その結果、エンストをより確実に防止することができる。 According to the sixth aspect, when the in-cylinder temperature rise control is executed, the in-cylinder temperature near the compression top dead center can be raised by making the actual compression ratio higher than that during normal idling. Therefore, the in-cylinder temperature near the compression top dead center can be reliably and sufficiently increased immediately before starting. As a result, engine stall can be prevented more reliably.
第7の発明によれば、筒内昇温制御の実行時、吸気弁の閉じ時期が通常のアイドリング時より下死点に近づくように可変動弁機構を制御することによって実圧縮比を高くし、もって圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることができる。このため、発進の直前までに圧縮上死点近傍の筒内温度を確実かつ十分に上昇させることができる。その結果、エンストをより確実に防止することができる。また、可変動弁機構を利用することでこの効果を得ることができるので、内燃機関の構造が複雑化することもない。 According to the seventh invention, when the in-cylinder temperature rise control is executed, the actual compression ratio is increased by controlling the variable valve mechanism so that the closing timing of the intake valve is closer to the bottom dead center than during normal idling. Thus, the in-cylinder temperature near the compression top dead center can be raised. Therefore, the in-cylinder temperature near the compression top dead center can be reliably and sufficiently increased immediately before starting. As a result, engine stall can be prevented more reliably. In addition, since this effect can be obtained by using a variable valve mechanism, the structure of the internal combustion engine is not complicated.
第8の発明によれば、車両を発進させる際の負荷に関する車両負荷情報を取得することができる。そして、筒内昇温制御において実圧縮比を高くする際の、実圧縮比の上昇度合いに関する制御量を、その車両負荷情報に基づいて決定することができる。このため、車両負荷が大きい場合であっても、エンストをより確実に防止することができる。 According to the eighth aspect of the invention, it is possible to acquire vehicle load information related to the load when starting the vehicle. And the control amount regarding the raise degree of an actual compression ratio at the time of making an actual compression ratio high in in-cylinder temperature rising control can be determined based on the vehicle load information. For this reason, even when the vehicle load is large, the engine stall can be prevented more reliably.
第9の発明によれば、冷却水温、吸気温度、車両負荷情報の少なくとも一つに基づいて、筒内昇温制御における要求実圧縮比を算出し、その要求実圧縮比が最大実圧縮比を超える場合には、両者の偏差に応じて、機関回転数を通常のアイドリング時と比べて高くするアイドルアップを行うことができる。第9の発明によれば、車両負荷が特に大きく、要求実圧縮比が最大実圧縮比が超えるような場合には、アイドルアップを併用することができるので、そのような場合であっても、エンストをより確実に防止することができる。また、その場合、要求実圧縮比と最大実圧縮比との偏差に応じて、必要最小限のアイドルアップ量となるように制御するので、発進直前におけるエンジン音やエンジン振動の変化量を最小限にとどめることができる。よって、運転者が違和感を感ずることも抑制することができる。 According to the ninth aspect, the required actual compression ratio in the in-cylinder temperature rise control is calculated based on at least one of the coolant temperature, the intake air temperature, and the vehicle load information, and the required actual compression ratio is the maximum actual compression ratio. When exceeding, it is possible to perform idling up in which the engine speed is made higher than that during normal idling according to the deviation between the two. According to the ninth aspect of the invention, when the vehicle load is particularly large and the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio, idle up can be used together. The engine stall can be prevented more reliably. In that case, control is performed so that the required minimum idle increase amount is obtained according to the deviation between the required actual compression ratio and the maximum actual compression ratio, so that the amount of change in engine sound and engine vibration immediately before starting is minimized. It can be kept in. Therefore, it is possible to suppress the driver from feeling uncomfortable.
第10の発明によれば、第1の発進準備操作と、それより後に行われる第2の発進準備操作とを検知することができる。そして、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超える場合には、第1の発進準備操作が検知されたことを条件に筒内昇温制御を開始するとともに、第2の発進準備操作が検知されたことを条件にアイドルアップを開始することができる。このため、第10の発明によれば、アイドルアップを行う場合において、アイドルアップを行うタイミングを遅らせることができる。よって、アイドルアップによって運転者が違和感を感ずることをより確実に抑制することができるとともに、NOx等のエミッションの増加も最小限にすることができる。更に、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えている場合、つまり車両負荷の大きい場合において、筒内昇温制御の開始タイミングを比較的早くすることができる。つまり、車両負荷の大きい場合には、発進が予測された後、比較的早い段階から筒内昇温制御を行って、筒内の温度を十分に上げておくことができる。このため、燃料が燃焼し易い状態を発進の直前までに確実に作ることができるので、発進時のエンストをより確実に防止することができる。一方、第10の発明によれば、要求実圧縮比が最大実圧縮比以下である場合には、第2の発進準備操作が検知されたことを条件に筒内昇温制御を開始することができる。このため、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていない場合、つまり車両負荷がそれほど大きくない場合においては、筒内昇温制御の開始タイミングを遅らせることができる。車両負荷がそれほど大きくなければ、筒内昇温制御をそれほど早いタイミングから行わなくても、エンストの起きる可能性は少ない。そこで、筒内昇温制御の開始タイミングを可能な限り遅らせることで、NOx排出量を更に低減することができる。 According to the tenth aspect, the first start preparation operation and the second start preparation operation performed after that can be detected. When the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio, the in-cylinder temperature rise control is started on the condition that the first start preparation operation is detected, and the second start preparation operation is detected. Idle up can be started on the condition. For this reason, according to the tenth aspect, when performing idle up, the timing of performing idle up can be delayed. Therefore, it is possible to more reliably suppress the driver from feeling uncomfortable due to idle-up, and to minimize an increase in emissions such as NOx. Furthermore, when the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio, that is, when the vehicle load is large, the start timing of the in-cylinder temperature rise control can be made relatively early. That is, when the vehicle load is large, the in-cylinder temperature rise control can be performed from a relatively early stage after the start is predicted, and the in-cylinder temperature can be sufficiently increased. For this reason, it is possible to reliably create a state in which the fuel is easily combusted immediately before the start, so that the engine stall at the start can be more reliably prevented. On the other hand, according to the tenth aspect, when the required actual compression ratio is equal to or less than the maximum actual compression ratio, the in-cylinder temperature rise control can be started on the condition that the second start preparation operation is detected. it can. For this reason, when the required actual compression ratio does not exceed the maximum actual compression ratio, that is, when the vehicle load is not so large, the start timing of the in-cylinder temperature rise control can be delayed. If the vehicle load is not so large, the possibility of engine stall is small even if the in-cylinder temperature rise control is not performed from an early timing. Thus, the NOx emission amount can be further reduced by delaying the start timing of the in-cylinder temperature raising control as much as possible.
第11の発明によれば、第1の発進準備操作を、クラッチペダルの踏み込みとし、第2の発進準備操作を、駐車ブレーキの解除、または、発進不能なギアポジションから発進可能なギアポジションへの切り換えとすることができる。このため、筒内昇温制御およびアイドルアップをそれぞれ適切なタイミングで開始することができる。 According to the eleventh aspect of the invention, the first start preparation operation is a depression of the clutch pedal, and the second start preparation operation is a release of the parking brake or from a gear position where the start is impossible to a gear position where the start is possible. It can be switched. For this reason, in-cylinder temperature rise control and idle-up can be started at appropriate timings.
第12の発明によれば、筒内昇温制御の実行時、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合が通常のアイドリング時より大きくなるようにすることによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることができる。このため、発進の直前までに圧縮上死点近傍の筒内温度を確実かつ十分に上昇させることができる。その結果、エンストをより確実に防止することができる。 According to the twelfth aspect, when the in-cylinder temperature rise control is performed, the ratio of the internal EGR amount to the total EGR amount is larger than that during normal idling, so that the in-cylinder temperature near the compression top dead center. Can be raised. Therefore, the in-cylinder temperature near the compression top dead center can be reliably and sufficiently increased immediately before starting. As a result, engine stall can be prevented more reliably.
第13の発明によれば、ディーゼルエンジンのアイドリング時に外部EGRを行うことができる。このため、アイドリング中のNOx排出量を極めて少なくすることができる。そして、第13の発明によれば、そのようなディーゼルエンジンにおいても、発進時のエンストを確実に防止することができるととともに、運転者に違和感を感じさせることも防止することができる。 According to the thirteenth aspect, external EGR can be performed when the diesel engine is idling. For this reason, the amount of NOx emission during idling can be extremely reduced. According to the thirteenth invention, even in such a diesel engine, the engine stall can be reliably prevented and the driver can be prevented from feeling uncomfortable.
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
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のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、4サイクルのディーゼルエンジン10を備えている。ディーゼルエンジン10は、車両(図示せず)に搭載されており、手動変速機(図示せず)を介して、上記車両の駆動軸を駆動するものとする。なお、図示のディーゼルエンジン10は、直列4気筒型であるが、本発明では、気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a four-
また、本実施形態では、本発明をディーゼルエンジン(圧縮着火内燃機関)の制御に適用した場合について説明するが、本発明は、ディーゼルエンジンの制御に限定されるものではなく、ガソリンエンジン(火花点火内燃機関)その他の各種の内燃機関の制御に適用することが可能である。 Moreover, although this embodiment demonstrates the case where this invention is applied to control of a diesel engine (compression ignition internal combustion engine), this invention is not limited to control of a diesel engine, A gasoline engine (spark ignition) Internal combustion engine) It can be applied to control of various other internal combustion engines.
ディーゼルエンジン10の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ12が設置されている。各気筒のインジェクタ12は、共通のコモンレール14に接続されている。コモンレール14内には、サプライポンプ16によって加圧された高圧の燃料が貯留されている。そして、コモンレール14内から、各インジェクタ12へ、燃料が供給される。
Each cylinder of the
ディーゼルエンジン10の排気通路18は、排気マニホールド20により枝分かれして、各気筒の排気ポート22(図2参照)に接続されている。本実施形態のディーゼルエンジン10は、ターボ過給機24を備えている。排気通路18は、ターボ過給機24の排気タービンに接続されている。
An
排気通路18の、ターボ過給機24より下流側には、排気ガスを浄化する排気浄化装置26が設けられている。排気浄化装置26としては、例えば、酸化触媒、吸蔵還元型または選択還元型のNOx触媒、DPF(Diesel Particulate Filter)、DPNR(Diesel Particulate-NOx-Reduction system)のうちの一つ、またはこれらの組み合わせなどを用いることができる。
An
ディーゼルエンジン10の吸気通路28の入口付近には、エアクリーナ30が設けられている。エアクリーナ30を通って吸入された空気は、ターボ過給機24の吸気圧縮機で圧縮された後、インタークーラ32で冷却される。インタークーラ32を通過した吸入空気は、吸気マニホールド34により、各気筒の吸気ポート35(図2参照)に分配される。
An
吸気通路28の、インタークーラ32と吸気マニホールド34との間には、吸気絞り弁36が設置されている。また、吸気通路28の、エアクリーナ30の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ38が設置されている。
An
排気通路18の排気マニホールド20近傍には、外部EGR通路40の一端が接続されている。この外部EGR通路40の他端は、吸気通路28の吸気マニホールド34の近傍に接続されている。本システムでは、この外部EGR通路40を通して、排気通路18内の排気ガス(既燃ガス)の一部を吸気通路28に還流させること、つまり外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)を行うことができる。以下、外部EGR通路40を通って還流する排気ガスのことを「外部EGRガス」と称する。
One end of the
外部EGR通路40の途中には、外部EGRガスを冷却するためのEGRクーラ42が設けられている。外部EGR通路40におけるEGRクーラ42の下流には、EGR弁44が設けられている。このEGR弁44の開度を大きくすると、外部EGR通路40を通る排気ガス量、すなわち外部EGR量を増やすことができる。逆に、EGR弁44の開度を小さくすると、外部EGR量を減らすことができる。
In the middle of the
また、本システムにおいて、外部EGR量や外部EGR率(筒内に流入するガス中に占める外部EGRガスの割合)は、EGR弁44の開度だけでなく、吸気絞り弁36の開度によっても調整することができる。吸気絞り弁36の開度を小さくして吸気を絞ると、吸気圧が小さくなるので、背圧(排気圧)との差圧が大きくなる。つまり、外部EGR通路40の前後の差圧が大きくなり、外部EGRガスがより流れ易くなる。このため、外部EGR量や外部EGR率を大きくすることができる。逆に、吸気絞り弁36の開度を大きくすると、外部EGR量や外部EGR率が小さくなる。
In this system, the external EGR amount and the external EGR rate (the ratio of the external EGR gas in the gas flowing into the cylinder) are determined not only by the opening degree of the EGR valve 44 but also by the opening degree of the
吸気通路28の、吸気絞り弁36の下流側には、吸気圧を検出する吸気圧センサ46が設置されている。更に、本実施形態のシステムは、ディーゼルエンジン10が搭載された車両のアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ48と、クラッチペダルの踏み込みを検出するクラッチペダルセンサ66とを備えている。
An
そして、本システムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが接続されている。ECU50は、各センサからの信号に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを駆動させることにより、ディーゼルエンジン10の運転状態を制御する。
The system includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. The
図2は、図1に示すシステムにおけるディーゼルエンジン10の一つの気筒の断面を示す図である。以下、ディーゼルエンジン10について更に説明する。図2に示すように、ディーゼルエンジン10のクランク軸60の近傍には、クランク軸60の回転角度(クランク角)を検出するクランク角センサ62が取り付けられている。このクランク角センサ62は、ECU50に接続されている。クランク角センサ62からの信号によれば、機関回転数などを検出することができる。更に、ディーゼルエンジン10には、冷却水温を検出する冷却水温センサ68が取り付けられている。
FIG. 2 is a view showing a cross section of one cylinder of the
また、ディーゼルエンジン10には、吸気弁52を駆動する吸気可変動弁機構54が備えられている。この吸気可変動弁機構54は、ECU50に接続されている。本実施形態では、吸気可変動弁機構54は、吸気弁52を駆動するカム(図示せず)の位相を連続的に可変とすることにより、吸気弁52の開弁位相(開き時期および閉じ時期)を連続的に可変とする機構であるものとする。なお、本実施の形態1では、吸気可変動弁機構54は、吸気弁52の少なくとも閉じ時期を連続的に可変とするものであればよい。すなわち、吸気弁52の開き時期をそのままで閉じ時期のみを可変とするものでもよい。また、吸気可変動弁機構54は、吸気弁52のリフト量や作用角を変化させることができるものであってもよい。吸気可変動弁機構54の具体的構成は、特に限定されず、例えば、各種のカム機構などを利用した機械的な機構や、任意のタイミングで開閉可能な電磁駆動弁や油圧駆動弁などを用いることができる。
Further, the
[実施の形態1の特徴]
(アイドリング時の緩慢燃焼制御)
ディーゼルエンジン10のアイドリング時には、燃焼を可能な限り緩慢とする緩慢燃焼制御が行われるものとする。アイドリング時の緩慢燃焼制御では、EGR通路40を通して、大量の排気ガス(外部EGRガス)を吸気通路28に還流させる。これにより、燃焼が緩慢となり、燃焼温度を下げることができるので、
NOx排出量を極めて少なくすることができる。
[Features of Embodiment 1]
(Slow combustion control during idling)
When the
The amount of NOx emission can be extremely reduced.
車両の停止中、ディーゼルエンジン10は、上記のように、緩慢燃焼制御を伴ったアイドル状態にある。この状態で、筒内には多量の排気ガス(EGRガス)が存在しているので、筒内の空気量は少なくなっている。このため、ディーゼルエンジン10のトルクが必要とされる発進時には、筒内の空気量を増やして、多量の燃料が筒内で燃焼することができるようにする必要がある。よって、アイドル状態からアクセルペダルが踏み込まれた場合には、EGR弁44が閉じられ(開度が小さくされ)、EGR量を減少させようとする制御が行われる。
While the vehicle is stopped, the
しかしながら、上記緩慢燃焼制御を伴ったアイドル状態のように、大量EGRを行っている状態では、吸気通路28(吸気マニホールド34や吸気ポート28等)に多量の排気ガスが存在している。このため、EGR弁44を閉じた後も、しばらくの間は、吸気通路28に残存している排気ガスが筒内に流入し続けるので、筒内の空気量はすぐには増えない。よって、この間は、インジェクタ12から多量の燃料を噴射しても、その燃料を筒内で完全に燃焼させることができないため、十分なトルクを得ることができない。その結果、クラッチ接続時(いわゆる半クラッチ状態)において機関回転数が落ち込み易く、エンストに至り易い傾向にある。
However, a large amount of exhaust gas is present in the intake passage 28 (
(実圧縮比アップによる筒内昇温制御)
上述のような発進時のエンストを確実に防止するべく、本実施形態では、アイドリング時にクラッチペダルが踏み込まれたことが検出された場合には、圧縮上死点近傍の筒内温度を通常のアイドリング時よりも高くする筒内昇温制御を行うこととした。図3は、筒内昇温制御時の吸気弁52のリフト特性を説明するための図である。
(In-cylinder temperature rise control by increasing actual compression ratio)
In order to reliably prevent the engine stall at the time of starting as described above, in this embodiment, when it is detected that the clutch pedal is depressed during idling, the in-cylinder temperature near the compression top dead center is set to normal idling. In-cylinder temperature rise control was made to be higher than the hour. FIG. 3 is a diagram for explaining the lift characteristics of the
図3中の実線のグラフは、通常のアイドリング時における吸気弁52のリフトカーブである。本実施形態では、通常のアイドリング時、吸気弁52の閉じ時期(IVC)は、下死点(BDC)より後になっている。一方、図3中の破線のグラフは、筒内昇温制御時における吸気弁52のリフトカーブである。このリフトカーブに示すように、筒内昇温制御時には、吸気弁52のバルブタイミングが進角され、吸気弁52の閉じ時期が下死点に近づくように制御される。
The solid line graph in FIG. 3 is the lift curve of the
圧縮行程は、実質的には、吸気弁52が閉じた時点から始まる。このため、吸気弁52の閉じ時期が下死点に近づくと、実質的な圧縮行程が長くなるので、実質的な圧縮比(以下、「実圧縮比」と称する)が高くなる。実圧縮比が高くなると、ピストン64が圧縮上死点近傍にある時、つまりインジェクタ12から燃料が噴射されるときの筒内の温度および圧力が高くなる。
The compression stroke starts substantially when the
燃料の着火のし易さは、圧縮上死点近傍の筒内の温度および圧力に大きく影響される。すなわち、圧縮上死点近傍の温度が高いほど着火し易く(失火しにくく)、また、圧縮上死点近傍の圧力が高いほど着火し易く(失火しにくく)なる。 The ease of fuel ignition is greatly affected by the temperature and pressure in the cylinder near the compression top dead center. That is, the higher the temperature near the compression top dead center, the easier it is to ignite (less misfire), and the higher the pressure near the compression top dead center, the easier it is to ignite (hard to misfire).
このようなことから、筒内昇温制御を行った場合には、通常のアイドリング時と比べ、多量の燃料を噴射した場合であっても、失火が起きにくく、十分に燃焼させることができる。このため、発進時、より大きなトルクを発生することができるので、エンストを確実に防止することができる。 For this reason, when the in-cylinder temperature rise control is performed, even when a large amount of fuel is injected as compared with the case of normal idling, misfire is unlikely to occur and combustion can be sufficiently performed. For this reason, when starting, a larger torque can be generated, so that engine stall can be reliably prevented.
なお、本実施形態では、図3に示すように、通常のアイドリング時に吸気弁52の閉じ時期が下死点より後になっているものとしたが、通常のアイドリング時に吸気弁52の閉じ時期は、下死点より前になっていてもよい。この場合には、筒内昇温制御時、吸気弁52の閉じ時期を遅くして下死点に近づけることで、実圧縮比を高くすることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, it is assumed that the closing timing of the
また、筒内昇温制御を行うと、圧縮上死点近傍の筒内温度が高くなるので、燃焼温度もその分だけ高くなる。このため、通常のアイドリング時と比べて、NOx排出量は多少増加する。このことに鑑み、本実施形態では、クラッチペダルの踏み込みが検知されるまで、つまり、車両を発進させようとする運転者の意思が検知されるまでの間は、筒内昇温制御を行わないこととしている。このため、NOx排出量を低く維持しつつ、エンスト防止の効果が得られる。 Further, when the in-cylinder temperature rise control is performed, the in-cylinder temperature near the compression top dead center is increased, and the combustion temperature is increased accordingly. For this reason, the NOx emission amount is slightly increased as compared with normal idling. In view of this, in the present embodiment, the in-cylinder temperature rise control is not performed until the depression of the clutch pedal is detected, that is, until the driver's intention to start the vehicle is detected. I am going to do that. For this reason, the effect of preventing engine stall can be obtained while keeping the NOx emission amount low.
また、本実施形態では、筒内昇温制御の開始の前後において、機関回転数が変化しないように、運転条件(例えば、燃料噴射量、燃料噴射タイミング等)が制御されるものとする。つまり、筒内昇温制御が開始された後も、アクセルペダルが踏まれるまでは、機関回転数が通常のアイドル回転数を維持するように制御される。これにより、運転者がアクセルペダルを踏んでいないのに機関回転数が上昇するような現象が起きることがないので、運転者に違和感を感じさせるのを防止することができる。 Further, in the present embodiment, it is assumed that operating conditions (for example, fuel injection amount, fuel injection timing, etc.) are controlled so that the engine speed does not change before and after the start of in-cylinder temperature raising control. In other words, even after the in-cylinder temperature raising control is started, the engine speed is controlled to maintain the normal idle speed until the accelerator pedal is depressed. As a result, a phenomenon in which the engine speed increases without the driver depressing the accelerator pedal does not occur, and the driver can be prevented from feeling uncomfortable.
[実施の形態1における具体的処理]
図4は、上記の機能を実現するために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。図4に示すルーチンによれば、まず、ディーゼルエンジン10がアイドル状態にあるか否かが判別される(ステップ100)。アイドル状態でなければ、本実施形態の制御を行う必要はないため、以下の処理は実行されない。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by the
上記ステップ100でアイドル状態であると判別された場合には、続いて、クラッチペダルセンサ66の信号に基づいて、クラッチペダルが踏み込まれたか否かが判別される(ステップ102)。クラッチペダルが踏み込まれていない場合には、運転者に発進の意思はないと判断できる。このため、この場合は、以下の処理はまだ行われない。
If it is determined in
一方、上記ステップ102でクラッチペダルが踏み込まれたことが検知された場合には、運転者に発進の意思があり、直後に車両を発進させる操作が行われるものと判断できる。この場合には、筒内昇温制御を実行するべく、まず、最適な実圧縮比(要求実圧縮比)が算出される(ステップ104)。ここでは、例えば、吸気温センサ46で検出される吸気温度や、冷却水温センサ68で検出される冷却水温に基づいて、筒内昇温制御で実施すべき要求実圧縮比が算出される。ECU50には、要求実圧縮比と、吸気温度、冷却水温等との関係を定めたマップが予め記憶されている。吸気温度や冷却水温が低い場合には、燃料が燃焼しにくい傾向にあるので、その分だけ、実圧縮比を更に高くすることが好ましい。よって、ステップ104においては、上記マップを参照することにより、吸気温度や冷却水温が低いほど、要求実圧縮比が高くなるように算出される。
On the other hand, if it is detected in
続いて、上記ステップ104で算出された要求実圧縮比になるような、吸気弁52のバルブタイミングが算出される(ステップ106)。ECU50には、実圧縮比と、吸気弁52のバルブタイミング(閉じ時期)との関係を定めたマップが予め記憶されている。このステップ106においては、そのマップを参照することにより、上記要求実圧縮比に対応する、吸気弁52のバルブタイミングが算出される。
Subsequently, the valve timing of the
このようにして、筒内昇温制御における吸気弁52の目標バルブタイミングが算出されると、次に、実際のバルブタイミングがその目標バルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構54が制御される(ステップ108)。これにより、ディーゼルエンジン10の実圧縮比が通常のアイドリング時よりも高くなるので、圧縮上死点近傍の温度および圧力が共に高くなる。このため、アクセルペダルが踏まれて燃料噴射量が増量されたとき、失火やそれに近い状態となることがなく、燃料を良好に燃焼させることができる。よって、十分なトルクを発生することができるので、クラッチ接続時のエンストを確実に防止することができる。
Thus, when the target valve timing of the
また、前述したように、筒内昇温制御によって実圧縮比を高める場合には、機関回転数が変化しないようにが制御される。このため、エンジン音の変化やエンジン振動の変化が生ずることがないので、運転者が違和感を感じることもない。 Further, as described above, when the actual compression ratio is increased by the in-cylinder temperature rise control, the engine speed is controlled so as not to change. For this reason, there is no change in engine sound or engine vibration, so that the driver does not feel uncomfortable.
ところで、上述した実施の形態1では、筒内昇温制御時、吸気弁52の閉じ時期を下死点に近づけることで実圧縮比を高くすることとしているが、実圧縮比を高くする方法は、このような方法に限定されるものではない。例えば、ピストン64の高さやシリンダブロックの高さを変えることによって圧縮比を変化させる可変圧縮比機構を用いて、実圧縮比を高くするようにしてもよい。
By the way, in Embodiment 1 described above, during the in-cylinder temperature rise control, the actual compression ratio is increased by bringing the closing timing of the
また、上述した実施の形態1においては、クラッチペダルの踏み込みが前記第1の発明における「所定の発進準備操作」に、クラッチペダルセンサ66が前記第1の発明における「発進準備操作検知手段」に、吸気可変動弁機構52が前記第6の発明における「実圧縮比可変手段」に、それぞれ相当している。また、ECU50が、上記ステップ104〜108の処理を実行することにより、前記第1、第6および第7の発明における「筒内昇温手段」が実現されている。
In the first embodiment described above, the depression of the clutch pedal is the “predetermined start preparation operation” in the first invention, and the
実施の形態2.
次に、図5等を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、図1および図2に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、前述した図4に示すルーチンに代えて、後述する図5に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 and the like. However, the difference from the above-described first embodiment will be mainly described, and the description of the same matters will be simplified. Or omitted. The present embodiment can be realized by causing the
[実施の形態2の特徴]
前述した実施の形態1では、アイドリング時にクラッチペダルが踏み込まれた場合に、発進する意思が運転者にあるものと判断して、筒内昇温制御を開始することとしている。これに対し、本実施形態では、クラッチペダルが踏み込まれたことに加えて、手動変速機がニュートラルの状態から、発進可能なギアポジションにシフトされたことが検出された場合、あるいは、それらに加えて、駐車ブレーキが解除されたことが更に検出された場合に、筒内昇温制御を開始することとした。
[Features of Embodiment 2]
In the first embodiment described above, when the clutch pedal is depressed during idling, it is determined that the driver is willing to start and in-cylinder temperature rise control is started. On the other hand, in the present embodiment, in addition to the depression of the clutch pedal, when it is detected that the manual transmission is shifted from the neutral state to the gear position where it can start, or in addition to them Thus, when it is further detected that the parking brake is released, the in-cylinder temperature raising control is started.
上記の機能を実現するべく、本実施形態のシステムには、車両が搭載する手動変速機のギアポジションを検出するギアポジションセンサ70と、駐車ブレーキが締結状態にあるか解除状態にあるかを検出する駐車ブレーキセンサ72とが更に備えられているものとする(図1参照)。
In order to realize the above function, the system of the present embodiment detects a
[実施の形態2における具体的処理]
図5は、上記の機能を実現するために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。なお、図5において、図4に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。図5に示すルーチンは、ステップ102がステップ110に置換されていること以外、図4に示すルーチンと同様である。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 5 is a flowchart of a routine executed by the
図5に示すルーチンによれば、ディーゼルエンジン10がアイドル状態にあるとき、運転者に発進する意思があるか否かが判別される(ステップ110)。具体的には、クラッチペダルが踏み込まれており、かつ、ギアポジションが発進可能なギアポジションにシフトされたことが検出された場合に、発進意思があるものと判別され、そうでない場合には、発進意思がないものと判別される。発進可能なギアポジションとしては、例えば、1速およびリバースのみとしてもよく、ニュートラル以外のすべてのギアポジションとしてもよい。
According to the routine shown in FIG. 5, when the
また、上記ステップ110においては、クラッチペダルの踏み込み、および、発進可能なギアポジションへのシフト、に加えて、駐車ブレーキが解除されたことが更に検出された場合に、発進意思があるものと判別し、そうでない場合には、発進意思がないものと判別してもよい。
In
そして、上記ステップ110で発進意思があるものと判別された場合には、実施の形態1と同様に、実圧縮比を上昇させる筒内昇温制御が開始される(ステップ104〜108)。
If it is determined in
図5に示すルーチンの処理によれば、筒内昇温制御の開始時期を実施の形態1よりも更に遅らせて、実際の発進時(アクセルペダルの踏み込み開始時期)に近づけることができる。筒内昇温制御の開始によって実圧縮比が上昇すると、エンジン音やエンジン振動が多少は変化する場合も考えられる。そのような場合であっても、エンジン音やエンジン振動の変化がアクセルペダルの踏み込みとほぼ同時期であれば、運転者が違和感を感じることはない。このため、本実施形態によれば、運転者が感じる違和感を更に小さくすることができる。 According to the routine processing shown in FIG. 5, the start timing of the in-cylinder temperature raising control can be further delayed from that of the first embodiment, and can be brought closer to the actual start time (accelerator pedal depression start timing). When the actual compression ratio increases due to the start of the in-cylinder temperature rise control, engine noise and engine vibration may change somewhat. Even in such a case, the driver does not feel uncomfortable if the change in engine sound or engine vibration is almost the same time as the depression of the accelerator pedal. For this reason, according to this embodiment, the discomfort felt by the driver can be further reduced.
また、本実施形態によれば、筒内昇温制御の開始時期をできるだけ遅らせることができる。つまり、それまでの間は、NOx排出量が極めて少ない、通常のアイドリング状態を維持することができる。このため、NOx排出量を実施の形態1よりも更に低減することができる。 Further, according to the present embodiment, the start timing of the in-cylinder temperature raising control can be delayed as much as possible. That is, until that time, the normal idling state in which the amount of NOx emission is extremely small can be maintained. For this reason, the NOx emission amount can be further reduced as compared with the first embodiment.
なお、上述した実施の形態2においては、クラッチペダルの踏み込み、ニュートラル(発進不能なギアポジション)から発進可能なギアポジションへの切り換え、および、駐車ブレーキの解除が、前記第1の発明における「所定の発進準備操作」に、クラッチペダルセンサ66、ギアポジションセンサ70および駐車ブレーキセンサ72が前記第1の発明における「発進準備操作検知手段」に、それぞれ相当している。
In the second embodiment described above, the depression of the clutch pedal, switching from the neutral (gear position where the vehicle cannot start) to the gear position where the vehicle can start, and the release of the parking brake are the “predetermined” in the first invention. The
実施の形態3.
次に、図6等を参照して、本発明の実施の形態3について説明するが、上述した実施の形態1および2との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、図1および図2に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、前述した図4あるいは図5に示すルーチンに代えて、後述する図6に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
Embodiment 3 FIG.
Next, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 and the like. The description will focus on the differences from the first and second embodiments described above, and the same matters will be described. Simplify or omit. This embodiment is realized by causing the
[実施の形態3の特徴]
登坂路で発進する場合には、平地での発進と比べて、ディーゼルエンジン10のトルクがより多く必要とされる。このため、登坂路で発進する際のエンストをより確実に防止するためには、平地のときよりも、ディーゼルエンジン10がより大きいトルクを発生可能な状態にしておくことが望ましい。そこで、本実施形態では、登坂勾配を検出し、登坂勾配が大きい場合ほど、筒内昇温制御時の要求実圧縮比を高くすることとした。
[Features of Embodiment 3]
When starting on an uphill road, more torque of the
本実施形態では、車両姿勢に基づいて登坂勾配を検出することとした。車両姿勢の検出を可能とするべく、本実施形態のシステムには、車両のフロントサスペンションの沈み込み量を検出するフロントサスペンションセンサ74と、リアサスペンションの沈み込み量を検出するリアサスペンションセンサ76とが更に備えられているものとする(図1参照)。なお、本発明では、登坂勾配を検出する方法は、上記の方法に限定されるものではなく、いかなる方法であってもよい。
In the present embodiment, the uphill slope is detected based on the vehicle posture. In order to enable detection of the vehicle posture, the system of this embodiment includes a
[実施の形態3における具体的処理]
図6は、上記の機能を実現するために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。なお、図6において、図4または図5に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
[Specific Processing in Embodiment 3]
FIG. 6 is a flowchart of a routine executed by the
図6に示すルーチンによれば、ディーゼルエンジン10がアイドル状態にあるとき、運転者に発進する意思があるか否かが判別される(ステップ110)。このステップ110の処理は、実施の形態2と同様である。そして、発進意思があるものと判別された場合には、次に、車両姿勢に基づいて、登坂勾配を推測する処理が行われる(ステップ112)。具体的には、フロントおよびリアのサスペンションの沈み込み量が検出され、フロントに比べてリアのサスペンションの沈み込み量が大きい場合ほど、登坂勾配がきついものと判別される。
According to the routine shown in FIG. 6, when the
続いて、上記ステップ112で算出された登坂勾配、吸気温度、冷却水温等に基づいて、筒内昇温制御で実施すべき要求実圧縮比が算出される(ステップ114)。ECU50には、要求実圧縮比と、登坂勾配、吸気温度、冷却水温等との関係を定めたマップが予め記憶されている。このマップによれば、登坂勾配がきついほど、要求実圧縮比が高くなるように算出される。
Subsequently, the required actual compression ratio to be performed in the in-cylinder temperature rise control is calculated based on the climb slope, the intake air temperature, the cooling water temperature, etc. calculated in step 112 (step 114). The
要求実圧縮比が算出されると、次に、その要求実圧縮比が実現されるような吸気弁52のバルブタイミングが算出され、そのバルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構54が制御される(ステップ116)。
Once the required actual compression ratio is calculated, the valve timing of the
以上説明した図6のルーチンの処理によれば、登坂勾配がきつい場合ほど、発進時の実圧縮比を高くして、圧縮上死点近傍の温度および圧力を更に高くすることができる。圧縮上死点近傍の温度および圧力が高いほど、失火しにくくなり、より多くの燃料を燃焼させることができる。すなわち、ディーゼルエンジン10がより大きなトルクを発生可能となる。このため、本実施形態によれば、登坂路で発進する場合であっても、エンストを確実に防止することができる。
According to the processing of the routine shown in FIG. 6 described above, the actual compression ratio at the time of starting can be increased and the temperature and pressure near the compression top dead center can be further increased as the climbing slope is tighter. The higher the temperature and pressure near the compression top dead center, the more difficult it is to misfire and more fuel can be burned. That is, the
なお、本実施形態では、登坂勾配を推測して、その登坂勾配に基づき、筒内昇温制御における要求実圧縮比を算出する場合について説明したが、本発明では、登坂勾配以外の車両負荷情報に基づいて、要求実圧縮比を算出するようにしてもよい。例えば、車両総重量あるいは積載荷重などを推測して、それらの値が大きいほど、要求実圧縮比が大きくなるように算出してもよい。車両総重量あるいは積載荷重は、例えば、フロントサスペンションセンサ74およびリアサスペンションセンサ76の検出信号に基づいて推測することができる。
In the present embodiment, the case where the uphill gradient is estimated and the required actual compression ratio in the in-cylinder temperature rise control is calculated based on the uphill gradient has been described, but in the present invention, vehicle load information other than the uphill gradient is calculated. Based on the above, the required actual compression ratio may be calculated. For example, the total vehicle weight or the loaded load may be estimated and calculated so that the required actual compression ratio increases as the values increase. The total vehicle weight or the loaded load can be estimated based on detection signals from the
なお、上述した実施の形態3においては、登坂勾配が前記第8の発明における「車両負荷情報」に、吸気弁52のバルブタイミングが前記第8の発明における「制御量」に、それぞれ相当している。また、ECU50が、上記ステップ112の処理を実行することにより前記第8の発明における「車両負荷情報取得手段」が、上記ステップ114および116の処理を実行することにより前記第8の発明における「制御量決定手段」が、それぞれ実現されている。
In the third embodiment described above, the uphill slope corresponds to the “vehicle load information” in the eighth invention, and the valve timing of the
実施の形態4.
次に、図7等を参照して、本発明の実施の形態4について説明するが、上述した実施の形態1乃至3との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、図1および図2に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、前述した図4〜図6に示すルーチンに代えて、後述する図7に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
Embodiment 4 FIG.
Next, the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 and the like, but the description will focus on the differences from the first to third embodiments described above, and the same matters will be described. Simplify or omit. The present embodiment is realized by causing the
[実施の形態4の特徴]
本実施形態では、前述した実施の形態3と同様に、推測された登坂勾配等に応じて、筒内昇温制御における要求実圧縮比を算出する。この場合、登坂勾配が極めてきつい場合等においては、算出された要求実圧縮比が、ディーゼルエンジン10の最大実圧縮比を超えることも考えられる。
[Features of Embodiment 4]
In the present embodiment, as in the third embodiment described above, the required actual compression ratio in the in-cylinder temperature rise control is calculated according to the estimated uphill slope and the like. In this case, it may be considered that the calculated required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio of the
すなわち、吸気可変動弁機構54によれば、吸気弁52の閉じ時期を下死点に近づけるほど実圧縮比を高くすることができるが、吸気弁52の閉じ時期を下死点とする以上には実圧縮比を高めることはできない。このときの実圧縮比が上記最大実圧縮比である。
That is, according to the intake
要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えている場合には、筒内昇温制御時の実圧縮比を要求実圧縮比まで高めることができない。このため、発進時のトルクが、目標トルクと比べると、若干不足することも考えられる。そこで、本実施形態では、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えている場合には、実圧縮比を高くすることに加えて、アイドル回転数を高める制御も併せて行うこととした。 When the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio, the actual compression ratio at the time of in-cylinder temperature rise control cannot be increased to the required actual compression ratio. For this reason, it is conceivable that the torque at the start is slightly insufficient as compared with the target torque. Therefore, in the present embodiment, when the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio, in addition to increasing the actual compression ratio, control for increasing the idle speed is also performed.
[実施の形態4における具体的処理]
図7は、上記の機能を実現するために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。なお、図7において、図4乃至図6に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。また、図7中では、実圧縮比を記号εで表す。
[Specific Processing in Embodiment 4]
FIG. 7 is a flowchart of a routine executed by the
図7に示すルーチンは、図6に示すルーチンと比べ、ステップ116がステップ118〜120に置換されていること以外は同様である。すなわち、図7に示すルーチンによれば、ディーゼルエンジン10がアイドル状態にあり(ステップ100)、かつ、運転者に発進意思があると判別された場合には(ステップ110)、まず、車両姿勢に基づいて登坂勾配が推測される(ステップ112)。続いて、登坂勾配、吸気温度、冷却水温等に基づいて、筒内昇温制御で実施すべき要求実圧縮比が算出される(ステップ114)。
The routine shown in FIG. 7 is the same as the routine shown in FIG. 6 except that
要求実圧縮比が算出されると、次に、その要求実圧縮比が実現されるような吸気弁52のバルブタイミングが算出され、そのバルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構54が制御される(ステップ118)。このステップ118においては、要求実圧縮比が、予め記憶されたディーゼルエンジン10の最大実圧縮比を超えている場合には、最大実圧縮比が実現されるような吸気弁52のバルブタイミングが算出され、そのバルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構54が制御されるものとする。
Once the required actual compression ratio is calculated, the valve timing of the
続いて、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えているか否かが判別される(ステップ120)。要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていないと判別された場合には、アイドル回転数を上げる必要はないので、そのまま本ルーチンの処理が終了される。これに対し、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていると判別された場合には、次に、アイドル回転数(機関回転数)を上げる処理が実行される(ステップ122)。ECU50には、要求実圧縮比と最大実圧縮比との偏差と、その偏差に応じたアイドルアップ量との関係を定めたマップが予め記憶されている。このマップによれば、上記偏差が大きいほど、アイドルアップ量が多く算出される。上記ステップ122では、そのようにして算出されたアイドルアップ量だけ機関回転数が上昇するように制御される。
Subsequently, it is determined whether or not the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio (step 120). If it is determined that the required actual compression ratio does not exceed the maximum actual compression ratio, there is no need to increase the idle speed, and thus the processing of this routine is terminated as it is. On the other hand, if it is determined that the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio, a process for increasing the idle speed (engine speed) is then executed (step 122). The
以上説明した図7のルーチンの処理によれば、例えば登坂勾配が極めてきついなど、発進時の車両負荷が特に大きいために要求実圧縮比が最大実圧縮比が超えるような場合には、アイドルアップを併用することができる。このため、発進時の車両負荷が特に大きい場合であっても、発進時のエンストをより確実に防止することができる。 According to the processing of the routine shown in FIG. 7 described above, when the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio because the vehicle load at the start is particularly large, for example, when the slope is extremely steep, the idle increase occurs. Can be used in combination. For this reason, even when the vehicle load at the time of starting is particularly large, the engine stall at the time of starting can be more reliably prevented.
また、上記ステップ122では、要求実圧縮比と最大実圧縮比との偏差に応じて、必要最小限のアイドルアップ量となるように制御している。このため、発進直前におけるエンジン音やエンジン振動の変化量を最小限にとどめることができるので、運転者が違和感を感ずることも抑制することができる。
In
なお、上述した実施の形態4においては、ECU50が、上記ステップ112および114の処理を実行することにより前記第9の発明における「要求実圧縮比算出手段」が、上記ステップ120および122の処理を実行することにより前記第9の発明における「アイドルアップ手段」が、それぞれ実現されている。
In the above-described fourth embodiment, the
実施の形態5.
次に、図8等を参照して、本発明の実施の形態5について説明するが、上述した実施の形態1乃至4との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、図1および図2に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、前述した図4〜図7に示すルーチンに代えて、後述する図8に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
Embodiment 5 FIG.
Next, the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8 and the like. The difference from the first to fourth embodiments described above will be mainly described, and the same matters will be described. Simplify or omit. The present embodiment is realized by causing the
[実施の形態5の特徴]
本実施形態では、前述した実施の形態4と同様に、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超える場合には、筒内昇温制御(実圧縮比アップ)に加え、アイドルアップを併せて行うこととしている。そして、この場合、本実施形態では、クラッチの踏み込みが検知されたことを条件に筒内昇温制御を開始し、その後、駐車ブレーキが解除されたことを条件にアイドルアップを開始するようにした。
[Features of Embodiment 5]
In the present embodiment, as in the above-described fourth embodiment, when the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio, in addition to in-cylinder temperature rise control (actual compression ratio up), idle up is also performed. I am going to do that. In this case, in this embodiment, the in-cylinder temperature rise control is started on the condition that the depression of the clutch is detected, and then the idle up is started on the condition that the parking brake is released. .
また、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えない場合には、前述した実施の形態4と同様に、アイドルアップは行わず、筒内昇温制御のみを行う。この場合、本実施形態では、駐車ブレーキが解除されたことを条件に筒内昇温制御を開始するようにした。 Further, when the required actual compression ratio does not exceed the maximum actual compression ratio, only the in-cylinder temperature increase control is performed without performing idle-up as in the fourth embodiment described above. In this case, in the present embodiment, the in-cylinder temperature rise control is started on the condition that the parking brake is released.
[実施の形態5における具体的処理]
図8は、上記の機能を実現するために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。なお、図8において、図4乃至図7に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
[Specific Processing in Embodiment 5]
FIG. 8 is a flowchart of a routine executed by the
図8に示すルーチンによれば、ディーゼルエンジン10がアイドル状態にあると判別された場合には(ステップ100)、車両姿勢に基づいて登坂勾配が推測される(ステップ112)。続いて、登坂勾配、吸気温度、冷却水温等に基づいて、筒内昇温制御で実施すべき要求実圧縮比が算出される(ステップ114)。
According to the routine shown in FIG. 8, when it is determined that the
続いて、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えているか否かが判別される(ステップ124)。要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていると判別された場合には、次に、クラッチペダルが踏み込まれたか否かが判別される(ステップ126)。そして、クラッチペダルが踏み込まれたと判別された場合には、最大実圧縮比が実現されるような吸気弁52のバルブタイミングが算出され、そのバルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構54が制御される(ステップ128)。続いて、駐車ブレーキが解除されたか否かが判別される(ステップ130)。そして、駐車ブレーキが解除されたことが検知された場合には、アイドル回転数(機関回転数)を上げる処理が実行される(ステップ132)。このステップ132においては、要求実圧縮比と最大実圧縮比との偏差に基づいて、エンストを確実に防止するための必要最小限のアイドルアップ量だけ、機関回転数がアップされる。
Subsequently, it is determined whether or not the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio (step 124). If it is determined that the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio, it is next determined whether or not the clutch pedal has been depressed (step 126). When it is determined that the clutch pedal has been depressed, the valve timing of the
図8に示すルーチンのこれまでの処理によれば、アイドルアップを行う場合において、アイドルアップの開始タイミングを、駐車ブレーキの解除時とすることができる。一般に、駐車ブレーキの解除は、運転者が行う発進準備操作の最終段階である。つまり、上記の処理によれば、アイドルアップを行うタイミングを可能な限り遅らせることができる。このため、アイドルアップによって運転者が感ずることをより確実に抑制することができるとともに、NOx等のエミッションの増加も最小限にすることができる。 According to the processing so far of the routine shown in FIG. 8, when performing idle-up, the start timing of idle-up can be set at the time of releasing the parking brake. In general, the release of the parking brake is the final stage of the start preparation operation performed by the driver. That is, according to the above processing, the timing for performing idle-up can be delayed as much as possible. For this reason, it is possible to more reliably suppress the feeling of the driver due to idle-up, and to minimize the increase in emissions such as NOx.
また、図8に示すルーチンのこれまでの処理によれば、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えている場合、つまり車両負荷の大きい場合において、筒内昇温制御(実圧縮比アップ)の開始タイミングを、クラッチペダルの踏み込み時とすることができる。一般に、クラッチペダルの踏み込みは、運転者が行う発進準備操作の比較的初期の段階である。このため、上記の処理によれば、車両負荷の大きい場合には、発進が予測された後、比較的早い段階から筒内昇温制御を行って、筒内の温度を十分に上げておくことができる。このため、燃料が燃焼し易い状態を発進の直前までに確実に作ることができるので、発進時のエンストをより確実に防止することができる。 Further, according to the processing so far of the routine shown in FIG. 8, in-cylinder temperature rise control (actual compression ratio up) when the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio, that is, when the vehicle load is large. The start timing can be set when the clutch pedal is depressed. In general, the depression of the clutch pedal is a relatively early stage of the start preparation operation performed by the driver. Therefore, according to the above processing, when the vehicle load is large, after the start is predicted, the in-cylinder temperature rise control is performed from a relatively early stage to sufficiently raise the in-cylinder temperature. Can do. For this reason, it is possible to reliably create a state in which the fuel is easily combusted immediately before the start, so that the engine stall at the start can be more reliably prevented.
一方、図8に示すルーチンによれば、上記ステップ124において、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていないと判別された場合には、次に、駐車ブレーキが解除されたか否かが判別される(ステップ134)。そして、駐車ブレーキが解除されたことが検知された場合には、上記ステップ114で算出された要求実圧縮比が実現されるような吸気弁52のバルブタイミングが算出され、そのバルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構54が制御される(ステップ136)。このような処理によれば、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていない場合、つまり車両負荷がそれほど大きくない場合においては、筒内昇温制御の開始タイミングを、駐車ブレーキの解除時まで遅らせることができる。車両負荷がそれほど大きくなければ、筒内昇温制御をそれほど早いタイミングから行わなくても、エンストの起きる可能性は少ない。そこで、筒内昇温制御の開始タイミングを可能な限り遅らせることで、NOx排出量を更に低減することができる。
On the other hand, according to the routine shown in FIG. 8, if it is determined in
なお、図8に示すルーチンにおいて、駐車ブレーキ解除の判断(ステップ130および134)は、ギアポジションがニュートラルでないことの判断と置換するようにしてもよい。この場合であっても、上記と同様の効果が得られる。
In the routine shown in FIG. 8, the determination of parking brake release (
なお、上述した実施の形態5においては、クラッチペダルの踏み込みが前記第10の発明における「第1の発進準備操作」に、駐車ブレーキの解除が前記第10の発明における「第2の発進準備操作」に、それぞれ相当している。 In the fifth embodiment described above, the depression of the clutch pedal is the “first start preparation operation” in the tenth invention, and the release of the parking brake is the “second start preparation operation in the tenth invention”. Respectively.
実施の形態6.
次に、図9および図10を参照して、本発明の実施の形態6について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、図1および図2に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、前述した図4に示すルーチンに代えて、後述する図10に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
Embodiment 6 FIG.
Next, the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9 and FIG. 10. The difference from the above-described first embodiment will be mainly described, and the same matters will be described. Simplify or omit. This embodiment can be realized by causing the
[実施の形態6の特徴]
(排気可変動弁機構)
図2に示すように、本実施形態のディーゼルエンジン10には、排気弁56を駆動する排気可変動弁機構58が備えられている。この排気可変動弁機構58は、ECU50に接続されている。本実施形態では、排気可変動弁機構58は、排気弁56を駆動するカム(図示せず)の位相を連続的に可変とすることにより、排気弁56の開弁位相(開き時期および閉じ時期)を連続的に可変とする機構であるものとする。なお、本実施の形態6では、排気可変動弁機構58は、排気弁56の少なくとも閉じ時期を連続的に可変とするものであればよい。すなわち、排気弁56の開き時期をそのままで閉じ時期のみを可変とするものでもよい。また、排気可変動弁機構58は、排気弁56のリフト量や作用角を変化させることができるものであってもよい。排気可変動弁機構58の具体的構成は、特に限定されず、例えば、各種のカム機構などを利用した機械的な機構や、任意のタイミングで開閉可能な電磁駆動弁や油圧駆動弁などを用いることができる。
[Features of Embodiment 6]
(Exhaust variable valve mechanism)
As shown in FIG. 2, the
(内部EGR割合の増大による筒内昇温制御)
本実施形態は、実施の形態1と比べ、筒内昇温制御の内容が異なる。実施の形態1の筒内昇温制御では、実圧縮比をアップすることで、圧縮上死点近傍の筒内温度および筒内圧力を上げることとしている。これに対し、本実施形態では、筒内昇温制御時、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合を増大させることにより、圧縮上死点近傍の筒内温度を上げることとした。図9は、本実施形態における筒内昇温制御時の排気弁56のリフト特性を説明するための図である。
(In-cylinder temperature rise control by increasing internal EGR ratio)
This embodiment is different from the first embodiment in the contents of the in-cylinder temperature rise control. In the in-cylinder temperature rise control of the first embodiment, the in-cylinder temperature and the in-cylinder pressure in the vicinity of the compression top dead center are increased by increasing the actual compression ratio. On the other hand, in this embodiment, at the time of in-cylinder temperature rise control, the in-cylinder temperature near the compression top dead center is increased by increasing the ratio of the internal EGR amount to the total EGR amount. FIG. 9 is a diagram for explaining the lift characteristics of the
図9中の実線のグラフは、通常のアイドリング時における排気弁56のリフトカーブである。本実施形態では、通常のアイドリング時、排気弁56の閉じ時期(EVC)は、上死点(TDC)より後になっている。一方、図9中の破線のグラフは、筒内昇温制御時における排気弁56のリフトカーブである。このリフトカーブに示すように、筒内昇温制御時には、排気弁56のバルブタイミングが進角され、排気弁56の閉じ時期が下死点よりも前になるように制御される。
The solid line graph in FIG. 9 is the lift curve of the
このようにして、排気弁56が下死点よりも前に閉じるようにすると、筒内の既燃ガスが排気ポート22に流出しきらないうちに排気弁56が閉じられる。このため、ディーゼルエンジン10の内部におけるEGR、いわゆる内部EGRが生ずる。この内部EGRによって還流する排気ガスのことを「内部EGRガス」と称する。排気弁56の閉じ時期を早くするほど、内部EGR量を多くすることができる。
If the
ディーゼルエンジン10では、上記の内部EGRと、前述した外部EGRとの両方を行うことができる。よって、内部EGR量と外部EGR量との合計がトータルEGR量となる。排気弁56の閉じ時期を早くして、内部EGR量を多くすると、それに伴って外部EGRガスは吸気通路28に入りにくくなる。このため、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合は多くなる。また、EGR弁44の開度を小さくすると、外部EGRガスが更に入りにくくなるので、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合は更に多くなる。このように、排気弁56のバルブタイミングと、EGR弁44の開度を調整することにより、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合を調整することが可能である。
The
外部EGRの場合には、EGRクーラ42やEGR通路40を通過する間に、EGRガスが冷却され、EGRガスの温度が低下する。これに対し、内部EGRの場合には、高温の排気ガスがそのまま内部EGRガスとなる。つまり、内部EGRガスは、外部EGRガスよりも温度が高い。このため、トータルのEGR率が同じであっても、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合が多いほど、筒内に吸入されるガスの温度が高いため、圧縮上死点近傍における筒内温度も高くなる。
In the case of external EGR, the EGR gas is cooled while passing through the
そこで、本実施形態では、筒内昇温制御において、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合が通常のアイドリング時よりも大きくなるように制御することで、圧縮上死点近傍の温度を上げることとした。これにより、多量の燃料を噴射した場合であっても、失火が起きにくく、十分に燃焼させることができる。このため、発進時、より大きなトルクを発生することができるので、エンストを確実に防止することができる。 Therefore, in the present embodiment, in the in-cylinder temperature rise control, the temperature near the compression top dead center is raised by controlling the ratio of the internal EGR amount to the total EGR amount to be larger than that during normal idling. It was. Thereby, even if it is a case where a lot of fuel is injected, misfire does not occur easily and it can burn enough. For this reason, when starting, a larger torque can be generated, so that engine stall can be reliably prevented.
[実施の形態6における具体的処理]
図10は、上記の機能を実現するために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。図10に示すルーチンによれば、まず、ディーゼルエンジン10がアイドル状態にあり、かつクラッチペダルの踏み込みが検出された場合には(ステップ100,102)、次に、筒内昇温制御を行う場合における内部EGRと外部EGRとの最適な比率(以下、「要求内/外比率」と称する)が算出される(ステップ138)。ここでは、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合が通常のアイドリング時よりも大きくなるように、要求内/外比率が算出される。また、吸気温度や冷却水温に基づいて、要求内/外比率を算出するようにしてもよい。すなわち、吸気温度や冷却水温が低く、燃料が燃焼しにくい傾向にある場合には、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合が更に大きくなるように、要求内/外比率を算出するようにしてもよい。
[Specific Processing in Embodiment 6]
FIG. 10 is a flowchart of a routine executed by the
続いて、上記ステップ138で算出された要求内/外比率になるような、排気弁56のバルブタイミング(閉じ時期)およびEGR弁44の開度が算出される(ステップ140)。ECU50には、要求内/外比率と、排気弁56のバルブタイミングおよびEGR弁44の開度との関係を定めたマップが予め記憶されている。このステップ140においては、そのマップを参照することにより、上記要求内/外比率に対応する、排気弁56のバルブタイミングおよびEGR弁44の開度が算出される。
Subsequently, the valve timing (closing timing) of the
このようにして、筒内昇温制御における排気弁56の目標バルブタイミングおよびEGR弁44の目標開度が算出されると、それらの目標値が実現されるように、排気可変動弁機構58およびEGR弁44が制御される(ステップ142)。これにより、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合が通常のアイドリング時よりも大きくなるので、圧縮上死点近傍の温度が高くなる。このため、アクセルペダルが踏まれて燃料噴射量が増量されたとき、失火やそれに近い状態となることがなく、燃料を良好に燃焼させることができる。よって、発進時十分なトルクを発生することができるので、クラッチ接続時のエンストを確実に防止することができる。
Thus, when the target valve timing of the
なお、上述した実施の形態6は、実施の形態1をベースとしたが、実施の形態2〜5をベースとして、内部EGR割合の増大による筒内昇温制御を行うようにしてもよい。 Although the sixth embodiment described above is based on the first embodiment, the in-cylinder temperature increase control by increasing the internal EGR ratio may be performed based on the second to fifth embodiments.
また、上述した実施の形態6においては、EGR通路40、EGRクーラ42およびEGR弁44が前記第12の発明における「EGR装置」に、排気可変動弁機構58が前記第12の発明における「内部EGR量可変手段」に、それぞれ相当している。また、ECU50が、上記ステップ134〜18の処理を実行することにより、前記第12の発明における「筒内昇温手段」が実現されている。
In the sixth embodiment described above, the
また、以上説明した各実施の形態においては、手動変速機付きの車両の場合について説明したが、本発明は、自動変速機付きの車両に適用することも可能である。自動変速機付きの車両に本発明を適用した場合には、発進の直前に、クリープの強さを強くすることができる。このため、例えば、登坂路で発進を行う場合であっても、車両が後退することを確実に防止することができる、などの利点がある。自動変速機付きの車両における発進準備操作としては、例えば、駐車ブレーキの解除、パーキングレンジからドライブレンジへのシフト、ブレーキペダルの踏み外し、等が挙げられる。 Further, in each of the embodiments described above, the case of a vehicle with a manual transmission has been described, but the present invention can also be applied to a vehicle with an automatic transmission. When the present invention is applied to a vehicle with an automatic transmission, the creep strength can be increased immediately before starting. For this reason, for example, even when starting on an uphill road, there is an advantage that the vehicle can be reliably prevented from moving backward. As a start preparation operation in a vehicle with an automatic transmission, for example, release of a parking brake, shift from a parking range to a drive range, release of a brake pedal, and the like can be cited.
10 ディーゼルエンジン
12 インジェクタ
14 コモンレール
18 排気通路
20 排気マニホールド
22 排気ポート
24 ターボ過給機
26 排気浄化装置
28 吸気通路
34 吸気マニホールド
36 吸気絞り弁
38 エアフローメータ
40 外部EGR通路
44 EGR弁
46 吸気圧センサ
50 ECU
52 吸気弁
54 吸気可変動弁機構
56 排気弁
58 排気可変動弁機構
62 クランク角センサ
64 ピストン
68 冷却水温センサ
DESCRIPTION OF
52
Claims (13)
運転者が前記車両を発進させようとする意思を持って行う発進準備操作を検知する発進準備操作検知手段と、
所定の発進準備操作が検知された場合に、圧縮上死点近傍の筒内温度を通常のアイドリング時と比べて高くする筒内昇温制御を開始する筒内昇温手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An apparatus for controlling an internal combustion engine mounted on a vehicle,
A start preparation operation detecting means for detecting a start preparation operation performed with the intention of the driver to start the vehicle;
In-cylinder temperature raising means for starting in-cylinder temperature raising control for increasing the in-cylinder temperature in the vicinity of the compression top dead center when compared with that during normal idling when a predetermined start preparation operation is detected,
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、実圧縮比が通常のアイドリング時より高くなるように前記実圧縮比可変手段を制御することによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 An actual compression ratio varying means for varying the actual compression ratio of the internal combustion engine;
The in-cylinder temperature raising means controls the actual compression ratio variable means so that the actual compression ratio becomes higher than that during normal idling when the in-cylinder temperature raising control is executed, thereby providing a cylinder near the compression top dead center. 6. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal temperature is increased.
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、前記吸気弁の閉じ時期が通常のアイドリング時より下死点に近づくように前記可変動弁機構を制御することによって実圧縮比を高くすることで、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 A variable valve mechanism for varying at least the closing timing of the intake valve of the internal combustion engine;
The in-cylinder temperature raising means controls the variable valve mechanism so that when the in-cylinder temperature raising control is executed, the closing timing of the intake valve is closer to the bottom dead center than during normal idling. The internal combustion engine control apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the in-cylinder temperature in the vicinity of the compression top dead center is raised by increasing the value.
前記筒内昇温制御において実圧縮比を高くする際の、実圧縮比の上昇度合いに関する制御量を、前記車両負荷情報に基づいて決定する制御量決定手段と、
更に備えることを特徴とする請求項6または7記載の内燃機関の制御装置。 Vehicle load information acquisition means for acquiring vehicle load information related to a load when starting the vehicle;
Control amount determination means for determining a control amount related to the degree of increase in the actual compression ratio when increasing the actual compression ratio in the in-cylinder temperature rise control, based on the vehicle load information;
The control device for an internal combustion engine according to claim 6 or 7, further comprising:
前記要求実圧縮比が所定の最大実圧縮比を超える場合に、前記要求実圧縮比と前記最大実圧縮比との偏差に応じて、機関回転数を通常のアイドリング時と比べて高くするアイドルアップを行うアイドルアップ手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項6乃至8の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 The required actual compression ratio when increasing the actual compression ratio in the in-cylinder temperature rise control based on at least one of the cooling water temperature of the internal combustion engine, the intake air temperature, and vehicle load information related to the load when starting the vehicle Required actual compression ratio calculating means for calculating
When the required actual compression ratio exceeds a predetermined maximum actual compression ratio, the engine speed is increased as compared with that during normal idling according to the deviation between the required actual compression ratio and the maximum actual compression ratio. Idle up means to perform,
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 6 to 8, further comprising:
前記要求実圧縮比が前記最大実圧縮比を超える場合には、前記第1の発進準備操作が検知されたことを条件に前記筒内昇温手段が前記筒内昇温制御を開始するとともに、前記第2の発進準備操作が検知されたことを条件に前記アイドルアップ手段が前記アイドルアップを開始し、
前記要求実圧縮比が前記最大実圧縮比以下である場合には、前記第2の発進準備操作が検知されたことを条件に前記筒内昇温手段が前記筒内昇温制御を開始することを特徴とする請求項9記載の内燃機関の制御装置。 The start preparation operation detecting means is capable of detecting a first start preparation operation and a second start preparation operation performed after the first start preparation operation,
When the required actual compression ratio exceeds the maximum actual compression ratio, the in-cylinder temperature raising means starts the in-cylinder temperature raising control on the condition that the first start preparation operation is detected, The idle up means starts the idle up on the condition that the second start preparation operation is detected,
If the required actual compression ratio is less than or equal to the maximum actual compression ratio, the in-cylinder temperature raising means starts the in-cylinder temperature raising control on condition that the second start preparation operation is detected. 10. The control device for an internal combustion engine according to claim 9.
前記内燃機関の内部におけるEGRである内部EGRの量を可変とする内部EGR量可変手段と、
を更に備え、
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、トータルEGR量に占める内部EGR量の割合が通常のアイドリング時より大きくなるように前記EGR装置および前記内部EGR量可変手段を制御することによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 An EGR device that performs external EGR to recirculate exhaust gas in the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage;
Internal EGR amount varying means for varying the amount of internal EGR that is EGR inside the internal combustion engine;
Further comprising
The in-cylinder temperature raising means controls the EGR device and the internal EGR amount variable means so that the ratio of the internal EGR amount to the total EGR amount is larger than that during normal idling when the in-cylinder temperature raising control is executed. 6. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the in-cylinder temperature near the compression top dead center is raised.
前記ディーゼルエンジンの排気通路内の排気ガスを吸気通路に還流させるEGR装置と、
アイドリング時に前記EGR装置により外部EGRを行うEGR制御装置と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine is a diesel engine;
An EGR device for recirculating exhaust gas in the exhaust passage of the diesel engine to the intake passage;
An EGR control device that performs external EGR by the EGR device during idling;
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 12, further comprising:
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
- 2006-06-16 JP JP2006167661A patent/JP2007332912A/en active Pending
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