JP7613239B2 - Engine stop control device - Google Patents
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Description
本発明は、気筒と、気筒での燃焼のエネルギーを受けて回転する出力軸と、気筒に導入される吸気が流通する吸気通路と、気筒から排出される排気ガスが流通する排気通路と、吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路とを備えたエンジンに適用されるものであって、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを停止させる停止制御装置に関する。 The present invention relates to a stop control device that is applied to an engine that has cylinders, an output shaft that rotates by receiving energy from combustion in the cylinders, an intake passage through which the intake air introduced into the cylinders flows, an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the cylinders flows, and an EGR passage that connects the intake passage and the exhaust passage, and that stops the engine when a predetermined automatic stop condition is met.
上記停止制御装置の一例として、下記特許文献1のものが知られている。この特許文献1に記載のエンジンの停止制御装置は、吸気通路に設けられたスロットル弁と、EGR通路に設けられたEGR弁(EGRコントロールバルブ)と、スロットル弁およびEGR弁を制御するコントロールユニットを備える。エンジンを自動停止させる要求があると、コントロールユニットは、EGR弁を開きつつ気筒への燃料噴射を停止するとともに、当該噴射停止(燃料カット)によりエンジンが停止した時点でスロットル弁およびEGR弁を閉じる。このような制御により、特許文献1では、エンジンが停止する前にEGR通路を通じてEGRガス(排気ガス)が吸気通路に導入されるとともに、エンジンの停止後は吸気通路内にEGRガスが封じ込められる。 One example of the above stop control device is disclosed in the following Patent Document 1. The engine stop control device described in Patent Document 1 includes a throttle valve provided in the intake passage, an EGR valve (EGR control valve) provided in the EGR passage, and a control unit that controls the throttle valve and EGR valve. When there is a request to automatically stop the engine, the control unit opens the EGR valve and stops fuel injection into the cylinder, and closes the throttle valve and EGR valve when the engine stops due to the injection stop (fuel cut). With this control, in Patent Document 1, EGR gas (exhaust gas) is introduced into the intake passage through the EGR passage before the engine stops, and the EGR gas is contained in the intake passage after the engine stops.
上記特許文献1では、エンジンが停止した時点でスロットル弁およびEGR弁が閉弁される(換言すればエンジンが停止するまでEGR弁は開弁される)ので、燃料カットが行われる直前の運転状態によっては、過度に多くのEGRガスが吸気通路内に封じ込められた状態でエンジンが停止することが想定される。このような場合、再始動時に気筒に導入される新気の割合が低くなり過ぎて、燃料の着火性を確保できなくなるおそれがある。 In the above-mentioned Patent Document 1, the throttle valve and EGR valve are closed when the engine stops (in other words, the EGR valve is open until the engine stops), so depending on the operating conditions immediately before the fuel cut is performed, it is expected that the engine will stop with an excessively large amount of EGR gas trapped in the intake passage. In such a case, the proportion of fresh air introduced into the cylinder when the engine is restarted will be too low, and there is a risk that the ignition of the fuel will not be ensured.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、再始動時の着火性を良好に確保することが可能なエンジンの停止制御装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an engine stop control device that can ensure good ignition performance when restarting the engine.
前記課題を解決するためのものとして、本発明は、気筒と、気筒での燃焼のエネルギーを受けて回転する出力軸と、気筒に導入される吸気が流通する吸気通路と、気筒から排出される排気ガスが流通する排気通路と、吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路とを備えたエンジンに適用される停止制御装置であって、前記気筒に燃料を供給するインジェクタと、前記EGR通路に開閉可能に設けられたEGR弁と、前記EGR通路と前記吸気通路との接続部よりも上流側の吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、エンジンを自動的に停止させる自動停止条件が成立したか否かを判定する判定部と、前記インジェクタ、前記スロットル弁、および前記EGR弁を含むエンジンの各部を制御する制御部とを備え、前記判定部により前記自動停止条件が成立したことが確認された場合、前記制御部は、前記インジェクタによる燃料の供給を停止する燃料カットを実行するとともに、当該燃料カットが実行されてから前記出力軸の回転が停止するまでの間に、前記接続部よりも下流側の吸気通路内の酸素濃度が所定の目標値まで上昇するように前記スロットル弁および前記EGR弁を制御する酸素濃度調整制御を実行し、前記自動停止条件の成立以降の特定時期における前記酸素濃度が前記目標値よりも小さい所定の閾値未満である場合は、当該閾値以上の場合と比べて前記酸素濃度調整制御中の前記スロットル弁の開度が増大される、ことを特徴とするものである(請求項1)。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a stop control device applied to an engine having a cylinder, an output shaft that rotates by receiving energy from combustion in the cylinder, an intake passage through which intake air introduced into the cylinder flows, an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the cylinder flows, and an EGR passage connecting the intake passage and the exhaust passage, comprising an injector that supplies fuel to the cylinder, an EGR valve that is provided in the EGR passage so as to be able to open and close, a throttle valve that is provided in the intake passage upstream of a connection between the EGR passage and the intake passage so as to be able to open and close, a determination unit that determines whether an automatic stop condition for automatically stopping the engine is established, and each part of the engine including the injector, the throttle valve, and the EGR valve. and a control unit that controls the injector when the determination unit confirms that the automatic stop condition is satisfied. The control unit executes a fuel cut to stop the supply of fuel by the injector, and executes oxygen concentration adjustment control to control the throttle valve and the EGR valve so that the oxygen concentration in the intake passage downstream of the connection portion increases to a predetermined target value between the time when the fuel cut is executed and the time when the rotation of the output shaft stops. When the oxygen concentration at a specific time after the automatic stop condition is satisfied is less than a predetermined threshold value that is smaller than the target value, the opening of the throttle valve during the oxygen concentration adjustment control is increased compared to when the oxygen concentration is equal to or greater than the threshold value (claim 1).
自動停止条件の成立前は、EGR通路を通じた排気ガスの還流(EGR操作)が行われることにより、EGR通路との接続部よりも下流側の吸気通路内の酸素濃度(以下、これを最終吸気酸素濃度ともいう)が大気中の酸素濃度よりも有意に低くなっている。このため、仮に当該最終吸気酸素濃度を上昇させる対策を行わなかった場合には、その後のエンジンの再始動時に、燃料の着火性が損なわれて、再始動の動作が不安定になるおそれがある。これに対し、本発明では、エンジンが完全停止する前に最終吸気酸素濃度を目標値まで上昇させる酸素濃度調整制御が行われるので、再始動時の着火性を良好に確保して再始動動作の安定化を図ることができる。 Before the automatic stop condition is met, exhaust gas is recirculated through the EGR passage (EGR operation) so that the oxygen concentration in the intake passage downstream of the connection with the EGR passage (hereinafter also referred to as the final intake oxygen concentration) is significantly lower than the oxygen concentration in the atmosphere. For this reason, if measures to increase the final intake oxygen concentration are not taken, there is a risk that the ignition of the fuel will be impaired when the engine is subsequently restarted, making the restart operation unstable. In contrast, in the present invention, oxygen concentration adjustment control is performed to increase the final intake oxygen concentration to a target value before the engine is completely stopped, so that ignition at the time of restart can be ensured well and the restart operation can be stabilized.
ただし、例えば燃料カットの時点で想定よりも多くのEGRガスが吸気中に含有されていたような場合は、燃料カット以降のスロットル弁の開度をより開き側に制御しないと、前記最終吸気酸素濃度を目標値まで上昇させられない可能性がある。これに対し、本発明では、自動停止条件成立以降の特定時期における最終吸気酸素濃度が所定の閾値未満である場合に、酸素濃度調整制御中のスロットル弁の開度が相対的に大きくされるので、燃料カット以前の運転状態にかかわらず最終吸気酸素濃度を適切に目標値まで上昇させることができ、再始動時の着火性を良好に確保することができる。 However, for example, if the intake air contains more EGR gas than expected at the time of fuel cut, the throttle valve opening after fuel cut must be controlled to be more open, otherwise the final intake oxygen concentration may not be increased to the target value. In contrast, in the present invention, if the final intake oxygen concentration at a specific time after the automatic stop condition is established is less than a predetermined threshold, the throttle valve opening during oxygen concentration adjustment control is relatively increased, so that the final intake oxygen concentration can be appropriately increased to the target value regardless of the operating state before fuel cut, and good ignition performance can be ensured at restart.
好ましくは、前記酸素濃度調整制御は、前記酸素濃度が上昇するように前記スロットル弁を開弁状態にする第1の制御と、前記酸素濃度が前記目標値まで上昇した時点で前記スロットル弁を閉じる第2の制御とを含み、前記特定時期における前記酸素濃度が前記閾値未満である場合は、当該閾値以上の場合と比べて前記第1の制御中の前記スロットル弁の開度が増大される(請求項2)。 Preferably, the oxygen concentration adjustment control includes a first control for opening the throttle valve so that the oxygen concentration increases, and a second control for closing the throttle valve when the oxygen concentration increases to the target value, and when the oxygen concentration at the specific time is less than the threshold value, the opening of the throttle valve during the first control is increased compared to when the oxygen concentration is equal to or greater than the threshold value (claim 2).
この構成によれば、酸素濃度調整制御として、スロットル弁を一旦開弁状態にしてから閉じる制御が実行されるので、前記最終吸気酸素濃度を目標値まで上昇させた後にその状態を保持することができる。このことは、不活性ガスであるEGRガスが吸気中に含まれた状態を再始動の開始まで維持できることを意味する。これにより、再始動時の燃焼温度が適切に抑えられるので、再始動時の着火性を確保しつつNOx生成量を抑制することができる。また、前記特定時期の最終吸気酸素濃度が前記閾値未満である場合には、スロットル弁を開弁状態にする制御(第1の制御)中のスロットル弁の開度がより大きくされるので、この開度調整によって最終吸気酸素濃度を適切に目標値まで上昇させることができる。 According to this configuration, the oxygen concentration adjustment control is performed by opening the throttle valve once and then closing it, so that the final intake oxygen concentration can be raised to a target value and then maintained in that state. This means that the inert EGR gas can be maintained in the intake until the start of restart. This appropriately suppresses the combustion temperature at restart, so that the amount of NOx generated can be suppressed while ensuring ignition at restart. In addition, if the final intake oxygen concentration at the specific time is less than the threshold value, the throttle valve opening is increased during the control (first control) that opens the throttle valve, so that the final intake oxygen concentration can be appropriately raised to the target value by this opening adjustment.
前記構成において、より好ましくは、前記第1の制御は、前記スロットル弁だけでなく前記EGR弁も開弁状態にする制御である(請求項3)。 In the above configuration, more preferably, the first control is a control that opens not only the throttle valve but also the EGR valve (claim 3).
この構成によれば、EGR弁を開弁しなかった場合と比べて新気の流入量を減らすことができ、最終吸気酸素濃度が急上昇するのを回避することができる。これにより、最終吸気酸素濃度が目標値に達した時点を精度よく特定することができ、濃度調整の精度を高めることができる。 This configuration reduces the amount of fresh air flowing in compared to when the EGR valve is not opened, and prevents the final intake oxygen concentration from rising sharply. This makes it possible to accurately identify the point in time when the final intake oxygen concentration reaches the target value, thereby improving the accuracy of concentration adjustment.
前記構成において、より好ましくは、前記特定時期における前記酸素濃度が前記閾値以上であるときに実行される前記第1の制御では、前記スロットル弁の開度が前記EGR弁の開度と略同一に設定され、前記特定時期における前記酸素濃度が前記閾値未満であるときに実行される前記第1の制御では、前記スロットル弁の開度が前記EGR弁の開度よりも大きくされる(請求項4)。 In the above configuration, more preferably, in the first control executed when the oxygen concentration at the specific time is equal to or greater than the threshold value, the opening of the throttle valve is set to be substantially the same as the opening of the EGR valve, and in the first control executed when the oxygen concentration at the specific time is less than the threshold value, the opening of the throttle valve is set to be greater than the opening of the EGR valve (claim 4).
この構成によれば、スロットル弁およびEGR弁の各開度を、前記特定時期の最終吸気酸素濃度の条件に応じてそれぞれ適切に設定することができ、最終吸気酸素濃度を目標値まで確実に上昇させることができる。 With this configuration, the opening degree of the throttle valve and the EGR valve can be appropriately set according to the conditions of the final intake oxygen concentration at the specific time, and the final intake oxygen concentration can be reliably increased to the target value.
以上説明したように、本発明のエンジンの停止制御装置によれば、再始動時の着火性を良好に確保することができる。 As described above, the engine stop control device of the present invention can ensure good ignition performance when restarting the engine.
<エンジンの全体構成>
図1は、本発明の停止制御装置が適用されたエンジンの好ましい実施形態を示す概略システム図である。本図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される4サイクルのディーゼルエンジンである。エンジンは、軽油を含有する燃料の供給を受けて駆動されるエンジン本体1と、エンジン本体1に導入される吸気が流通する吸気通路30と、エンジン本体1から排出された排気ガスが流通する排気通路40と、排気通路40を通過する排気ガスにより駆動される過給機50と、排気通路40を流通する排気ガスの一部を吸気通路30に還流させる高圧EGR装置60および低圧EGR装置70とを備える。
<Overall engine configuration>
Fig. 1 is a schematic system diagram showing a preferred embodiment of an engine to which the stop control device of the present invention is applied. The engine shown in this figure is a four-stroke diesel engine mounted on a vehicle as a power source for running. The engine includes an engine body 1 driven by a supply of fuel containing diesel oil, an intake passage 30 through which intake air introduced into the engine body 1 flows, an exhaust passage 40 through which exhaust gas discharged from the engine body 1 flows, a supercharger 50 driven by the exhaust gas passing through the exhaust passage 40, and a high-pressure EGR device 60 and a low-pressure EGR device 70 for recirculating a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 40 to the intake passage 30.
エンジン本体1は、図1の紙面に直交する方向に並ぶ複数の気筒2(図1ではそのうちの一つのみを示す)を有する直列多気筒型のものである。エンジン本体1は、複数の気筒2が内部に形成されたシリンダブロック3と、各気筒2の上端開口を塞ぐようにシリンダブロック3の上面に取り付けられたシリンダヘッド4と、各気筒2にそれぞれ往復摺動可能に収容された複数のピストン5とを備える。なお、本実施形態では、シリンダブロック3からシリンダヘッド4に向かう側を上、その逆を下として扱うが、これは説明の便宜のためであって、エンジンの据付姿勢を限定する趣旨ではない。 The engine body 1 is an in-line multi-cylinder type having multiple cylinders 2 (only one of which is shown in FIG. 1) arranged in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1. The engine body 1 comprises a cylinder block 3 in which multiple cylinders 2 are formed, a cylinder head 4 attached to the upper surface of the cylinder block 3 so as to close the upper end opening of each cylinder 2, and multiple pistons 5 housed in each cylinder 2 so as to be able to slide back and forth. Note that in this embodiment, the side from the cylinder block 3 toward the cylinder head 4 is treated as the top and the opposite is treated as the bottom, but this is for convenience of explanation and is not intended to limit the installation posture of the engine.
各気筒2のピストン5の上方には、それぞれ燃焼室6が形成されている。各燃焼室6は、シリンダヘッド4の下面と、気筒2の側周面(シリンダライナ)と、ピストン5の冠面5aとによって画成された空間である。燃焼室6には、後述するインジェクタ15からの噴射によって燃料が供給される。供給された燃料と空気との混合気が燃焼室6で燃焼され、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン5が上下方向に往復運動する。 A combustion chamber 6 is formed above the piston 5 of each cylinder 2. Each combustion chamber 6 is a space defined by the underside of the cylinder head 4, the side surface (cylinder liner) of the cylinder 2, and the crown surface 5a of the piston 5. Fuel is supplied to the combustion chamber 6 by injection from an injector 15, which will be described later. The mixture of the supplied fuel and air is burned in the combustion chamber 6, and the piston 5, which is pushed down by the expansion force caused by the combustion, reciprocates up and down.
シリンダブロック3の下部(ピストン5の下方)には、エンジン本体1の出力軸であるクランク軸7が設けられている。クランク軸7は、各気筒2のピストン5とコネクティングロッド8を介して連結され、ピストン5の往復運動(上下運動)に応じて中心軸回りに回転する。 A crankshaft 7, which is the output shaft of the engine body 1, is provided at the bottom of the cylinder block 3 (below the pistons 5). The crankshaft 7 is connected to the pistons 5 of each cylinder 2 via connecting rods 8, and rotates around a central axis in response to the reciprocating motion (up and down movement) of the pistons 5.
シリンダブロック3には、クランク角センサSN1および水温センサSN2が取り付けられている。クランク角センサSN1は、クランク軸7の回転角度であるクランク角と、クランク軸7の回転数であるエンジン回転数とを検出する。水温センサSN2は、シリンダブロック3およびシリンダヘッド4の内部を流通する冷却水の温度つまりエンジン水温を検出する。 A crank angle sensor SN1 and a water temperature sensor SN2 are attached to the cylinder block 3. The crank angle sensor SN1 detects the crank angle, which is the rotation angle of the crankshaft 7, and the engine speed, which is the rotation speed of the crankshaft 7. The water temperature sensor SN2 detects the temperature of the cooling water flowing inside the cylinder block 3 and the cylinder head 4, i.e., the engine water temperature.
シリンダヘッド4には、燃焼室6と連通する吸気ポート9および排気ポート10が、それぞれ気筒2ごとに形成されている。また、シリンダヘッド4には、吸気弁11、排気弁12、およびインジェクタ15の組合せが、それぞれ気筒2ごとに装備されている。吸気弁11は、吸気ポート9の燃焼室6側の開口を開閉するバルブである。排気弁12は、排気ポート10の燃焼室6側の開口を開閉するバルブである。インジェクタ15は、燃焼室6に燃料(軽油)を噴射する噴射弁であり、例えば燃焼室6の天井面中央からピストン5の冠面5aに向かって燃料を噴射するようにシリンダヘッド4に取り付けられる。 The cylinder head 4 has an intake port 9 and an exhaust port 10 that communicate with the combustion chamber 6, each formed for each cylinder 2. The cylinder head 4 is also equipped with a combination of an intake valve 11, an exhaust valve 12, and an injector 15 for each cylinder 2. The intake valve 11 is a valve that opens and closes the opening of the intake port 9 on the combustion chamber 6 side. The exhaust valve 12 is a valve that opens and closes the opening of the exhaust port 10 on the combustion chamber 6 side. The injector 15 is an injection valve that injects fuel (diesel) into the combustion chamber 6, and is attached to the cylinder head 4 so that it injects fuel from the center of the ceiling surface of the combustion chamber 6 toward the crown surface 5a of the piston 5, for example.
シリンダヘッド4には、吸気弁11を開閉駆動する動弁機構13と、排気弁12を開閉駆動する動弁機構14とが組み付けられている。これら動弁機構13,14の組合せは、例えばクランク軸7に連係された一対のカムシャフトを含み、クランク軸7の回転に連動して各気筒2の吸気弁11および排気弁12を開閉駆動する。 The cylinder head 4 is fitted with a valve mechanism 13 that drives the intake valves 11 to open and close, and a valve mechanism 14 that drives the exhaust valves 12 to open and close. The combination of these valve mechanisms 13, 14 includes, for example, a pair of camshafts linked to the crankshaft 7, and drives the intake valves 11 and exhaust valves 12 of each cylinder 2 to open and close in conjunction with the rotation of the crankshaft 7.
吸気通路30は、各気筒2の燃焼室6に導入される吸気の流通路を形成する管状部材である。吸気通路30は、エンジン本体1に近い下流側の部分に、複数の気筒2に対応して分岐した(図1の紙面に直交する方向に並ぶ複数の分岐管を含む)吸気マニホールド30aを有している。この吸気マニホールド30aは、各気筒2の吸気ポート9と連通するようにシリンダヘッド4に接続されている。なお、吸気通路30における吸気マニホールド30a以外の部分は、当該吸気マニホールド30aに連なる共通の通路を形成する単管状の部材とされる。 The intake passage 30 is a tubular member that forms a flow passage for intake air introduced into the combustion chamber 6 of each cylinder 2. The intake passage 30 has an intake manifold 30a (including multiple branch pipes arranged in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) that branches out corresponding to the multiple cylinders 2 in the downstream portion close to the engine body 1. This intake manifold 30a is connected to the cylinder head 4 so as to communicate with the intake port 9 of each cylinder 2. The portion of the intake passage 30 other than the intake manifold 30a is a single tubular member that forms a common passage connected to the intake manifold 30a.
吸気通路30には、その上流側から順に、エアクリーナ31、スロットル弁32、インタークーラ33、およびサージタンク34が配置されている。エアクリーナ31は、吸気中の異物を除去するフィルターである。スロットル弁32は、吸気通路30を流通する吸気の流量を調整可能な電動式のバタフライ弁である。インタークーラ33は、過給機50(詳しくは後述するコンプレッサ51)により圧縮された吸気を冷却する熱交換器である。サージタンク34は、各気筒2に吸気を均等に配分するための空間を提供するタンクであり、吸気マニホールド30aの上流端に接続されている。 In the intake passage 30, an air cleaner 31, a throttle valve 32, an intercooler 33, and a surge tank 34 are arranged in this order from the upstream side. The air cleaner 31 is a filter that removes foreign matter from the intake air. The throttle valve 32 is an electric butterfly valve that can adjust the flow rate of the intake air flowing through the intake passage 30. The intercooler 33 is a heat exchanger that cools the intake air compressed by the turbocharger 50 (compressor 51, described in detail later). The surge tank 34 is a tank that provides space for evenly distributing the intake air to each cylinder 2, and is connected to the upstream end of the intake manifold 30a.
吸気通路30には、エアフローセンサSN3および吸気圧センサSN4が配置されている。エアフローセンサSN3は、吸気通路30におけるエアクリーナ31よりも下流側の部分に配置され、当該部分を通過する吸気の流量つまり吸気流量を検出する。吸気圧センサSN4は、サージタンク34に配置され、当該サージタンク34を通過する吸気の圧力つまり吸気圧を検出する。 An airflow sensor SN3 and an intake pressure sensor SN4 are arranged in the intake passage 30. The airflow sensor SN3 is arranged in a portion of the intake passage 30 downstream of the air cleaner 31, and detects the flow rate of the intake air passing through that portion, i.e., the intake air flow rate. The intake pressure sensor SN4 is arranged in the surge tank 34, and detects the pressure of the intake air passing through the surge tank 34, i.e., the intake pressure.
排気通路40は、各気筒2の燃焼室6から排出された排気ガスの流通路を形成する管状部材である。排気通路40は、エンジン本体1に近い上流側の部分に、複数の気筒2に対応して分岐した(図1の紙面に直交する方向に並ぶ複数の分岐管を含む)排気マニホールド40aを有している。この排気マニホールド40aは、各気筒2の排気ポート10と連通するようにシリンダヘッド4に接続されている。なお、排気通路40における排気マニホールド40a以外の部分は、当該排気マニホールド40aに連なる共通の通路を形成する単管状の部材とされる。 The exhaust passage 40 is a tubular member that forms a flow passage for exhaust gas discharged from the combustion chamber 6 of each cylinder 2. The exhaust passage 40 has an exhaust manifold 40a (including multiple branch pipes arranged in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) that branches out corresponding to the multiple cylinders 2 in the upstream portion close to the engine body 1. This exhaust manifold 40a is connected to the cylinder head 4 so as to communicate with the exhaust port 10 of each cylinder 2. The portion of the exhaust passage 40 other than the exhaust manifold 40a is a single tubular member that forms a common passage connected to the exhaust manifold 40a.
排気通路40には、排気ガスを浄化する触媒装置41が設けられている。触媒装置41は、排気ガス中のCOおよびHCを酸化して無害化する酸化触媒42と、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのDPF(ディーゼル・パティキュレート・フィルタ)43とを内蔵している。 The exhaust passage 40 is provided with a catalytic converter 41 that purifies the exhaust gas. The catalytic converter 41 incorporates an oxidation catalyst 42 that oxidizes and detoxifies the CO and HC in the exhaust gas, and a DPF (diesel particulate filter) 43 that collects particulate matter contained in the exhaust gas.
排気通路40には、排気O2センサSN5が取り付けられている。排気O2センサSN5は、排気通路40におけるタービン52と触媒装置41との間の部分に設けられ、当該部分を通過する排気ガスに含まれる酸素の濃度つまり排気酸素濃度を検出する。 An exhaust O2 sensor SN5 is attached to the exhaust passage 40. The exhaust O2 sensor SN5 is provided in a portion of the exhaust passage 40 between the turbine 52 and the catalytic device 41, and detects the concentration of oxygen contained in the exhaust gas passing through this portion, i.e., the exhaust oxygen concentration.
過給機50は、吸気通路30に配置されたコンプレッサ51と、排気通路40に配置されたタービン52と、コンプレッサ51とタービン52とを連結するタービン軸53とを備える。 The turbocharger 50 includes a compressor 51 arranged in the intake passage 30, a turbine 52 arranged in the exhaust passage 40, and a turbine shaft 53 connecting the compressor 51 and the turbine 52.
タービン52は、排気通路40を流れる排気ガスのエネルギーを受けて回転する羽根車である。タービン52は、排気マニホールド40aの下流端(排気集合部)と触媒装置41との間の排気通路40に配置されている。タービン52の回転は、タービン軸53を介してコンプレッサ51に伝達される。 The turbine 52 is an impeller that rotates by receiving the energy of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 40. The turbine 52 is disposed in the exhaust passage 40 between the downstream end (exhaust collection section) of the exhaust manifold 40a and the catalytic device 41. The rotation of the turbine 52 is transmitted to the compressor 51 via the turbine shaft 53.
コンプレッサ51は、タービン52の回転に連動して回転することにより吸気を圧縮しつつ送り出す(過給する)羽根車である。コンプレッサ51は、エアクリーナ31とスロットル弁32との間の吸気通路30に配置されている。 The compressor 51 is an impeller that rotates in conjunction with the rotation of the turbine 52 to compress and send out (supercharge) the intake air. The compressor 51 is disposed in the intake passage 30 between the air cleaner 31 and the throttle valve 32.
高圧EGR装置60は、タービン52に流入する前の比較的圧力の高い排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路30に還流するための還流装置である。高圧EGR装置60は、排気通路40と吸気通路30とを接続する第1EGR通路61と、第1EGR通路61に設けられた第1EGR弁62および第1EGRクーラ63とを備える。第1EGR弁62は、第1EGR通路61を流通するEGRガスの流量を調整可能な電動式のバルブである。第1EGRクーラ63は、第1EGR通路61を流通するEGRガスを冷却する熱交換器である。なお、第1EGR通路61および第1EGR弁62は、それぞれ本発明における「EGR通路」「EGR弁」に相当する。 The high-pressure EGR device 60 is a recirculation device for recirculating a portion of the relatively high-pressure exhaust gas before it flows into the turbine 52 to the intake passage 30 as EGR gas. The high-pressure EGR device 60 includes a first EGR passage 61 that connects the exhaust passage 40 and the intake passage 30, and a first EGR valve 62 and a first EGR cooler 63 provided in the first EGR passage 61. The first EGR valve 62 is an electrically operated valve that can adjust the flow rate of the EGR gas flowing through the first EGR passage 61. The first EGR cooler 63 is a heat exchanger that cools the EGR gas flowing through the first EGR passage 61. The first EGR passage 61 and the first EGR valve 62 correspond to the "EGR passage" and "EGR valve" in the present invention, respectively.
第1EGR通路61の上流側(排気通路40側)の端部が排気通路40に接続される箇所を第1EGR入口部61a、第1EGR通路61の下流側(吸気通路30側)の端部が吸気通路30に接続される箇所を第1EGR出口部61bとする。この場合、第1EGR入口部61aは、排気通路40におけるタービン52と排気マニホールド40aの下流端(排気集合部)との間に位置している。また、第1EGR出口部61bは、吸気通路30におけるスロットル弁32とサージタンク34との間に位置している。言い換えると、第1EGR通路61は、タービン52よりも上流側の排気通路40と、スロットル弁32よりも下流側の吸気通路30とを互いに接続している。なお、第1EGR出口部61bは、本発明における「EGR通路と吸気通路との接続部」に相当する。 The location where the upstream end (exhaust passage 40 side) of the first EGR passage 61 is connected to the exhaust passage 40 is the first EGR inlet portion 61a, and the location where the downstream end (intake passage 30 side) of the first EGR passage 61 is connected to the intake passage 30 is the first EGR outlet portion 61b. In this case, the first EGR inlet portion 61a is located between the turbine 52 in the exhaust passage 40 and the downstream end (exhaust collection portion) of the exhaust manifold 40a. Also, the first EGR outlet portion 61b is located between the throttle valve 32 and the surge tank 34 in the intake passage 30. In other words, the first EGR passage 61 connects the exhaust passage 40 upstream of the turbine 52 and the intake passage 30 downstream of the throttle valve 32 to each other. The first EGR outlet portion 61b corresponds to the "connection portion between the EGR passage and the intake passage" in the present invention.
低圧EGR装置70は、タービン52を通過した後の比較的圧力の低い排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路30に還流するための還流装置である。低圧EGR装置70は、排気通路40と吸気通路30とを接続する第2EGR通路71と、第2EGR通路71に設けられた第2EGR弁72および第2EGRクーラ73とを備える。第2EGR弁72は、第2EGR通路71を流通するEGRガスの流量を調整可能な電動式のバルブである。第2EGRクーラ73は、第2EGR通路71を流通するEGRガスを冷却する熱交換器である。 The low pressure EGR device 70 is a recirculation device for recirculating a portion of the exhaust gas having a relatively low pressure after passing through the turbine 52 to the intake passage 30 as EGR gas. The low pressure EGR device 70 includes a second EGR passage 71 that connects the exhaust passage 40 and the intake passage 30, and a second EGR valve 72 and a second EGR cooler 73 provided in the second EGR passage 71. The second EGR valve 72 is an electrically operated valve that can adjust the flow rate of the EGR gas flowing through the second EGR passage 71. The second EGR cooler 73 is a heat exchanger that cools the EGR gas flowing through the second EGR passage 71.
第2EGR通路71の上流側(排気通路40側)の端部が排気通路40に接続される箇所を第2EGR入口部71a、第2EGR通路71の下流側(吸気通路30側)の端部が吸気通路30に接続される箇所を第2EGR出口部71bとする。この場合、第2EGR入口部71aは、排気通路40におけるタービン52および触媒装置41よりも下流側に位置している。また、第2EGR出口部71bは、吸気通路30におけるエアクリーナ31とスロットル弁32との間(より詳しくはエアクリーナ31とコンプレッサ51との間)に位置している。言い換えると、第2EGR通路71は、タービン52よりも下流側の排気通路40と、スロットル弁32よりも上流側の吸気通路30とを互いに接続している。 The location where the upstream end (exhaust passage 40 side) of the second EGR passage 71 is connected to the exhaust passage 40 is the second EGR inlet portion 71a, and the location where the downstream end (intake passage 30 side) of the second EGR passage 71 is connected to the intake passage 30 is the second EGR outlet portion 71b. In this case, the second EGR inlet portion 71a is located downstream of the turbine 52 and the catalytic device 41 in the exhaust passage 40. The second EGR outlet portion 71b is located between the air cleaner 31 and the throttle valve 32 in the intake passage 30 (more specifically, between the air cleaner 31 and the compressor 51). In other words, the second EGR passage 71 connects the exhaust passage 40 downstream of the turbine 52 and the intake passage 30 upstream of the throttle valve 32.
<制御系統>
図2は、エンジンの制御系統を示す機能ブロック図である。本図に示されるECU100は、エンジンを統括的に制御するための装置であり、各種演算処理を行うプロセッサ(CPU)と、ROMおよびRAM等のメモリーと、各種の入出力バスとを含むマイクロコンピュータにより構成されている。
<Control system>
2 is a functional block diagram showing the engine control system. The ECU 100 shown in the figure is a device for controlling the engine in an integrated manner, and is composed of a microcomputer including a processor (CPU) for performing various arithmetic operations, memories such as ROM and RAM, and various input/output buses.
ECU100には、エンジンの各センサによる検出情報が入力される。例えば、ECU100は、上述したクランク角センサSN1、水温センサSN2、エアフローセンサSN3、吸気圧センサSN4、および排気O2センサSN5と電気的に接続されている。ECU100には、当該各センサSN1~SN5によって検出された情報、つまりクランク角、エンジン回転数、エンジン水温、吸気流量、吸気圧、排気酸素濃度等の情報が逐次入力される。 Information detected by each of the engine sensors is input to the ECU 100. For example, the ECU 100 is electrically connected to the crank angle sensor SN1, water temperature sensor SN2, air flow sensor SN3, intake pressure sensor SN4, and exhaust O2 sensor SN5. Information detected by each of the sensors SN1 to SN5, that is, information such as the crank angle, engine speed, engine water temperature, intake air flow rate, intake pressure, and exhaust oxygen concentration, is sequentially input to the ECU 100.
また、ECU100には、車両に備わる各種センサによる検出情報も入力される。本実施形態において、車両には、車速センサSN6、アクセルセンサSN7、およびブレーキセンサSN8が設けられている。車速センサSN6は、車両の走行速度である車速を検出するセンサであり、アクセルセンサSN7は、車両に備わるアクセルペダルの開度であるアクセル開度を検出するセンサであり、ブレーキセンサSN8は、車両に備わるブレーキペダルの操作(ブレーキ操作)の有無を検出するセンサである。ECU100には、当該各センサSN6~SN8による検出情報(車速、アクセル開度、およびブレーキ操作の情報)も逐次入力される。 In addition, ECU 100 also receives detection information from various sensors equipped in the vehicle. In this embodiment, the vehicle is equipped with a vehicle speed sensor SN6, an accelerator sensor SN7, and a brake sensor SN8. Vehicle speed sensor SN6 is a sensor that detects the vehicle speed, which is the traveling speed of the vehicle, accelerator sensor SN7 is a sensor that detects the accelerator opening, which is the opening of an accelerator pedal equipped in the vehicle, and brake sensor SN8 is a sensor that detects whether or not the brake pedal equipped in the vehicle is being operated (brake operation). Detection information (vehicle speed, accelerator opening, and brake operation information) from each of the sensors SN6 to SN8 is also sequentially input to ECU 100.
ECU100は、上記各センサSN1~SN8からの入力情報に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつエンジンの各部を制御する。例えば、ECU100は、インジェクタ15、スロットル弁32、第1EGR弁62、および第2EGR弁72と電気的に接続されており、上記演算等の結果に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。 The ECU 100 controls each part of the engine while executing various judgments and calculations based on the input information from each of the above sensors SN1 to SN8. For example, the ECU 100 is electrically connected to the injector 15, the throttle valve 32, the first EGR valve 62, and the second EGR valve 72, and outputs control signals to each of these devices based on the results of the above calculations, etc.
上述した制御を実現するための要素として、ECU100は、判定部101、自動停止制御部102、および再始動制御部103を機能的に有している。なお、自動停止制御部102は本発明における「制御部」に相当する。 As elements for implementing the above-mentioned control, the ECU 100 functionally includes a determination unit 101, an automatic stop control unit 102, and a restart control unit 103. The automatic stop control unit 102 corresponds to the "control unit" in this invention.
自動停止制御部102は、特定の条件成立に応じて稼働中のエンジンを自動的に停止させる制御モジュールである。再始動制御部103は、自動停止制御部102により停止されたエンジンを再始動する制御モジュールである。判定部101は、自動停止制御部102および再始動制御部103による制御を実行するのに必要な種々の判定や演算を行う制御モジュールである。 The automatic stop control unit 102 is a control module that automatically stops a running engine when certain conditions are met. The restart control unit 103 is a control module that restarts an engine that has been stopped by the automatic stop control unit 102. The judgment unit 101 is a control module that performs various judgments and calculations necessary to execute the control by the automatic stop control unit 102 and the restart control unit 103.
<自動停止制御>
次に、稼働中のエンジンを自動的に停止させる自動停止制御の詳細について説明する。図3および図4は、当該自動停止制御の具体的手順を示すフローチャートである。このフローチャートによる制御がスタートすると、ECU100の判定部101は、予め定められた自動停止条件が成立したか否かを判定する(ステップS1)。自動停止条件は、エンジンの自動停止を許可する条件のことであり、車両の形式等によって種々の条件が設定され得る。
<Automatic stop control>
Next, the automatic stop control for automatically stopping the engine during operation will be described in detail. Figures 3 and 4 are flowcharts showing the specific procedure of the automatic stop control. When the control according to this flowchart starts, the determination unit 101 of the ECU 100 determines whether or not a predetermined automatic stop condition is satisfied (step S1). The automatic stop condition is a condition that permits automatic stopping of the engine, and various conditions can be set depending on the type of vehicle, etc.
例えば、走行用の動力源が実質的にエンジンのみである車両(いわゆるエンジン車)では、(i)車両が実質的に停止していること、(ii)アクセルペダルがオフ状態であること、(iii)プレーキペダルがオン状態であること、を含む複数の条件が全て揃った場合に、自動停止条件が成立し得る。この場合、判定部101は、車速センサSN6、アクセルセンサSN7、およびブレーキセンサSN8から入力される情報に基づいて、車速が実質的にゼロであるか否か、アクセル開度が実質的にゼロであるか否か、ブレーキペダルが踏み込み操作されているか否かをそれぞれ判定する。そして、これらの判定が全てYESであった場合(つまり上記(i)~(iii)の条件が全て成立した場合)に、自動停止条件が成立したと判定する。 For example, in a vehicle whose only power source for running is essentially an engine (a so-called engine vehicle), the automatic stop condition may be met when multiple conditions are met, including (i) the vehicle is essentially stopped, (ii) the accelerator pedal is in an off state, and (iii) the brake pedal is in an on state. In this case, the determination unit 101 determines whether the vehicle speed is essentially zero, whether the accelerator opening is essentially zero, and whether the brake pedal is being depressed, based on information input from the vehicle speed sensor SN6, the accelerator sensor SN7, and the brake sensor SN8. Then, if all of these determinations are YES (i.e., if all of the above conditions (i) to (iii) are met), it is determined that the automatic stop condition is met.
一方、走行用の動力源としてモータが併用される車両、すなわちモータのみによるEV走行が可能ないわゆるハイブリッド車両では、車両の走行中であってもエンジンの駆動力が不要になる場合があり、このような状況が生じたときに自動停止条件が成立し得る。この場合、判定部101は、車速センサSN6により検出される車速や、アクセルセンサSN7により検出されるアクセル開度等から、エンジンおよびモータを含む駆動源の目標トルクを算出し、算出した目標トルクを含む各種条件からエンジン出力(走行に寄与する正の出力トルク)が必要か否かを判定する。そして、エンジン出力が不要と判定された場合に、自動停止条件が成立したと判定する。 On the other hand, in vehicles that also use a motor as a power source for driving, i.e. so-called hybrid vehicles that are capable of EV driving using only the motor, there are cases where the driving force of the engine is not required even while the vehicle is driving, and when such a situation occurs, the automatic stop condition may be established. In this case, the determination unit 101 calculates the target torque of the driving source including the engine and motor from the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor SN6 and the accelerator opening detected by the accelerator sensor SN7, etc., and determines whether or not engine output (positive output torque that contributes to driving) is required based on various conditions including the calculated target torque. Then, if it is determined that engine output is not required, it determines that the automatic stop condition is established.
上記いずれのパターンによる自動停止条件であっても、これが成立する直前のエンジンの負荷は高くない。この状態において、エンジンは、第1EGR弁62および第2EGR弁72の少なくとも一方が開いた状態で運転される。すなわち、自動停止条件が成立する前提として、エンジンは、排気通路40から吸気通路30に排気ガスを還流させるEGRの実行中にあり、しかもそのEGR率(吸気中に占めるEGRガスの割合)は比較的高い。このため、自動停止条件が成立するとき、吸気通路30内の酸素濃度は、少なくともエンジン本体1の近傍(詳しくは第1EGR出口部61bよりも下流側の部分)において大気中の酸素濃度に対し有意に低下しており、その値は後述するステップS9で用いられる酸素濃度の目標値Dxよりも低くなっている。 Regardless of which of the above patterns the automatic stop condition is based on, the engine load is not high immediately before it is satisfied. In this state, the engine is operated with at least one of the first EGR valve 62 and the second EGR valve 72 open. That is, the premise for the automatic stop condition to be satisfied is that the engine is performing EGR, which recirculates exhaust gas from the exhaust passage 40 to the intake passage 30, and the EGR rate (the proportion of EGR gas in the intake air) is relatively high. Therefore, when the automatic stop condition is satisfied, the oxygen concentration in the intake passage 30 is significantly lower than the oxygen concentration in the atmosphere at least in the vicinity of the engine body 1 (more specifically, the portion downstream of the first EGR outlet 61b), and the value is lower than the target value Dx of the oxygen concentration used in step S9 described later.
上記ステップS1でYESと判定されて自動停止条件が成立したことが確認された場合、ECU100の自動停止制御部102は、スロットル弁32を閉じる(ステップS2)。すなわち、自動停止制御部102は、スロットル弁32の開度が全閉(0%)相当まで低下するようにスロットル弁32を閉駆動する。なお、第1EGR弁62および第2EGR弁72の開度は、自動停止条件が成立する以前の運転条件に応じて異なり得るが、少なくとも第1EGR弁62については、自動停止条件の成立時に開弁状態(全閉以外の状態)にあり、かつその状態が当該ステップS2においても維持されるものとする。言い換えると、当該ステップS2では、第1EGR弁62を開弁状態に維持しつつスロットル弁32を閉じる制御が実行される。 When the above step S1 is judged as YES and it is confirmed that the automatic stop condition is satisfied, the automatic stop control unit 102 of the ECU 100 closes the throttle valve 32 (step S2). That is, the automatic stop control unit 102 drives the throttle valve 32 to close so that the opening degree of the throttle valve 32 decreases to a degree equivalent to a fully closed state (0%). Note that the opening degrees of the first EGR valve 62 and the second EGR valve 72 may differ depending on the operating conditions before the automatic stop condition is satisfied, but at least the first EGR valve 62 is in an open state (a state other than fully closed) when the automatic stop condition is satisfied, and this state is maintained in the step S2. In other words, in the step S2, control is executed to close the throttle valve 32 while maintaining the first EGR valve 62 in an open state.
次いで、自動停止制御部102は、各気筒2のインジェクタ15からの燃料噴射を停止する燃料カットを実行する(ステップS3)。この燃料カットが実行されて以降は、各気筒2での燃焼が停止されることにより、エンジン回転数が徐々に低下していく。 Next, the automatic stop control unit 102 executes a fuel cut to stop fuel injection from the injector 15 of each cylinder 2 (step S3). After this fuel cut is executed, combustion in each cylinder 2 is stopped, and the engine speed gradually decreases.
次いで、判定部101は、酸素濃度調整制御の許可条件が成立するか否かを判定する(ステップS4)。酸素濃度調整制御とは、第1EGR通路61と吸気通路30との接続部である第1EGR出口部61bよりも下流側の吸気通路30(主にサージタンク34および吸気マニホールド30a)に存在する吸気中の酸素濃度を所定の目標値に調整する制御のことであり、ここでは後述のステップS5~S10の制御のことを指す。また、酸素濃度調整制御の許可条件とは、このような酸素濃度の目標値への調整の可否を左右する条件のことである。なお、以下では、調整の対象となる酸素濃度、つまり第1EGR出口部61bよりも下流側の吸気通路30に存在する吸気中の酸素濃度(換言すれば第1EGR通路61からEGRガスが還流された後の吸気中の酸素濃度)のことを、「最終吸気酸素濃度」ともいう。 Next, the determination unit 101 determines whether the permission conditions for oxygen concentration adjustment control are satisfied (step S4). The oxygen concentration adjustment control is a control for adjusting the oxygen concentration in the intake air present in the intake passage 30 downstream of the first EGR outlet 61b, which is the connection between the first EGR passage 61 and the intake passage 30 (mainly the surge tank 34 and the intake manifold 30a), to a predetermined target value, and refers to the control of steps S5 to S10 described below. The permission conditions for the oxygen concentration adjustment control are conditions that determine whether or not such adjustment to the target value of the oxygen concentration is possible. In the following, the oxygen concentration to be adjusted, that is, the oxygen concentration in the intake air present in the intake passage 30 downstream of the first EGR outlet 61b (in other words, the oxygen concentration in the intake air after the EGR gas is recirculated from the first EGR passage 61), is also referred to as the "final intake oxygen concentration".
具体的に、上記ステップS4では、酸素濃度調整制御の許可条件の成否が、エンジン水温および大気圧に基づき判定される。例えば、判定部101は、水温センサSN2により検出されるエンジン水温が所定の閾値以上であるという第1の条件と、吸気圧センサSN4の検出値から推定される大気圧が所定の閾値以上であるという第2の条件との双方が成立した場合に、上記許可条件が成立したと判定する。すなわち、判定部101は、後述するステップS5以降の酸素濃度調整制御の実行を許可する。 Specifically, in step S4, the fulfillment of the permission conditions for oxygen concentration adjustment control is determined based on the engine water temperature and atmospheric pressure. For example, the determination unit 101 determines that the permission conditions are fulfilled when both a first condition that the engine water temperature detected by the water temperature sensor SN2 is equal to or higher than a predetermined threshold and a second condition that the atmospheric pressure estimated from the detection value of the intake pressure sensor SN4 is equal to or higher than a predetermined threshold are fulfilled. In other words, the determination unit 101 permits the execution of oxygen concentration adjustment control from step S5 onwards, which will be described later.
逆に、上記第1および第2の条件のいずれかが非成立であった場合、つまりエンジン水温が低いかまたは大気圧が低い条件のときは、再始動時に必要な着火性が確保できない可能性があり、酸素濃度の調整よりも燃料の着火性を優先する必要がある。そこで、このような場合、判定部101は、上記ステップS4において上記許可条件が成立していないと判定し、酸素濃度調整制御を禁止する。この場合、自動停止制御部102は、酸素濃度を大きく上昇させつつエンジンを停止させる制御を実行する(ステップS22)。詳細は省略するが、このステップS22では、上述した最終吸気酸素濃度が着火性を十分確保し得る値まで上昇するように、燃料カット以降のいずれかのタイミングでスロットル弁32の開度を比較的高い値まで増大させる等の制御を実行する。 On the other hand, if either the first or second condition is not satisfied, that is, when the engine water temperature is low or the atmospheric pressure is low, the ignition quality required for restarting the engine may not be ensured, and it is necessary to prioritize the ignition quality of the fuel over the adjustment of the oxygen concentration. In such a case, the determination unit 101 determines that the permission condition is not satisfied in step S4 and prohibits the oxygen concentration adjustment control. In this case, the automatic stop control unit 102 executes control to stop the engine while greatly increasing the oxygen concentration (step S22). Although details are omitted, in this step S22, control is executed to increase the opening of the throttle valve 32 to a relatively high value at any timing after the fuel cut so that the final intake oxygen concentration described above increases to a value that can sufficiently ensure ignition.
上記ステップS4でYESと判定されて酸素濃度調整制御が許可されたことが確認された場合、自動停止制御部102は、スロットル弁32の開度および第1EGR弁62の開度がそれぞれ予め定められた中間開度になるように各弁32,62を制御する(ステップS5)。中間開度とは、全閉(0%)でも全開(100%)でもない開度のことであり、ガスの流通を許容しながら流路を実質的に絞るような開度のことである。当該ステップS5の制御により、スロットル弁32は全閉状態から開弁状態へと変化する。このようなスロットル弁32の開弁は、吸気中の酸素濃度を上昇させる作用をもたらす。 If the above step S4 is judged as YES and it is confirmed that the oxygen concentration adjustment control is permitted, the automatic stop control unit 102 controls each of the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 so that their opening degrees are predetermined intermediate opening degrees (step S5). The intermediate opening degree is an opening degree that is neither fully closed (0%) nor fully open (100%), and is an opening degree that essentially narrows the flow path while allowing gas to flow. The control of step S5 changes the throttle valve 32 from a fully closed state to an open state. Such opening of the throttle valve 32 has the effect of increasing the oxygen concentration in the intake air.
具体的に、上記ステップS5では、スロットル弁32および第1EGR弁62の開度が略同一の値に設定される。例えば、スロットル弁32および第1EGR弁62の各開度は、それぞれ30%程度に設定され得る。なお、第2EGR弁72の開度は適宜の値に設定し得るが、例えばスロットル弁32および第1EGR弁62とは別に定められた特定の中間開度に設定することができる。 Specifically, in step S5, the openings of the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 are set to approximately the same value. For example, the openings of the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 can each be set to approximately 30%. The opening of the second EGR valve 72 can be set to an appropriate value, for example, to a specific intermediate opening determined separately from the throttle valve 32 and the first EGR valve 62.
次いで、判定部101は、現在の酸素濃度条件が予め定められた想定濃度条件に該当するか否かを判定する(ステップS6)。具体的に、判定部101は、下記の条件(x)(y)の双方が成立した場合に、酸素濃度条件が想定濃度条件に該当すると判定する。
(x)最終吸気酸素濃度の推定値が予め定められた第1閾値D1以上である。
(y)排気酸素濃度の検出値が予め定められた第2閾値D2以上である。
Next, the determination unit 101 determines whether the current oxygen concentration condition corresponds to a predetermined assumed concentration condition (step S6). Specifically, the determination unit 101 determines that the oxygen concentration condition corresponds to the assumed concentration condition when both of the following conditions (x) and (y) are satisfied:
(x) The estimated value of the final inspired oxygen concentration is greater than or equal to a predetermined first threshold value D1.
(y) The detected value of the exhaust oxygen concentration is equal to or greater than a predetermined second threshold value D2.
上記条件(x)において、最終吸気酸素濃度の推定値とは、第1EGR出口部61bよりも下流側の吸気通路30における特定箇所(例えばサージタンク34)に存在する吸気中の酸素濃度の推定値のことであり、例えば、排気O2センサSN5により検出される排気酸素濃度と、エンジンの運転履歴(例えば直近の特定期間における第1・第2EGR弁62,72の開度データ等)とを含む諸条件から演算により推定される。上記条件(y)において、排気酸素濃度の検出値とは、排気O2センサSN5により検出される排気酸素濃度のことである。また、上記条件(x)で用いられる第1閾値D1は、後述するステップS9で用いられる酸素濃度の目標値Dxよりも小さい値に設定され(D1<Dx)、上記条件(y)で用いられる第2閾値D2は、上記第1閾値D1よりもさらに小さい値に設定される(D2<D1)。なお、最終吸気酸素濃度の第1閾値D1は、本発明における「所定の閾値」に相当する。 In the above condition (x), the estimated value of the final intake oxygen concentration is an estimated value of the oxygen concentration in the intake air present at a specific location (e.g., the surge tank 34) in the intake passage 30 downstream of the first EGR outlet portion 61b, and is estimated by calculation from various conditions including, for example, the exhaust oxygen concentration detected by the exhaust O2 sensor SN5 and the engine operation history (e.g., the opening data of the first and second EGR valves 62, 72 in the most recent specific period). In the above condition (y), the detected value of the exhaust oxygen concentration is the exhaust oxygen concentration detected by the exhaust O2 sensor SN5. In addition, the first threshold value D1 used in the above condition (x) is set to a value smaller than the target value Dx of the oxygen concentration used in step S9 described later (D1<Dx), and the second threshold value D2 used in the above condition (y) is set to a value even smaller than the first threshold value D1 (D2<D1). The first threshold value D1 of the final intake oxygen concentration corresponds to the "predetermined threshold value" in the present invention.
上記ステップS6でYESと判定されて現在の酸素濃度条件が想定濃度条件に該当することが確認された場合、つまり最終吸気酸素濃度の推定値と排気酸素濃度の検出値とがいずれも閾値(D1,D2)以上であることが確認された場合、自動停止制御部102は、スロットル弁32および第1EGR弁62の各開度がエンジン回転数と連動して変化するように各弁32,62を制御する(ステップS7)。具体的に、自動停止制御部102は、燃料カット後にエンジン回転数が漸減するのに応じてスロットル弁32および第1EGR弁62の各開度もそれぞれ漸減するように、各弁32,62を制御する。エンジン回転数の低下量に対する各弁32,62の開度低下量の割合を開度変化率とすると、当該開度変化率は、最終吸気酸素濃度の急変を招かずかつ吸気圧を安定させ得る適宜の値になるように予め定められている。なお、本実施形態において、スロットル弁32および第1EGR弁62の各開度は、それぞれ同一の開度変化率をもって低下するように制御される。言い換えると、当該ステップS7において、スロットル弁32および第1EGR弁62の各開度は、略同一の値に維持されつつ漸減される。 If the above step S6 is judged as YES and it is confirmed that the current oxygen concentration condition corresponds to the assumed concentration condition, that is, if it is confirmed that both the estimated value of the final intake oxygen concentration and the detected value of the exhaust oxygen concentration are equal to or greater than the threshold value (D1, D2), the automatic stop control unit 102 controls the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 so that their openings change in conjunction with the engine speed (step S7). Specifically, the automatic stop control unit 102 controls the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 so that their openings gradually decrease as the engine speed gradually decreases after the fuel cut. If the ratio of the amount of decrease in the opening of each valve 32, 62 to the amount of decrease in the engine speed is defined as the opening change rate, the opening change rate is predetermined to be an appropriate value that does not cause a sudden change in the final intake oxygen concentration and can stabilize the intake pressure. In this embodiment, the openings of the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 are controlled to decrease at the same rate of change in opening. In other words, in step S7, the openings of the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 are gradually decreased while being maintained at approximately the same value.
一方、上記ステップS6でNOと判定されて現在の酸素濃度条件が想定濃度条件に該当しないことが確認された場合、つまり最終吸気酸素濃度の推定値と排気酸素濃度の検出値との少なくとも一方が閾値(D1またはD2)未満であることが確認された場合、自動停止制御部102は、第1EGR弁62の開度よりもスロットル弁32の開度が大きくなるようにスロットル弁32および第1EGR弁62を制御する(ステップS8)。このステップS8において、スロットル弁32の開度は、仮に現在の酸素濃度条件が想定濃度条件に該当するとした場合におけるスロットル弁32の開度(つまり上記ステップS7で設定される開度)よりも大きく、かつ第1EGR弁62の開度よりも大きい値に設定される。例えば、上記ステップS7の開始時点におけるスロットル弁32および第1EGR弁62の開度がともに30%程度であるとすると、このステップS8では、スロットル弁32の開度を50%程度まで増大させるとともに、第1EGR弁62の開度を30%もしくはこれをやや下回る値に設定することが可能である。すなわち、酸素濃度が想定よりも低い条件で実行される当該ステップS8の制御では、そうでない条件で実行される上記ステップS7の制御のときと比較して、スロットル弁32の開度が増大される。一方、第1EGR弁62の開度は増大されず、略同一の開度(同一もしくはやや低めの開度)に維持される。 On the other hand, if the result of the above step S6 is NO and it is confirmed that the current oxygen concentration condition does not fall under the assumed concentration condition, that is, if it is confirmed that at least one of the estimated value of the final intake oxygen concentration and the detected value of the exhaust oxygen concentration is less than the threshold value (D1 or D2), the automatic stop control unit 102 controls the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 so that the opening degree of the throttle valve 32 is greater than the opening degree of the first EGR valve 62 (step S8). In this step S8, the opening degree of the throttle valve 32 is set to a value greater than the opening degree of the throttle valve 32 (i.e., the opening degree set in the above step S7) in the case where the current oxygen concentration condition falls under the assumed concentration condition, and greater than the opening degree of the first EGR valve 62. For example, if the openings of the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 are both about 30% at the start of step S7, then in step S8, the opening of the throttle valve 32 can be increased to about 50%, and the opening of the first EGR valve 62 can be set to 30% or a value slightly lower than that. That is, in the control of step S8, which is executed under conditions in which the oxygen concentration is lower than expected, the opening of the throttle valve 32 is increased compared to the control of step S7, which is executed under other conditions. On the other hand, the opening of the first EGR valve 62 is not increased, and is maintained at approximately the same opening (the same or a slightly lower opening).
上記ステップS7,S8のいずれかの制御が開始された後、判定部101は、最終吸気酸素濃度の推定値が予め定められた目標値Dx以上まで上昇したか否かを判定する(ステップS9)。ここで用いられる最終吸気酸素濃度の目標値Dxは、上述した第1閾値D1よりも大きい値に設定されるが、大気中の酸素濃度、つまり吸気が全て新気で占められた場合の吸気酸素濃度よりは小さい値に設定される。 After the control of either step S7 or S8 is started, the judgment unit 101 judges whether the estimated value of the final intake oxygen concentration has increased to or above a predetermined target value Dx (step S9). The target value Dx of the final intake oxygen concentration used here is set to a value larger than the first threshold value D1 described above, but smaller than the oxygen concentration in the atmosphere, that is, the intake oxygen concentration when all the intake air is fresh air.
上記ステップS9でYESと判定されて最終吸気酸素濃度が目標値Dx以上になったことが確認された場合、自動停止制御部102は、スロットル弁32を閉じる(ステップS10)。すなわち、自動停止制御部102は、スロットル弁32の開度が全閉相当まで低下するようにスロットル弁32を閉駆動する。 If the above step S9 returns YES and it is confirmed that the final intake oxygen concentration is equal to or greater than the target value Dx, the automatic stop control unit 102 closes the throttle valve 32 (step S10). That is, the automatic stop control unit 102 drives the throttle valve 32 to close so that the opening of the throttle valve 32 decreases to a position equivalent to a fully closed position.
次いで、自動停止制御部102は、吸気圧が所定の基準圧力Px(図5(d)参照)を下回らないように第1EGR弁62の開度を調整する(ステップS11)。ここで用いられる基準圧力Pxは、吸気圧センサSN4により検出されるサージタンク34内の圧力つまり吸気圧の基準値であって、大気圧をやや下回るような弱い負圧に相当する値に設定される。基準圧力Pxがこのような値(弱い負圧)であることから、当該ステップS11が開始されると、第1EGR弁62の開度はその直前の開度よりも増大させられる。すなわち、上記ステップS10でのスロットル弁32の閉弁により、新たな吸気の導入が基本的に停止されるので、この状態で吸気圧を弱い負圧に留めるには、第1EGR弁62の開度を増大させて第1EGR通路61を通じたEGRガスの還流を促進する必要がある。そこで、当該ステップS11において、自動停止制御部102は、第1EGR弁62を開方向に駆動し、それによって吸気圧が基準圧力Pxを下回らないように(弱い負圧に留まるように)調整する。具体的に、自動停止制御部102は、第1EGR弁62の基本開度をエンジン回転数からマップ等を参照しつつ決定するとともに、決定した基本開度を、吸気圧センサSN4による検出圧力を用いて補正することにより、第1EGR弁62の目標開度を算出する。ステップS11では、このように算出される目標開度に従って第1EGR弁62の開度が制御されることにより、サージタンク34内の吸気圧が基準圧力Pxを下回らないように(弱い負圧に)調整される。 Next, the automatic stop control unit 102 adjusts the opening of the first EGR valve 62 so that the intake pressure does not fall below a predetermined reference pressure Px (see FIG. 5(d)) (step S11). The reference pressure Px used here is the pressure in the surge tank 34 detected by the intake pressure sensor SN4, i.e., the reference value of the intake pressure, and is set to a value corresponding to a weak negative pressure that is slightly lower than the atmospheric pressure. Since the reference pressure Px is such a value (weak negative pressure), when step S11 is started, the opening of the first EGR valve 62 is increased from the opening immediately before. In other words, since the introduction of new intake air is basically stopped by the closing of the throttle valve 32 in step S10, in order to keep the intake pressure at a weak negative pressure in this state, it is necessary to increase the opening of the first EGR valve 62 to promote the return of EGR gas through the first EGR passage 61. Therefore, in step S11, the automatic stop control unit 102 drives the first EGR valve 62 in the opening direction, thereby adjusting the intake pressure so that it does not fall below the reference pressure Px (so that it remains at a weak negative pressure). Specifically, the automatic stop control unit 102 determines the basic opening of the first EGR valve 62 from the engine speed while referring to a map or the like, and calculates the target opening of the first EGR valve 62 by correcting the determined basic opening using the pressure detected by the intake pressure sensor SN4. In step S11, the opening of the first EGR valve 62 is controlled according to the target opening calculated in this way, and the intake pressure in the surge tank 34 is adjusted so that it does not fall below the reference pressure Px (to a weak negative pressure).
次いで、判定部101は、エンジン回転数が予め定められた基準回転数Nx未満まで低下したか否かを判定する(ステップS12)。基準回転数Nxは、上記ステップS3の燃料カット時のエンジン回転数よりも小さい値であって、今後の吸気圧の負圧化を適切なレベルに調整し得るような値に設定される。具体的に、基準回転数Nxは、後述するステップS13以降に大きく負圧化する吸気圧の最小値Py(図5(d)参照)が予め定められた目標範囲Zに収まるような値に設定される。なお、目標範囲Zは、例えば50kPaを含むように設定することができ、基準回転数Nxは、例えば700~800rpm程度に設定することができる。 Then, the determination unit 101 determines whether the engine speed has fallen below a predetermined reference speed Nx (step S12). The reference speed Nx is set to a value that is smaller than the engine speed at the time of fuel cut in step S3 above, and that allows the future negative pressure of the intake pressure to be adjusted to an appropriate level. Specifically, the reference speed Nx is set to a value that allows the minimum value Py (see FIG. 5(d)) of the intake pressure that is significantly negative after step S13 described below to fall within a predetermined target range Z. Note that the target range Z can be set to include, for example, 50 kPa, and the reference speed Nx can be set to, for example, about 700 to 800 rpm.
上記ステップS12でYESと判定されてエンジン回転数が基準回転数Nx未満になったことが確認された場合、自動停止制御部102は、第1EGR弁62を閉じる(ステップS13)。すなわち、自動停止制御部102は、第1EGR弁62の開度が全閉相当まで低下するように第1EGR弁62を閉駆動する。ここで、スロットル弁32は上記ステップS10の制御を経て既に全閉状態にある。このため、当該ステップS13以降は、スロットル弁32と第1EGR弁62との双方が全閉状態とされ、これによって吸気圧の負圧化が進行する。 If the above step S12 returns YES and it is confirmed that the engine speed is less than the reference speed Nx, the automatic stop control unit 102 closes the first EGR valve 62 (step S13). That is, the automatic stop control unit 102 drives the first EGR valve 62 to close so that the opening degree of the first EGR valve 62 decreases to a position equivalent to a fully closed position. Here, the throttle valve 32 is already in a fully closed state through the control of the above step S10. Therefore, from step S13 onwards, both the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 are in a fully closed state, which causes the intake pressure to become negative.
次いで、判定部101は、エンジンが完全停止したか否かを判定する(ステップS14)。すなわち、判定部101は、クランク角センサSN1により検出されるエンジン回転数が実質的にゼロまで低下したか否かを判定し、実質的にゼロまで低下した時点(つまりクランク軸7の回転が停止した時点)でエンジンが完全停止したと判定する。 Next, the determination unit 101 determines whether the engine has completely stopped (step S14). That is, the determination unit 101 determines whether the engine speed detected by the crank angle sensor SN1 has substantially decreased to zero, and determines that the engine has completely stopped when the engine speed has substantially decreased to zero (i.e., when the rotation of the crankshaft 7 has stopped).
上記ステップS14でYESと判定されてエンジンが完全停止したことが確認された場合、自動停止制御部102は、スロットル弁32を全閉状態に維持しつつ第1EGR弁62を中間開度もしくは全開に近い開度まで開く(ステップS15)。これは、エンジンの再始動に備えた準備制御であって、エンジンの再始動にクランキング抵抗が過大になるのを避ける等の目的で行われるものである。 If the above step S14 returns YES and it is confirmed that the engine has completely stopped, the automatic stop control unit 102 opens the first EGR valve 62 to an intermediate opening or to an opening close to full opening while maintaining the throttle valve 32 in a fully closed state (step S15). This is a preparatory control for restarting the engine, and is performed for the purpose of avoiding excessive cranking resistance when restarting the engine.
上述したステップS9以降の制御の流れから理解されるように、本実施形態のエンジンでは、通常、最終吸気酸素濃度が目標値Dx以上まで上昇する現象と、エンジン回転数が基準回転数Nx未満まで低下する現象とがこの順で起きるようになっている。しかしながら、例えば自動停止条件(S1)の成立時のエンジン回転数が想定よりもかなり低かった場合や、自動停止条件の成立時の吸気酸素濃度が想定よりもかなり低かった場合等には、前者の現象よりも後者の現象が先に起きることがあり得る。次に、このような特殊なケースで行われる制御の内容について説明する。 As can be seen from the control flow from step S9 onwards, in the engine of this embodiment, the phenomenon in which the final intake oxygen concentration rises to or above the target value Dx and the phenomenon in which the engine speed falls to below the reference speed Nx usually occur in that order. However, for example, if the engine speed when the automatic stop condition (S1) is met is significantly lower than expected, or if the intake oxygen concentration when the automatic stop condition is met is significantly lower than expected, the latter phenomenon may occur before the former phenomenon. Next, the contents of the control performed in such special cases will be explained.
上記のような特殊ケースの発生の有無を確認するため、判定部101は、上記ステップS9でNOと判定された場合(最終吸気酸素濃度が目標値Dx未満の場合)において、さらに、エンジン回転数が基準回転数Nx未満まで低下したか否かを判定する(ステップS17)。 To check whether the above special case has occurred, when the judgment result in step S9 is NO (when the final intake oxygen concentration is less than the target value Dx), the judgment unit 101 further judges whether the engine speed has decreased to less than the reference speed Nx (step S17).
上記ステップS17でYESと判定されてエンジン回転数が基準回転数Nx未満に低下したことが確認された場合、つまり、最終吸気酸素濃度が目標値Dx以上になるよりも前にエンジン回転数が基準回転数Nx未満まで低下するという特殊ケースが発生したことが確認された場合、自動停止制御部102は、スロットル弁32および第1EGR弁62の双方を閉じる(ステップS18)。すなわち、自動停止制御部102は、スロットル弁32および第1EGR弁62の各開度がそれぞれ全閉相当まで低下するようにスロットル弁32および第1EGR弁62を閉駆動する。 If the above step S17 returns YES and it is confirmed that the engine speed has fallen below the reference speed Nx, that is, if it is confirmed that a special case has occurred in which the engine speed falls below the reference speed Nx before the final intake oxygen concentration reaches or exceeds the target value Dx, the automatic stop control unit 102 closes both the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 (step S18). That is, the automatic stop control unit 102 drives the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 to close so that the opening degrees of the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 are reduced to the extent equivalent to being fully closed.
次いで、判定部101は、エンジンが完全停止したか否か、つまりエンジン回転数が実質的にゼロまで低下したか否かを判定する(ステップS19)。 Next, the determination unit 101 determines whether the engine has completely stopped, i.e., whether the engine speed has essentially dropped to zero (step S19).
上記ステップS19でYESと判定されてエンジンが完全停止したことが確認された場合、自動停止制御部102は、スロットル弁32を所定の中間開度まで開く(ステップS20)。これは、エンジンの再始動に備えた準備制御であって、エンジンの再始動時に着火性が不十分になるのを避ける等の目的で行われるものである。すなわち、上記特殊ケースでは、最終吸気酸素濃度が目標値Dxまで上昇する前にスロットル弁32が閉じられるので、この状態のままエンジンを再始動すると必要な着火性が確保されない可能性が高い。そこで、当該ステップS20において事前にスロットル弁32を開いておくことにより、再始動時の着火性を確保するようにしている。 If step S19 returns YES and it is confirmed that the engine has completely stopped, the automatic stop control unit 102 opens the throttle valve 32 to a predetermined intermediate opening (step S20). This is a preparatory control for restarting the engine, and is performed for the purpose of avoiding insufficient ignition when the engine is restarted. That is, in the special case described above, the throttle valve 32 is closed before the final intake oxygen concentration rises to the target value Dx, so if the engine is restarted in this state, there is a high possibility that the necessary ignition will not be ensured. Therefore, by opening the throttle valve 32 in advance in step S20, ignition at the time of restart is ensured.
<自動停止制御による各部の動作例>
図5は、図3および図4に示した自動停止制御が実行された場合の各状態量の時間変化の一例を示すタイムチャートであり、チャート(a)は自動停止条件の成否を示すフラグの時間変化を、チャート(b)はインジェクタ15からの燃料噴射の要否を示すフラグの時間変化を、チャート(c)はエンジン回転数の時間変化を、チャート(d)はサージタンク34内の吸気圧の時間変化を、チャート(e)はスロットル弁32および第1EGR弁62の各開度の時間変化を、チャート(f)はサージタンク34内の吸気酸素濃度(つまり最終吸気酸素濃度)の時間変化を、それぞれ示している。
<Example of operation of each part under automatic stop control>
FIG. 5 is a time chart showing an example of the change over time of each state quantity when the automatic stop control shown in FIG. 3 and FIG. 4 is executed, where chart (a) shows the change over time of a flag indicating whether the automatic stop condition is met, chart (b) shows the change over time of a flag indicating whether fuel injection from the injector 15 is required, chart (c) shows the change over time of the engine speed, chart (d) shows the change over time of the intake pressure in the surge tank 34, chart (e) shows the change over time of the opening degree of the throttle valve 32 and the first EGR valve 62, and chart (f) shows the change over time of the intake oxygen concentration in the surge tank 34 (i.e., the final intake oxygen concentration).
図5では、自動停止条件(図3のステップS1)が成立した時点をt0としている。この時点t0における自動停止条件の成立を受けて、まずスロットル弁32の開度が0%(全閉)まで低減される(チャート(e))。これは、図3のステップS2の制御に対応している。 In FIG. 5, the time when the automatic stop condition (step S1 in FIG. 3) is satisfied is set as t0. In response to the automatic stop condition being satisfied at this time t0, the opening of the throttle valve 32 is first reduced to 0% (fully closed) (chart (e)). This corresponds to the control of step S2 in FIG. 3.
自動停止条件の成立時点t0から遅れた時点t1において、燃料噴射を停止する燃料カットが実行される(チャート(b))。これは、図3のステップS3の制御に対応している。さらに、この燃料カットの直後において、スロットル弁32の開度が0%からα%まで増大されるとともに、第1EGR弁62の開度が同じくα%に設定される(チャート(e))。これは、図3のステップS5の制御に対応している。α%は、0%でも100%でもない所定の中間開度(例えば30%程度)に設定される。このように、スロットル弁32が中間開度まで開かれることにより、時点t1以降、最終吸気酸素濃度は徐々に増大していく(チャート(f))。また、スロットル弁32だけでなく第1EGR弁62も開かれるので、最終吸気酸素濃度はそれほど急激には上昇せず、比較的安定した上昇率をもって上昇する。なお、図5の例では、自動停止条件が成立する時点t0よりも前において、第1EGR弁62の開度がα%よりも大きい値に設定されている。このため、燃料カットに伴い、第1EGR弁62の開度は、α%よりも大きい開度からα%まで低減されることになる。 At time t1, which is delayed from time t0 when the automatic stop condition is satisfied, a fuel cut is performed to stop fuel injection (chart (b)). This corresponds to the control of step S3 in FIG. 3. Furthermore, immediately after this fuel cut, the opening of the throttle valve 32 is increased from 0% to α%, and the opening of the first EGR valve 62 is also set to α% (chart (e)). This corresponds to the control of step S5 in FIG. 3. α% is set to a predetermined intermediate opening (for example, about 30%) that is neither 0% nor 100%. In this way, by opening the throttle valve 32 to the intermediate opening, the final intake oxygen concentration gradually increases after time t1 (chart (f)). In addition, since not only the throttle valve 32 but also the first EGR valve 62 are opened, the final intake oxygen concentration does not increase so rapidly, but increases at a relatively stable rate of increase. In the example of FIG. 5, the opening degree of the first EGR valve 62 is set to a value greater than α% before time t0 when the automatic stop condition is satisfied. Therefore, when fuel is cut off, the opening degree of the first EGR valve 62 is reduced from an opening degree greater than α% to α%.
燃料カットの実行時点t1から遅れた時点t2において、エンジン回転数が実際に低下し始める(チャート(c))。これを受けて、時点t2以降、スロットル弁32および第1EGR弁62の各開度が徐々に低減される(チャート(e))。これは、図3のステップS7の制御に対応している。ここで、当該ステップS7の制御が実行されるということは、その前のステップS4,S6の判定がいずれもYESであったことを意味する。言い換えると、図5のタイムチャートは、酸素濃度調整制御の許可条件が成立しかつ酸素濃度条件が想定濃度条件に該当する場合の動作例を示すものである。この場合、最終吸気酸素濃度は閾値D1以上であるから、特に急いで最終吸気酸素濃度を上昇させる必要はない。そこで、図5では、最終吸気酸素濃度の上昇率を適度に抑えるべく、時点t2以降、エンジン回転数に連動してスロットル弁32および第1EGR弁62の各開度を漸減させる上記制御が実行される。 At time t2, which is delayed from the execution time t1 of the fuel cut, the engine speed actually starts to decrease (chart (c)). In response to this, the openings of the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 are gradually reduced after time t2 (chart (e)). This corresponds to the control of step S7 in FIG. 3. Here, the execution of the control of step S7 means that the previous judgments of steps S4 and S6 were both YES. In other words, the time chart of FIG. 5 shows an example of operation when the permission condition for the oxygen concentration adjustment control is established and the oxygen concentration condition corresponds to the assumed concentration condition. In this case, since the final intake oxygen concentration is equal to or higher than the threshold value D1, there is no particular need to increase the final intake oxygen concentration in a hurry. Therefore, in FIG. 5, in order to moderately suppress the rate of increase of the final intake oxygen concentration, the above control is executed to gradually decrease the openings of the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 in conjunction with the engine speed after time t2.
エンジン回転数の低下開始時点t2から遅れた時点t3において、最終吸気酸素濃度が目標値Dxまで上昇する(チャート(f))。これを受けて、スロットル弁32の開度が0%まで低減されるとともに、第1EGR弁62の開度がβ%(>α%)まで増大される(チャート(e))。これは、図4のステップS10,S11の制御に対応している。スロットル弁32が全閉状態とされることにより、最終吸気酸素濃度の上昇が実質的に停止し、その値が目標値Dxの近傍に維持される(チャート(f))。また、第1EGR弁62の開度が増大されることにより、吸気圧が大きく低下しないように調整され、その値が基準圧力Pxを下回らない値に維持される(チャート(d))。 At time t3, which is delayed from time t2 when the engine speed starts to decrease, the final intake oxygen concentration rises to the target value Dx (chart (f)). In response to this, the opening of the throttle valve 32 is reduced to 0%, and the opening of the first EGR valve 62 is increased to β% (>α%) (chart (e)). This corresponds to the control of steps S10 and S11 in FIG. 4. By fully closing the throttle valve 32, the increase in the final intake oxygen concentration is essentially stopped, and the value is maintained near the target value Dx (chart (f)). In addition, by increasing the opening of the first EGR valve 62, the intake pressure is adjusted so that it does not drop significantly, and the value is maintained at a value that does not fall below the reference pressure Px (chart (d)).
目標値Dxの達成時点t3から遅れた時点t4において、エンジン回転数が基準回転数Nxまで低下する(チャート(c))。これを受けて、第1EGR弁62の開度が0%まで低減される(チャート(e))。これは、図4のステップS13の制御に対応している。当該制御により、第1EGR弁62およびスロットル弁32の双方が全閉状態とされるので、時点t4以降、吸気圧は急激に低下していき、サージタンク34および吸気マニホールド30a内に比較的強い負圧が生成されるようになる(チャート(d))。このような負圧の生成は、エンジンのポンピングロスを増大させるので、仮にスロットル弁32または第1EGR弁62を開弁させた場合と比べてエンジン回転数の低下スピードを速めることになる。 At time t4, which is delayed from time t3 when the target value Dx is achieved, the engine speed drops to the reference speed Nx (chart (c)). In response to this, the opening of the first EGR valve 62 is reduced to 0% (chart (e)). This corresponds to the control of step S13 in FIG. 4. This control causes both the first EGR valve 62 and the throttle valve 32 to be fully closed, so that after time t4, the intake pressure drops rapidly and a relatively strong negative pressure is generated in the surge tank 34 and the intake manifold 30a (chart (d)). The generation of such negative pressure increases the pumping loss of the engine, and therefore the speed at which the engine speed drops is increased compared to the case in which the throttle valve 32 or the first EGR valve 62 is opened.
時点t4からしばらくして(ここではエンジン完全停止の直前に)、吸気圧は最小値Pyまで低下し、それ以上は低下しなくなる。チャート(d)には、この吸気圧の最小値Pyが目標範囲Zに適切に収まった例が示されている。このことは、基準回転数Nxへの低下をトリガーとした第1EGR弁62の閉弁が、吸気圧の最小値Pyが目標範囲Zに収まるような適切なタイミングで実行されたことを意味する。 Some time after time t4 (in this case, just before the engine comes to a complete stop), the intake pressure drops to the minimum value Py and does not drop any further. Chart (d) shows an example in which the minimum value Py of the intake pressure falls appropriately within the target range Z. This means that the closing of the first EGR valve 62, triggered by the drop to the reference rotation speed Nx, is performed at an appropriate timing so that the minimum value Py of the intake pressure falls within the target range Z.
基準回転数Nxへの低下時点t4から遅れた時点t5において、エンジン回転数がゼロまで低下し、エンジンが完全停止に至る。すると、その後の時点t6において、第1EGR弁62が0%からγ%まで増大される。これは、図4のステップS15の制御に対応している。図5の例において、γ%は、上述したα%およびβ%のいずれよりも大きい高開度(例えば全開に近い開度)に設定される。 At time t5, delayed from time t4 when the engine speed drops to the reference speed Nx, the engine speed drops to zero and the engine comes to a complete stop. Then, at the subsequent time t6, the first EGR valve 62 is increased from 0% to γ%. This corresponds to the control of step S15 in FIG. 4. In the example of FIG. 5, γ% is set to a high opening (e.g., close to full opening) that is greater than both the α% and β% described above.
なお、以上説明した図5の動作例において、時点t1から時点t3までの間にスロットル弁32および第1EGR弁62を共に開弁状態にする制御は、本発明における「第1の制御」に相当する。また、時点t3でスロットル弁32を閉じる制御は、本発明における「第2の制御」に相当する。 In the above-described operation example of FIG. 5, the control for opening both the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 between time t1 and time t3 corresponds to the "first control" in the present invention. Also, the control for closing the throttle valve 32 at time t3 corresponds to the "second control" in the present invention.
次に、図3のステップS6の判定がNOであった場合、つまり酸素濃度条件が想定濃度条件に該当しなかった場合の動作例を、図6を用いて説明する。この図6のタイムチャートにおける時点t0~t6は、上述した図5のタイムチャートにおける時点t0~t6と同じ意味をもつものとする。ただし、図6の例では、燃料カットの実行時点t1における最終吸気酸素濃度が、図5におけるそれよりも低く、かつ第1閾値D1を下回っている。これにより、図6の例では、上記ステップS6での判定がNOとなり、スロットル弁32を比較的大きく開弁させるステップS8の制御が実行される。図6において、時点t1から時点t3までの間のスロットル弁32の開度が、図5におけるそれよりも大きいのはそのためである。具体的に、図6では、時点t1以降にスロットル弁32の開度が0%からα1%まで増大されるとともに、この増大後の開度α1が、時点t1の直後に設定される第1EGR弁62の開度α2%よりも大きくされる。 Next, an example of operation when the determination in step S6 in FIG. 3 is NO, that is, when the oxygen concentration condition does not meet the assumed concentration condition, will be described with reference to FIG. 6. The time points t0 to t6 in the time chart in FIG. 6 have the same meaning as the time points t0 to t6 in the time chart in FIG. 5 described above. However, in the example in FIG. 6, the final intake oxygen concentration at the time point t1 when the fuel cut is executed is lower than that in FIG. 5 and is below the first threshold value D1. As a result, in the example in FIG. 6, the determination in step S6 above becomes NO, and the control in step S8 for opening the throttle valve 32 relatively widely is executed. This is why the opening degree of the throttle valve 32 from time point t1 to time point t3 in FIG. 6 is larger than that in FIG. 5. Specifically, in FIG. 6, the opening degree of the throttle valve 32 is increased from 0% to α1% after time point t1, and the increased opening degree α1 is made larger than the opening degree α2% of the first EGR valve 62 set immediately after time point t1.
上述した時点t1以降のスロットル弁32の開弁は、最終吸気酸素濃度を比較的大きい上昇率で上昇させる。これにより、時点t1から遅れた時点t3において、当該最終吸気酸素濃度が目標値Dxまで上昇し、これに応じてスロットル弁32が全閉状態とされる。一方、第1EGR弁62は、時点t3において一旦開方向に駆動されるとともに、その後の時点t4において全閉状態とされる。 The opening of the throttle valve 32 after time t1 increases the final intake oxygen concentration at a relatively large rate. As a result, at time t3, which is delayed from time t1, the final intake oxygen concentration increases to the target value Dx, and the throttle valve 32 is accordingly closed. On the other hand, the first EGR valve 62 is driven once in the opening direction at time t3, and is then closed at time t4.
<作用効果>
以上説明したとおり、本実施形態では、エンジンの自動停止条件の成立に応じて、インジェクタ15からの燃料噴射を停止する燃料カット(図3のステップS3)が実行されるとともに、当該燃料カットからエンジンの完全停止までの間に、第1EGR出口部61bよりも下流側の吸気通路30に存在する吸気中の酸素濃度である最終吸気酸素濃度が目標値Dxまで上昇するようにスロットル弁32および第1EGR弁62が制御される。具体的に、この酸素濃度調整のための制御には、燃料カットの直後にスロットル弁32を開弁状態にする制御(図5または図6の時点t1~t3参照)が含まれ、当該開弁状態のときのスロットル弁32の開度は、最終吸気酸素濃度が第1閾値D1以上であることを含む想定濃度条件に該当するとき(図3のステップS7)の方が、当該想定濃度条件に該当しないとき(ステップS8)よりも小さくされる。言い換えると、スロットル弁32を開弁状態にするときの最終吸気酸素濃度が第1閾値D1未満である場合は、当該最終吸気酸素濃度が第1閾値D1以上である場合(より詳しくは排気酸素濃度が第2閾値D2以上という条件がさらに成立する場合)に比べてスロットル弁32の開度が大きくされる。このような構成によれば、自動停止したエンジンを始動させる再始動時に良好な着火性を確保できるという利点がある。
<Action and effect>
As described above, in this embodiment, in response to the establishment of the automatic engine stop condition, a fuel cut (step S3 in FIG. 3) is performed to stop fuel injection from the injector 15, and the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 are controlled so that the final intake oxygen concentration, which is the oxygen concentration in the intake air present in the intake passage 30 downstream of the first EGR outlet 61b, rises to the target value Dx during the period from the fuel cut to the complete stop of the engine. Specifically, the control for adjusting the oxygen concentration includes a control for opening the throttle valve 32 immediately after the fuel cut (see time points t1 to t3 in FIG. 5 or FIG. 6), and the opening degree of the throttle valve 32 in the open state is made smaller when the assumed concentration condition including the final intake oxygen concentration being equal to or greater than the first threshold value D1 is met (step S7 in FIG. 3) than when the assumed concentration condition is not met (step S8). In other words, when the final intake oxygen concentration when the throttle valve 32 is opened is less than the first threshold value D1, the opening degree of the throttle valve 32 is made larger than when the final intake oxygen concentration is equal to or greater than the first threshold value D1 (more specifically, when the condition that the exhaust oxygen concentration is equal to or greater than the second threshold value D2 is also satisfied). This configuration has the advantage of ensuring good ignition performance when restarting an engine that has automatically stopped.
自動停止条件の成立前は、EGR通路61,71を通じた排気ガスの還流(EGR操作)が行われることにより、最終吸気酸素濃度が大気中の酸素濃度よりも有意に低くなっている。このため、仮に最終吸気酸素濃度を上昇させる対策を行わなかった場合には、その後のエンジンの再始動時に、燃料の着火性が損なわれて、再始動の動作が不安定になるおそれがある。これに対し、本実施形態では、燃料カットの直後にスロットル弁32等が開弁状態とされて、エンジンが完全停止する前に最終吸気酸素濃度が目標値Dxまで上昇させられるので、再始動時の着火性を良好に確保して再始動動作の安定化を図ることができる。 Before the automatic stop condition is met, exhaust gas is recirculated through the EGR passages 61, 71 (EGR operation), so the final intake oxygen concentration is significantly lower than the oxygen concentration in the atmosphere. For this reason, if no measures are taken to increase the final intake oxygen concentration, the ignition of the fuel may be impaired when the engine is subsequently restarted, and the restart operation may become unstable. In contrast, in this embodiment, the throttle valve 32 and the like are opened immediately after the fuel cut, and the final intake oxygen concentration is increased to the target value Dx before the engine is completely stopped, so that ignition at the time of restart can be ensured well and the restart operation can be stabilized.
ただし、例えば燃料カットの時点で想定よりも多くのEGRガスが吸気中に含有されていたような場合は、燃料カット以降のスロットル弁32の開度をより開き側に制御しないと、上記最終吸気酸素濃度を目標値Dxまで上昇させられない可能性がある。これに対し、本実施形態では、スロットル弁32を開弁状態にするときの最終吸気酸素濃度が第1閾値D1未満である場合に、スロットル弁32の開度が相対的に大きくされるので(図6の時点t1~t3参照)、燃料カット以前の運転状態にかかわらず最終吸気酸素濃度を適切に目標値Dxまで上昇させることができ、再始動時の着火性を良好に確保することができる。 However, for example, if more EGR gas than expected is contained in the intake air at the time of fuel cut, the throttle valve 32 must be opened further after fuel cut to prevent the final intake oxygen concentration from increasing to the target value Dx. In contrast, in this embodiment, if the final intake oxygen concentration is less than the first threshold value D1 when the throttle valve 32 is opened, the throttle valve 32 is opened relatively larger (see time points t1 to t3 in FIG. 6), so that the final intake oxygen concentration can be increased appropriately to the target value Dx regardless of the operating state before the fuel cut, and good ignition performance can be ensured during restart.
また、本実施形態では、最終吸気酸素濃度を目標値Dxまで上昇させるための制御として、スロットル弁32を一旦開弁状態にしてその後閉じる制御が実行されるので、最終吸気酸素濃度を目標値Dxまで上昇させた後にその状態を保持することができる。すなわち、燃料カットの直後にスロットル弁32が開弁状態とされるので、酸素を豊富に含んだ新気がスロットル弁32よりも下流側の吸気通路30に流入し、それによって最終吸気酸素濃度が上昇する。また、最終吸気酸素濃度が目標値Dxまで上昇した時点でスロットル弁32が閉弁される(全閉状態とされる)ので、スロットル弁32を通じた新気の導入が停止される結果、最終吸気酸素濃度を実質的に目標値Dxに維持することができる。このことは、エンジン再始動時の最終吸気酸素濃度を、自動停止条件成立時の濃度よりも高く、かつ大気中に含まれる酸素濃度よりも低い値に調整できることを意味する。言い換えると、本実施形態では、不活性ガスであるEGRガスが吸気中に含まれた状態を再始動の開始まで維持できるので、再始動時に各気筒2での燃焼温度が過度に上昇してNOxの生成量が増大するのを防止することができる。このように、スロットル弁32を開弁状態にしてから閉じるようにした本実施形態の構成によれば、再始動時の着火性を確保しつつNOx生成量を抑制することができる。 In addition, in this embodiment, as a control for raising the final intake oxygen concentration to the target value Dx, the throttle valve 32 is once opened and then closed, so that the final intake oxygen concentration can be raised to the target value Dx and then maintained in that state. That is, the throttle valve 32 is opened immediately after the fuel cut, so that fresh air rich in oxygen flows into the intake passage 30 downstream of the throttle valve 32, thereby raising the final intake oxygen concentration. In addition, the throttle valve 32 is closed (fully closed) at the point when the final intake oxygen concentration rises to the target value Dx, so that the introduction of fresh air through the throttle valve 32 is stopped, and the final intake oxygen concentration can be substantially maintained at the target value Dx. This means that the final intake oxygen concentration at the time of engine restart can be adjusted to a value higher than the concentration at the time when the automatic stop condition is established and lower than the oxygen concentration contained in the atmosphere. In other words, in this embodiment, the inert gas EGR gas can be maintained in the intake air until the start of the restart, so that the combustion temperature in each cylinder 2 can be prevented from rising excessively during the restart, which would increase the amount of NOx produced. In this way, the configuration of this embodiment in which the throttle valve 32 is opened and then closed can suppress the amount of NOx produced while ensuring ignition during the restart.
また、本実施形態では、燃料カットの直後にスロットル弁32を開弁状態にする制御の際に、第1EGR弁62も開弁状態とされるので(図3のステップS5)、第1EGR弁62を開弁状態とせずに閉じた場合に比べて新気の流入量を減らすことができ、最終吸気酸素濃度が急上昇するのを回避することができる。これにより、最終吸気酸素濃度の推定が容易になるので、当該最終吸気酸素濃度が目標値Dxに達した時点を精度よく特定することができ、濃度調整の精度を高めることができる。 In addition, in this embodiment, when the throttle valve 32 is opened immediately after a fuel cut, the first EGR valve 62 is also opened (step S5 in FIG. 3), so the amount of fresh air flowing in can be reduced compared to when the first EGR valve 62 is closed rather than opened, and a sudden rise in the final intake oxygen concentration can be avoided. This makes it easier to estimate the final intake oxygen concentration, so the point in time at which the final intake oxygen concentration reaches the target value Dx can be accurately identified, improving the accuracy of concentration adjustment.
さらに、本実施形態では、スロットル弁32および第1EGR弁62の双方を開弁状態にする制御(図3のステップS5)において、当該制御の開始時点における最終吸気酸素濃度の条件によって各弁32,62の開度の大小関係が変更される(ステップS7,S8)。具体的に、当該最終吸気酸素濃度が第1閾値D1以上である場合(より詳しくは排気酸素濃度が第2閾値D2以上という条件がさらに成立する場合)には、スロットル弁32および第1EGR弁62の開度が略同一に設定される一方で(図5の時点t1~t3参照)、当該最終吸気酸素濃度が第1閾値D1未満である場合には、スロットル弁32の開度の方が第1EGR弁62の開度よりも大きくされる(図6の時点t1~t3参照)。このような構成によれば、スロットル弁32および第1EGR弁62を開弁状態にするときの最終酸素濃度の大きさに応じて各弁32,62開度をそれぞれ適切に設定することができ、最終吸気酸素濃度を目標値Dxまで確実に上昇させることができる。 Furthermore, in this embodiment, in the control for opening both the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 (step S5 in FIG. 3), the magnitude relationship of the opening degree of each valve 32, 62 is changed depending on the condition of the final intake oxygen concentration at the start of the control (steps S7, S8). Specifically, when the final intake oxygen concentration is equal to or greater than the first threshold D1 (more specifically, when the condition that the exhaust oxygen concentration is equal to or greater than the second threshold D2 is also satisfied), the opening degree of the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 are set to be approximately the same (see time points t1 to t3 in FIG. 5), while when the final intake oxygen concentration is less than the first threshold D1, the opening degree of the throttle valve 32 is made larger than the opening degree of the first EGR valve 62 (see time points t1 to t3 in FIG. 6). With this configuration, the opening degree of each valve 32, 62 can be appropriately set according to the magnitude of the final oxygen concentration when the throttle valve 32 and the first EGR valve 62 are opened, and the final intake oxygen concentration can be reliably increased to the target value Dx.
<変形例>
上記実施形態では、燃料カットの後に、最終吸気酸素濃度(推定値)が第1閾値D1以上であるという条件と、排気酸素濃度(検出値)が第2閾値D2以上であるという条件との双方が成立するか否かを判定し(ステップS6)、当該判定の結果がNOのとき(ステップS8)のスロットル弁32の開度がYESのとき(ステップS7)の開度よりも大きくなるようにスロットル弁32を制御したが、排気酸素濃度を考慮せず、吸気酸素濃度の大小のみによってスロットル弁32の開度を調整してもよい。この場合、スロットル弁32の開度は、最終吸気酸素濃度が所定の閾値以上か否かによって増減されることになる。すなわち、最終酸素濃度が前記閾値未満のときのスロットル弁32の開度の方が前記閾値以上のときの開度よりも大きくなるように、スロットル弁32が制御される。
<Modification>
In the above embodiment, after the fuel cut, it is determined whether or not both the condition that the final intake oxygen concentration (estimated value) is equal to or greater than the first threshold value D1 and the condition that the exhaust oxygen concentration (detected value) is equal to or greater than the second threshold value D2 are satisfied (step S6), and the throttle valve 32 is controlled so that the opening degree of the throttle valve 32 when the result of the determination is NO (step S8) is larger than the opening degree when the result is YES (step S7). However, the opening degree of the throttle valve 32 may be adjusted only depending on the intake oxygen concentration without considering the exhaust oxygen concentration. In this case, the opening degree of the throttle valve 32 is increased or decreased depending on whether the final intake oxygen concentration is equal to or greater than a predetermined threshold value. In other words, the throttle valve 32 is controlled so that the opening degree of the throttle valve 32 when the final oxygen concentration is less than the threshold value is larger than the opening degree when the final oxygen concentration is equal to or greater than the threshold value.
また、上記実施形態では、スロットル弁32(および第1EGR弁62)を開弁状態にする制御の開始時点における最終吸気酸素濃度の大きさに基づいて、スロットル弁32の開度を通常よりも増大させるか否かを判定したが、当該増大の要否を判定するために最終吸気酸素濃度を確認する時期(本発明における特定時期)は、自動停止条件の成立時点からスロットル弁の開弁動作中のいずれかの時点までの間に含まれればよく、その限りにおいて種々の変更が可能である。 In addition, in the above embodiment, the determination of whether or not to increase the opening of the throttle valve 32 from the normal opening was made based on the magnitude of the final intake oxygen concentration at the start of control to open the throttle valve 32 (and the first EGR valve 62). However, the time at which the final intake oxygen concentration is checked to determine whether or not such an increase is necessary (the specific time in the present invention) may be any time between the establishment of the automatic stop condition and any time during the opening operation of the throttle valve, and various modifications are possible to that extent.
上記実施形態では、第1EGR出口部61bよりも下流側の吸気通路30に存在する吸気中の酸素濃度(第1EGR通路61からEGRガスが還流された後の吸気中の酸素濃度)である最終吸気酸素濃度を演算により推定し、推定した最終吸気酸素濃度が目標値Dxまで上昇した時点でスロットル弁32を閉じるようにしたが、最終吸気酸素濃度をセンサにより直接検出するようにしてもよい。例えば、酸素濃度を検出可能なセンサをサージタンク34に取り付け、当該センサにより最終吸気酸素濃度を検出してもよい。 In the above embodiment, the final intake oxygen concentration, which is the oxygen concentration in the intake air present in the intake passage 30 downstream of the first EGR outlet 61b (the oxygen concentration in the intake air after the EGR gas is recirculated from the first EGR passage 61), is estimated by calculation, and the throttle valve 32 is closed when the estimated final intake oxygen concentration rises to the target value Dx. However, the final intake oxygen concentration may be detected directly by a sensor. For example, a sensor capable of detecting oxygen concentration may be attached to the surge tank 34, and the final intake oxygen concentration may be detected by the sensor.
上記実施形態では、タービン52よりも上流側の排気通路40とスロットル弁32よりも下流側の吸気通路30とを互いに接続する第1EGR通路61を含む高圧EGR装置60に加えて、タービン52よりも下流側の排気通路40とスロットル弁32よりも上流側の吸気通路30とを互いに接続する第2EGR通路71を含む低圧EGR装置70をエンジンに設けたが、低圧EGR装置70は必須ではなく、省略してもよい。 In the above embodiment, in addition to the high-pressure EGR device 60 including the first EGR passage 61 connecting the exhaust passage 40 upstream of the turbine 52 and the intake passage 30 downstream of the throttle valve 32, the engine is provided with a low-pressure EGR device 70 including a second EGR passage 71 connecting the exhaust passage 40 downstream of the turbine 52 and the intake passage 30 upstream of the throttle valve 32, but the low-pressure EGR device 70 is not essential and may be omitted.
上記実施形態では、軽油を含有する燃料を圧着着火により燃焼させるディーゼルエンジンに本発明を適用した例について説明したが、本発明を適用可能なエンジンは、排気通路から吸気通路に排気ガスを還流するEGR操作が可能なエンジンであればよく、ディーゼルエンジン以外のエンジンに本発明を適用してもよい。例えば、ガソリンを含有する燃料を火花点火により燃焼させることが可能でかつEGR装置を備えたガソリンエンジンに本発明を適用することも可能である。 In the above embodiment, an example of applying the present invention to a diesel engine that burns fuel containing diesel oil by pressure ignition has been described, but the engine to which the present invention can be applied is any engine that is capable of EGR operation that recirculates exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage, and the present invention may be applied to engines other than diesel engines. For example, the present invention can also be applied to a gasoline engine that is capable of burning fuel containing gasoline by spark ignition and is equipped with an EGR device.
1 :エンジン本体
2 :気筒
7 :クランク軸(出力軸)
15 :インジェクタ
30 :吸気通路
32 :スロットル弁
40 :排気通路
61 :第1EGR通路(EGR通路)
61b :第1EGR出口部(EGR通路と吸気通路との接続部)
62 :第1EGR弁(EGR弁)
101 :判定部
102 :自動停止制御部(制御部)
1: Engine body 2: Cylinder 7: Crankshaft (output shaft)
15: injector 30: intake passage 32: throttle valve 40: exhaust passage 61: first EGR passage (EGR passage)
61b: First EGR outlet (connection between the EGR passage and the intake passage)
62: First EGR valve (EGR valve)
101: Determination unit 102: Automatic stop control unit (control unit)
Claims (4)
前記気筒に燃料を供給するインジェクタと、
前記EGR通路に開閉可能に設けられたEGR弁と、
前記EGR通路と前記吸気通路との接続部よりも上流側の吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、
エンジンを自動的に停止させる自動停止条件が成立したか否かを判定する判定部と、
前記インジェクタ、前記スロットル弁、および前記EGR弁を含むエンジンの各部を制御する制御部とを備え、
前記判定部により前記自動停止条件が成立したことが確認された場合、前記制御部は、前記インジェクタによる燃料の供給を停止する燃料カットを実行するとともに、当該燃料カットが実行されてから前記出力軸の回転が停止するまでの間に、前記接続部よりも下流側の吸気通路内の酸素濃度が所定の目標値まで上昇するように前記スロットル弁および前記EGR弁を制御する酸素濃度調整制御を実行し、
前記自動停止条件の成立以降の特定時期における前記酸素濃度が前記目標値よりも小さい所定の閾値未満である場合は、当該閾値以上の場合と比べて前記酸素濃度調整制御中の前記スロットル弁の開度が増大される、ことを特徴とするエンジンの停止制御装置。 A stop control device is applied to an engine having a cylinder, an output shaft that rotates by receiving energy of combustion in the cylinder, an intake passage through which intake air introduced into the cylinder flows, an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the cylinder flows, and an EGR passage connecting the intake passage and the exhaust passage,
an injector for supplying fuel to the cylinder;
an EGR valve provided in the EGR passage so as to be capable of opening and closing;
a throttle valve provided in an intake passage upstream of a connection portion between the EGR passage and the intake passage so as to be capable of opening and closing;
a determination unit that determines whether an automatic stop condition for automatically stopping the engine is satisfied;
a control unit that controls each part of the engine including the injector, the throttle valve, and the EGR valve,
When the determination unit confirms that the automatic stop condition is satisfied, the control unit executes a fuel cut to stop the supply of fuel by the injector, and executes an oxygen concentration adjustment control to control the throttle valve and the EGR valve so that the oxygen concentration in the intake passage downstream of the connection portion increases to a predetermined target value during the period from when the fuel cut is executed to when the rotation of the output shaft stops,
an engine stop control device characterized in that, when the oxygen concentration at a specific time after the automatic stop condition is satisfied is less than a predetermined threshold value which is smaller than the target value, the opening degree of the throttle valve during the oxygen concentration adjustment control is increased compared to when the oxygen concentration is equal to or greater than the threshold value.
前記酸素濃度調整制御は、前記酸素濃度が上昇するように前記スロットル弁を開弁状態にする第1の制御と、前記酸素濃度が前記目標値まで上昇した時点で前記スロットル弁を閉じる第2の制御とを含み、
前記特定時期における前記酸素濃度が前記閾値未満である場合は、当該閾値以上の場合と比べて前記第1の制御中の前記スロットル弁の開度が増大される、ことを特徴とするエンジンの停止制御装置。 2. The engine stop control device according to claim 1,
the oxygen concentration adjustment control includes a first control of opening the throttle valve so that the oxygen concentration increases, and a second control of closing the throttle valve when the oxygen concentration increases to the target value,
An engine stop control device characterized in that, when the oxygen concentration at the specific time is less than the threshold value, the opening degree of the throttle valve during the first control is increased compared to when the oxygen concentration is equal to or greater than the threshold value.
前記第1の制御は、前記スロットル弁だけでなく前記EGR弁も開弁状態にする制御である、ことを特徴とするエンジンの停止制御装置。 3. The engine stop control device according to claim 2,
2. An engine stop control device according to claim 1, wherein the first control is a control for opening not only the throttle valve but also the EGR valve.
前記特定時期における前記酸素濃度が前記閾値以上であるときに実行される前記第1の制御では、前記スロットル弁の開度が前記EGR弁の開度と略同一に設定され、
前記特定時期における前記酸素濃度が前記閾値未満であるときに実行される前記第1の制御では、前記スロットル弁の開度が前記EGR弁の開度よりも大きくされる、ことを特徴とするエンジンの停止制御装置。 4. The engine stop control device according to claim 3,
In the first control that is executed when the oxygen concentration at the specific time is equal to or higher than the threshold value, an opening degree of the throttle valve is set to be substantially equal to an opening degree of the EGR valve,
An engine stop control device, characterized in that, in the first control that is executed when the oxygen concentration at the specific time is less than the threshold value, the opening degree of the throttle valve is made larger than the opening degree of the EGR valve.
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004100497A (en) | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Nissan Motor Co Ltd | Automatic engine stop / restart device |
| JP2005344653A (en) | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Mazda Motor Corp | Engine starter |
| JP2013015091A (en) | 2011-07-05 | 2013-01-24 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
| JP2014040804A (en) | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Isuzu Motors Ltd | Engine start control device for hybrid vehicle |
| US20150369180A1 (en) | 2014-06-19 | 2015-12-24 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for stopping and starting an engine with dedicated egr |
-
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004100497A (en) | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Nissan Motor Co Ltd | Automatic engine stop / restart device |
| JP2005344653A (en) | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Mazda Motor Corp | Engine starter |
| JP2013015091A (en) | 2011-07-05 | 2013-01-24 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
| JP2014040804A (en) | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Isuzu Motors Ltd | Engine start control device for hybrid vehicle |
| US20150369180A1 (en) | 2014-06-19 | 2015-12-24 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for stopping and starting an engine with dedicated egr |
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