JP7639741B2 - Internal combustion engine control system - Google Patents
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Description
本開示は、内燃機関の制御システムに関する。 This disclosure relates to a control system for an internal combustion engine.
従来、排気浄化装置に取り付けられるフィルタに堆積した粒子状物質を検知するPMセンサが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1は、PMセンサを用いて燃料性状を判定する内燃機関の制御システムを開示している。 Conventionally, PM sensors that detect particulate matter accumulated on a filter attached to an exhaust purification device are known (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a control system for an internal combustion engine that uses a PM sensor to determine fuel properties.
近年、二酸化炭素削減のために、バイオ燃料が開発されている。バイオ燃料は、石油由来の燃料と混合されて使用される場合も多い。したがって、内燃機関の制御システムは、粒子状物質の堆積状態に基づいて、このような2種類の燃料の混合割合を判定できることが好ましい。 In recent years, biofuels have been developed to reduce carbon dioxide emissions. Biofuels are often used in combination with petroleum-derived fuels. Therefore, it is preferable that the control system of an internal combustion engine be able to determine the mixing ratio of these two types of fuels based on the accumulation state of particulate matter.
本開示の課題は、粒子状物質の堆積状態に基づいて、混合燃料の混合割合を判定可能な内燃機関の制御システムを提供することである。 The objective of the present disclosure is to provide an internal combustion engine control system that can determine the mixture ratio of a fuel mixture based on the accumulation state of particulate matter.
本開示に係る内燃機関の制御システムは、第1燃料と第2燃料とを混合した燃焼が使用可能な内燃機関の制御システムである。内燃機関の制御システムは、粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの上流に配置され、前記粒子状物質の堆積状態を検知する検知部と、前記第1燃料によって堆積され増加する前記粒子状物質の堆積量を予め設定した第1堆積量と、前記第2燃料によって堆積され増加する前記粒子状物質の堆積量を予め設定した第2堆積量と、前記検知部によって検知した前記粒子状物質の第3堆積量と、に基づいて、前記第1燃料と前記第2燃料の混合割合を判定する判定制御を実行する、制御装置と、を備える。
A control system for an internal combustion engine according to the present disclosure is a control system for an internal combustion engine capable of using a mixture of a first fuel and a second fuel, the control system for an internal combustion engine including a filter for collecting particulate matter, a detection unit disposed upstream of the filter for detecting an accumulation state of the particulate matter, and a control device for executing a determination control for determining a mixing ratio of the first fuel and the second fuel based on a first accumulation amount that is a preset amount of accumulation of the particulate matter accumulated and increased by the first fuel, a second accumulation amount that is a preset amount of accumulation of the particulate matter accumulated and increased by the second fuel, and a third accumulation amount of the particulate matter detected by the detection unit.
この内燃機関の制御システムによれば、第1堆積量と、第2堆積量と、検知部によって検知した第3堆積量と、に基づいて、第1燃料と第2燃料との混合割合を判定できる。 This internal combustion engine control system can determine the mixture ratio of the first fuel and the second fuel based on the first accumulation amount, the second accumulation amount, and the third accumulation amount detected by the detection unit.
本開示によれば、粒子状物質の堆積状態に基づいて、混合燃料の混合割合を判定可能な内燃機関の制御システムを提供できる。 The present disclosure provides an internal combustion engine control system that can determine the mixture ratio of a fuel mixture based on the accumulation state of particulate matter.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下明細書において吸気、または排気の流れる方向に対して上流側を上流と明細書に記し、下流側を下流と明細書に記す。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that in the following specification, the upstream side in the flow direction of intake or exhaust air will be referred to as "upstream" and the downstream side will be referred to as "downstream."
図1に示すように、内燃機関2の制御システム1は、フィルタ4と、PMセンサ(検知部の一例)6と、排気循環装置8と、燃料タンク10と、給油リッド12と、過給機14と、インタークーラ16と、スロットル弁18と、制御装置20と、を備える。本実施形態の内燃機関2は、燃料タンク10にバイオ燃料(第1燃料の一例)と、軽油(第2燃料の一例)と、を混合した燃料を使用可能なディーゼルエンジンである。内燃機関2は、吸気通路2aから吸気を気筒2bに送り、燃料噴射弁2cから噴射した燃料と吸気とを混合する。内燃機関2は、ピストン2dで混合気を圧縮し、自着火する。本実施形態の内燃機関2は、車両(例えば、自動車)に搭載される。 As shown in FIG. 1, the control system 1 of the internal combustion engine 2 includes a filter 4, a PM sensor (an example of a detection unit) 6, an exhaust gas recirculation device 8, a fuel tank 10, a fuel filler lid 12, a turbocharger 14, an intercooler 16, a throttle valve 18, and a control device 20. The internal combustion engine 2 of this embodiment is a diesel engine that can use a fuel mixture of biofuel (an example of a first fuel) and diesel (an example of a second fuel) stored in the fuel tank 10. The internal combustion engine 2 sends intake air from an intake passage 2a to a cylinder 2b, and mixes the intake air with fuel injected from a fuel injection valve 2c. The internal combustion engine 2 compresses the mixture with a piston 2d and self-ignites it. The internal combustion engine 2 of this embodiment is mounted on a vehicle (e.g., an automobile).
本実施形態では、内燃機関2は、気筒2bから排出された排気が過給機14のタービン14aを回転させる。タービン14aは、同軸上に配置されたコンプレッサ14bを回転させ、吸気を過給する。過給した吸気は、インタークーラ16によって冷却される。しかし、過給機14は必ずしも必要ではない。 In this embodiment, in the internal combustion engine 2, the exhaust gas discharged from the cylinder 2b rotates the turbine 14a of the turbocharger 14. The turbine 14a rotates the compressor 14b arranged on the same shaft, and supercharges the intake air. The supercharged intake air is cooled by the intercooler 16. However, the turbocharger 14 is not necessarily required.
フィルタ4は、排気を浄化する排気浄化装置3に配置される。フィルタ4は、排気中に含まれる粒子状物質を捕集する。本実施形態では、フィルタ4は、ディーゼルエンジンの粒子状物質(PM)を捕集するディーゼルパーティキュレータフィルタである。フィルタ4の上流には、酸化触媒4aが配置される。酸化触媒4aは、燃料噴射弁2cから噴射された燃料を燃焼反応させ、排気温度を上昇させる。これによって、フィルタ4に流入する排気が高温になる。高温になった排気は、フィルタ4に捕集された粒子状物質を燃焼させ、フィルタ4を再生する。排気浄化装置3は、フィルタ4の下流に配置される、図示しないNOxトラップ、または尿素選択還元触媒などを有してもよい。 The filter 4 is disposed in the exhaust purification device 3 that purifies the exhaust. The filter 4 captures particulate matter contained in the exhaust. In this embodiment, the filter 4 is a diesel particulate filter that captures particulate matter (PM) from a diesel engine. An oxidation catalyst 4a is disposed upstream of the filter 4. The oxidation catalyst 4a causes a combustion reaction of the fuel injected from the fuel injection valve 2c, raising the exhaust temperature. This causes the exhaust gas flowing into the filter 4 to become hot. The hot exhaust gas burns the particulate matter captured in the filter 4, regenerating the filter 4. The exhaust purification device 3 may also have a NOx trap or a urea selective reduction catalyst (not shown) disposed downstream of the filter 4.
PMセンサ6は、フィルタ4の上流に配置され、粒子状物質の堆積状態を検知する。PMセンサ6は、粒子状物質が堆積すると電流値が変化するセンサである。具体的には、粒子状物質が堆積すると電流が流れやすくなり、電流値が増加する。PMセンサ6は、ヒータ6aを有する。ヒータ6aは、PMセンサ6に堆積した粒子状物質を焼き除去する。PMセンサ6のその他の構成は、既存のPMセンサと同様であればよく、より詳細な説明は省略する。本実施形態では、PMセンサ6は、酸化触媒4aとフィルタ4との間に配置される。これによって、PMセンサ6に燃料の燃え残り等が付着することを抑制できる。しかし、PMセンサ6は、酸化触媒4aよりも上流側に配置されてもよい。PMセンサ6は、制御装置20と電気的に接続され、電流値を制御装置20に送信する。また、ヒータ6aの作動は、制御装置20によって制御される。 The PM sensor 6 is disposed upstream of the filter 4 and detects the accumulation state of particulate matter. The PM sensor 6 is a sensor whose current value changes when particulate matter accumulates. Specifically, when particulate matter accumulates, the current flows more easily and the current value increases. The PM sensor 6 has a heater 6a. The heater 6a burns and removes particulate matter accumulated in the PM sensor 6. The other configurations of the PM sensor 6 may be the same as those of existing PM sensors, and a detailed description will be omitted. In this embodiment, the PM sensor 6 is disposed between the oxidation catalyst 4a and the filter 4. This can prevent the adhesion of fuel residues and the like to the PM sensor 6. However, the PM sensor 6 may be disposed upstream of the oxidation catalyst 4a. The PM sensor 6 is electrically connected to the control device 20 and transmits a current value to the control device 20. The operation of the heater 6a is controlled by the control device 20.
排気循環装置8は、内燃機関2に排気循環ガスを導入する装置である。より具体的には、排気循環装置8は、気筒2bから排出された排気を吸気通路2aに循環する装置である。排気循環装置8は、排気循環通路8aと、排気循環弁8bと、を有する。排気循環通路8aは、排気通路4bと吸気通路2aとを接続する。排気循環弁8bは、排気循環通路8a上に設けられ、排気循環通路8aを開閉することによって、排気から循環された排気循環ガスを吸気通路2aに導入する。排気循環弁8bは、制御装置20と電気的に接続され、制御装置20によって制御される。制御装置20は、排気循環弁8bを制御し、排気循環ガスの吸気への導入量を制御する。本実施形態では、制御装置20は、スロットル弁18を制御し、スロットル弁18を閉じることによって吸気通路2aに負圧を発生させる。制御装置20は、これによっても排気循環ガスの導入量を制御できる。 The exhaust recirculation device 8 is a device that introduces exhaust recirculation gas into the internal combustion engine 2. More specifically, the exhaust recirculation device 8 is a device that recirculates the exhaust discharged from the cylinder 2b to the intake passage 2a. The exhaust recirculation device 8 has an exhaust recirculation passage 8a and an exhaust recirculation valve 8b. The exhaust recirculation passage 8a connects the exhaust passage 4b and the intake passage 2a. The exhaust recirculation valve 8b is provided on the exhaust recirculation passage 8a, and introduces the exhaust recirculation gas recirculated from the exhaust into the intake passage 2a by opening and closing the exhaust recirculation passage 8a. The exhaust recirculation valve 8b is electrically connected to the control device 20 and is controlled by the control device 20. The control device 20 controls the exhaust recirculation valve 8b to control the amount of exhaust recirculation gas introduced into the intake. In this embodiment, the control device 20 controls the throttle valve 18 and closes the throttle valve 18 to generate negative pressure in the intake passage 2a. The control device 20 can also control the amount of exhaust recirculation gas introduced by this.
燃料タンク10は、バイオ燃料と軽油とを貯蔵し、燃料噴射弁2cに供給するための装置である。本実施形態では、燃料タンク10は、給油口10aを開閉する給油リッド12と、燃料レベルセンサ10bと、を有する。給油リッド12は、制御装置20と電気的に接続され、給油リッド12の開閉状態を制御装置20に送信する。燃料レベルセンサ10bは、制御装置20と電気的に接続され、燃料タンク10の燃料の残存量(燃料レベル)を制御装置20に送信する。 The fuel tank 10 is a device for storing biofuel and diesel and supplying them to the fuel injection valve 2c. In this embodiment, the fuel tank 10 has a fuel filler lid 12 that opens and closes the fuel filler port 10a, and a fuel level sensor 10b. The fuel filler lid 12 is electrically connected to the control device 20 and transmits the open/closed state of the fuel filler lid 12 to the control device 20. The fuel level sensor 10b is electrically connected to the control device 20 and transmits the remaining amount of fuel (fuel level) in the fuel tank 10 to the control device 20.
制御装置20は、バイオ燃料によって堆積される粒子状物質の堆積量を予め設定した第1堆積量と、軽油によって堆積される粒子状物質の堆積量を予め設定した第2堆積量と、PMセンサ6によって検知した粒子状物質の第3堆積量と、に基づいて、バイオ燃料と軽油の混合割合(混合率)を判定する判定制御を実行する。 The control device 20 executes a determination control to determine the mixing ratio (mixing rate) of the biofuel and diesel based on a first accumulation amount, which is a preset amount of particulate matter accumulated by the biofuel, a second accumulation amount, which is a preset amount of particulate matter accumulated by the diesel, and a third accumulation amount of particulate matter detected by the PM sensor 6.
より具体的には、図2に示すように、制御装置20は、内燃機関2にバイオ燃料のみを使用した場合における、所定時間中の粒子状物質の堆積量である第1堆積量の変化(図2の一点鎖線参照)を記憶している。制御装置20は、内燃機関2に軽油のみを使用した場合における、所定時間中の粒子状物質の堆積量である第2堆積量の変化(図2の破線参照)も記憶している。所定時間は、第1堆積量の変化および第2堆積量の変化を実験によって計測した時間であってもよい。制御装置20は、第1堆積量と、第2堆積量と、PMセンサ6から取得した第3堆積量(図2の実線参照)と、を比較し、バイオ燃料と軽油の混合割合を判定する。 2, the control device 20 stores the change in the first deposition amount (see dashed line in FIG. 2), which is the deposition amount of particulate matter during a predetermined time, when only biofuel is used in the internal combustion engine 2. The control device 20 also stores the change in the second deposition amount (see dashed line in FIG. 2), which is the deposition amount of particulate matter during a predetermined time, when only diesel is used in the internal combustion engine 2. The predetermined time may be the time during which the change in the first deposition amount and the change in the second deposition amount are measured by experiment. The control device 20 compares the first deposition amount, the second deposition amount, and the third deposition amount obtained from the PM sensor 6 (see solid line in FIG. 2), to determine the mixing ratio of biofuel and diesel.
本実施形態では制御装置20は、第1堆積量と第2堆積量とに基づいて、バイオ燃料と軽油の混合割合に応じた推定堆積量(図2の二点鎖線参照)を演算している。制御装置20は、PMセンサ6の電流値から、実際に排気中に流れる粒子状物質の堆積量に相当する第3堆積量を取得する。制御装置20は、取得した第3堆積量と推定堆積量を比較することによって、推定した混合割合に対して、実際の混合割合が高いか低いかを判定する。制御装置20は、推定した混合割合に対して第3堆積量が多い場合、軽油の割合を推定した割合よりも高く補正する。一方、制御装置20は、推定した混合割合に対して第3堆積量が少ない場合、バイオ燃料の割合を推定した割合よりも高く補正する。これによって、制御装置20は、混合割合を判定できる。なお、PMセンサ6は、粒子状物質がPMセンサ6のセンサ素子に堆積するまでの一定期間は、不感帯を有する。制御装置20は、この間も、推定堆積量を演算している。 In this embodiment, the control device 20 calculates an estimated deposition amount (see the two-dot chain line in FIG. 2) according to the mixture ratio of biofuel and diesel based on the first deposition amount and the second deposition amount. The control device 20 acquires a third deposition amount corresponding to the deposition amount of particulate matter actually flowing in the exhaust gas from the current value of the PM sensor 6. The control device 20 judges whether the actual mixture ratio is higher or lower than the estimated mixture ratio by comparing the acquired third deposition amount with the estimated deposition amount. When the third deposition amount is higher than the estimated mixture ratio, the control device 20 corrects the ratio of diesel to be higher than the estimated ratio. On the other hand, when the third deposition amount is lower than the estimated mixture ratio, the control device 20 corrects the ratio of biofuel to be higher than the estimated ratio. This allows the control device 20 to determine the mixture ratio. The PM sensor 6 has a dead zone for a certain period until particulate matter is deposited in the sensor element of the PM sensor 6. The control device 20 calculates the estimated deposition amount during this period as well.
制御装置20は、排気循環ガスの導入割合を決定し、排気循環ガスの導入量が、エアクリーナ32に取り付けられたエアフロセンサ22によって検知した吸気量に対して決定した導入割合となるように、排気循環弁8bの開度を制御する。制御装置20は、内燃機関2の運転領域ごとに排気循環ガスの導入割合を定めたマップに基づいて、排気循環ガスの導入割合を決定してもよい。 The control device 20 determines the introduction ratio of the exhaust recirculation gas, and controls the opening of the exhaust recirculation valve 8b so that the amount of exhaust recirculation gas introduced is the introduction ratio determined for the intake air volume detected by the air flow sensor 22 attached to the air cleaner 32. The control device 20 may determine the introduction ratio of the exhaust recirculation gas based on a map that defines the introduction ratio of the exhaust recirculation gas for each operating range of the internal combustion engine 2.
このほか、制御装置20は、エアフロセンサ22、およびアクセルポジションセンサ30aなどのセンサから取得した値に基づいて、内燃機関2が所望の運転状態となるように、燃料噴射弁2c、排気循環弁8b、および過給機14の過給圧、などの各装置の制御を実行してもよい。制御装置20は、実際には、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等とを含むマイクロコンピュータによって構成されるECU(Electrоnic Control Unit)である。制御装置20は、メモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、内燃機関2が、所望の運転状態となるように各装置を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)により処理することも可能である。 In addition, the control device 20 may control each device, such as the fuel injection valve 2c, the exhaust recirculation valve 8b, and the boost pressure of the turbocharger 14, so that the internal combustion engine 2 is in a desired operating state, based on values obtained from sensors such as the airflow sensor 22 and the accelerator position sensor 30a. The control device 20 is actually an ECU (Electronic Control Unit) composed of a microcomputer including a calculation device, memory, input/output buffers, etc. The control device 20 controls each device so that the internal combustion engine 2 is in a desired operating state, based on maps and programs stored in the memory. Note that the various controls are not limited to processing by software, and can also be processed by dedicated hardware (electronic circuits).
次に、図3のフローチャートを用いて、制御装置20が実行する制御手順について説明する。なお、制御装置20は、図示しないイグニッションスイッチがオンされると制御動作を開始する。 Next, the control procedure executed by the control device 20 will be described with reference to the flowchart in FIG. 3. The control device 20 starts the control operation when an ignition switch (not shown) is turned on.
ステップS1において、制御装置20は、給油がされたか否か判断する。本実施形態では、制御装置20は、給油リッド12の開閉状態を検知し、給油リッド12が開いた場合に、給油が開始されたと判断する。その他、制御装置20は、燃料レベルが上昇したと判断した場合に給油がされたと判断してもよい。制御装置20は、給油がされたと判断するとステップS2に処理を進める。 In step S1, the control device 20 determines whether refueling has been performed. In this embodiment, the control device 20 detects the open/closed state of the fuel filler lid 12, and determines that refueling has started when the fuel filler lid 12 is open. Alternatively, the control device 20 may determine that refueling has been performed when it determines that the fuel level has risen. When the control device 20 determines that refueling has been performed, the process proceeds to step S2.
ステップS2では、制御装置20は、ヒータ6aを作動させ、PMセンサ6に堆積した粒子状物質を除去するとともに、第3堆積量をリセットするセンサリセットを実行する。これによって、バイオ燃料と軽油の混合割合をより正確に判定できる。しかし、制御装置20は、センサリセットを必ずしも実行しなくてもよい。具体的には、制御装置20は、PMセンサ6の第3堆積量の現在値に基づいて、センサリセットの要否を判断したのち実行してもよい。例えば、制御装置20は、第3堆積量が所定量よりも多い場合に、センサリセットを実行してもよい。制御装置20は、センサリセットを実行するとステップS3に処理を進める。 In step S2, the control device 20 activates the heater 6a to remove particulate matter accumulated in the PM sensor 6 and executes a sensor reset to reset the third accumulation amount. This allows the mixing ratio of biofuel and diesel to be determined more accurately. However, the control device 20 does not necessarily have to execute a sensor reset. Specifically, the control device 20 may execute a sensor reset after determining whether or not a sensor reset is necessary based on the current value of the third accumulation amount of the PM sensor 6. For example, the control device 20 may execute a sensor reset when the third accumulation amount is greater than a predetermined amount. After executing the sensor reset, the control device 20 proceeds to step S3.
ステップS3では、制御装置20は、給油がされたと判断してから所定期間経過したか否か判断する。所定期間は、例えば、給油された燃料が燃料噴射弁2cに到達する時間に応じて設定すればよい。すなわち、所定期間は、燃料タンク10から燃料噴射弁2cまでの配管に残った燃料が入れ替わるまでの時間を基準に設定される。所定期間は、例えば、燃料タンク10から燃料噴射弁2cまでの容量と、単位時間あたりに燃料が輸送される量、または単位時間あたりの燃料噴射量などから演算してもよい。さらに、制御装置20は、所定期間にPMセンサ6の不感帯を考慮した期間を含んでもよい。これによって、制御装置20は、より正確に混合割合を判定できる。制御装置20は、所定期間経過したと判断すると(ステップS3 YES)、ステップS4に処理を進める。 In step S3, the control device 20 determines whether a predetermined period of time has elapsed since it was determined that refueling had been performed. The predetermined period of time may be set, for example, according to the time it takes for the refueled fuel to reach the fuel injection valve 2c. In other words, the predetermined period of time is set based on the time it takes for the fuel remaining in the piping from the fuel tank 10 to the fuel injection valve 2c to be replaced. The predetermined period of time may be calculated, for example, from the capacity from the fuel tank 10 to the fuel injection valve 2c, the amount of fuel transported per unit time, or the amount of fuel injected per unit time. Furthermore, the control device 20 may include a period that takes into account the dead zone of the PM sensor 6 in the predetermined period of time. This allows the control device 20 to more accurately determine the mixture ratio. If the control device 20 determines that the predetermined period of time has elapsed (step S3 YES), the process proceeds to step S4.
ステップS4では、制御装置20は、排気循環ガスが内燃機関2の吸気に所定割合以上となるように排気循環装置8を制御する排気循環制御を実行する。バイオ燃料は燃料中に酸素原子が存在するため、排気循環ガスを増量しても軽油と比べて粒子状物質が増えにくい傾向にある。このため、排気循環ガスを増量したほうが、第3堆積量中における軽油による粒子状物質の堆積量と、バイオ燃料による粒子状物質の堆積量の差が大きくなる。 In step S4, the control device 20 executes exhaust recirculation control to control the exhaust recirculation device 8 so that the exhaust recirculation gas is at a predetermined ratio or more in the intake air of the internal combustion engine 2. Since biofuel contains oxygen atoms, even if the amount of exhaust recirculation gas is increased, particulate matter tends to increase less than with diesel. For this reason, increasing the amount of exhaust recirculation gas increases the difference between the amount of particulate matter deposited by diesel and the amount of particulate matter deposited by biofuel in the third deposition amount.
所定割合は、例えば、同一の運転領域における通常状態の排気循環ガスの導入量が吸気量に対して第1導入割合(例えば、30%)である場合、第1導入割合よりも大きい第2導入割合(例えば、40%)としてもよい。また、別の運転点において導入割合が所定割合以上である場合、制御装置20は、導入割合を維持してもよい。このように、制御装置20は、排気循環ガスを増量することによって、第3堆積量中における軽油による粒子状物質の堆積量と、バイオ燃料による粒子状物質の堆積量と、の差が大きくなるように制御する。制御装置20は、排気循環制御を実行すると、ステップS5に処理を進める。 For example, when the amount of exhaust recirculation gas introduced in the normal state in the same operating range is a first introduction ratio (e.g., 30%) relative to the intake air volume, the predetermined ratio may be a second introduction ratio (e.g., 40%) that is greater than the first introduction ratio. Also, when the introduction ratio is equal to or greater than the predetermined ratio at another operating point, the control device 20 may maintain the introduction ratio. In this way, the control device 20 increases the amount of exhaust recirculation gas to control the difference between the amount of particulate matter deposited due to diesel and the amount of particulate matter deposited due to biofuel in the third accumulation amount to be greater. After executing exhaust recirculation control, the control device 20 proceeds to step S5.
ステップS5では、制御装置20は、アイドル中か否か判断する。本実施形態では制御装置20は、アクセルペダル30が踏み込まれておらず、アクセルポジションセンサ30aの出力がゼロ、かつ、燃料噴射弁2cが燃料噴射を実行し内燃機関2の回転を維持している場合にアイドル中であると判断する。しかし、アイドル中か否かの判断は、その他の方法によって判断してもよい。 In step S5, the control device 20 determines whether the engine is idling. In this embodiment, the control device 20 determines that the engine is idling when the accelerator pedal 30 is not depressed, the output of the accelerator position sensor 30a is zero, and the fuel injection valve 2c is injecting fuel to maintain the rotation of the internal combustion engine 2. However, the determination of whether the engine is idling may be made by other methods.
制御装置20は、ステップS5において、アイドル中ではないと判断した場合(ステップS5 NO)、ステップS6に処理を進める。ステップS6では、制御装置20は、定常走行中か否か判断する。定常走行中は、内燃機関2の出力変化が所定範囲内である状態の一例である。所定範囲は、例えば、出力変化がプラスマイナス5kW以内、またはトルクの変化がプラスマイナス5Nm以内など、内燃機関2が一定の出力で運転されている状態を示す範囲であればよい。制御装置20は、定常走行中であるか否かを、アクセルポジションセンサ30aの出力の変化率に基づいて判断してもよい。具体的には、制御装置20は、アクセルポジションセンサ30aの出力の変化率が所定範囲内の場合、定常走行中であると判断してもよい。また、制御装置20は、内燃機関2の出力変化を取得し、出力変化が一定である場合に、定常走行中であると判断してもよい。 When the control device 20 determines in step S5 that the vehicle is not idling (step S5 NO), the process proceeds to step S6. In step S6, the control device 20 determines whether the vehicle is in steady running or not. Steady running is an example of a state in which the output change of the internal combustion engine 2 is within a predetermined range. The predetermined range may be, for example, a range that indicates a state in which the internal combustion engine 2 is operated at a constant output, such as an output change within ±5 kW or a torque change within ±5 Nm. The control device 20 may determine whether the vehicle is in steady running or not based on the rate of change in the output of the accelerator position sensor 30a. Specifically, the control device 20 may determine that the vehicle is in steady running when the rate of change in the output of the accelerator position sensor 30a is within a predetermined range. The control device 20 may also obtain the output change of the internal combustion engine 2 and determine that the vehicle is in steady running when the output change is constant.
制御装置20は、定常走行中であると判断した場合(ステップS6 YES)、ステップS7に処理を進め、判定制御を実行する。制御装置20は、ステップS7で判定制御を実行すると、ステップS1に処理を進める。 If the control device 20 determines that the vehicle is in steady-state driving (YES in step S6), the process proceeds to step S7 and executes judgment control. After executing judgment control in step S7, the control device 20 proceeds to step S1.
ステップS1において、制御装置20は、給油がされていないと判断した場合(ステップS1 NO)、ステップS4に処理を進め、前述した排気循環制御を実行する。 If the control device 20 determines in step S1 that fuel has not been refueled (step S1 NO), the process proceeds to step S4 and executes the exhaust gas recirculation control described above.
制御装置20は、ステップS3において所定期間経過していないと判断した場合(ステップS3 NO)、所定期間経過するまで待つ。これによって、制御装置20は、混合割合の誤検出を抑制できる。 If the control device 20 determines in step S3 that the predetermined period has not elapsed (step S3 NO), it waits until the predetermined period has elapsed. This allows the control device 20 to suppress erroneous detection of the mixture ratio.
制御装置20は、ステップS5においてアイドル中であると判断した場合(ステップS6 NO)、ステップS8に処理を進め判定制御を禁止する。アイドル中は、粒子状物質が排出されにくい。このため、制御装置20は、アイドル中の判定制御を禁止することによって、より正確に混合割合の判定をしやすい。制御装置20は、判定制御を禁止すると、ステップS5に処理を進める。 When the control device 20 determines in step S5 that the engine is idling (step S6 NO), the control device 20 proceeds to step S8 and prohibits judgment control. When the engine is idling, particulate matter is less likely to be emitted. Therefore, by prohibiting judgment control during idling, the control device 20 can more accurately determine the mixture ratio. After prohibiting judgment control, the control device 20 proceeds to step S5.
制御装置20は、ステップS6において定常走行中でないと判断した場合(ステップS6 NO)、ステップS8に処理を進め判定制御を禁止する。定常走行中以外は、粒子状物質が過剰に排出されやすい。このため、制御装置20は、定常走行中以外の判定制御を禁止することによって、より正確に混合割合の判定をしやすい。制御装置20は、ステップS6において定常走行中であると判断した場合(ステップS6 YES)、ステップS7に処理を進め判定制御を実施し、ステップS1に処理を戻す。制御装置20は、ステップS1からステップS8までの処理を所定時間毎に繰り返し実行する。 If the control device 20 determines in step S6 that the vehicle is not in steady-state driving (step S6 NO), the process proceeds to step S8 and prohibits judgment control. Excessive particulate matter is likely to be emitted when the vehicle is not in steady-state driving. For this reason, the control device 20 can more accurately determine the mixture ratio by prohibiting judgment control when the vehicle is not in steady-state driving. If the control device 20 determines in step S6 that the vehicle is in steady-state driving (step S6 YES), the control device 20 proceeds to step S7 and performs judgment control, and returns to step S1. The control device 20 repeatedly executes the processes from step S1 to step S8 at predetermined time intervals.
以上説明した通り、本開示の内燃機関2の制御システム1によれば、制御装置20は、第1堆積量と第2堆積量と、PMセンサ6によって検知した第3堆積量に基づいて、バイオ燃料と軽油との混合割合を判定できる。 As described above, according to the control system 1 of the internal combustion engine 2 disclosed herein, the control device 20 can determine the mixing ratio of biofuel and diesel based on the first and second accumulation amounts and the third accumulation amount detected by the PM sensor 6.
さらに、車両が実際に走行する場合は、加減速を繰り返す。これによって粒子状物質の堆積量は常に変化しやすい。したがって、混合割合は極力短い期間で判定できることが好ましい。例えば、短期間の定常走行中に混合割合を判定できることが好ましい。 Furthermore, when a vehicle is actually traveling, it repeatedly accelerates and decelerates. This causes the amount of particulate matter that accumulates to easily change at any time. Therefore, it is preferable that the mixture ratio can be determined in as short a period as possible. For example, it is preferable that the mixture ratio can be determined during steady driving over a short period of time.
制御装置20は、排気循環制御を実行することによって、第3堆積量中における軽油による粒子状物質の堆積量と、バイオ燃料による粒子状物質の堆積量の差が大きくなるように制御する。これによって、混合割合を短期間で判定できるとともに、より正確にバイオ燃料と軽油の混合割合を判定しやすい。 By executing exhaust gas circulation control, the control device 20 controls the difference between the amount of particulate matter deposited in the third deposition amount due to diesel and the amount of particulate matter deposited in the third deposition amount due to biofuel to be larger. This allows the mixture ratio to be determined in a short period of time, and makes it easier to determine the mixture ratio of biofuel and diesel more accurately.
<他の実施形態>
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
<Other embodiments>
Although the embodiment of the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the invention. In particular, the multiple modifications described in this specification can be arbitrarily combined as necessary.
(a)上記実施形態では、フィルタ4を用いたディーゼルエンジンを例に説明したが、本開示はこれに限定されない。内燃機関2は、ガソリンエンジンであってもよい。この場合、内燃機関2は、バイオエタノール燃料(第1燃料の一例)と、ガソリン(第2燃料の一例)を使用可能な内燃機関2であってもよい。また、この場合、フィルタ4は、ガソリンパーティキュレートフィルタであってもよい。 (a) In the above embodiment, a diesel engine using the filter 4 has been described as an example, but the present disclosure is not limited thereto. The internal combustion engine 2 may be a gasoline engine. In this case, the internal combustion engine 2 may be an internal combustion engine 2 that can use bioethanol fuel (an example of a first fuel) and gasoline (an example of a second fuel). In addition, in this case, the filter 4 may be a gasoline particulate filter.
(b)上記実施形態では、内燃機関2の制御システム1を、ディーゼルエンジンを搭載する車両に適用した例を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、内燃機関2の制御システム1を、外部充電または外部給電が可能なプラグインハイブリッド車両(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)に適用してもよい。 (b) In the above embodiment, an example was described in which the control system 1 for the internal combustion engine 2 was applied to a vehicle equipped with a diesel engine, but the present disclosure is not limited to this. For example, the control system 1 for the internal combustion engine 2 may be applied to a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) that is capable of external charging or external power supply.
1 :制御システム
2 :内燃機関
4 :フィルタ
6 :PMセンサ
6a :ヒータ
8 :排気循環装置
10 :燃料タンク
20 :制御装置
1: Control system 2: Internal combustion engine 4: Filter 6: PM sensor 6a: Heater 8: Exhaust gas recirculation device 10: Fuel tank 20: Control device
Claims (7)
粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの上流に配置され、前記粒子状物質の堆積状態を検知する検知部と、
前記第1燃料によって堆積され増加する前記粒子状物質の堆積量を予め設定した第1堆積量と、前記第2燃料によって堆積され増加する前記粒子状物質の堆積量を予め設定した第2堆積量と、前記検知部によって検知した前記粒子状物質の第3堆積量と、に基づいて、前記第1燃料と前記第2燃料の混合割合を判定する判定制御を実行する、制御装置と、
を備える、内燃機関の制御システム。 A control system for an internal combustion engine capable of using a mixture of a first fuel and a second fuel,
A filter for collecting particulate matter;
A detection unit disposed upstream of the filter and configured to detect a deposition state of the particulate matter;
a control device that executes a determination control to determine a mixing ratio of the first fuel and the second fuel based on a first accumulation amount, which is a preset accumulation amount of the particulate matter that is accumulated and increased by the first fuel, a second accumulation amount, which is a preset accumulation amount of the particulate matter that is accumulated and increased by the second fuel, and a third accumulation amount of the particulate matter detected by the detection unit; and
A control system for an internal combustion engine comprising:
前記制御装置は、前記燃料タンクに給油されたか否かを判断し、前記燃料タンクに給油されたと判断してから所定期間経過した場合に前記判定制御を実行する、
請求項1に記載の内燃機関の制御システム。 The fuel supply system further includes a fuel tank for storing fuel to be supplied to the internal combustion engine.
the control device determines whether or not fuel has been supplied to the fuel tank, and executes the determination control when a predetermined period of time has elapsed since it was determined that fuel has been supplied to the fuel tank.
2. The control system for an internal combustion engine according to claim 1.
前記制御装置は、前記所定期間経過後に前記排気循環ガスが前記内燃機関の吸気量に対して所定割合以上となるように前記排気循環装置を制御する排気循環制御を実行する、
請求項2に記載の内燃機関の制御システム。 An exhaust gas recirculation device for introducing exhaust gas into the internal combustion engine is further provided,
the control device executes exhaust gas recirculation control for controlling the exhaust gas recirculation device so that the exhaust gas recirculation gas becomes a predetermined ratio or more to an intake air amount of the internal combustion engine after the predetermined period has elapsed.
3. The control system for an internal combustion engine according to claim 2.
請求項3に記載の内燃機関の制御システム。 The control device executes the determination control while executing the exhaust gas recirculation control.
4. The control system for an internal combustion engine according to claim 3.
前記制御装置は、前記燃料タンクに給油されたと判断した場合に前記ヒータを作動させ、前記第3堆積量をリセットする、
請求項2から4のいずれか1項に記載の内燃機関の制御システム。 The detection unit has a heater,
the control device activates the heater and resets the third accumulation amount when it determines that fuel has been supplied to the fuel tank.
5. A control system for an internal combustion engine according to claim 2.
請求項1から5のいずれか1項に記載の内燃機関の制御システム。 When the change in output of the internal combustion engine is within a predetermined range for a predetermined period of time, the determination control is executed.
A control system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6のいずれか1項に記載の内燃機関の制御システム。 The determination control is prohibited while the internal combustion engine is idling.
7. A control system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6.
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