JP2006316709A - Egrガス流量の検出装置およびエンジンの制御方法 - Google Patents
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Abstract
EGRガスによる汚損や熱上昇によりEGRの還流量を計量する流量センサの計量精度が著しく低下してしまう。また、EGRガス量の気筒間ばらつきにより、機関から排出されるNOxや煤の排出を抑制することができない。
【解決手段】
新気とEGRガス合流部の上流と下流に流量センサを設けて、2つのセンサの流量差からEGRガス量を求める。また、EGRガス量の時系列値から気筒毎にEGR量を推定し、この推定量に基づいて気筒毎の噴射時期,噴射量,パイロット噴射率,EGRガス混合手段を制御する。
【効果】
汚損や過熱による流量センサの精度低下や破損を防止できる。また、機関から排出されるNOxや煤の排出を抑制できる。
【選択図】図1
Description
EGRガス流量が多いと推定された気筒の1行程内での燃料噴射回数を、EGRガス流量が少ないと推定された気筒の1行程内での燃料噴射回数よりも多くすることを特徴とするエンジンの制御方法により解決される。
EGRガス流量が多いと推定された気筒の前段噴射量の割合を、EGRガス流量が少ないと推定された気筒の1行程内での前段噴射量の割合よりも多くすることを特徴とするエンジンの制御方法により解決される。
EGR量に関連して、燃料噴射時期,燃料噴射量,パイロット噴射割合を変えることで、煤とNOxの同時低減を図ることができる。
16の間に、流量センサ9が設けられている。またエアクリーナ17の下流には流量センサ12が設けられている。なお流量センサ12の取り付け位置は、吸気経路4と環流配管7の接続部より上流であれば、吸気経路4内のいずれの場所でもよい。流量センサ12は吸気経路を通過する新気の質量流量を検知するものであり、流量センサ9は吸気経路を通過する新気とEGRガス混合気の質量流量を検知するものである。EGRガスに新気が混ざることで、混合気の温度やカーボンダストやオイル等の汚損物質の濃度はEGRガスに比べて大幅に低くなる。従って、流量センサ9の耐熱性や耐汚損性への要求は環流配管7内に流量センサを設ける場合に比べて大幅に緩くなる。
12で検出された新気の流量値21を引くことで、EGRガス流量値22を求めることができる。
21をΔtだけ遅らせた補正検出値21′を求め、20と21′の差からEGRガス流量22′を求めるようにすると、EGRガスの検出精度を高めることができる。ここで、時間遅れΔtは例えば式1によって推定できる。g1は、流量センサ12で検出した新気流量値であり、所定の時間毎に最新の検出値に更新される。Vは流量センサ12から流量センサ9の間の吸気経路の体積、ρは新気の密度である。
ECU11に取り込んだエンジンのクランク角センサ信号を用いて、ECU11内で作成される。本実施例においては、1番気筒,2番気筒,3番気筒,4番気筒の順で吸気行程がクランク角180度毎に切り替わる。図4(B)は流量センサ9および流量センサ12によって検出された流量の時間変化を示す。20は流量センサ9で検出された新気とEGRガスとの混合気流量値20,21は流量センサ12で検出された新気の流量値21,22は20から21を差し引いて求めたEGRガス流量値である。図4(C)は、各気筒の
EGRガス流量の推定課程を示している。
(51)によって気筒番号がnに設定され、処理(52)で現在気筒のEGRガス量が求まる配列EGR(n)が0に初期化される。処理(53)で吸気行程判別信号により現在の気筒が吸気行程にあるか否かが判定され、吸気行程であれば、処理(54)により流量センサ値から新気の流量値21と新気とEGRガスとの混合気流量値20が読み込まれる。次に処理(55)で、新気とEGRガスとの混合気流量値20と新気の流量値21の差からEGR流量値22が求められる。続いて処理(56)により、EGR流量値22と流量の検出間隔δtとの積がEGR(n)へ足しこまれて、時間積分が行われる。処理
(54)から処理(56)が現在の気筒nの吸気行程中、繰り返されて、EGR(n)には、吸気行程間のEGRガス流量の時間積分値、すなわち現在のシリンダ内に流入した
EGRガス量が求められる。吸気行程が終わると、処理(57)で気筒番号nが次の気筒に更新され、処理(52)に戻る。処理(58)でn>4になると、全ての気筒のEGRガス量が配列EGR(n)に求まる。
平均EGR量EGR0,吸入新気量,エンジン回転数などに基づき、ECU11内の
ROMに予め格納された運転マップに基づき、基準噴射時期Ti0を求める。次に、各気筒の燃料噴射時期を図6の補正特性に基づき決める。本補正特性では、気筒毎EGR量がEGR0より多い場合は噴射時期が基準噴射時期より進角補正され、また気筒毎EGR量がEGR0より少ない場合は噴射時期が基準噴射時期より遅角補正される。これは、次の理由による。気筒内に多くのEGRガスが入っている場合は、不活性ガス濃度が高いため着火後の燃焼が緩慢となり煤が発生しやすくなる。この場合には、その気筒の燃料噴射時期を早めて熱発生を進角させることで燃焼期間を長くとり煤の発生を抑える必要がある。
EGRガスと新気との混合度合いが強くなる。一方で、バイパス管91での圧力損失は多孔板92のために大きいので、バタフライ弁93を閉めるに従って、新気,EGRガス混合気の圧力損失は大きくなる。従って、バタフライ弁93の開度によって、EGRガスと新気の混合度合いと、圧力損失を調整できる。
EGR制御弁、11…ECU、13…インタークーラ、14…スロットル、15…触媒、16…コレクタ、17…エアクリーナ、19…クランク角センサ、20…新気とEGRガス混合気流量検出値、21…新気の流量値、22…EGRガス流量値、91…バイパス管、92…多孔板、93…バタフライ弁。
Claims (8)
- スロットル上流に設けられた第一のガス流量検出手段と、EGRガスと新気との合流部と吸気管コレクタの間に設けられた第二のガス流量検出手段と、前記第二のガス流量検出手段が検出したガス流量値と前記第一のガス流量検出手段が検出したガス流量値との差分に基づいて、シリンダ内に流入するEGRガス流量を求めることを特徴とするEGRガス流量の検出装置。
- ガス流量検出手段が熱式流量センサであることを特徴とする請求項1記載のEGRガスの検出装置。
- EGRガス流量の検出装置を備えて、エンジンクランク軸が2回転する間に少なくともエンジン気筒数個以上のEGRガス流量の時系列値を用いて、気筒毎のEGRガス流量を推定する手段を有し、前記手段によって推定された気筒毎のEGRガス流量に関連して、気筒毎の燃料噴射タイミング、または気筒毎の燃料噴射回数、または気筒毎の燃料噴射量、または新気とEGRガスとの混合制御手段の操作量を決めることを特徴とするエンジンの制御方法。
- 直噴エンジンにおいて、気筒毎のEGRガス流量が多いと推定された気筒の燃料噴射タイミングを、EGRガス流量が少ないと推定された気筒の燃料噴射タイミングよりも進角することを特徴とする請求項3記載のエンジンの制御方法。
- 1行程内に複数回の燃料噴射を行う直噴エンジンにおいて、EGRガス流量が多いと推定された気筒の1行程内での燃料噴射回数を、EGRガス流量が少ないと推定された気筒の1行程内での燃料噴射回数よりも多くすることを特徴とする請求項3記載のエンジンの制御方法。
- 1行程内に複数回の燃料噴射を行う直噴エンジンにおいて、EGRガス流量が多いと推定された気筒の前段噴射量の割合を、EGRガス流量が少ないと推定された気筒の1行程内での前段噴射量の割合よりも多くすることを特徴とする請求項3記載のエンジンの制御方法。
- 直噴エンジンにおいて、EGRガス流量が多いと推定された気筒の1行程内での燃料噴射割合を、EGRガス流量が少ないと推定された気筒の1行程内での燃料噴射割合よりも多くすることを特徴とする請求項3記載のエンジンの制御方法。
- 気筒間のEGRガス流量の偏差が所定値より小さくなるようにEGRガスと新気との混合度合いを調整する混合制御手段の操作量を決めることを特徴とする請求項3記載のエンジンの制御方法。
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