JP2014047718A - Egr control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EGR control device capable of improving accuracy of the amount of EGR gas led into an intake passage.SOLUTION: An EGR control device 30 includes an EGR pressure sensor 31 for detecting pressure in an EGR passage, an intake pressure sensor 32 for detecting pressure in an intake passage, and an EGR temperature sensor 34 for detecting temperature in the EGR passage, as an obtaining portion for obtaining information related to an operation state of an engine. A control portion 45 includes a computing portion 46 for carrying out various computing; a memory portion 47 for storing opening data 55 regulating an effective opening area about each opening of an EGR valve 23; a target amount computing portion 51 for computing the target amount of EGR gas; an area computing portion 53 for computing a necessary opening area of the EGR valve 23; and an opening computing portion 59 for computing the opening of the EGR valve 23 on the basis of the necessary opening area and the opening data 55.

Description

本開示の技術は、EGR弁の開度を制御するEGR制御装置に関する。   The technology of the present disclosure relates to an EGR control device that controls the opening of an EGR valve.

従来から、エンジンの排気側から吸気側へ排気ガスの一部を還流させる排気再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)装置が知られている。EGR装置では、その時々の運転状態に応じたEGRガスの目標量が演算され、その目標量の分だけ吸気通路にEGRガスが導入されるようにEGR弁の開度が制御される。   2. Description of the Related Art An exhaust gas recirculation (EGR) device that recirculates part of exhaust gas from the exhaust side to the intake side of an engine has been known. In the EGR device, the target amount of EGR gas corresponding to the operation state at that time is calculated, and the opening degree of the EGR valve is controlled so that EGR gas is introduced into the intake passage by the amount of the target amount.

例えば特許文献1では、EGR弁の下流側におけるEGRガスの圧力及び温度と、吸気通路における圧力とに基づいてEGR通路を流通しているEGRガスの量である流通量が演算される。そして、上記流通量に基づくEGR率と上記目標量に基づくEGR率との偏差を求め、その求めた偏差に基づいてこれらのEGR率が一致するようにEGR弁の開度が制御されている。   For example, in Patent Document 1, a flow rate that is the amount of EGR gas flowing through the EGR passage is calculated based on the pressure and temperature of the EGR gas on the downstream side of the EGR valve and the pressure in the intake passage. Then, a deviation between the EGR rate based on the circulation amount and the EGR rate based on the target amount is obtained, and the opening degree of the EGR valve is controlled based on the obtained deviation so that these EGR rates coincide with each other.

特開平7−174048号公報JP-A-7-174048

一方、例えば加速時や減速時といった運転状態の過渡期では、エンジンの回転速度や吸入空気量、燃料噴射量等の変化が大きいため、EGR弁の開度にも大きな変化が必要とされる。そのため、特許文献1のように、流通量に基づくEGR率と目標量に基づくEGR率との偏差に基づいてEGR弁の開度が制御されたとしても、目標量と流通量との乖離度が大きくなりやすい。これにより、例えば吸気通路に多量のEGRガスが導入されてしまうことで燃焼不良が生じる虞があった。   On the other hand, for example, during the transitional period of operation such as acceleration or deceleration, changes in the engine speed, intake air amount, fuel injection amount, and the like are large, so that a large change is also required in the opening of the EGR valve. Therefore, even if the opening degree of the EGR valve is controlled based on the deviation between the EGR rate based on the circulation amount and the EGR rate based on the target amount as in Patent Document 1, the degree of divergence between the target amount and the circulation amount is Easy to grow. As a result, for example, a large amount of EGR gas is introduced into the intake passage, which may cause combustion failure.

本開示の技術は、吸気通路に導入されるEGRガス量の精度を高めることが可能なEGR制御装置を提供することを目的とする。   An object of the technology of the present disclosure is to provide an EGR control device capable of increasing the accuracy of the amount of EGR gas introduced into the intake passage.

本開示におけるEGR制御装置の一態様は、エンジンの運転状態に関する情報を取得する取得部と、前記取得部の取得した情報に基づいて、EGR弁の開度を制御する制御部と、を備え、前記取得部が、前記EGR弁の上流側におけるEGR通路内の圧力を検出するEGR圧力センサーと、前記エンジンの吸気通路と前記EGR通路との接続部分よりも下流側における吸気通路内の圧力を検出する吸気圧力センサーと、前記EGR弁の上流側におけるEGR通路内の温度を検出するEGR温度センサーと、を含み、前記制御部が、前記EGR弁の開度毎に当該EGR弁の有効開口面積が規定された開度データが記憶された記憶部と、前記取得部の取得した情報に基づいてEGRガスの目標量を演算する目標量演算部と、前記EGR圧力センサーの検出値、前記吸気圧力センサーの検出値、前記EGR温度センサーの検出値、及び前記目標量に基づいて、前記EGR弁の必要開口面積を演算する面積演算部と、前記必要開口面積と前記開度データとに基づいて前記EGR弁の開度を演算する開度演算部と、を含む。   One aspect of the EGR control device according to the present disclosure includes an acquisition unit that acquires information related to the operating state of the engine, and a control unit that controls the opening of the EGR valve based on the information acquired by the acquisition unit. The acquisition unit detects an EGR pressure sensor that detects a pressure in the EGR passage on the upstream side of the EGR valve, and a pressure in the intake passage on the downstream side of a connection portion between the intake passage of the engine and the EGR passage. And an EGR temperature sensor that detects the temperature in the EGR passage on the upstream side of the EGR valve, and the control unit has an effective opening area of the EGR valve for each opening degree of the EGR valve. A storage unit in which prescribed opening degree data is stored, a target amount calculation unit that calculates a target amount of EGR gas based on information acquired by the acquisition unit, and the EGR pressure sensor On the basis of the detected value of the intake air pressure sensor, the detected value of the intake pressure sensor, the detected value of the EGR temperature sensor, and the target amount, an area calculating unit for calculating the required opening area of the EGR valve, the required opening area and the opening And an opening degree calculation unit for calculating the opening degree of the EGR valve based on the degree data.

ここでいう有効開口面積は、予め行なった実験やシミュレーションの結果により得られる開口面積である。この有効開口面積は、例えば、EGR弁が配設されたEGR通路に対して所定流量の排気ガスを供給し、そのときのEGR弁の上流側における圧力と温度、及びEGR弁の下流側の圧力に基づいて逆算されるEGR弁の開口面積である。   The effective opening area here is an opening area obtained from the results of experiments and simulations performed in advance. For example, the effective opening area is such that the exhaust gas at a predetermined flow rate is supplied to the EGR passage in which the EGR valve is disposed, and the pressure and temperature on the upstream side of the EGR valve and the pressure on the downstream side of the EGR valve at that time It is the opening area of the EGR valve that is calculated backward based on.

本開示におけるEGR制御装置の一態様によれば、EGRガスの目標量、EGR弁の上流側におけるEGRガスの圧力と温度、及びEGRガスと吸入空気との混合気体の圧力に基づいて、上記目標量の分だけ吸入通路にEGRガスを導入するために必要な開口面積であるEGRバルブの必要開口面積が演算される。そして、その演算された必要開口面積と有効開口面積とが等しくなるようにEGR弁の開度が制御される。すなわち、EGR弁の開度がフィードフォワード制御のように制御される。その結果、たとえ運転状態の過渡期であったとしても、EGRガスの目標量とEGR弁の開度変更後における流通量との乖離度が小さくなることから、吸入通路に導入されるEGR量の精度が高められる。   According to one aspect of the EGR control device in the present disclosure, the target is based on the target amount of EGR gas, the pressure and temperature of the EGR gas upstream of the EGR valve, and the pressure of the mixed gas of EGR gas and intake air. The required opening area of the EGR valve, which is the opening area required for introducing EGR gas into the intake passage by the amount, is calculated. Then, the opening degree of the EGR valve is controlled so that the calculated required opening area is equal to the effective opening area. That is, the opening degree of the EGR valve is controlled like feedforward control. As a result, even if it is a transition period of the operating state, the degree of deviation between the target amount of EGR gas and the flow rate after changing the opening of the EGR valve becomes small, and therefore the EGR amount introduced into the intake passage Accuracy is increased.

本開示におけるEGR制御装置の他の態様では、前記制御部が、前記目標量とEGRガスの流通量との差分毎に開度の補正量が規定された補正データが記憶された前記記憶部と、前記取得部の取得した情報に基づいて前記流通量を演算する流通量演算部と、前記目標量と前記流通量演算部の演算結果とに応じた補正量を前記補正データに基づいて演算する補正量演算部と、を含み、前記開度演算部は、前記必要開口面積と前記開度データとに基づいて演算された前記EGR弁の基本開度を前記補正量の分だけ補正する。   In another aspect of the EGR control device according to the present disclosure, the control unit includes the storage unit that stores correction data in which a correction amount of an opening degree is defined for each difference between the target amount and the flow rate of EGR gas. Based on the correction data, a flow rate calculation unit that calculates the flow rate based on the information acquired by the acquisition unit, and a correction amount according to the target amount and the calculation result of the flow rate calculation unit A correction amount calculation unit, and the opening calculation unit corrects the basic opening of the EGR valve calculated based on the required opening area and the opening data by the correction amount.

本開示におけるEGR制御装置の他の態様によれば、EGRガスの目標量と流通量との差分に基づいてEGR弁の開度が補正されることから、例えば、EGR弁やEGR通路の製造誤差、煤の堆積によるEGR弁の開口面積やEGR通路の流路断面積の変化、これらが流通量に与える影響が抑えられる。その結果、EGR弁の開度が補正されない場合に比べて、EGRガスの目標量とEGR弁の開度変更後における流通量との乖離度が小さくなることから、吸入通路に導入されるEGR量の精度がさらに高められる。   According to another aspect of the EGR control device of the present disclosure, since the opening degree of the EGR valve is corrected based on the difference between the target amount of EGR gas and the circulation amount, for example, a manufacturing error of the EGR valve or the EGR passage The change in the opening area of the EGR valve and the channel cross-sectional area of the EGR passage due to the accumulation of soot and the influence of these on the flow rate can be suppressed. As a result, since the degree of divergence between the target amount of EGR gas and the flow rate after the opening of the EGR valve is changed is smaller than when the opening of the EGR valve is not corrected, the amount of EGR introduced into the intake passage Is further improved.

本開示におけるEGR制御装置の他の態様では、前記取得部が、前記エンジンのインテークマニホールド内の温度である吸気温度を検出する吸気温度センサーと、前記エンジンの回転速度を検出する回転速度センサーと、前記エンジンの吸入空気量を検出する吸入空気量センサーと、を含み、EGRガスの流通量を演算する流通量演算部は、前記吸気圧力センサーの検出値、前記吸気温度センサーの検出値、前記回転速度センサーの検出値、及び前記エンジンの排気量に基づいて作動ガス量を演算し、前記作動ガス量と前記吸入空気量センサーの検出値との差分を前記流通量として演算する。   In another aspect of the EGR control device according to the present disclosure, the acquisition unit includes an intake air temperature sensor that detects an intake air temperature that is a temperature in the intake manifold of the engine, a rotation speed sensor that detects a rotation speed of the engine, An air flow rate sensor that detects an intake air amount of the engine, and a flow rate calculation unit that calculates the flow rate of EGR gas includes a detection value of the intake pressure sensor, a detection value of the intake air temperature sensor, and the rotation A working gas amount is calculated based on a detection value of the speed sensor and an engine exhaust amount, and a difference between the working gas amount and a detection value of the intake air amount sensor is calculated as the circulation amount.

本開示におけるEGR制御装置の他の態様によれば、インテークマニホールド内の圧力及び温度、エンジンの回転速度と排気量とから演算される単位時間あたりの体積、これらを状態方程式に代入することで作動ガス量が演算される。そして、この作動ガス量と吸入空気量との差分がEGRガスの流通量として演算される。   According to another aspect of the EGR control device according to the present disclosure, the operation is performed by substituting the pressure and temperature in the intake manifold, the volume per unit time calculated from the engine speed and the displacement, and these into the state equation. The gas amount is calculated. The difference between the working gas amount and the intake air amount is calculated as the EGR gas circulation amount.

本開示におけるEGR制御装置の他の態様では、前記EGR圧力センサー及び前記EGR温度センサーは、前記EGR弁と当該EGR弁の上流側に配設されたEGRクーラーとの間に配設される。   In another aspect of the EGR control device according to the present disclosure, the EGR pressure sensor and the EGR temperature sensor are disposed between the EGR valve and an EGR cooler disposed upstream of the EGR valve.

本開示におけるEGR制御装置の他の態様によれば、EGR通路にEGRクーラーが配設されていた場合に、EGRクーラーを通過してEGR弁に流入する直前におけるEGRガスの圧力と温度とが検出される。その結果、EGR圧力センサー及びEGR温度センサーによってEGRクーラーに流入する前のEGRガスの圧力及び温度が検出される場合に比べて、面積演算部で演算される必要開口面積の精度が高められる。   According to another aspect of the EGR control device of the present disclosure, when an EGR cooler is disposed in the EGR passage, the pressure and temperature of the EGR gas immediately before passing through the EGR cooler and flowing into the EGR valve are detected. Is done. As a result, compared with the case where the pressure and temperature of the EGR gas before flowing into the EGR cooler are detected by the EGR pressure sensor and the EGR temperature sensor, the accuracy of the required opening area calculated by the area calculation unit is improved.

本開示の技術におけるEGR制御装置の一実施形態が搭載されるエンジンの概略構成を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows schematic structure of the engine by which one Embodiment of the EGR control apparatus in the technique of this indication is mounted. EGR制御装置の構成を機能的に示した機能ブロック図。The functional block diagram which showed the structure of the EGR control apparatus functionally. EGR弁の開度と有効開口面積との関係を模式的に示すグラフ。The graph which shows typically the relationship between the opening degree of an EGR valve, and an effective opening area. 目標量に対する流通量の差分と補正量との関係を模式的に示すグラフ。The graph which shows typically the relationship between the difference of the distribution | circulation amount with respect to target amount, and correction amount. EGR制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process which an EGR control apparatus performs.

以下、本開示におけるEGR制御装置を具体化した一実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。まず、EGR制御装置が搭載されるディーゼルエンジンの全体構成について、図1を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment embodying the EGR control device according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 5. First, the overall configuration of a diesel engine equipped with an EGR control device will be described with reference to FIG.

図1に示されるように、ディーゼルエンジン10(以下、単にエンジン10という。)のシリンダーブロック11には、一列に並んだ4つのシリンダー12が形成され、各シリンダー12に作動ガスを供給するためのインテークマニホールド13と、各シリンダー12から排気ガスが排出されるエキゾーストマニホールド14とが接続されている。   As shown in FIG. 1, a cylinder block 11 of a diesel engine 10 (hereinafter simply referred to as an engine 10) is formed with four cylinders 12 arranged in a row, for supplying a working gas to each cylinder 12. An intake manifold 13 and an exhaust manifold 14 that exhausts exhaust gas from each cylinder 12 are connected.

インテークマニホールド13に取り付けられる吸気通路15の上流端には、図示されないエアクリーナーが取り付けられている。吸気通路15には、ターボチャージャー16のコンプレッサー17が取り付けられている。吸気通路15には、コンプレッサー17の下流側に、該コンプレッサー17によって圧縮された吸入空気を冷却するインタークーラー18が取り付けられている。   An air cleaner (not shown) is attached to the upstream end of the intake passage 15 attached to the intake manifold 13. A compressor 17 of a turbocharger 16 is attached to the intake passage 15. An intercooler 18 for cooling the intake air compressed by the compressor 17 is attached to the intake passage 15 on the downstream side of the compressor 17.

一方、エキゾーストマニホールド14には、排気通路19が接続されている。排気通路19には、上述したコンプレッサー17に連結されるタービン20が取り付けられている。また、エキゾーストマニホールド14には、吸気通路15に接続されて排気ガスの一部を吸気通路15に導入するEGR通路21が接続されている。   On the other hand, an exhaust passage 19 is connected to the exhaust manifold 14. A turbine 20 connected to the above-described compressor 17 is attached to the exhaust passage 19. The exhaust manifold 14 is connected to an EGR passage 21 that is connected to the intake passage 15 and introduces a part of the exhaust gas into the intake passage 15.

EGR通路21には、EGR通路21を流れる排気ガスを冷却するEGRクーラー22が取り付けられている。EGRクーラー22の下流側には、ステッピングモーターを備え、EGR通路21の流路断面積を変更可能なEGR弁23が取り付けられている。吸気通路15には、EGR弁23が開状態にあるときにEGR通路21を通じて排気ガスの一部が導入される。EGR弁23の開度は、EGR制御装置30によって制御される。そして、シリンダー12には、排気ガスと吸入空気との混合気体である作動ガスが供給される。なお、以下では、EGR通路21を流れる排気ガスをEGRガスという。   An EGR cooler 22 that cools the exhaust gas flowing through the EGR passage 21 is attached to the EGR passage 21. On the downstream side of the EGR cooler 22, an EGR valve 23 that is provided with a stepping motor and that can change the cross-sectional area of the EGR passage 21 is attached. A part of the exhaust gas is introduced into the intake passage 15 through the EGR passage 21 when the EGR valve 23 is open. The opening degree of the EGR valve 23 is controlled by the EGR control device 30. The cylinder 12 is supplied with working gas that is a mixed gas of exhaust gas and intake air. Hereinafter, the exhaust gas flowing through the EGR passage 21 is referred to as EGR gas.

EGR制御装置30は、エンジン10の運転状態に関する情報を検出する取得部としての各種センサーを備えている。EGR通路21には、EGRクーラー22の下流側且つEGR弁23の上流側にEGR圧力センサー31とEGR温度センサー34とが取り付けられている。EGR圧力センサー31は、EGR弁23に流入する直前のEGRガスの圧力であるEGR圧力Pegを所定の制御周期で検出する。EGR温度センサー34は、EGR弁23に流入する直前のEGRガスの温度であるEGR温度Tegを所定の制御周期で検出する。   The EGR control device 30 includes various sensors as an acquisition unit that detects information related to the operating state of the engine 10. An EGR pressure sensor 31 and an EGR temperature sensor 34 are attached to the EGR passage 21 downstream of the EGR cooler 22 and upstream of the EGR valve 23. The EGR pressure sensor 31 detects the EGR pressure Peg, which is the pressure of the EGR gas immediately before flowing into the EGR valve 23, in a predetermined control cycle. The EGR temperature sensor 34 detects the EGR temperature Teg, which is the temperature of the EGR gas immediately before flowing into the EGR valve 23, in a predetermined control cycle.

また、吸気通路15におけるコンプレッサー17の上流側には、吸入空気量センサー36が取り付けられている。吸入空気量センサー36は、吸気通路15を流れる吸入空気の質量流量である吸入空気量Gaを所定の制御周期で検出する。吸気通路15には、当該吸気通路15とEGR通路21との接続部分よりも下流側に吸気圧力センサー32が取り付けられている。吸気圧力センサー32は、吸気通路15内を流れる作動ガスの圧力である吸気圧力Pwgを所定の制御周期で検出する。   An intake air amount sensor 36 is attached to the intake passage 15 upstream of the compressor 17. The intake air amount sensor 36 detects an intake air amount Ga that is a mass flow rate of the intake air flowing through the intake passage 15 at a predetermined control cycle. An intake pressure sensor 32 is attached to the intake passage 15 downstream of the connection portion between the intake passage 15 and the EGR passage 21. The intake pressure sensor 32 detects the intake pressure Pwg, which is the pressure of the working gas flowing in the intake passage 15, at a predetermined control cycle.

また、インテークマニホールド13には、吸気温度センサー35が取り付けられている。吸気温度センサー35は、シリンダー12に流入する直前の作動ガスの温度である吸気温度Tinを所定の制御周期で検出する。   An intake temperature sensor 35 is attached to the intake manifold 13. The intake air temperature sensor 35 detects an intake air temperature Tin, which is the temperature of the working gas immediately before flowing into the cylinder 12, at a predetermined control cycle.

次に、EGR制御装置30の構成について図2〜図5を参照しながら説明する。
図2に示されるように、EGR制御装置30の制御部45は、CPU、ROM、RAM等で構成されており、各種演算を行なう演算部46と、各種制御プログラムや各種データが格納される記憶部47と、EGR弁23を駆動する弁駆動部48とを備えている。制御部45は、記憶部47に格納された各種制御プログラムや各種データに基づいて各種処理を実行する。
Next, the configuration of the EGR control device 30 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the control unit 45 of the EGR control device 30 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, a calculation unit 46 that performs various calculations, and a memory that stores various control programs and various data. And a valve drive unit 48 that drives the EGR valve 23. The control unit 45 executes various processes based on various control programs and various data stored in the storage unit 47.

制御部45には、EGR圧力センサー31からEGR圧力Pegを示す検出信号、吸気圧力センサー32から吸気圧力Pwgを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。制御部45には、EGR温度センサー34からEGR温度Tegを示す検出信号、吸気温度センサー35から吸気温度Tinを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。制御部45には、吸入空気量センサー36から吸入空気量Gaを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。   A detection signal indicating the EGR pressure Peg from the EGR pressure sensor 31 and a detection signal indicating the intake pressure Pwg from the intake pressure sensor 32 are input to the control unit 45 at a predetermined control cycle. A detection signal indicating the EGR temperature Teg from the EGR temperature sensor 34 and a detection signal indicating the intake air temperature Tin from the intake air temperature sensor 35 are input to the control unit 45 at a predetermined control cycle. A detection signal indicating the intake air amount Ga is input to the control unit 45 from the intake air amount sensor 36 at a predetermined control cycle.

また、制御部45には、エンジン10の回転速度を検出する回転速度センサー37からエンジン10の回転速度NEを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。制御部45には、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサー38からアクセル開度ACCを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。制御部45には、燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部39が出力した燃料噴射量Qfを示す信号が所定の制御周期で入力される。制御部45には、EGR弁23の開度を検出するEGR弁開度センサー40からEGR弁23の開度VTaを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。   In addition, a detection signal indicating the rotational speed NE of the engine 10 is input to the control unit 45 at a predetermined control cycle from a rotational speed sensor 37 that detects the rotational speed of the engine 10. A detection signal indicating the accelerator opening degree ACC is input to the control unit 45 at a predetermined control cycle from an accelerator opening degree sensor 38 that detects the opening degree of the accelerator pedal. A signal indicating the fuel injection amount Qf output from the fuel injection control unit 39 that controls the fuel injection amount is input to the control unit 45 at a predetermined control cycle. A detection signal indicating the opening degree VTa of the EGR valve 23 is input to the control unit 45 at a predetermined control cycle from an EGR valve opening degree sensor 40 that detects the opening degree of the EGR valve 23.

演算部46の目標量演算部51は、吸気通路15に供給すべきEGRガスの質量流量である目標量Gegtを演算する。目標量演算部51は、回転速度センサー37の検出値である回転速度NE、アクセル開度センサー38の検出値であるアクセル開度ACC、燃料噴射制御部39が出力した燃料噴射量Qf、これらに基づいてEGRガスの目標量Gegtを演算する。   The target amount calculation unit 51 of the calculation unit 46 calculates a target amount Gegt which is a mass flow rate of EGR gas to be supplied to the intake passage 15. The target amount calculation unit 51 includes a rotational speed NE detected by the rotational speed sensor 37, an accelerator opening ACC detected by the accelerator opening sensor 38, a fuel injection amount Qf output by the fuel injection control unit 39, and the like. Based on this, the target amount Gegt of the EGR gas is calculated.

演算部46の圧力比演算部52は、EGR圧力センサー31の検出値であるEGR圧力Peg、吸気圧力センサー32の検出値である吸気圧力Pwgに基づいて、EGR圧力Pegに対する吸気圧力Pwgの比である圧力比P2/P1(=Pwg/Peg)を演算する。   The pressure ratio calculation unit 52 of the calculation unit 46 is based on the ratio of the intake pressure Pwg to the EGR pressure Peg based on the EGR pressure Peg detected by the EGR pressure sensor 31 and the intake pressure Pwg detected by the intake pressure sensor 32. A certain pressure ratio P2 / P1 (= Pwg / Peg) is calculated.

演算部46の面積演算部53は、目標量Gegtの分だけEGRガスを吸気通路15に導入するために必要なEGR弁23の開口面積である必要開口面積Aneを演算する。面積演算部53は、ベルヌーイの定理に基づく式(1)に下記に示す値を代入することにより必要開口面積Aneを演算する。

Figure 2014047718
G :目標量演算部51の演算結果である目標量Gegt
P1:EGR圧力センサー31の検出値であるEGR圧力Peg
T1:EGR温度センサー34の検出値であるEGR温度Teg
P2/P1:圧力比演算部52の演算結果である圧力比P2/P1
κ :排気ガスの比熱比
A :必要開口面積Ane
R :気体定数 The area calculation unit 53 of the calculation unit 46 calculates a required opening area An which is an opening area of the EGR valve 23 necessary for introducing the EGR gas into the intake passage 15 by the target amount Gegt. The area calculation unit 53 calculates the required opening area Ane by substituting the values shown below into Equation (1) based on Bernoulli's theorem.
Figure 2014047718
G: target amount Gegt which is a calculation result of the target amount calculation unit 51
P1: EGR pressure Peg which is a detection value of the EGR pressure sensor 31
T1: EGR temperature Teg which is a detection value of the EGR temperature sensor 34
P2 / P1: Pressure ratio P2 / P1 which is a calculation result of the pressure ratio calculation unit 52
κ: Specific heat ratio of exhaust gas A: Necessary opening area Ane
R: Gas constant

演算部46の基本開度演算部54は、記憶部47に格納されている開度データ55に基づいて、必要開口面積Aneに応じたEGR弁23の基本開度VTstdを演算する。図3に示されるように、開度データ55は、EGR弁23の開度VT毎にEGR弁23の有効開口面積Aefが規定されたデータである。有効開口面積Aefは、予め行なった実験やシミュレーションの結果により得られるEGR弁23の開口面積である。本実施形態では、EGR弁23が所定の開度VTexpに維持されたEGR通路21に対して所定の流量Gexpの排気ガスを供給し、そのときのEGR弁23の上流側における圧力Pexp1と温度Texp、及びEGR弁23の下流側における圧力Pexp2を計測した。そして、上記式(1)に対して、Gに所定流量Gexp、P1に圧力Pexp1、P2に圧力Pexp2、T1に温度Texpを代入して開口面積Aを逆算した。そして、開度VTexpを維持したまま流量Gexpを増減させることで得られた開口面積Aの平均値を開度VTexpにおける有効開口面積Aefとした。基本開度演算部54は、開度データ55から必要開口面積Aneに応じた開度VTを読み出して、その読み出した開度を基本開度VTstdとして演算する。   The basic opening calculation unit 54 of the calculation unit 46 calculates the basic opening VTstd of the EGR valve 23 according to the required opening area Ane based on the opening data 55 stored in the storage unit 47. As shown in FIG. 3, the opening degree data 55 is data in which the effective opening area Aef of the EGR valve 23 is defined for each opening degree VT of the EGR valve 23. The effective opening area Aef is the opening area of the EGR valve 23 obtained from the results of experiments and simulations performed in advance. In the present embodiment, exhaust gas having a predetermined flow rate Gexp is supplied to the EGR passage 21 in which the EGR valve 23 is maintained at a predetermined opening VTexp, and the pressure Pexp1 and the temperature Texp on the upstream side of the EGR valve 23 at that time are supplied. , And the pressure Pexp2 on the downstream side of the EGR valve 23 was measured. Then, with respect to the above formula (1), the opening area A was calculated by substituting the predetermined flow rate Gexp for G, the pressure Pexp1 for P1, the pressure Pexp2 for P2, and the temperature Texp for T1. And the average value of the opening area A obtained by increasing / decreasing the flow rate Gexp while maintaining the opening degree VTexp was defined as the effective opening area Aef in the opening degree VTexp. The basic opening calculator 54 reads the opening VT corresponding to the required opening area Ane from the opening data 55, and calculates the read opening as the basic opening VTstd.

演算部46の流通量演算部56は、EGR通路21を流通しているEGRガスの質量流量であるEGR流通量Gegaを演算する。EGR流通量Gegaの演算にあたり、流通量演算部56は、まず、状態方程式を用いて、シリンダー12に供給される作動ガスの質量流量である作動ガス量Gwgを演算する。流通量演算部56は、状態方程式P×V=Gwg×R×Tに対して以下に示す値を代入することで作動ガス量Gwgを逆算する。   The flow rate calculation unit 56 of the calculation unit 46 calculates the EGR flow rate Gega which is the mass flow rate of the EGR gas flowing through the EGR passage 21. In calculating the EGR flow rate Gega, the flow rate calculation unit 56 first calculates a working gas amount Gwg that is a mass flow rate of the working gas supplied to the cylinder 12 using a state equation. The flow amount calculation unit 56 calculates the working gas amount Gwg by substituting the following values for the state equation P × V = Gwg × R × T.

P:吸気圧力センサー32の検出値である吸気圧力Pwg
V:エンジン10の回転速度NEとエンジン10の排気量Dとの乗算値
T:吸気温度センサー35の検出値である吸気温度Tin
R:気体定数
そして、流通量演算部56は、上記作動ガス量Gwgから吸入空気量センサー36の検出値である吸入空気量Gaを減算することによりEGR流通量Gegaを演算する。
P: Intake pressure Pwg which is a detected value of the intake pressure sensor 32
V: Multiplication value of the rotational speed NE of the engine 10 and the exhaust amount D of the engine 10 T: Intake air temperature Tin which is a detection value of the intake air temperature sensor
R: Gas constant The flow rate calculation unit 56 calculates the EGR flow rate Gega by subtracting the intake air amount Ga, which is a detection value of the intake air amount sensor 36, from the working gas amount Gwg.

演算部46の補正量演算部57は、記憶部47に格納されている補正データ58に基づいて、EGR弁23の基本開度VTstdに対する補正量VTrevを演算する。補正データ58は、EGRガスの目標量GegtとEGR流通量Gegaとの差分ΔGegに応じたEGR弁23の補正量が規定されたデータである。補正量VTrevは、予め行なった実験やシミュレーションの結果により規定される。   The correction amount calculation unit 57 of the calculation unit 46 calculates a correction amount VTrev for the basic opening VTstd of the EGR valve 23 based on the correction data 58 stored in the storage unit 47. The correction data 58 is data in which the correction amount of the EGR valve 23 corresponding to the difference ΔGeg between the target amount Gegt of EGR gas and the EGR circulation amount Gega is defined. The correction amount VTrev is defined by the results of experiments and simulations performed in advance.

図4に示されるように、補正データ58には、目標量GegtよりもEGR流通量Gegaが小さい領域ではEGR弁23の開度を基本開度VTstdよりも大きくする補正量VTrevが規定されている。また、補正データ58には、目標量GegtよりもEGR流通量Gegaが大きい領域ではEGR弁23の開度を基本開度VTstdよりも小さくする補正量VTrevが規定されている。補正量演算部57は、EGRガスの目標量GegtとEGR流通量Gegaとの差分ΔGegに応じた補正量を補正データ58から読み出すことで補正量VTrevを演算する。   As shown in FIG. 4, the correction data 58 defines a correction amount VTrev that makes the opening degree of the EGR valve 23 larger than the basic opening degree VTstd in a region where the EGR circulation amount Gega is smaller than the target amount Gegt. . The correction data 58 defines a correction amount VTrev that makes the opening degree of the EGR valve 23 smaller than the basic opening degree VTstd in a region where the EGR circulation amount Gega is larger than the target amount Gegt. The correction amount calculation unit 57 calculates the correction amount VTrev by reading the correction amount according to the difference ΔGeg between the EGR gas target amount Gegt and the EGR circulation amount Gega from the correction data 58.

演算部46の指示開度演算部59は、基本開度演算部54にて演算された基本開度VTstdに対して、補正量演算部57にて演算された補正量VTrevを加算することによりEGR弁23の目標開度VTtarを演算する。そして、指示開度演算部59は、EGR弁23の開度を開度VTaから目標開度VTtarに変更するために必要な開度である指示開度VTcomを演算し、その演算した指示開度VTcomを弁駆動部48に出力する。   The instruction opening calculation unit 59 of the calculation unit 46 adds the correction amount VTrev calculated by the correction amount calculation unit 57 to the basic opening VTstd calculated by the basic opening calculation unit 54, thereby performing EGR. The target opening degree VTtar of the valve 23 is calculated. The instruction opening calculation unit 59 calculates an instruction opening VTcom which is an opening necessary for changing the opening of the EGR valve 23 from the opening VTa to the target opening VTtar, and the calculated instruction opening VTcom is output to the valve drive unit 48.

弁駆動部48は、EGR弁23の開度が目標開度VTtarになるように、指示開度演算部59から入力された指示開度VTcomの分だけEGR弁23の開度を変更するための駆動電力を生成し、その生成した駆動電力をEGR弁23に出力する。   The valve drive unit 48 changes the opening degree of the EGR valve 23 by the indicated opening degree VTcom input from the indicated opening degree calculation unit 59 so that the opening degree of the EGR valve 23 becomes the target opening degree VTtar. Drive power is generated, and the generated drive power is output to the EGR valve 23.

次に、EGR制御装置30がEGR弁23の開度を制御する際に実行する処理の流れについて図5を参照して説明する。なお、この処理は、所定の制御周期ごとに実行される。   Next, a flow of processing executed when the EGR control device 30 controls the opening degree of the EGR valve 23 will be described with reference to FIG. This process is executed every predetermined control cycle.

図5に示されるように、ステップS11において、制御部45は、各種センサーからの検出信号により各種情報を取得する。制御部45は、EGR圧力Peg、吸気圧力Pwg、EGR温度Teg、吸気温度Tin、吸入空気量Ga、回転速度NE、アクセル開度ACC、燃料噴射量Qf、開度VTaを取得する。   As shown in FIG. 5, in step S <b> 11, the control unit 45 acquires various types of information based on detection signals from various types of sensors. The control unit 45 acquires the EGR pressure Peg, the intake pressure Pwg, the EGR temperature Teg, the intake air temperature Tin, the intake air amount Ga, the rotational speed NE, the accelerator opening ACC, the fuel injection amount Qf, and the opening VTa.

次のステップS12において、制御部45は、回転速度NE、アクセル開度ACC、燃料噴射量Qfに基づいて、EGRガスの目標量Gegtを演算する。また、制御部45は、EGR圧力Peg及び吸気通路圧力Pwgに基づいて、圧力比P2/P1を演算する。また、制御部45は、吸気圧力Pin、回転速度NEと排気量D、吸気温度Tinに基づいて、シリンダー12に対する作動ガス量Gwgを演算する。また、制御部45は、作動ガス量Gwg、吸入空気量Gaに基づいて、EGR流通量Gegaを演算する。   In the next step S12, the controller 45 calculates a target amount Gegt of EGR gas based on the rotational speed NE, the accelerator opening ACC, and the fuel injection amount Qf. Further, the control unit 45 calculates the pressure ratio P2 / P1 based on the EGR pressure Peg and the intake passage pressure Pwg. Further, the control unit 45 calculates the working gas amount Gwg for the cylinder 12 based on the intake pressure Pin, the rotational speed NE, the exhaust amount D, and the intake temperature Tin. Further, the control unit 45 calculates the EGR circulation amount Gega based on the working gas amount Gwg and the intake air amount Ga.

次のステップS13において、制御部45は、目標量Gegt、圧力比P2/P1、EGR圧力Peg、EGR温度Tegを上記式(1)に代入することで演算される開口面積Aを必要開口面積Aneとして演算する。   In the next step S13, the control unit 45 sets the opening area A calculated by substituting the target amount Gegt, the pressure ratio P2 / P1, the EGR pressure Peg, and the EGR temperature Teg into the above equation (1). Calculate as

次のステップS14において、制御部45は、開度データ55に基づいて、必要開口面積Aneに応じたEGR弁23の開度である基本開度VTstdを演算する。また、制御部45は、補正データ58に基づいてEGRガスの目標量GegtとEGR流通量Gegaとの差分ΔGegに応じた補正量を補正データ58から読み出すことで補正量VTrevを演算する。   In the next step S <b> 14, the control unit 45 calculates a basic opening VTstd that is the opening of the EGR valve 23 according to the required opening area Ane based on the opening data 55. Further, the control unit 45 calculates the correction amount VTrev by reading out from the correction data 58 the correction amount corresponding to the difference ΔGeg between the target amount Gegt of the EGR gas and the EGR circulation amount Gega based on the correction data 58.

次のステップS15において、制御部45は、上記基本開度VTstdに上記補正量VTrevを加算することによってEGR弁23の目標開度VTtarを演算する。そして、制御部45は、EGR弁開度センサー40の検出値である開度VTaから目標開度VTtarへEGR弁23の開度を変更するために必要な開度である指示開度VTcomを演算する。   In the next step S15, the control unit 45 calculates the target opening degree VTtar of the EGR valve 23 by adding the correction amount VTrev to the basic opening degree VTstd. Then, the control unit 45 calculates an instruction opening VTcom that is an opening required to change the opening of the EGR valve 23 from the opening VTa that is a detection value of the EGR valve opening sensor 40 to the target opening VTtar. To do.

次のステップS16において、制御部45は、EGR弁23の開度を指示開度VTcomの分だけ変更するための駆動電力を生成し、その生成した駆動電力をEGR弁23に供給することでEGR弁23を駆動する。こうしてEGR弁23は、目標開度VTtarに制御される。   In the next step S <b> 16, the control unit 45 generates drive power for changing the opening of the EGR valve 23 by the indicated opening VTcom, and supplies the generated drive power to the EGR valve 23 to provide EGR. The valve 23 is driven. Thus, the EGR valve 23 is controlled to the target opening VTtar.

次に、上述した構成のEGR制御装置30の作用について説明する。
EGR制御装置30では、EGRガスを目標量Gegtだけ吸気通路15に導入するために必要なEGR弁23の開口面積である必要開口面積Aneが演算される。そして、EGR制御装置30では、上記必要開口面積Aneと開度VT毎に有効開口面積Aefが規定された開度データ55とに基づいて、EGR弁23の基本開度VTstdが演算される。EGR制御装置30は、上記基本開度VTstdに基づいてEGR弁23の開度を制御する。
Next, the operation of the EGR control device 30 configured as described above will be described.
In the EGR control device 30, a necessary opening area Ane that is an opening area of the EGR valve 23 necessary for introducing the EGR gas into the intake passage 15 by the target amount Gegt is calculated. The EGR control device 30 calculates the basic opening VTstd of the EGR valve 23 based on the required opening area Ane and the opening data 55 in which the effective opening area Aef is defined for each opening VT. The EGR control device 30 controls the opening degree of the EGR valve 23 based on the basic opening degree VTstd.

ここで、例えば、EGR弁23が開状態にあるとき、その開口部分の開口縁にはEGRガスと開口縁との摩擦によって流速の著しく遅い境界層が形成される。そのため、この境界層を考慮せずにEGR弁の開度が制御されるとなれば、該境界層の分だけ開口面積が少なくなることでEGR弁の開度に対するEGRガスの流通量が少なくなってしまう。   Here, for example, when the EGR valve 23 is in an open state, a boundary layer having a remarkably slow flow velocity is formed at the opening edge of the opening portion due to friction between the EGR gas and the opening edge. Therefore, if the opening degree of the EGR valve is controlled without considering this boundary layer, the flow area of the EGR gas with respect to the opening degree of the EGR valve is reduced by reducing the opening area by the amount of the boundary layer. End up.

この点、上述した開度データ55では、予め行なった実験の結果に基づいて上記式(1)から逆算される開口面積Aを有効開口面積Aefとしている。また、開度データ55には、EGR弁23の開度VT毎に有効開口面積Aefが規定されている。すなわち、開度データ55には、上記境界層が考慮された開口面積が有効開口面積Aefとして開度毎に規定されている。そして、EGR弁23の開度がフィードフォワード制御のように制御されることから、たとえ運転状態の過渡期であったとしても、EGRガスの目標量GegtとEGR弁23の開度変更後におけるEGR流通量Gegaとの乖離度が小さくなる。その結果、吸気通路15に導入されるEGRガス量の精度が高められる。   In this regard, in the opening degree data 55 described above, the opening area A calculated backward from the above formula (1) based on the results of experiments performed in advance is set as the effective opening area Aef. Further, the opening degree data 55 defines an effective opening area Aef for each opening degree VT of the EGR valve 23. That is, in the opening degree data 55, the opening area in consideration of the boundary layer is defined for each opening degree as the effective opening area Aef. Since the opening degree of the EGR valve 23 is controlled like feedforward control, the EGR target amount Gegt and the EGR valve after the opening degree of the EGR valve 23 is changed even if it is a transition period of the operating state. The degree of divergence from the circulation amount Gega becomes small. As a result, the accuracy of the amount of EGR gas introduced into the intake passage 15 is improved.

また、EGR弁23は、EGRガスの流通経路において、EGR圧力センサー31と吸気圧力センサー32との間に配設されている。すなわち、EGR弁23が可変オリフィスとしての役割を果たすため、EGR流通量Gegaを演算するためのオリフィスを別途EGR通路21に配設する必要がない。そのため、EGR通路21に別途オリフィスが配設される場合に比べて、EGR通路21におけるEGRガスの圧力損失が低減される。その結果、吸気通路15に対して導入可能なEGRガスも増量される。   The EGR valve 23 is disposed between the EGR pressure sensor 31 and the intake pressure sensor 32 in the EGR gas flow path. That is, since the EGR valve 23 serves as a variable orifice, it is not necessary to separately provide an orifice for calculating the EGR flow amount Gega in the EGR passage 21. Therefore, the pressure loss of the EGR gas in the EGR passage 21 is reduced as compared with the case where a separate orifice is provided in the EGR passage 21. As a result, the amount of EGR gas that can be introduced into the intake passage 15 is also increased.

また、EGR通路21そのものの流路断面積に基づいてEGR流通量Gegaが演算される場合に比べて、EGR圧力センサー31の検出値であるEGR圧力Pegと吸気圧力センサー32の検出値である吸気圧力Pwgとの圧力差が大きくなる。そのため、上記式(1)に基づいて演算される必要開口面積Aneの精度も高められる。その結果、EGRガスを目標量Gegtに制御するためのEGR弁23の基本開度VTstdに関する精度も高められる。   Further, compared to the case where the EGR flow amount Gega is calculated based on the flow path cross-sectional area of the EGR passage 21 itself, the intake air that is the detected value of the EGR pressure Peg and the intake pressure sensor 32 is detected by the EGR pressure sensor 31. The pressure difference from the pressure Pwg increases. Therefore, the accuracy of the required opening area Ane calculated based on the above formula (1) is also improved. As a result, the accuracy related to the basic opening VTstd of the EGR valve 23 for controlling the EGR gas to the target amount Gegt is also improved.

一方、EGR通路21やEGR弁23には、流路断面積や開口面積に製造誤差が存在する。また、例えば煤の堆積といった経年劣化によってEGR通路21の流路断面積やEGR弁23の開口面積に変化が生じる。そのため、こうした製造誤差や経年劣化を考慮した場合と考慮しない場合とでは、同一条件下においてEGR弁23が同じ開度に制御されたとしても、EGRガスの流通量が互いに異なることになる。   On the other hand, the EGR passage 21 and the EGR valve 23 have manufacturing errors in the flow path cross-sectional area and the opening area. Further, for example, the passage cross-sectional area of the EGR passage 21 and the opening area of the EGR valve 23 change due to aging such as accumulation of soot. Therefore, when such a manufacturing error and aging deterioration are taken into consideration, even when the EGR valve 23 is controlled to the same opening degree under the same conditions, the flow rates of the EGR gas are different from each other.

この点、EGR制御装置30では、EGR弁23の目標開度VTtarは、EGRガスの目標量GegtとEGR流通量Gegaとの差分ΔGegに基づいて補正データ58から選択される補正量VTrevが基本開度VTstdに加算された開度である。そのため、例えば、EGR通路21及びEGR弁23の製造誤差や経年劣化によってEGR通路21におけるEGRガスの圧力損失が大きくなったとしても、EGR弁23の目標開度VTtarが基本開度VTstdよりも大きくなるように補正される。その結果、EGR弁23の目標開度VTtarが基本開度VTstdから補正されない場合に比べて、EGRガスの目標量GegtとEGR弁の開度変更後におけるEGR流通量Gegaとの乖離度がさらに小さくなる。すなわち、吸気通路15に導入されるEGRガス量の精度がさらに高められる。   In this regard, in the EGR control device 30, the target opening degree VTtar of the EGR valve 23 is based on the correction amount VTrev selected from the correction data 58 based on the difference ΔGeg between the target amount Gegt of the EGR gas and the EGR circulation amount Gega. The degree of opening added to the degree VTstd. Therefore, for example, even if the EGR gas pressure loss in the EGR passage 21 increases due to manufacturing errors or aging of the EGR passage 21 and the EGR valve 23, the target opening VTtar of the EGR valve 23 is larger than the basic opening VTstd. It is corrected so that As a result, the degree of divergence between the target amount Gegt of the EGR gas and the EGR flow amount Gega after the opening of the EGR valve is changed is smaller than when the target opening VTtar of the EGR valve 23 is not corrected from the basic opening VTstd. Become. That is, the accuracy of the amount of EGR gas introduced into the intake passage 15 is further improved.

また、EGR圧力センサー31及びEGR温度センサー34は、EGR弁23とEGRクーラー22との間に配設されており、EGRクーラー22による冷却後のEGRガスであって、EGR弁23に流入する直前のEGRガスの圧力及び温度を計測している。その結果、EGRクーラー22に流入するEGRガスの圧力及び温度が検出される場合に比べて、EGR圧力Peg及びEGR温度Tegの精度が高められることから、面積演算部53の演算結果である必要開口面積Aneの精度も高められる。   Further, the EGR pressure sensor 31 and the EGR temperature sensor 34 are disposed between the EGR valve 23 and the EGR cooler 22, and are EGR gases after being cooled by the EGR cooler 22 and immediately before flowing into the EGR valve 23. The pressure and temperature of the EGR gas are measured. As a result, the accuracy of the EGR pressure Peg and the EGR temperature Teg is improved as compared with the case where the pressure and temperature of the EGR gas flowing into the EGR cooler 22 are detected. The accuracy of the area Ane is also increased.

また、流通量演算部56では、吸気圧力センサー32の検出値である吸気圧力Pwg、吸気温度センサー35の検出値である吸気温度Tin、回転速度センサー37の検出値である回転速度NE、及びエンジン10の排気量Dに基づいて作動ガス量Gwgが演算される。そして、流通量演算部56では、作動ガス量Gwgと吸入空気量センサー36の検出値である吸入空気量Gaとに差分がEGR流通量Gegaとして演算される。このようにEGR流通量Gegaが演算され、そのEGR流通量Gegaがフィードバックされることで、吸気通路15に導入されるEGRガス量の精度が高められる。   Further, in the circulation amount calculation unit 56, the intake pressure Pwg that is a detection value of the intake pressure sensor 32, the intake air temperature Tin that is a detection value of the intake air temperature sensor 35, the rotation speed NE that is a detection value of the rotation speed sensor 37, and the engine The working gas amount Gwg is calculated based on the exhaust amount D of 10. Then, the circulation amount calculation unit 56 calculates a difference between the working gas amount Gwg and the intake air amount Ga that is a detection value of the intake air amount sensor 36 as an EGR circulation amount Gega. Thus, the EGR circulation amount Gega is calculated and the EGR circulation amount Gega is fed back, so that the accuracy of the EGR gas amount introduced into the intake passage 15 is improved.

以上説明したように、上記実施形態のEGR制御装置30によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
(1)EGRガスの目標量GegtとEGR弁23の開度変更後におけるEGR流通量Gegaとの乖離度が小さくなる。その結果、吸気通路15に導入されるEGRガス量の精度が高められる。
As described above, according to the EGR control device 30 of the above-described embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) The degree of divergence between the target amount Gegt of EGR gas and the EGR circulation amount Gega after the opening degree change of the EGR valve 23 is reduced. As a result, the accuracy of the amount of EGR gas introduced into the intake passage 15 is improved.

(2)EGR弁23が可変オリフィスとしての役割を果たすため、EGR通路21に別途オリフィスが配設される場合に比べて、EGR通路21におけるEGRガスの圧力損失が低減される。その結果、吸気通路15に対して導入可能なEGRガスも増量される。   (2) Since the EGR valve 23 serves as a variable orifice, the pressure loss of EGR gas in the EGR passage 21 is reduced as compared with the case where an additional orifice is provided in the EGR passage 21. As a result, the amount of EGR gas that can be introduced into the intake passage 15 is also increased.

(3)EGR通路21そのものの流路断面積に基づいてEGR流通量Gegaが演算される場合に比べて、圧力差が大きくなることで必要開口面積Aneの精度も高められる。その結果、EGR弁23の基本開度VTstdに関する精度も高められる。   (3) Compared to the case where the EGR flow amount Gega is calculated based on the flow path cross-sectional area of the EGR passage 21 itself, the accuracy of the required opening area Ane can be improved by increasing the pressure difference. As a result, the accuracy with respect to the basic opening VTstd of the EGR valve 23 is also improved.

(4)EGR弁23の指示開度VTcomが基本開度VTstdから補正されない場合に比べて、EGRガスの目標量GegtとEGR弁の開度変更後におけるEGR流通量Gegaとの乖離度がさらに小さくなる。その結果、吸気通路15に導入されるEGRガス量の精度がさらに高められる。   (4) The degree of divergence between the target amount Gegt of the EGR gas and the EGR flow amount Gega after the opening of the EGR valve is changed is smaller than when the instruction opening VTcom of the EGR valve 23 is not corrected from the basic opening VTstd. Become. As a result, the accuracy of the amount of EGR gas introduced into the intake passage 15 is further improved.

(5)EGR圧力センサー31及びEGR温度センサー34が、EGR弁23とEGRクーラー22との間に配設されている。そのため、EGRクーラー22に流入するEGRガスの圧力及び温度が検出される場合に比べて、必要開口面積Aneの精度が高められる。   (5) The EGR pressure sensor 31 and the EGR temperature sensor 34 are disposed between the EGR valve 23 and the EGR cooler 22. Therefore, compared with the case where the pressure and temperature of the EGR gas flowing into the EGR cooler 22 are detected, the accuracy of the required opening area Ane is increased.

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・EGR流通量Gegaの演算方法は、作動ガス量Gwgから吸入空気量Gaを減算することに限られるものではない。例えば、排気通路19を流れる排気ガスの質量流量を計測あるいは演算により求めて、作動ガス量Gwgから当該排気ガスの質量流量を減算することにより演算されてもよい。
In addition, the said embodiment can also be suitably changed and implemented as follows.
The method for calculating the EGR circulation amount Gega is not limited to subtracting the intake air amount Ga from the working gas amount Gwg. For example, the mass flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 19 may be obtained by measurement or calculation, and may be calculated by subtracting the mass flow rate of the exhaust gas from the working gas amount Gwg.

・EGR圧力センサー31は、EGRクーラー22の上流側に配設されていてもよい。このとき、上記式(1)に代入されるP1は、必要開口面積Aneの精度を高めるうえで、EGRクーラー22におけるEGRガスの圧力損失が考慮されることが好ましい。   The EGR pressure sensor 31 may be disposed on the upstream side of the EGR cooler 22. At this time, it is preferable that the pressure loss of EGR gas in the EGR cooler 22 is taken into consideration for increasing the accuracy of the required opening area Ane for P1 substituted into the above formula (1).

・EGR温度センサー34は、EGRクーラー22の上流側に配設されていてもよい。このとき、上記式(1)に代入されるT1は、必要開口面積Aneの精度を高めるうえで、EGRクーラー22におけるEGRガスの温度変化が考慮されることが好ましい。   The EGR temperature sensor 34 may be disposed on the upstream side of the EGR cooler 22. At this time, it is preferable that T1 substituted into the above formula (1) takes into account the temperature change of the EGR gas in the EGR cooler 22 in order to increase the accuracy of the required opening area Ane.

・EGR通路21には、EGRクーラー22が配設されていなくてもよい。
・制御部45は、流通量演算部56、補正量演算部57、記憶部47に格納された補正データ58、これらが割愛された構成であってもよい。すなわち、制御部45は、基本開度演算部54によって演算された基本開度VTstdを目標開度VTtarとして指示開度VTcomを演算してもよい。
The EGR passage 21 may not include the EGR cooler 22.
The control unit 45 may have a configuration in which the circulation amount calculation unit 56, the correction amount calculation unit 57, the correction data 58 stored in the storage unit 47, and these are omitted. That is, the control unit 45 may calculate the instruction opening VTcom with the basic opening VTstd calculated by the basic opening calculation unit 54 as the target opening VTtar.

・EGRガスの目標量Gegtは、エンジン10の運転状態に関する情報に基づいて演算されればよく、上記実施形態のように回転速度NE、アクセル開度ACC、燃料噴射量Qfに基づいて演算されるものに限られない。目標量Gegtは、例えば、回転速度NEと燃料噴射量Qfとに基づいて演算されてもよい。   The target amount Gegt of EGR gas may be calculated based on information related to the operating state of the engine 10, and is calculated based on the rotational speed NE, the accelerator opening ACC, and the fuel injection amount Qf as in the above embodiment. It is not limited to things. For example, the target amount Gegt may be calculated based on the rotational speed NE and the fuel injection amount Qf.

・EGR制御装置30は、1つの電子制御ユニットであってもよいし、複数の電子制御ユニットで構成されていてもよい。
・EGR制御装置30が適用されるエンジンは、ガソリンエンジンであってもよい。
-The EGR control apparatus 30 may be one electronic control unit, and may be comprised by the some electronic control unit.
The engine to which the EGR control device 30 is applied may be a gasoline engine.

10…ディーゼルエンジン、11…シリンダーブロック、12…シリンダー、13…インテークマニホールド、14…エキゾーストマニホールド、15…吸気通路、16…ターボチャージャー、17…コンプレッサー、18…インタークーラー、19…排気通路、20…タービン、21…EGR通路、22…EGRクーラー、23…EGR弁、30…EGR制御装置、31…EGR圧力センサー、32…吸気圧力センサー、34…EGR温度センサー、35…吸気温度センサー、36…吸入空気量センサー、37…回転速度センサー、38…アクセル開度センサー、39…燃料噴射制御部、40…EGR弁開度センサー、45…制御部、46…演算部、47…記憶部、48…弁駆動部、51…目標量演算部、52…圧力比演算部、53…面積演算部、54…基本開度演算部、55…開度データ、56…流通量演算部、57…補正量演算部、58…補正データ、59…指示開度演算部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Diesel engine, 11 ... Cylinder block, 12 ... Cylinder, 13 ... Intake manifold, 14 ... Exhaust manifold, 15 ... Intake passage, 16 ... Turbocharger, 17 ... Compressor, 18 ... Intercooler, 19 ... Exhaust passage, 20 ... Turbine , 21 ... EGR passage, 22 ... EGR cooler, 23 ... EGR valve, 30 ... EGR control device, 31 ... EGR pressure sensor, 32 ... intake pressure sensor, 34 ... EGR temperature sensor, 35 ... intake temperature sensor, 36 ... intake air 37, rotational speed sensor, 38 ... accelerator opening sensor, 39 ... fuel injection control unit, 40 ... EGR valve opening sensor, 45 ... control unit, 46 ... calculation unit, 47 ... storage unit, 48 ... valve drive Part, 51 ... target amount calculation part, 52 ... pressure ratio calculation part, 53 ... area Calculation unit, 54 ... basic opening calculation section, 55 ... opening data, 56 ... circulation amount calculation unit, 57 ... correction amount calculating unit, 58 ... correction data, 59 ... instruction opening calculating section.

Claims (4)

エンジンの運転状態に関する情報を取得する取得部と、
前記取得部の取得した情報に基づいてEGR弁の開度を制御する制御部と、を備え、
前記取得部が、
前記EGR弁の上流側におけるEGR通路内の圧力を検出するEGR圧力センサーと、
前記エンジンの吸気通路と前記EGR通路との接続部分よりも下流側における吸気通路内の圧力を検出する吸気圧力センサーと、
前記EGR弁の上流側におけるEGR通路内の温度を検出するEGR温度センサーと、を含み、
前記制御部が、
前記EGR弁の開度毎に当該EGR弁の有効開口面積が規定された開度データが記憶された記憶部と、
前記取得部の取得した情報に基づいてEGRガスの目標量を演算する目標量演算部と、
前記EGR圧力センサーの検出値、前記吸気圧力センサーの検出値、前記EGR温度センサーの検出値、及び前記目標量に基づいて、前記EGR弁の必要開口面積を演算する面積演算部と、
前記必要開口面積と前記開度データとに基づいて前記EGR弁の開度を演算する開度演算部と、を含む
ことを特徴とするEGR制御装置。
An acquisition unit for acquiring information relating to the operating state of the engine;
A control unit for controlling the opening of the EGR valve based on the information acquired by the acquisition unit,
The acquisition unit
An EGR pressure sensor for detecting the pressure in the EGR passage on the upstream side of the EGR valve;
An intake pressure sensor for detecting a pressure in the intake passage downstream of a connection portion between the intake passage of the engine and the EGR passage;
An EGR temperature sensor for detecting a temperature in the EGR passage on the upstream side of the EGR valve,
The control unit is
A storage unit storing opening degree data in which an effective opening area of the EGR valve is defined for each opening degree of the EGR valve;
A target amount calculation unit for calculating a target amount of EGR gas based on the information acquired by the acquisition unit;
An area calculation unit for calculating a required opening area of the EGR valve based on a detection value of the EGR pressure sensor, a detection value of the intake pressure sensor, a detection value of the EGR temperature sensor, and the target amount;
An EGR controller that calculates an opening of the EGR valve based on the required opening area and the opening data.
前記制御部が、
前記目標量とEGRガスの流通量との差分毎に開度の補正量が規定された補正データが記憶された前記記憶部と、
前記取得部の取得した情報に基づいて前記流通量を演算する流通量演算部と、
前記目標量と前記流通量演算部の演算結果とに応じた補正量を前記補正データに基づいて演算する補正量演算部と、を含み、
前記開度演算部は、
前記必要開口面積と前記開度データとに基づいて演算された前記EGR弁の基本開度を前記補正量の分だけ補正する
請求項1に記載のEGR制御装置。
The control unit is
The storage unit storing correction data in which a correction amount of the opening degree is defined for each difference between the target amount and the flow rate of EGR gas;
A circulation amount calculation unit for calculating the circulation amount based on the information acquired by the acquisition unit;
A correction amount calculation unit that calculates a correction amount according to the target amount and a calculation result of the circulation amount calculation unit based on the correction data,
The opening calculator is
The EGR control device according to claim 1, wherein the basic opening degree of the EGR valve calculated based on the required opening area and the opening degree data is corrected by the correction amount.
前記取得部が、
前記エンジンのインテークマニホールド内の温度である吸気温度を検出する吸気温度センサーと、
前記エンジンの回転速度を検出する回転速度センサーと、
前記エンジンの吸入空気量を検出する吸入空気量センサーと、を含み、
EGRガスの流通量を演算する流通量演算部は、
前記吸気圧力センサーの検出値、前記吸気温度センサーの検出値、前記回転速度センサーの検出値、及び前記エンジンの排気量に基づいて作動ガス量を演算し、前記作動ガス量と前記吸入空気量センサーの検出値との差分を前記流通量として演算する
請求項2に記載のEGR制御装置。
The acquisition unit
An intake air temperature sensor that detects an intake air temperature that is a temperature in the intake manifold of the engine;
A rotational speed sensor for detecting the rotational speed of the engine;
An intake air amount sensor for detecting an intake air amount of the engine,
The flow rate calculation unit for calculating the flow rate of EGR gas is
A working gas amount is calculated based on a detected value of the intake pressure sensor, a detected value of the intake air temperature sensor, a detected value of the rotation speed sensor, and an exhaust amount of the engine, and the working gas amount and the intake air amount sensor The EGR control device according to claim 2, wherein a difference from the detected value is calculated as the circulation amount.
前記EGR圧力センサー及び前記EGR温度センサーは、
前記EGR弁と当該EGR弁の上流側に配設されたEGRクーラーとの間に配設される
請求項1〜3のいずれか一項に記載のEGR制御装置。
The EGR pressure sensor and the EGR temperature sensor are
The EGR control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the EGR control device is disposed between the EGR valve and an EGR cooler disposed upstream of the EGR valve.
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