JP3493981B2 - Ｅｇｒ制御装置付内燃機関の過給圧制御装置 - Google Patents
Ｅｇｒ制御装置付内燃機関の過給圧制御装置Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
- F02M26/10—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
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- F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
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- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/55—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＥＧＲ制御装置を
備えると共に過給圧を可変に制御できる過給機を備えた
内燃機関のＥＧＲ制御及び過給圧制御に関する。
備えると共に過給圧を可変に制御できる過給機を備えた
内燃機関のＥＧＲ制御及び過給圧制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関において排気の一部を吸気中に
還流して燃焼温度をさせることにより排気中のＮＯｘ
（窒素酸化物) を低減するＥＧＲ（排気還流) を行うこ
とが有効であり、特にディーゼル機関では、他にＮＯｘ
を低減する有効な手段がなく、排気清浄化のため不可欠
の技術である。
還流して燃焼温度をさせることにより排気中のＮＯｘ
（窒素酸化物) を低減するＥＧＲ（排気還流) を行うこ
とが有効であり、特にディーゼル機関では、他にＮＯｘ
を低減する有効な手段がなく、排気清浄化のため不可欠
の技術である。
【０００３】他方、運転性と燃費を改善するために、機
関に過給機を装着することが一般的となっており、排気
量当たりの比出力が小さいディーゼル機関では装着比率
が高い。また、回転負荷によらず、過給機の効率を高く
維持するため、近年では任意に過給圧を制御できる可変
ノズルターボや可変ウエストゲート制御機構が実用化さ
れつつある。
関に過給機を装着することが一般的となっており、排気
量当たりの比出力が小さいディーゼル機関では装着比率
が高い。また、回転負荷によらず、過給機の効率を高く
維持するため、近年では任意に過給圧を制御できる可変
ノズルターボや可変ウエストゲート制御機構が実用化さ
れつつある。
【０００４】以下、ディーゼル機関を例にとって説明す
る。但し、本発明は、ガソリン機関等他の形式の内燃機
関でもＥＧＲ制御装置を有する内燃機関の過給圧制御装
置にあっては本発明の効果は同様に得られる。まず、デ
ィーゼル機関の主たる制御項目である、燃料噴射量と燃
料噴射時期とＥＧＲ制御装置について簡単に説明する。
る。但し、本発明は、ガソリン機関等他の形式の内燃機
関でもＥＧＲ制御装置を有する内燃機関の過給圧制御装
置にあっては本発明の効果は同様に得られる。まず、デ
ィーゼル機関の主たる制御項目である、燃料噴射量と燃
料噴射時期とＥＧＲ制御装置について簡単に説明する。
【０００５】一般にディーゼル機関においては、その燃
焼室に供給される燃料噴射量と噴射時期を機関回転と同
期して回転駆動される燃料噴射ポンプにより制御される
ようにしている。例えば、前記燃料噴射ポンプ内に設け
られた油圧式のタイマをフイードポンプからの供給圧で
作動させて、フェイスカムの位相を変えることにより燃
料噴射時期を制御する。
焼室に供給される燃料噴射量と噴射時期を機関回転と同
期して回転駆動される燃料噴射ポンプにより制御される
ようにしている。例えば、前記燃料噴射ポンプ内に設け
られた油圧式のタイマをフイードポンプからの供給圧で
作動させて、フェイスカムの位相を変えることにより燃
料噴射時期を制御する。
【０００６】また、コントロールレバー（アクセル）に
よりコントロールスリーブ位置を動かして圧送終りを制
御することにより燃料噴射量を調節している。また、Ｅ
ＧＲ装置としては、負圧弁の負圧を調節することにより
ＥＧＲ弁の開度を制御するものがあり、ＥＧＲ弁の開度
はリフトセンサにより検出された、目標弁開度となるよ
うに電磁弁のデューティー比を詞節することにより制御
される。
よりコントロールスリーブ位置を動かして圧送終りを制
御することにより燃料噴射量を調節している。また、Ｅ
ＧＲ装置としては、負圧弁の負圧を調節することにより
ＥＧＲ弁の開度を制御するものがあり、ＥＧＲ弁の開度
はリフトセンサにより検出された、目標弁開度となるよ
うに電磁弁のデューティー比を詞節することにより制御
される。
【０００７】また、ステップモータを用いてＥＧＲ弁の
位置を制御するものもあり、ＥＧＲ弁の開度は、ステッ
プモータの基準位置に対するステップ数で一義に決まる
ため、リフトセンサによるフィードバックの必要がな
い。したがって、目標弁開度となるステップモータの目
標ステップ数を与えることにより、弁開度を制御してい
る。
位置を制御するものもあり、ＥＧＲ弁の開度は、ステッ
プモータの基準位置に対するステップ数で一義に決まる
ため、リフトセンサによるフィードバックの必要がな
い。したがって、目標弁開度となるステップモータの目
標ステップ数を与えることにより、弁開度を制御してい
る。
【０００８】一般に大量にＥＧＲをかけてＮＯｘを低減
すると、着火遅れ期間が長くなり、燃焼温度の低下や膨
張行程後期の燃焼割合が増え、かつ、燃焼雰囲気が酸素
不足となるため、排気微粒子（以下ＰＭ：Particulate
Matterと称する) や他の排気成分（ＨＣ, ＣＯ) が悪化
する傾向にある。また、このＮＯｘとＰＭのトレードオ
フの関係は負荷が高い、あるいはＥＧＲ量が多い場合、
すなわち空気過剰率が低い場合ほど顕著になることが知
られており、排気中のＮＯｘとＰＭとを同時に低減する
ためには、回転負荷, 運転状態に応じて極めて精密にＥ
ＧＲ量を制御する必要がある。
すると、着火遅れ期間が長くなり、燃焼温度の低下や膨
張行程後期の燃焼割合が増え、かつ、燃焼雰囲気が酸素
不足となるため、排気微粒子（以下ＰＭ：Particulate
Matterと称する) や他の排気成分（ＨＣ, ＣＯ) が悪化
する傾向にある。また、このＮＯｘとＰＭのトレードオ
フの関係は負荷が高い、あるいはＥＧＲ量が多い場合、
すなわち空気過剰率が低い場合ほど顕著になることが知
られており、排気中のＮＯｘとＰＭとを同時に低減する
ためには、回転負荷, 運転状態に応じて極めて精密にＥ
ＧＲ量を制御する必要がある。
【０００９】そこで, ＥＧＲ量を精密に制御するための
方法がいくつか考案されている。代表的なものとして
は、以下の２つの形式がある。まず１つの方法は、吸入
された全ガス量と新規に吸入された空気量の両者を各々
検出して、両者の差をＥＧＲ量とみなし、このＥＧＲ量
が目標ＥＧＲ率（ＥＧＲ量／吸入新気量) と一致するよ
うにＥＧＲ量を制御する方法である。
方法がいくつか考案されている。代表的なものとして
は、以下の２つの形式がある。まず１つの方法は、吸入
された全ガス量と新規に吸入された空気量の両者を各々
検出して、両者の差をＥＧＲ量とみなし、このＥＧＲ量
が目標ＥＧＲ率（ＥＧＲ量／吸入新気量) と一致するよ
うにＥＧＲ量を制御する方法である。
【００１０】例えば、特開昭５７−１８０４８号等に記
載されているように、吸入空気量を計測するためにエア
フロメータを設け、また、全ガス量を計測するために下
流に圧力センサを設け、両者の出力を演算してＥＧＲ量
を求め、運転条件毎に設定されるＥＧＲ量と一致するよ
うに、ＥＧＲ弁を制御するものがある。２つめの方法
は、ＥＧＲ弁を流れる流量を考慮する制御方法がある。
物理的に最も考えやすい方式としては、ＥＧＲガスの流
れを一次非圧縮性流体として考え、ＥＧＲ前後の差圧を
計測し、目標ＥＧＲ量が得られるＥＧＲ弁開口面積を流
体力学的（ベルヌーイの法則） に求める方法である。
載されているように、吸入空気量を計測するためにエア
フロメータを設け、また、全ガス量を計測するために下
流に圧力センサを設け、両者の出力を演算してＥＧＲ量
を求め、運転条件毎に設定されるＥＧＲ量と一致するよ
うに、ＥＧＲ弁を制御するものがある。２つめの方法
は、ＥＧＲ弁を流れる流量を考慮する制御方法がある。
物理的に最も考えやすい方式としては、ＥＧＲガスの流
れを一次非圧縮性流体として考え、ＥＧＲ前後の差圧を
計測し、目標ＥＧＲ量が得られるＥＧＲ弁開口面積を流
体力学的（ベルヌーイの法則） に求める方法である。
【００１１】この方式では、目標値と実測値の差分に応
じて、ＥＧＲ弁開口面積の所要変化量が求まるため、フ
ィードバックゲインを物理的に求められるという点に特
徴がある。この方式を採るＥＧＲ制御方法としては、例
えば特開昭６２−２９８６５４号公報や特開平２−１１
８５８号公報等に記載されているように、ＥＧＲ弁の吸
気側と排気側の差圧を検出する差圧センサを設け、機関
の回転速度と負荷に応じて設定された目標差圧と一致す
るようにＥＧＲ弁を制御するものや、特開平７−１７４
０４８号公報等に記載されているように、ＥＧＲ弁の特
性のバラツキ等も考慮して精密にＥＧＲ量を制御できる
ように、センサで計測したＥＧＲ量と基準値とを比較し
ＥＧＲ量を調整するものがある。
じて、ＥＧＲ弁開口面積の所要変化量が求まるため、フ
ィードバックゲインを物理的に求められるという点に特
徴がある。この方式を採るＥＧＲ制御方法としては、例
えば特開昭６２−２９８６５４号公報や特開平２−１１
８５８号公報等に記載されているように、ＥＧＲ弁の吸
気側と排気側の差圧を検出する差圧センサを設け、機関
の回転速度と負荷に応じて設定された目標差圧と一致す
るようにＥＧＲ弁を制御するものや、特開平７−１７４
０４８号公報等に記載されているように、ＥＧＲ弁の特
性のバラツキ等も考慮して精密にＥＧＲ量を制御できる
ように、センサで計測したＥＧＲ量と基準値とを比較し
ＥＧＲ量を調整するものがある。
【００１２】他方、任意に過給圧を制御できる可変ノズ
ルターボ（ＶＧＴ) 等を装備したものがあり、運転領域
に応じて過給圧を制御することで運転性と燃費を改善す
ることができる。
ルターボ（ＶＧＴ) 等を装備したものがあり、運転領域
に応じて過給圧を制御することで運転性と燃費を改善す
ることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今日の
ような厳しい排気規制を達成するために大量のＥＧＲを
かけてＮＯｘを低減しつつ、加速時の運転性向上や、低
速運転時の過給圧増加による空気過剰率向上による排気
低減、および定格出力運転時の過給機効率向上により出
力向上するための過給圧制御をも行う場合、従来のＥＧ
Ｒ制御装置を有する機関で過給圧制御を行おうとする
と、以下のような問題点がある。
ような厳しい排気規制を達成するために大量のＥＧＲを
かけてＮＯｘを低減しつつ、加速時の運転性向上や、低
速運転時の過給圧増加による空気過剰率向上による排気
低減、および定格出力運転時の過給機効率向上により出
力向上するための過給圧制御をも行う場合、従来のＥＧ
Ｒ制御装置を有する機関で過給圧制御を行おうとする
と、以下のような問題点がある。
【００１４】過給機が装着されＥＧＲ装置を持つ機関で
は、ＥＧＲ制御も排気から吸気に作動ガスを逃すことに
より結果的に過給圧制御を行うことになる。このため、
その他に過給圧制御を行うアクチュエータが存在する場
合、同じパラメータ（吸気量や過給圧) を用いて制御す
ると、どちらの目標値も定まらずハンチングが生じる。
は、ＥＧＲ制御も排気から吸気に作動ガスを逃すことに
より結果的に過給圧制御を行うことになる。このため、
その他に過給圧制御を行うアクチュエータが存在する場
合、同じパラメータ（吸気量や過給圧) を用いて制御す
ると、どちらの目標値も定まらずハンチングが生じる。
【００１５】一方で、どちらかを優先した制御を行う
と、ＥＧＲ制御精度の低下または過給圧制御装置の能力
を活かしきれないということになる。また、過給圧制御
がない場合を例にとって考えてみると、例えば特開平２
−２６７３６１号公報のように吸気圧を一定圧に保ちＥ
ＧＲを制御するようにしても、吸気圧を一定に保っても
排圧が変動するため、ＥＧＲ量が変化して精度の悪化は
避けられない。また、運転性との両立が困難で、一定に
保つように検出された過給圧となるようにＥＧＲ量を制
御すると定常でそのフィードバックの影響でサージが起
きてしまうことがわかっている。
と、ＥＧＲ制御精度の低下または過給圧制御装置の能力
を活かしきれないということになる。また、過給圧制御
がない場合を例にとって考えてみると、例えば特開平２
−２６７３６１号公報のように吸気圧を一定圧に保ちＥ
ＧＲを制御するようにしても、吸気圧を一定に保っても
排圧が変動するため、ＥＧＲ量が変化して精度の悪化は
避けられない。また、運転性との両立が困難で、一定に
保つように検出された過給圧となるようにＥＧＲ量を制
御すると定常でそのフィードバックの影響でサージが起
きてしまうことがわかっている。
【００１６】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたもので、特別なデバイスを追加することなく
過渡運転時を含めたＥＧＲ制御と過給圧制御の安定性，
応答性，制御精度を確保したＥＧＲ制御装置付内燃機関
の過給圧制御装置を提供することを目的とする。
てなされたもので、特別なデバイスを追加することなく
過渡運転時を含めたＥＧＲ制御と過給圧制御の安定性，
応答性，制御精度を確保したＥＧＲ制御装置付内燃機関
の過給圧制御装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、排気の一部を吸気中に還流するＥＧＲ制御装
置を備えると共に過給圧を可変に制御できる過給機を備
えた内燃機関において、機関の回転速度及び負荷と、大
気圧と、吸入空気量又はその関連値と、を検出し、吸入
空気量又はその関連値を含む要素に基づいて前記ＥＧＲ
制御装置によるＥＧＲ量を目標値にフィードバック制御
し、機関の回転速度及び負荷に基づいて前記過給機の基
本過給圧を設定し、前記基本過給圧を、大気圧と機関の
負荷の変化率とに基づいて補正し、補正した過給圧にオ
ープン制御することを特徴とする。
る発明は、排気の一部を吸気中に還流するＥＧＲ制御装
置を備えると共に過給圧を可変に制御できる過給機を備
えた内燃機関において、機関の回転速度及び負荷と、大
気圧と、吸入空気量又はその関連値と、を検出し、吸入
空気量又はその関連値を含む要素に基づいて前記ＥＧＲ
制御装置によるＥＧＲ量を目標値にフィードバック制御
し、機関の回転速度及び負荷に基づいて前記過給機の基
本過給圧を設定し、前記基本過給圧を、大気圧と機関の
負荷の変化率とに基づいて補正し、補正した過給圧にオ
ープン制御することを特徴とする。
【００１８】請求項１に係る発明によると、ＥＧＲ制御
については、吸入空気量又はその関連値を含む要素に基
づいて目標ＥＧＲ率が得られるようにＥＧＲ制御装置
（ＥＧＲ弁) を制御することにより、ＥＧＲ量を目標値
にフィードバック制御するので、過給圧を可変に制御し
ても高精度なＥＧＲ制御を行うことができる。
については、吸入空気量又はその関連値を含む要素に基
づいて目標ＥＧＲ率が得られるようにＥＧＲ制御装置
（ＥＧＲ弁) を制御することにより、ＥＧＲ量を目標値
にフィードバック制御するので、過給圧を可変に制御し
ても高精度なＥＧＲ制御を行うことができる。
【００１９】一方、過給圧制御については、吸入空気量
や過給圧の検出値に基づくことなく、ＥＧＲ制御との間
でハンチングの発生を回避でき、機関の回転速度及び負
荷に基づいて基本過給圧を設定し、更に、大気圧と機関
の負荷の変化率とに基づいて補正することで、過給圧の
要求値を満たしつつ過給圧制御の効果を最大限に活かす
ことができる。
や過給圧の検出値に基づくことなく、ＥＧＲ制御との間
でハンチングの発生を回避でき、機関の回転速度及び負
荷に基づいて基本過給圧を設定し、更に、大気圧と機関
の負荷の変化率とに基づいて補正することで、過給圧の
要求値を満たしつつ過給圧制御の効果を最大限に活かす
ことができる。
【００２０】なお、該ＥＧＲ制御の方をフィードバック
制御とする理由は、排気低減が主たる制御の目的という
だけでなく、過給機に比較してコンプレッサ・タービン
等の慣性による遅れがないため、ＥＧＲ制御装置の方を
フィードバック制御する方が一般的に応答性がよいこと
も考慮してのことである。また、請求項２に係る発明
は、排気の一部を吸気中に還流するＥＧＲ制御装置を備
えると共に過給圧を可変に制御できる過給機を備えた内
燃機関において、機関の回転速度を検出する回転速度検
出手段と、機関の負荷を検出する負荷検出手段と、機関
の負荷の変化率を算出する負荷変化率算出手段と、大気
圧を検出する大気圧検出手段と、吸入空気量又はその関
連値を検出する吸入空気量関連値検出手段と、検出され
た吸入空気量又はその関連値を含む要素に基づいて前記
ＥＧＲ制御装置のＥＧＲ率を目標値にフィードバック制
御するＥＧＲフィードバック制御手段と、検出された機
関の回転速度及び負荷に基づいて前記過給機の基本過給
圧を設定する基本過給圧設定手段と、前記基本過給圧
を、検出された大気圧と算出された機関の負荷の変化率
とに基づいて補正する過給圧補正手段と、前記過給機を
前記補正した過給圧に制御する過給圧制御手段と、を含
んで構成したことを特徴とする。
制御とする理由は、排気低減が主たる制御の目的という
だけでなく、過給機に比較してコンプレッサ・タービン
等の慣性による遅れがないため、ＥＧＲ制御装置の方を
フィードバック制御する方が一般的に応答性がよいこと
も考慮してのことである。また、請求項２に係る発明
は、排気の一部を吸気中に還流するＥＧＲ制御装置を備
えると共に過給圧を可変に制御できる過給機を備えた内
燃機関において、機関の回転速度を検出する回転速度検
出手段と、機関の負荷を検出する負荷検出手段と、機関
の負荷の変化率を算出する負荷変化率算出手段と、大気
圧を検出する大気圧検出手段と、吸入空気量又はその関
連値を検出する吸入空気量関連値検出手段と、検出され
た吸入空気量又はその関連値を含む要素に基づいて前記
ＥＧＲ制御装置のＥＧＲ率を目標値にフィードバック制
御するＥＧＲフィードバック制御手段と、検出された機
関の回転速度及び負荷に基づいて前記過給機の基本過給
圧を設定する基本過給圧設定手段と、前記基本過給圧
を、検出された大気圧と算出された機関の負荷の変化率
とに基づいて補正する過給圧補正手段と、前記過給機を
前記補正した過給圧に制御する過給圧制御手段と、を含
んで構成したことを特徴とする。
【００２１】請求項２に係る発明によると、ＥＧＲ制御
については、ＥＧＲフィードバック制御手段が、吸入空
気量又はその関連値の検出手段によって検出された値を
含む要素に基づいて目標ＥＧＲ率が得られるようにＥＧ
Ｒ制御装置（ＥＧＲ弁) を制御することにより、ＥＧＲ
量を目標値にフィードバック制御するので、過給圧を可
変に制御しても高精度なＥＧＲ制御を行うことができ
る。
については、ＥＧＲフィードバック制御手段が、吸入空
気量又はその関連値の検出手段によって検出された値を
含む要素に基づいて目標ＥＧＲ率が得られるようにＥＧ
Ｒ制御装置（ＥＧＲ弁) を制御することにより、ＥＧＲ
量を目標値にフィードバック制御するので、過給圧を可
変に制御しても高精度なＥＧＲ制御を行うことができ
る。
【００２２】一方、過給圧制御については、吸入空気量
や過給圧の検出値に基づくことなく、ＥＧＲ制御との間
でハンチングの発生を回避でき、基本過給圧設定手段が
機関の回転速度及び負荷に基づいて基本過給圧を設定
し、更に、過給圧補正手段が大気圧と機関の負荷の変化
率とに基づいて補正し、過給圧制御手段が該補正された
過給圧に制御することで、過給圧の要求値を満たしつつ
過給圧制御の効果を最大限に活かすことができる。
や過給圧の検出値に基づくことなく、ＥＧＲ制御との間
でハンチングの発生を回避でき、基本過給圧設定手段が
機関の回転速度及び負荷に基づいて基本過給圧を設定
し、更に、過給圧補正手段が大気圧と機関の負荷の変化
率とに基づいて補正し、過給圧制御手段が該補正された
過給圧に制御することで、過給圧の要求値を満たしつつ
過給圧制御の効果を最大限に活かすことができる。
【００２３】また、請求項３に係る発明は、前記吸入空
気量に関連する値は、吸気圧力であることを特徴とす
る。請求項３に係る発明によると、吸入空気量に代えて
吸気圧力に基づいてＥＧＲ量を目標値にフィードバック
制御することができる。また、請求項４に係る発明は、
前記過給機は、可変ノズルターボ式過給機であることを
特徴とする。
気量に関連する値は、吸気圧力であることを特徴とす
る。請求項３に係る発明によると、吸入空気量に代えて
吸気圧力に基づいてＥＧＲ量を目標値にフィードバック
制御することができる。また、請求項４に係る発明は、
前記過給機は、可変ノズルターボ式過給機であることを
特徴とする。
【００２４】請求項４に係る発明によると、可変ノズル
ターボ式過給機により、可変ノズルを制御して過給圧を
任意に制御することができる。また、請求項５に係る発
明は、前記過給機は、ウェストゲート式過給機であるこ
とを特徴とする。
ターボ式過給機により、可変ノズルを制御して過給圧を
任意に制御することができる。また、請求項５に係る発
明は、前記過給機は、ウェストゲート式過給機であるこ
とを特徴とする。
【００２５】請求項５に係る発明によると、ウェストゲ
ート式過給機により、タービンへの排気流量を制御して
過給圧を任意に制御することができる。また、請求項６
に係る発明は、前記過給機は、排気シャッタ式過給機で
あることを特徴とする。
ート式過給機により、タービンへの排気流量を制御して
過給圧を任意に制御することができる。また、請求項６
に係る発明は、前記過給機は、排気シャッタ式過給機で
あることを特徴とする。
【００２６】請求項６に係る発明によると、排気シャッ
タ式過給機により、排気の絞り量を制御して過給圧を任
意に制御することができる。また、請求項７に係る発明
は、前記過給圧制御のアクチュエータ制御目標値ＴＢac
t は、機関の回転速度と負荷と演算された基本過給圧Ｔ
Ｂ１と、機関負荷補正値ＴＢ２及び大気圧補正値Ｋpaか
ら次式で演算されることを特徴とする。
タ式過給機により、排気の絞り量を制御して過給圧を任
意に制御することができる。また、請求項７に係る発明
は、前記過給圧制御のアクチュエータ制御目標値ＴＢac
t は、機関の回転速度と負荷と演算された基本過給圧Ｔ
Ｂ１と、機関負荷補正値ＴＢ２及び大気圧補正値Ｋpaか
ら次式で演算されることを特徴とする。
【００２７】
ＴＢact ＝100 −（ＴＢ１＋ＴＢ２) ×Ｋpa
但し、ＴＢact は小さいほど排圧，過給圧が上昇し、大
きいほど排圧，過給圧が減少する。請求項７に係る発明
によると、上記の式に基づいて基本過給圧を機関の負荷
と大気圧とで補正することにより大気圧変化や過渡運転
時にも良好な過給圧制御を行うことができる。
きいほど排圧，過給圧が減少する。請求項７に係る発明
によると、上記の式に基づいて基本過給圧を機関の負荷
と大気圧とで補正することにより大気圧変化や過渡運転
時にも良好な過給圧制御を行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。図２は、該実施の形態の全体構成を示
す。電子制御式の燃料噴射ポンプ１は、機関の燃焼室に
装着された燃料噴射ノズル２に燃料を圧送し、該燃料噴
射ノズル２は、燃焼室内に燃料を噴射供給する。吸気通
路３と排気通路４とを連通してＥＧＲ通路５が接続さ
れ、該ＥＧＲ通路５にはＥＧＲ量を制御するＥＧＲ弁６
が介装されている。吸気通路３には、吸入空気の質量流
量を検出するエアフロメータ７と、吸気温度を検出する
吸気温度センサ８が装着され、また、これらの下流側に
排気圧によって過給され、かつ、過給圧制御機構を備え
た過給機（ＶＧＴ) ９のコンプレッサが介装され、さら
にその下流には吸気を冷却して充填効率を高めるための
インタークーラ10が介装されている。排気通路４には、
該ＶＧＴ９のタービンが介装されると共に、該タービン
の可変ノズルを制御することにより過給圧を制御する過
給圧制御アクチュエータ11が装着されている。なお、排
気通路の下流側に図示しない排気後処理装置を装着して
もよい。
づいて説明する。図２は、該実施の形態の全体構成を示
す。電子制御式の燃料噴射ポンプ１は、機関の燃焼室に
装着された燃料噴射ノズル２に燃料を圧送し、該燃料噴
射ノズル２は、燃焼室内に燃料を噴射供給する。吸気通
路３と排気通路４とを連通してＥＧＲ通路５が接続さ
れ、該ＥＧＲ通路５にはＥＧＲ量を制御するＥＧＲ弁６
が介装されている。吸気通路３には、吸入空気の質量流
量を検出するエアフロメータ７と、吸気温度を検出する
吸気温度センサ８が装着され、また、これらの下流側に
排気圧によって過給され、かつ、過給圧制御機構を備え
た過給機（ＶＧＴ) ９のコンプレッサが介装され、さら
にその下流には吸気を冷却して充填効率を高めるための
インタークーラ10が介装されている。排気通路４には、
該ＶＧＴ９のタービンが介装されると共に、該タービン
の可変ノズルを制御することにより過給圧を制御する過
給圧制御アクチュエータ11が装着されている。なお、排
気通路の下流側に図示しない排気後処理装置を装着して
もよい。
【００２９】次に、制御の機能を図３に示したブロック
図に従って説明する。機関の回転速度、負荷、吸気量、
吸気温度、ＥＧＲ弁開度を検出しつつ、目標ＥＧＲ量の
設定と吸気系圧力及び排気系圧力の演算を行い、これら
の結果に基づいてＥＧＲ量の演算及び補正演算を行って
ＥＧＲ弁開度目標値を演算する。一方、前記各検出値に
基づいてＶＧＴの基本制御目標値を設定し、負荷変化を
検出して該負荷変化による補正を行い、かつ、大気圧補
正を行った上でＶＧＴ制御目標値を演算する。
図に従って説明する。機関の回転速度、負荷、吸気量、
吸気温度、ＥＧＲ弁開度を検出しつつ、目標ＥＧＲ量の
設定と吸気系圧力及び排気系圧力の演算を行い、これら
の結果に基づいてＥＧＲ量の演算及び補正演算を行って
ＥＧＲ弁開度目標値を演算する。一方、前記各検出値に
基づいてＶＧＴの基本制御目標値を設定し、負荷変化を
検出して該負荷変化による補正を行い、かつ、大気圧補
正を行った上でＶＧＴ制御目標値を演算する。
【００３０】次に燃料噴射装置の構成を図４に基づいて
説明する。まず、前記電子制御式（ジャーク式) の燃料
噴射ポンプ１について説明すると、フィードポンプ21
は、ドライブシャフト22によって回転し、燃料を予圧し
てポンプ室23へ燃料を供給する。プランジャ24は、ドラ
イブシャフト22によって回転し、回転しながら往復運動
を与えて燃料を加圧分配す。
説明する。まず、前記電子制御式（ジャーク式) の燃料
噴射ポンプ１について説明すると、フィードポンプ21
は、ドライブシャフト22によって回転し、燃料を予圧し
てポンプ室23へ燃料を供給する。プランジャ24は、ドラ
イブシャフト22によって回転し、回転しながら往復運動
を与えて燃料を加圧分配す。
【００３１】コントロールスリーブ25は、前記プランジ
ャ24によって加圧された燃料を高圧室に漏らすことによ
って、燃料噴射量を調節する。ロータリ・ソレノイド26
は、前記コントロールスリーブ25の位置を自在に動か
し、コントロールスリーブ位置センサ27は、該コントロ
ールスリーブ25の位置を検出する。
ャ24によって加圧された燃料を高圧室に漏らすことによ
って、燃料噴射量を調節する。ロータリ・ソレノイド26
は、前記コントロールスリーブ25の位置を自在に動か
し、コントロールスリーブ位置センサ27は、該コントロ
ールスリーブ25の位置を検出する。
【００３２】燃料停止弁28は、燃料供給を停止させて機
関運転を停止させる。前記ポンプ室23は、前記フィード
ポンプ21によって加圧された燃料を蓄えると共にポンプ
内部を潤滑させる。タイマピストン29は、フェイスカム
30と係合し、その位置を移動させることによりフェイス
カム30の位相を変化させて、燃料噴射時期を制御する。
関運転を停止させる。前記ポンプ室23は、前記フィード
ポンプ21によって加圧された燃料を蓄えると共にポンプ
内部を潤滑させる。タイマピストン29は、フェイスカム
30と係合し、その位置を移動させることによりフェイス
カム30の位相を変化させて、燃料噴射時期を制御する。
【００３３】タイミングコントロールバルブ31は、前記
タイマピストン29を駆動する高圧燃料を低圧室側に漏ら
すことによりタイマ高圧室圧力を調圧する。また、各種
センサとして、ノズルリフトセンサ32は、前記燃料噴射
ノズル２の開弁時期を検出し、燃料温度センサ33は、燃
料噴射ポンプ１に供給される燃料の温度を検出し、コン
トロールレバー開度センサ34は、アクセル開度を検出
し、ポンプ回転速度センサ35は、ポンプ回転速度を検出
する。
タイマピストン29を駆動する高圧燃料を低圧室側に漏ら
すことによりタイマ高圧室圧力を調圧する。また、各種
センサとして、ノズルリフトセンサ32は、前記燃料噴射
ノズル２の開弁時期を検出し、燃料温度センサ33は、燃
料噴射ポンプ１に供給される燃料の温度を検出し、コン
トロールレバー開度センサ34は、アクセル開度を検出
し、ポンプ回転速度センサ35は、ポンプ回転速度を検出
する。
【００３４】次に、ＥＧＲ装置の構成を図５に基づいて
説明する。前記吸気通路３のエアフロメータ７の下流
に、インマニコレクタの圧力を調節する吸気絞り弁101
が介装され、該吸気絞り弁101 の開度は、バキュームポ
ンプで作られる負圧を、コントロールユニット102 から
の制御信号に基づいて２つのソレノイド弁103,104 によ
って調整して得られた制御負圧により作動する負圧アク
チュエータ105 によって制御される。
説明する。前記吸気通路３のエアフロメータ７の下流
に、インマニコレクタの圧力を調節する吸気絞り弁101
が介装され、該吸気絞り弁101 の開度は、バキュームポ
ンプで作られる負圧を、コントロールユニット102 から
の制御信号に基づいて２つのソレノイド弁103,104 によ
って調整して得られた制御負圧により作動する負圧アク
チュエータ105 によって制御される。
【００３５】また、既述したように吸気通路３と排気通
路４とを結ぶＥＧＲ通路５に、前記コントロール102 か
らの制御信号によって作動するステップモータにより駆
動されてＥＧＲ量を調節するＥＧＲ弁６が介装されてい
る。なお、図５に示したような吸入空気量を検出し、ス
テップモータでＥＧＲ弁を駆動する方式の他、負圧式Ｅ
ＧＲ弁としたもの、圧力センサを用いて検出した吸入空
気量に基づいてＥＧＲ量を制御するものとしてもよく、
本発明ではＥＧＲ弁及びセンサの構成は特に限定しな
い。
路４とを結ぶＥＧＲ通路５に、前記コントロール102 か
らの制御信号によって作動するステップモータにより駆
動されてＥＧＲ量を調節するＥＧＲ弁６が介装されてい
る。なお、図５に示したような吸入空気量を検出し、ス
テップモータでＥＧＲ弁を駆動する方式の他、負圧式Ｅ
ＧＲ弁としたもの、圧力センサを用いて検出した吸入空
気量に基づいてＥＧＲ量を制御するものとしてもよく、
本発明ではＥＧＲ弁及びセンサの構成は特に限定しな
い。
【００３６】次に、過給圧制御装置の構成を図６に基づ
いて説明する。タービン通過ガス流量を調節するノズル
ベーン111 は、リンク機構112 を介してアクチュエータ
リング113 に連係されている。一対のマグネット弁114,
115 は、エアタンクと負圧とを調節して得られたエア圧
をエアシリンダ115 に供給し、該エアシリンダ115 によ
り前記アクチュエータリング113 の回転量を制御するこ
とによって、前記ノズルベーン111 のタービンホイール
116 に対する角度が制御され、以て過給機の過給圧が制
御されるように構成されている。
いて説明する。タービン通過ガス流量を調節するノズル
ベーン111 は、リンク機構112 を介してアクチュエータ
リング113 に連係されている。一対のマグネット弁114,
115 は、エアタンクと負圧とを調節して得られたエア圧
をエアシリンダ115 に供給し、該エアシリンダ115 によ
り前記アクチュエータリング113 の回転量を制御するこ
とによって、前記ノズルベーン111 のタービンホイール
116 に対する角度が制御され、以て過給機の過給圧が制
御されるように構成されている。
【００３７】なお、過給圧制御装置は、図６に示した可
変ノズル機構を持つもの以外に、ウエストゲート方式や
排気シャッター方式でもよく、本発明では過給機及び過
給圧制御アクチュエータの構成は特に限定しない。次
に、以上の構成からなる本実施の形態の作用を、フロー
チャート及びブロック図を用いて説明する。
変ノズル機構を持つもの以外に、ウエストゲート方式や
排気シャッター方式でもよく、本発明では過給機及び過
給圧制御アクチュエータの構成は特に限定しない。次
に、以上の構成からなる本実施の形態の作用を、フロー
チャート及びブロック図を用いて説明する。
【００３８】図７は、燃料噴射量Ｑsol を演算するフロ
ーである。ステップ１では、機関回転速度Ｎｅ及び機関
の負荷を表すコントロールレバー開度Ｃ／Ｌを読み込
む。ステップ２では、機関回転速度Ｎｅ、コントロール
レバー開度Ｃ／Ｌから図８に示したマップからの検索等
によって基本燃料噴射量Ｍqdrvを求める。
ーである。ステップ１では、機関回転速度Ｎｅ及び機関
の負荷を表すコントロールレバー開度Ｃ／Ｌを読み込
む。ステップ２では、機関回転速度Ｎｅ、コントロール
レバー開度Ｃ／Ｌから図８に示したマップからの検索等
によって基本燃料噴射量Ｍqdrvを求める。
【００３９】ステップ３では、前記基本燃料噴射量Ｍqd
rvに対して水温等各種補正を行い燃料噴射量をＱsol1と
するステップ４では、図９に示したマップからの検索等
によって最大燃料噴射量の制限を行い、燃料噴射量をＱ
sol として処理を終了する。図10はシリンダ吸入空気量
Ｑacを演算するフローである。
rvに対して水温等各種補正を行い燃料噴射量をＱsol1と
するステップ４では、図９に示したマップからの検索等
によって最大燃料噴射量の制限を行い、燃料噴射量をＱ
sol として処理を終了する。図10はシリンダ吸入空気量
Ｑacを演算するフローである。
【００４０】ステップ11では、前記エアフロメータ７の
出力電圧を読み込む。ステップ12では、前記出力電圧か
らテーブル変換により単位時間当たりの吸入空気量を算
出する。ステップ13では、前記単位時間当たりの吸入空
気量に加重平均処理を行った値Ｑas0 を求める。
出力電圧を読み込む。ステップ12では、前記出力電圧か
らテーブル変換により単位時間当たりの吸入空気量を算
出する。ステップ13では、前記単位時間当たりの吸入空
気量に加重平均処理を行った値Ｑas0 を求める。
【００４１】ステップ14では、機関回転速度Ｎｅを読み
込む。ステップ15では、前記単位時間当たりの吸入空気
量の加重平均処理値Ｑas0 と機関回転速度Ｎｅ及び定数
ＫＣＯＮ＃から１シリンダ当たりの吸入空気量Ｑac0を
演算する。ステップ16では、前記吸入空気量Ｑac0 のｎ
回演算分のディレイ処理を行いコレクタ入口の吸入空気
量Ｑacn を演算する。
込む。ステップ15では、前記単位時間当たりの吸入空気
量の加重平均処理値Ｑas0 と機関回転速度Ｎｅ及び定数
ＫＣＯＮ＃から１シリンダ当たりの吸入空気量Ｑac0を
演算する。ステップ16では、前記吸入空気量Ｑac0 のｎ
回演算分のディレイ処理を行いコレクタ入口の吸入空気
量Ｑacn を演算する。
【００４２】ステップ17では、容積比Ｋvol と体積効率
相当値Ｋinを用いて、コレクタ入口吸入空気量Ｑacn か
ら図示するような遅れ処理を行ってシリンダ吸入空気量
Ｑacを求め、処理を終了する。図11は、吸気温度、燃料
噴射量、吸入空気量の検出値に対する演算の位相を合わ
せるためのサイクル処理のフローを示す。
相当値Ｋinを用いて、コレクタ入口吸入空気量Ｑacn か
ら図示するような遅れ処理を行ってシリンダ吸入空気量
Ｑacを求め、処理を終了する。図11は、吸気温度、燃料
噴射量、吸入空気量の検出値に対する演算の位相を合わ
せるためのサイクル処理のフローを示す。
【００４３】ステップ21では、シリンダ吸入空気量Ｑa
c、燃料噴射量Ｑsol 、シリンダ吸気温度Ｔn を読み込
む。シリンダ吸気温度Ｔn については、例えば図示する
ような吸入空気温度Ｔａ, ＥＧＲガス温度Ｔｅ, シリン
ダ吸入ＥＧＲガス量Ｑecを用いた式で演算される。ステ
ップ22では、前記シリンダ吸入空気量Ｑac、燃料噴射量
Ｑsol 、シリンダ吸気温度Ｔn にサイクル処理を施す。
シリンダ吸入空気量Ｑac、シリンダ吸気温度Ｔn はシリ
ンダ数から１引いた分、燃料噴射量Ｑsol は２引いた分
のディレイ処理を行い、それぞれＱexh 、Ｑfo、Ｔnoと
し処理を終了する。
c、燃料噴射量Ｑsol 、シリンダ吸気温度Ｔn を読み込
む。シリンダ吸気温度Ｔn については、例えば図示する
ような吸入空気温度Ｔａ, ＥＧＲガス温度Ｔｅ, シリン
ダ吸入ＥＧＲガス量Ｑecを用いた式で演算される。ステ
ップ22では、前記シリンダ吸入空気量Ｑac、燃料噴射量
Ｑsol 、シリンダ吸気温度Ｔn にサイクル処理を施す。
シリンダ吸入空気量Ｑac、シリンダ吸気温度Ｔn はシリ
ンダ数から１引いた分、燃料噴射量Ｑsol は２引いた分
のディレイ処理を行い、それぞれＱexh 、Ｑfo、Ｔnoと
し処理を終了する。
【００４４】図12は、吸気圧力を演算するブロック図で
ある。ステップ31では、エアフロメータより出力される
出力電圧を単位時間当たりの吸入空気量重量Ｑas0 に変
換する。ステップ32では、単位サイクル当たりの吸入空
気量Ｑacb に単位変化する。ブロック33では、吸気系レ
イアウトに対するエアフロメータ７出力値の補正を行う
ため、機関回転速度と吸入空気量重量に対するエアフロ
メータの補正を行い、吸入空気量Ｑacとして出力する
（図10と同一) 。
ある。ステップ31では、エアフロメータより出力される
出力電圧を単位時間当たりの吸入空気量重量Ｑas0 に変
換する。ステップ32では、単位サイクル当たりの吸入空
気量Ｑacb に単位変化する。ブロック33では、吸気系レ
イアウトに対するエアフロメータ７出力値の補正を行う
ため、機関回転速度と吸入空気量重量に対するエアフロ
メータの補正を行い、吸入空気量Ｑacとして出力する
（図10と同一) 。
【００４５】ステップ34では、機関回転速度と吸入空気
量に対する、吸気系の基本体積効率相当値ＫＩＮＨ２を
検索する。ステップ35では、負荷に対する補正係数ＫＩ
ＮＨＱを検索する。ステップ36では、図示のように前記
基本体積効率相当値ＫＩＮＨ２に補正係数ＫＩＮＨＱを
乗じる演算を行い、体積効率相当値Ｋinとして出力す
る。
量に対する、吸気系の基本体積効率相当値ＫＩＮＨ２を
検索する。ステップ35では、負荷に対する補正係数ＫＩ
ＮＨＱを検索する。ステップ36では、図示のように前記
基本体積効率相当値ＫＩＮＨ２に補正係数ＫＩＮＨＱを
乗じる演算を行い、体積効率相当値Ｋinとして出力す
る。
【００４６】ステップ37では、吸気温度センサの出力電
圧を吸気温度ＴＩＮＴＢＬに変換する。ステップ38で
は、前記吸気温度ＴＩＮＴＢＬに、吸気圧力に対する温
度上昇の補正係数ＫＴＭＰＩを乗じて補正し、吸入空気
温度Ｔint として出力する。ステップ39, ステップ40で
は、熱力学の式を簡単化した図示の演算を行い、吸気圧
力Ｐｍを演算する。
圧を吸気温度ＴＩＮＴＢＬに変換する。ステップ38で
は、前記吸気温度ＴＩＮＴＢＬに、吸気圧力に対する温
度上昇の補正係数ＫＴＭＰＩを乗じて補正し、吸入空気
温度Ｔint として出力する。ステップ39, ステップ40で
は、熱力学の式を簡単化した図示の演算を行い、吸気圧
力Ｐｍを演算する。
【００４７】図13は、排気圧力を演算するブロック図で
ある。ステップ41では燃料噴射量に応じた基本排気温度
Ｔexhiを検索する。ステップ42では、スワール制御弁開
度に応じて前記基本排気温度Ｔexhiを補正し、補正基本
排温Ｋtexhi とする。ステップ43,44,45では、各々排温
の吸気温度補正係数Ｋtmpe、排圧補正係数Ｋtmpp、噴射
時期補正係数Ｋtmpit を検索する。
ある。ステップ41では燃料噴射量に応じた基本排気温度
Ｔexhiを検索する。ステップ42では、スワール制御弁開
度に応じて前記基本排気温度Ｔexhiを補正し、補正基本
排温Ｋtexhi とする。ステップ43,44,45では、各々排温
の吸気温度補正係数Ｋtmpe、排圧補正係数Ｋtmpp、噴射
時期補正係数Ｋtmpit を検索する。
【００４８】ステップ46では、これらの補正係数Ｋtmp
e、Ｋtmpp、Ｋtmpit を前記補正基本排気温度Ｋtexhi
に乗じて、排気温度相当値Ｔmpehを演算する。ステップ
47では、先に計測したシリンダ吸入空気量Ｑacを、吸気
行程と排気行程の差分だけサイクル処理し、作動排気量
Ｑexh として出力する。ステップ48,49 では、先に実験
的に排気圧力を吸気量Ｑexh 、排気温度Ｔmpex、機関回
転速度の関数として係数Ｋpexh＃とＯpexh＃を適合して
おき、図示の演算を行い排気圧力Ｐexh を演算する。
e、Ｋtmpp、Ｋtmpit を前記補正基本排気温度Ｋtexhi
に乗じて、排気温度相当値Ｔmpehを演算する。ステップ
47では、先に計測したシリンダ吸入空気量Ｑacを、吸気
行程と排気行程の差分だけサイクル処理し、作動排気量
Ｑexh として出力する。ステップ48,49 では、先に実験
的に排気圧力を吸気量Ｑexh 、排気温度Ｔmpex、機関回
転速度の関数として係数Ｋpexh＃とＯpexh＃を適合して
おき、図示の演算を行い排気圧力Ｐexh を演算する。
【００４９】なお、吸気圧力Ｐm 、排気圧力Ｐexh をそ
れぞれ圧力センサを用いて検出する構成としてもよい。
図14は、ＥＧＲ制御部分のブロック図である。ステップ
51では、前記のように演算された（又は吸気圧センサで
検出された)吸気圧力Ｐm を読み込む。
れぞれ圧力センサを用いて検出する構成としてもよい。
図14は、ＥＧＲ制御部分のブロック図である。ステップ
51では、前記のように演算された（又は吸気圧センサで
検出された)吸気圧力Ｐm を読み込む。
【００５０】ステップ52では、前記のように演算された
（又は排気圧センサで検出された)排気圧力Ｐexh を読
み込む。ステップ53では、ＥＧＲ差圧ΔＰを次式により
演算する。 Ｐm ＝Ｋpm＃×Ｃpm＋Ｏpm＃ （図12参照) ・・・・・(1) Ｐexh ＝Ｋpexh＃×Ｃpexh＋Ｏpexh （図13参照) ・・・・・(2) ΔＰ＝Ｐexh −Ｐm ・・・・・(3) ステップ54では、機関回転速度Ｎｅと機関負荷（燃料噴
射量) Ｑｆとから目標ＥＧＲ率Ｍegr を検索する。
（又は排気圧センサで検出された)排気圧力Ｐexh を読
み込む。ステップ53では、ＥＧＲ差圧ΔＰを次式により
演算する。 Ｐm ＝Ｋpm＃×Ｃpm＋Ｏpm＃ （図12参照) ・・・・・(1) Ｐexh ＝Ｋpexh＃×Ｃpexh＋Ｏpexh （図13参照) ・・・・・(2) ΔＰ＝Ｐexh −Ｐm ・・・・・(3) ステップ54では、機関回転速度Ｎｅと機関負荷（燃料噴
射量) Ｑｆとから目標ＥＧＲ率Ｍegr を検索する。
【００５１】ステップ55では、エアフロメータの出力電
圧を読み込み、吸入空気量Ｑas0 を読み込む。ステップ
56では、目標ＥＧＲ流量Ｔqeを次式により演算する。 Ｔqe＝Ｍegr ×Ｑas0 。 ステップ57では、次式により要求ＥＧＲ開口面積Ａevs
を演算する。
圧を読み込み、吸入空気量Ｑas0 を読み込む。ステップ
56では、目標ＥＧＲ流量Ｔqeを次式により演算する。 Ｔqe＝Ｍegr ×Ｑas0 。 ステップ57では、次式により要求ＥＧＲ開口面積Ａevs
を演算する。
【００５２】Ａevs ＝Ｔqe／（２ρΔＰ)1/2
ステップ58では、機関回転速度Ｎｅと機関負荷（燃料噴
射量) Ｑｆとから流量係数ａを検索する。ステップ59で
は、次式により目標ＥＧＲ弁開口面積を演算する。な
お、Ａvpsは、予め実験的に決められるＥＧＲ弁の全開
開口面積相当値で、データとしてコントロールユニット
内に記憶されている値である。
射量) Ｑｆとから流量係数ａを検索する。ステップ59で
は、次式により目標ＥＧＲ弁開口面積を演算する。な
お、Ａvpsは、予め実験的に決められるＥＧＲ弁の全開
開口面積相当値で、データとしてコントロールユニット
内に記憶されている値である。
【００５３】
Ａev＝ａ×Ａevs ｛１／（１−Ａevs2／Ａvps 2 ｝
ステップ60では、目標ＥＧＲ弁開口面積から最終目標Ｅ
ＧＲ弁開口面積に対するＥＧＲ弁リフト量をテーブル検
索する。ステップ61では、目標ＥＧＲ弁リフト量となる
ようにＥＧＲ弁体を駆動するステップモータに制御信号
を出力する。
ＧＲ弁開口面積に対するＥＧＲ弁リフト量をテーブル検
索する。ステップ61では、目標ＥＧＲ弁リフト量となる
ようにＥＧＲ弁体を駆動するステップモータに制御信号
を出力する。
【００５４】図15は、過給圧制御部のフローチャートで
ある。ステップ71では、機関の回転速度、負荷（燃料噴
射量) 、大気圧を読み込む。ステップ72では、負荷の変
化量を演算する。これについては図16のサブルーチンで
詳述する。ステップ73では、図17に示す回転速度と負荷
で設定されるアクチュエータ指示値ＴＰ１を検索する。
ある。ステップ71では、機関の回転速度、負荷（燃料噴
射量) 、大気圧を読み込む。ステップ72では、負荷の変
化量を演算する。これについては図16のサブルーチンで
詳述する。ステップ73では、図17に示す回転速度と負荷
で設定されるアクチュエータ指示値ＴＰ１を検索する。
【００５５】ステップ74では、図18に示す負荷変化量に
対するアクチュエータ指示値補正値ＴＰ２を検索する。
ステップ75では、図19に示す大気圧補正係数Ｋpaを検索
する。ステップ76では、図示の式により、ノズルベーン
の開度を調節するエアシリンダの圧力を制御する電磁弁
の目標信号ＴＰact を演算する。なお、ＴＰact ＝０は
ノズルの開口面積が最小を表し、逆にＴＰact ＝100 は
全開を表す。
対するアクチュエータ指示値補正値ＴＰ２を検索する。
ステップ75では、図19に示す大気圧補正係数Ｋpaを検索
する。ステップ76では、図示の式により、ノズルベーン
の開度を調節するエアシリンダの圧力を制御する電磁弁
の目標信号ＴＰact を演算する。なお、ＴＰact ＝０は
ノズルの開口面積が最小を表し、逆にＴＰact ＝100 は
全開を表す。
【００５６】図16は、負荷変化量ｄＱｆを演算するサブ
ルーチンのフローチャートである。ステップ81では、カ
ウンター値Ｃn ＝０か否かを判断する。カウンター値Ｃ
n が０のときはステップ82へ進み、０でないときは、ス
テップ84へ進む。ステップ82では、ｄＱｆ算出のサイク
ル数ＳＥＴＮより１デクリメントし、Ｑfn-setn は変更
せずに終了する。
ルーチンのフローチャートである。ステップ81では、カ
ウンター値Ｃn ＝０か否かを判断する。カウンター値Ｃ
n が０のときはステップ82へ進み、０でないときは、ス
テップ84へ進む。ステップ82では、ｄＱｆ算出のサイク
ル数ＳＥＴＮより１デクリメントし、Ｑfn-setn は変更
せずに終了する。
【００５７】ステップ84では、現在の燃料噴射量Ｑｆを
読み込む。ステップ85では、ｄＱｆを図示の式で算出す
る。ステップ86では、Ｑfn-setn を現在のＱｆに更新し
終了する。以上説明してきたように、本発明では、過給
圧制御装置については、吸気量や過給圧は基本的には検
出せず、それらのパラメータはＥＧＲ制御に使用してＥ
ＧＲ制御精度を確保してエミッションを最大限に低減
し、過給圧制御は、基本的には機関回転速度と負荷で決
まるアクチュエータの目標値によるオープン制御とし、
負荷の変化と大気圧の変化で補正する構成とすることに
より、過給圧の要求値を満たしつつ過給圧制御の効果を
最大限に活かすことを可能とすることにより、過渡運転
時を含めたＥＧＲ制御と過給圧制御の安定性、応答性、
制御精度を両立することができる（図20参照) 。
読み込む。ステップ85では、ｄＱｆを図示の式で算出す
る。ステップ86では、Ｑfn-setn を現在のＱｆに更新し
終了する。以上説明してきたように、本発明では、過給
圧制御装置については、吸気量や過給圧は基本的には検
出せず、それらのパラメータはＥＧＲ制御に使用してＥ
ＧＲ制御精度を確保してエミッションを最大限に低減
し、過給圧制御は、基本的には機関回転速度と負荷で決
まるアクチュエータの目標値によるオープン制御とし、
負荷の変化と大気圧の変化で補正する構成とすることに
より、過給圧の要求値を満たしつつ過給圧制御の効果を
最大限に活かすことを可能とすることにより、過渡運転
時を含めたＥＧＲ制御と過給圧制御の安定性、応答性、
制御精度を両立することができる（図20参照) 。
【図１】請求項２に係る発明の構成・機能を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図２】本発明の一実施の形態の全体構成を示す図。
【図３】同上実施の形態の制御の機能を示すブロック
図。
図。
【図４】同じく燃料噴射装置の構成を示す図。
【図５】同じくＥＧＲ装置の構成を示す図。
【図６】同じく過給圧制御装置の構成を示す図。
【図７】同じく燃料噴射量を演算するルーチンのフロー
チャート。
チャート。
【図８】同じく基本燃料噴射量を検索するためのマッ
プ。
プ。
【図９】同じく最大燃料噴射量を検索するためのマッ
プ。
プ。
【図10】同じくシリンダ吸入空気量を演算するルーチン
のフローチャート。
のフローチャート。
【図11】同じく吸気温度、燃料噴射量、吸入空気量の検
出値に対する演算の位相を合わせるためのサイクル処理
のフローチャート。
出値に対する演算の位相を合わせるためのサイクル処理
のフローチャート。
【図12】同じく吸気圧力を演算するためのブロック図。
【図13】同じく排気圧力を演算するためのブロック図。
【図14】同じくＥＧＲ制御部分のブロック図。
【図15】同じく過給圧制御部のフローチャート。
【図16】同じく負荷の変化量を演算するためのフローチ
ャート。
ャート。
【図17】同じく回転速度と負荷で設定されるアクチュエ
ータ指示値を検索するためのマップ。
ータ指示値を検索するためのマップ。
【図18】同じく負荷変化量に対するアクチュエータ指示
値補正値を検索するためのマップ。
値補正値を検索するためのマップ。
【図19】同じく大気圧補正係数を検索するためのマッ
プ。
プ。
【図20】本発明の効果を示すタイムチャート
１ 燃料噴射ポンプ
２ 燃料噴射ノズル
３ 吸気通路
４ 排気通路
５ ＥＧＲ通路
６ ＥＧＲ制御弁
７ エアフロメータ
８ 吸気温度センサ
９ 過給機（ＶＧＴ)
11 過給圧制御アクチュエータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｄ 41/02 ３５１ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｄ
Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ ５７０Ｐ
５７０ Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０１Ａ
(56)参考文献 特開 平７−279777（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−163419（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−346743（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−41622（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−148048（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−147529（ＪＰ，Ｕ)
実開 平１−102437（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02B 37/00 302
F02B 37/18
F02B 37/22
F02D 21/08 301
F02D 23/00
F02D 41/02 351
F02M 25/07 550
F02M 25/07 570
Claims (7)
- 【請求項１】排気の一部を吸気中に還流するＥＧＲ制御
装置を備えると共に過給圧を可変に制御できる過給機を
備えた内燃機関において、 機関の回転速度及び負荷と、大気圧と、吸入空気量又は
その関連値と、を検出し、 吸入空気量又はその関連値を含む要素に基づいて前記Ｅ
ＧＲ制御装置によるＥＧＲ量を目標値にフィードバック
制御し、 機関の回転速度及び負荷に基づいて前記過給機の基本過
給圧を設定し、 前記基本過給圧を、大気圧と機関の負荷の変化率とに基
づいて補正し、補正した過給圧にオープン制御すること
を特徴とするＥＧＲ制御装置付内燃機関の過給圧制御装
置。 - 【請求項２】排気の一部を吸気中に還流するＥＧＲ制御
装置を備えると共に過給圧を可変に制御できる過給機を
備えた内燃機関において、 機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、 機関の負荷を検出する負荷検出手段と、 機関の負荷の変化率を算出する負荷変化率算出手段と、 大気圧を検出する大気圧検出手段と、 吸入空気量又はその関連値を検出する吸入空気量関連値
検出手段と、 検出された吸入空気量又はその関連値を含む要素に基づ
いて前記ＥＧＲ制御装置のＥＧＲ率を目標値にフィード
バック制御するＥＧＲフィードバック制御手段と、 検出された機関の回転速度及び負荷に基づいて前記過給
機の基本過給圧を設定する基本過給圧設定手段と、 前記基本過給圧を、検出された大気圧と算出された機関
の負荷の変化率とに基づいて補正する過給圧補正手段
と、 前記過給機を前記補正した過給圧に制御する過給圧制御
手段と、 を含んで構成したことを特徴とするＥＧＲ制御装置付内
燃機関の過給圧制御装置。 - 【請求項３】前記吸入空気量に関連する値は、吸気圧力
であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
ＥＧＲ制御装置付内燃機関の過給圧制御装置。 - 【請求項４】前記過給機は、可変ノズルターボ式過給機
であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか
１つに記載のＥＧＲ制御装置付内燃機関の過給圧制御装
置。 - 【請求項５】前記過給機は、ウェストゲート式過給機で
あることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１
つに記載のＥＧＲ制御装置付内燃機関の過給圧制御装
置。 - 【請求項６】前記過給機は、排気シャッタ式過給機であ
ることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つ
に記載のＥＧＲ制御装置付内燃機関の過給圧制御装置。 - 【請求項７】前記過給圧制御のアクチュエータ制御目標
値ＴＢact は、機関の回転速度と負荷と演算された基本
過給圧ＴＢ１と、機関負荷補正値ＴＢ２及び大気圧補正
値Ｋpaとから次式で演算されることを特徴とする請求項
１〜請求項６のいずれか１つに記載のＥＧＲ制御装置付
内燃機関の過給圧制御装置。 ＴＢact ＝100 −（ＴＢ１＋ＴＢ２) ×Ｋpa 但し、ＴＢact は小さいほど排圧，過給圧が上昇し、大
きいほど排圧，過給圧が減少する。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29250897A JP3493981B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Ｅｇｒ制御装置付内燃機関の過給圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29250897A JP3493981B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Ｅｇｒ制御装置付内燃機関の過給圧制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11132049A JPH11132049A (ja) | 1999-05-18 |
| JP3493981B2 true JP3493981B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=17782733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29250897A Expired - Lifetime JP3493981B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Ｅｇｒ制御装置付内燃機関の過給圧制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3493981B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19928824C2 (de) * | 1999-06-24 | 2003-11-06 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| JP3460635B2 (ja) * | 1999-08-19 | 2003-10-27 | 日産自動車株式会社 | ディーゼルエンジンの制御装置 |
| CN1195154C (zh) | 2000-10-05 | 2005-03-30 | 日产自动车株式会社 | 增压器的控制 |
| JP2004092479A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Denso Corp | 内燃機関の制御装置 |
| JP4124143B2 (ja) | 2004-03-04 | 2008-07-23 | トヨタ自動車株式会社 | 電動機付過給機の制御装置 |
| JP4300364B2 (ja) | 2004-09-29 | 2009-07-22 | 日産自動車株式会社 | 可変過給システムの過給圧調整装置 |
| JPWO2008153198A1 (ja) * | 2007-06-12 | 2010-08-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Ｅｇｒ率管理によるｅｇｒ制御装置 |
| JP5249898B2 (ja) | 2009-09-29 | 2013-07-31 | 富士通株式会社 | エンジン制御プログラム、方法及び装置 |
| US9109502B1 (en) * | 2013-10-11 | 2015-08-18 | Accessible Technologies, Inc. | Control system for a supercharger with a variable transmission |
-
1997
- 1997-10-24 JP JP29250897A patent/JP3493981B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11132049A (ja) | 1999-05-18 |
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