JP3551675B2 - 内燃機関のegr制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の、特にディーゼルエンジンのEGR制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のEGR制御において要求のEGR弁指令値の設定方法としては、様々な技術があるが、たとえば、特願平07−209527号記載の技術で示されるようなものがある。これは要求EGR量とコレクタ内圧と排気圧の差圧から要求EGR弁開口面積を演算し、実際のEGR量(率)が要求値となるように開口面積−指令値を変換するテーブルを設定するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のようなEGR弁指令値設定方法にあっては、開口面積−指令値を変換するテーブルが、EGR通路の径やとり回しなどでEGR弁の単体特性とは同じにならず、その単体特性によらない設定とならざるを得ない。したがって、そのEGR弁単体特性は制御上無意味なものとなり、従って適合の工数がその分多く必要となるという問題が解った。
この発明は、要求のEGR弁開口面積(指令値)を、EGR弁単体特性の使用により、容易に設定することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための手段として、請求項1記載の内燃機関のEGR制御装置では、図1のクレーム対応図に示すように、EGRガスが流れるEGR管と、EGR量を制御するEGR弁とを備えた内燃機関のEGR制御装置において、エンジン回転数やアクセル開度、水温等エンジン運転状態を検知する運転状態検知手段(1)と、該運転状態検知手段(1)との出力から基本となる燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段(2)と、前記運転状態検知手段(1)の出力から定常または過渡状態を判定する定常、過渡判定手段(3)と、吸入空気量計測手段(4)と、吸入圧力検知手段(5)と、排気圧検知手段(6)と、前記運転状態検知手段(1)、燃料噴射量演算手段(2)の出力から目標のEGR率を演算する目標EGR率演算手段(7)と、前記吸入空気量計測手段(4)、目標EGR率演算手段(7)の出力から目標のEGR量を演算する目標EGR量演算手段(8)と、前記定常、過渡判定手段(3)の出力から目標EGR量演算手段(8)の出力に吸気系容量分相当の進み処理を行なう進み処理手段(9)と、前記吸入圧力検知手段(5)、排気圧力検知手段(6)、進み処理手段(9)の出力から要求EGR流路面積を演算する要求EGR流路面積演算手段(10)と、該要求EGR流路面積演算手段(10)の出力をEGR管の形状に応じた定数により補正してEGR弁要求開口面積を演算する要求EGR弁開口面積演算手段(11)と、該要求EGR弁開口面積演算手段(11)の出力からEGR制御手段を駆動するEGR弁駆動手段(12)と、からなる構成としている。
【0005】
請求項2記載の内燃機関のEGR制御装置では、請求項1記載のEGR制御装置において、前記要求EGR弁開口面積演算手段(11)のEGR弁の要求開口面積を演算する際の補正係数を下式で演算した値とした。
Kaev=[1/{1‐(Aevs/AVPS)2 }]0.5
Kaev:要求流路面積補正係数
Aevs:要求流路面積
AVPS:定数(EGR管径相当値)
【0006】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図2〜図17に、本実施の形態のフローとそれに必要なテーブルならびにマップを示す。
なお、EGR弁開口面積演算方法については図11、図12、図13を用いて後から述べる。
まず、EGR弁開口面積演算について図2のフローを説明する。このフローは進みアイドルクランプを行なわないときのフローで、本実施の形態に使用するものである。
はじめに、目標のEGR量を演算する。この方法については図3を用いて後で説明する。S2で吸気圧Pm、S3で排気圧Pexhを読み込む。S4で図示するような式でEGR流速相当値Cqeを演算し、S5で要求EGR量TqekとCqeを用い、図示するような式で流路面積Aevsを演算する。S6でAevs補正を行って開口面積を演算し、処理を終了する。この演算方法については後で説明する。
【0007】
図3は目標のEGR量を演算するフローであり、エンジン回転又はそれ相当に同期したタイミングで演算する。
まず、S1コレクタ入口の一吸気当りの吸入新気量Qacnを演算する。この方法については図4を用いて後で説明する。S2では目標のEGR率Megrを演算する。この方法については図7を用いて後で説明する。S3で図示するような式で一吸気当りの目標のEGR量Mqecを演算する。S4で中間変数Rqecを図示するような式で演算する。S5で図示するような式で進み補正処理を行ないその結果をTqecとする。この式は通常の進み処理を簡易化したものである。S6でS5で求められたTqecは一吸気当りの要求EGR量に対し単位時間当りの要求量に変換してTqekとして処理を終了する。
【0008】
図4はシリンダ吸入空気量の演算フローであり、エンジン回転に同期したタイミングで演算する。
まず、エンジン回転数Neを読み込み、S2で図示するような式で吸入空気量Qas0から1吸気当りの新気量Qac0を演算する。吸入空気量Qas0については図5、図6を用いて後で説明する。S3で所定回前Lに演算されたQac0をQacnとして処理を終了する。この所定回前のQac0をコレクタ入口の値とするのは、吸入空気量検知手段の測定位置からコレクタ入口までの輸送遅れが存在するためである。
【0009】
図5は吸入空気量Qas0を演算するフローであり、4msec毎等の時間同期で演算される。
S1でエアフローメータ等吸入空気量を検知する手段の出力電圧を読み込み、S2で図6に示すような検知手段の特性テーブル(電圧−吸気量変換テーブル)を用いて変換し、S3で加重平均処理を行なってQas0として、処理を終了する。
【0010】
図7は目標EGR率Megrを演算するフローで、エンジン回転に同期したタイミングで演算する。
はじめに、エンジン回転数Ne、燃料噴射量Qsol、機関冷却水温Twを読み込む。
s2でNeとQsolから図8に示す様なマップを検索し、基本目標EGR率Megrbを演算する。S3でTwから例えば図9に示すような、機関水温に対して目標のEGR率を補正する係数テーブルを検索してKegr_twとする。S4で図示するような式で目標EGR率Megrを演算する。S5でエンジンの状態が完爆状態か否かを判定する。この方法は図10を用いて後で説明する。S6で完爆と判定されたらそのまま終了し、完爆でないと判定されたときには目標EGR率Megrを0として処理を終了する。
【0011】
図10はエンジンの完爆を判定するフローで、10msec等時間に同期したタイミングで演算される。
まず、エンジン回転数Neを読み込み、S2で完爆判定スライスレベルNRPMKと比較し、Neの方が大のときにはS3へ進む。S3で回転による完爆判定後のカウンタTmrkbと所定時間TMRKBPと比較し、大ならS4へ進み、完爆として処理を終了する。S2でNeが小のときにはS6へ進み、Tmrlbをクリアし、完爆でないとして処理を終了する。S3でTmrkbが小のときにはS5へ進み、Tmrkbをインクリメン卜してS7へ進み、完爆でないとして処理を終了する。
当処理ではエンジン回転数が所定以上(例えば400回転以上)となり、所定時間経過したときに完爆と判定するという処理を行なっている。
【0012】
図11はEGR弁要求開口面積を演算するフローの第一の実施例である。
まず、S1で要求EGR流路面積Aevsを読み込み、S2でAevsをEGR管の形状により変化する定数AVPSで除した値から、たとえば図12に示すようなテーブルから補正係数Kaevを演算する。このテーブルはEGR管を含めたシステムで流量特性を測定して得られた結果や理論的な演算値から設定してもよい。AVPSの値により微調整が可能である。S3でAevsにKaevを乗じてEGR弁開口面積Aevfを演算して処理を終了する。
【0013】
図13はEGR弁要求開口面積を演算するフローの第二の実施例である。
まず、S1で要求EGR流路面積Aevsを読み込み、S2で図示するような式で補正係数Kaevを演算する。この式は図14に示すような模式図を基に流体力学の式より求めたものである。AVPSの値により微調整が可能である。S3でAevsにKaevを乗じてEGR弁開口面積Aevfを演算して処理を終了する。
【0014】
図15は本実施の形態のEGR弁開口面積−駆動信号変換テーブルを示す説明図である。
図16は燃料噴射量を演算するフローであり、回転に同期したタイミングで処理を行なう。
まず、エンジン回転数Neを読み込む。S2でアクセル開度Clを読み込む。S3でNeとClから図17に示すようなマップから燃料噴射量を設定しMqdrvとする。S4で水温増量等の補正を行ない、燃料噴射量Qsolとして処理を終了する。
【0015】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の内燃機関のEGR制御装置にあっては、EGR弁単体特性を使用して容易に指令値を設定可能としたことにより、適合工数の低減と仕様変更への対応が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】クレーム対応図である。
【図2】本実施の形態のEGR弁開口面積演算フローである。
【図3】本実施の形態の目標EGR量演算フローである。
【図4】本実施の形態のシリンダ吸入空気量の演算フローである。
【図5】本実施の形態の吸入空気量演算フローである。
【図6】本実施の形態の電圧−吸気量変換テーブルを示す説明図である。
【図7】本実施の形態の目標EGR率演算フローである。
【図8】本実施の形態の目標EGR率マップである。
【図9】本実施の形態の目標EGR率水温補正係数テーブルを示す説明図である。
【図10】本実施の形態のエンジン完爆判定フローである。
【図11】本実施の形態のEGR弁要求開口面積演算フローである。
【図12】本実施の形態の開口面積補正係数テーブル設定例を示す説明図である。
【図13】本実施の形態のEGR弁要求開口面積演算フローである。
【図14】本実施の形態のEGRシステム模式図である。
【図15】本実施の形態のEGR弁開口面積−駆動信号変換テーブルを示す説明図である。
【図16】本実施の形態の燃料噴射量演算フローである。
【図17】本実施の形態の基本燃料噴射量マップである。
【符号の説明】
1 運転状態検知手段
2 燃料噴射量演算手段
3 定常、過渡判定手段
4 吸入空気量計測手段
5 吸入圧力検知手段
6 排気圧検知手段
7 目標EGR率演算手段
8 目標EGR量演算手段
9 進み処理手段
10 要求EGR流路面積演算手段
11 要求EGR弁開口面積演算手段
12 EGR弁駆動手段
Claims (2)
- EGRガスが流れるEGR管と、EGR量を制御するEGR弁とを備えた内燃機関のEGR制御装置において、エンジン回転数やアクセル開度、水温等エンジン運転状態を検知する運転状態検知手段(1)と、該運転状態検知手段(1)との出力から基本となる燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段(2)と、前記運転状態検知手段(1)の出力から定常または過渡状態を判定する定常、過渡判定手段(3)と、吸入空気量計測手段(4)と、吸入圧力検知手段(5)と、排気圧検知手段(6)と、前記運転状態検知手段(1)、燃料噴射量演算手段(2)の出力から目標のEGR率を演算する目標EGR率演算手段(7)と、前記吸入空気量計測手段(4)、目標EGR率演算手段(7)の出力から目標のEGR量を演算する目標EGR量演算手段(8)と、前記定常、過渡判定手段(3)の出力から目標EGR量演算手段(8)の出力に吸気系容量分相当の進み処理を行なう進み処理手段(9)と、前記吸入圧力検知手段(5)、排気圧力検知手段(6)、進み処理手段(9)の出力から要求EGR流路面積を演算する要求EGR流路面積演算手段(10)と、該要求EGR流路面積演算手段(10)の出力をEGR管の形状に応じた定数により補正してEGR弁要求開口面積を演算する要求EGR弁開口面積演算手段(11)と、該要求EGR弁開口面積演算手段(11)の出力からEGR制御手段を駆動するEGR弁駆動手段(12)と、からなる内燃機関のEGR制御装置。
- 請求項1記載のEGR制御装置に於て、前記要求EGR弁開口面積演算手段(11)のEGR弁の要求開口面積を演算する際の補正係数を下式で演算した値とすることを特徴とする内燃機関のEGR制御装置。
Kaev=[1/{1‐(Aevs/AVPS)2 }]0.5
Kaev:要求流路面積補正係数
Aevs:要求流路面積
AVPS:定数(EGR管径相当値)
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