JP3562137B2

JP3562137B2 - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3562137B2
Application number: JP14030396A
Authority: JP
Inventors: 博之相沢
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2016-06-03
Also published as: JPH09324662A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（特にディーゼルエンジン）において燃料噴射量とＥＧＲ（排気還流）量とを制御する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関の制御装置として、特公昭６０−５５６９６号公報に示されるように、ＥＧＲをかける運転時に、最大燃料噴射量（正規に演算される燃料噴射量がこれを超えたときに、燃料噴射量を制限する値）を減量補正するようにしたものがある。また、特開昭６３−１４３３４３号公報に示されるように、加速運転時に、最大燃料噴射量を減量補正すると共に、ＥＧＲを停止するようにしたものがある。これらは、ＥＧＲ量大の状態で燃料噴射量が急増すると、スモーク（ＰＭ）が発生することに鑑みてなしたものである。尚、最大燃料噴射量の基本値はエンジン回転数などに応じて設定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようして最大燃料噴射量を減少補正しても、ＥＧＲの有無によって一律に補正するのでは、ＥＧＲ率が変化しても最大燃料噴射量は同じであり、噴射量を絞りすぎて十分な出力が得られなかったり、又は絞りが少なすぎてスモークが発生したりして、排気性能と運転性能との両立が困難であった。
【０００４】
また、目標のＥＧＲ率によって最大燃料噴射量に対する補正量を変えても、過渡時には空気のダイナミクスがあるために、上記と同様なことが生じることがわかった。
本発明は、このような点に鑑み、燃料噴射量及びＥＧＲ量の制御を最適化することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、図１に示すように、少なくともエンジン回転数、アクセル開度、吸入空気量、ＥＧＲ量を含むエンジンの運転状態を検知する運転状態検知手段と、エンジン回転数及びアクセル開度に基づいて基本燃料噴射量を演算する基本燃料噴射量演算手段と、吸入空気量及びＥＧＲ量に基づいて許容される最大燃料噴射量を演算する最大燃料噴射量演算手段と、基本燃料噴射量と最大燃料噴射量とを比較して小さい方を最終的な燃料噴射量とする燃料噴射量設定手段と、最終的な燃料噴射量に従ってエンジンへの燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、エンジン回転数及び基本燃料噴射量に基づいて目標ＥＧＲ率を演算する目標ＥＧＲ率演算手段と、少なくとも基本燃料噴射量に対する最終的な燃料噴射量の比に応じて、目標ＥＧＲ率を補正する目標ＥＧＲ率補正手段と、目標ＥＧＲ率に従ってＥＧＲ量を制御するＥＧＲ量制御手段とを設けて、内燃機関の制御装置を構成する。
【０００６】
すなわち、吸入空気量及びＥＧＲ量に基づいて最大燃料噴射量を設定するようにして、最大燃料噴射量の設定を最適化する一方、基本燃料噴射量に対する最終的な燃料噴射量の比に応じて、目標ＥＧＲ率を補正するようにして、燃料噴射量の減少側への補正度合を基にＥＧＲ量を減少補正するのである。
請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明において、前記目標ＥＧＲ率補正手段は、基本燃料噴射量に対する最終的な燃料噴射量の比と、アクセル開度とに応じて、目標ＥＧＲ率を補正するものであることを特徴とする。
【０００７】
すなわち、アクセル開度を考慮して、高開度ほど、目標ＥＧＲ率を減少補正するのである。
請求項３に係る発明では、請求項１に係る発明において、前記目標ＥＧＲ率補正手段は、基本燃料噴射量に対する最終的な燃料噴射量の比と、加速度合とに応じて、目標ＥＧＲ率を補正するものであることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、加速度合を考慮して、急加速ほど、目標ＥＧＲ率を減少補正するのである。
この場合の加速度合は、請求項４に係る発明のように、アクセル開度の変化量により検知してもよいし、請求項５に係る発明のように、車速の変化量により検知してもよい。
【０００９】
請求項６に係る発明では、請求項１〜請求項５に係る発明において、前記最大燃料噴射量演算手段は、シリンダへ吸入される空気量をＱac、ＥＧＲ量をＱec、限界空気過剰率（リッチ限界）をＫlambとすると、最大燃料噴射量Ｑful を、次式により演算するものであることを特徴とする。
Ｑful ＝（Ｑac＋Ｑec×ＫＯＲ）／（Ｋlamb×14.7）
但し、ＫＯＲは定数。
【００１０】
尚、最大燃料噴射量の演算にＥＧＲ量も考慮するのは、特にディーゼルエンジンの場合には希薄な雰囲気の中で燃焼を行っており、排気にも多くの酸素を含んでいるためである。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、吸入空気量及びＥＧＲ量に基づいて最大燃料噴射量を設定するようにして、最大燃料噴射量の設定を最適化する一方、基本燃料噴射量に対する最終的な燃料噴射量の比に応じて、目標ＥＧＲ率を補正するようにして、燃料噴射量の減少側への補正度合を基にＥＧＲ量を減少補正することで、燃料噴射量及びＥＧＲ量の制御において、排気性能と運転性能との両立を図ることができるという効果が得られる。
【００１２】
また、高地で吸入空気量が減少して最大燃料噴射量が減量されたときでもスモークの発生を防止できる利点がある。
請求項２に係る発明によれば、アクセル開度を考慮して、高開度ほど、目標ＥＧＲ率を減少補正できる。
請求項３に係る発明によれば、加速度合を考慮して、急加速ほど、目標ＥＧＲ率を減少補正できる。
【００１３】
請求項４に係る発明によれば、加速度合をアクセル開度の変化量により的確に把握できる。
請求項５に係る発明によれば、加速度合を車速の変化量により的確に把握できる。
請求項６に係る発明によれば、最大燃料噴射量の設定の信頼性を大幅に向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図２はシステム図である。
燃料噴射ポンプ１は、その内部に燃料噴射量制御手段としてのコントロールスリーブ（図示せず）を備え、このコントロールスリーブが、コントロールユニット３からの信号により、モータ等を介して駆動されることで、燃料噴射量が制御される。
【００１５】
ＥＧＲ弁２は、エンジンの排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路に設けられており、コントロールユニット３からの信号により、負圧作動式の場合は負圧制御用の電磁弁、直動式の場合はステップモータ等を介して駆動されて、ＥＧＲ量制御手段として、目標ＥＧＲ率になるようにＥＧＲ量を制御する。
コントロールユニット３には、運転状態検知手段としての各種センサから信号が入力されている。具体的には、クランク角センサ４、アクセル開度センサ５、エアフローメータ６、ＥＧＲフローメータ７、水温センサ８、吸気圧センサ９、車速センサ10等から信号が入力されている。
【００１６】
ここにおいて、コントロールユニット３は、内蔵のマイクロコンピュータにより、後述するフローチャートに従って、演算処理を行い、燃料噴射ポンプ１とＥＧＲ弁２とを制御する。
図３は基本燃料噴射量の演算フローであり、クランク角センサからの信号をトリガとするなどして、エンジン回転に同期したタイミングで実行される。このフローが基本燃料噴射量演算手段に相当する。
【００１７】
ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）、クランク角センサからの信号の周期などに基づいて算出されるエンジン回転数Ｎｅを読込む。
ステップ２では、アクセル開度センサからの信号に基づいて検出されるアクセル開度Ｃｌを読込む。
ステップ３では、エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｃｌとから、図４に示すような基本燃料噴射量マップを参照して、基本燃料噴射量Ｍqdrvを設定する。
【００１８】
ステップ４では、基本燃料噴射量Ｍqdrvに対し、水温補正等を含む各種補正を行い、これにより補正後基本燃料噴射量Ｑsol1を得て、処理を終了する。
図５は吸入空気量の検知フローであり、所定時間毎に実行される。
ステップ11では、エアフローメータからの信号に基づいて検出される吸入空気流量Ｑas0-d を読込む。詳しくは、エアフローメータの出力電圧を予め定めた電圧−流量変換テーブルを用いて吸入空気量Ｑas0-d に変換する。
【００１９】
ステップ12では、吸入空気量Ｑas0-d について、次式により加重平均処理を行い、これにより吸入空気量Ｑas0 を得て、処理を終了する。
Ｑas0 ＝Ｑas0 _n-1×（１−ＫＦ）＋Ｑas0-d ×ＫＦ
但し、ＫＦは定数。
図６はシリンダ吸入空気量（シリンダに吸入される空気量）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実行される。
【００２０】
ステップ21では、図５のフローによる吸入空気流量Ｑas0 を読込む。
ステップ22では、エンジン回転数Ｎｅを読込む。
ステップ23では、吸入空気量Ｑas0 を、次式により、１吸気当たりの吸入空気量Ｑac0 に単位変換する。
Ｑac0 ＝（Ｑas0 ／Ｎｅ）×ＫＣ
但し、ＫＣは定数。
【００２１】
ステップ24では、次式により、エアフローメータからコレクタまでの輸送遅れ分のディレイ処理を行う。すなわち、Ｌ個前のＱac0 であるＱac0 _n-Lを読出して、これをＱacn とする。
Ｑacn ＝Ｑac0 _n-L
但し、Ｌは定数。
【００２２】
ステップ25では、次式により、コレクタ内のダイナミクス相当の遅れ処理を行い、これによりシリンダ吸入空気量Ｑacを得て、処理を終了する。
Ｑac＝Ｑac_n-1×（１−ＫＶ）＋Ｑacn ×ＫＶ
但し、ＫＶは定数。
図７はシリンダ吸入ＥＧＲ量（シリンダに吸入されるＥＧＲ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実行される。
【００２３】
ステップ31では、ＥＧＲフローメータからの信号に基づいて検出されるＥＧＲ量Ｑｅを読込む。尚、適宜の予想手段により、ＥＧＲ量Ｑｅを得るようにしてもよい。
ステップ32では、エンジン回転数Ｎｅを読込む。
ステップ33では、ＥＧＲ量Ｑｅを、次式により、１吸気当たりのＥＧＲ量Ｑecn に単位変換する。
【００２４】
Ｑecn ＝（Ｑｅ／Ｎｅ）×ＫＣ
但し、ＫＣは定数。
ステップ34では、次式により、コレクタ内のダイナミクス相当の遅れ処理を行い、これによりシリンダ吸入ＥＧＲ量Ｑecを得て、処理を終了する。
Ｑec＝Ｑec_n-1×（１−ＫＶ）＋Ｑecn ×ＫＶ
但し、ＫＶは定数。
【００２５】
図８は最大燃料噴射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実行される。このフローが最大燃料噴射量演算手段に相当する。
ステップ41では、エンジン回転数Ｎｅを読込む。
ステップ42では、図９に示すような無過給時の限界空気過剰率テーブルを参照し、エンジン回転数Ｎｅから限界空気過剰率（リッチ限界）Ｋlambn を設定する。
【００２６】
ステップ43では、吸気圧センサからの信号に基づいて検出される吸気圧力Ｐｍを読込む。
ステップ44では、図10に示すような限界空気過剰率圧力補正値テーブルを参照し、吸気圧力Ｐｍから限界空気過剰率圧力補正値Ｋlambp を設定する。
ステップ45では、次式のごとく、限界空気過剰率Ｋlambn をその圧力補正値Ｋlambp により補正して、最終的な限界空気過剰率Ｋlambを算出する。
【００２７】
Ｋlamb＝Ｋlambn ×Ｋlambp
尚、図10のテーブルは、吸気圧力Ｐｍが上昇するにつれ空気密度が高まると、燃料噴霧の貫徹力が相対的に弱まって空気利用率が下がるため、限界空気過剰率（リッチ限界）が悪化する特性に基づくものである。
ステップ46では、図６のフローによるシリンダ吸入空気量Ｑacを読込む。
【００２８】
ステップ47では、図７のフローによるシリンダ吸入ＥＧＲ量Ｑecを読込む。
ステップ48では、次式により、シリンダ吸入空気量Ｑac、シリンダ吸入ＥＧＲ量Ｑec、及び、限界空気過剰率Ｋlambに基づいて、最大燃料噴射量Ｑful を算出して、処理を終了する。
Ｑful ＝（Ｑac＋Ｑec×ＫＯＲ）／（Ｋlamb×14.7）
但し、ＫＯＲは定数。
【００２９】
図11は燃料噴射量の設定フローであり、エンジン回転に同期したタイミングで実行される。このフローが燃料噴射量設定手段に相当する。
ステップ51では、図３のフローによる基本燃料噴射量Ｑsol1と、図８のフローによる最大燃料噴射量Ｑful とを読込んで、これらを比較する。
比較の結果、Ｑsol1＜Ｑful のときは、ステップ52へ進んで、Ｑsol1を選択し、燃料噴射量Ｑsol ＝Ｑsol1に設定して、処理を終了する。
【００３０】
逆に、Ｑsol1≧Ｑful のときは、ステップ53へ進んで、Ｑful を選択し、燃料噴射量Ｑsol ＝Ｑful に設定して、処理を終了する。
このように、基本燃料噴射量Ｑsol1と最大燃料噴射量Ｑful とを比較して小さい方を最終的な燃料噴射量Ｑsol とするのであり、この最終的な燃料噴射量Ｑsol に従って燃料噴射ポンプによりエンジンへの燃料噴射量が制御される。
【００３１】
図12は基本目標ＥＧＲ率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実行される。このフローが目標ＥＧＲ率演算手段に相当する。
ステップ61では、エンジン回転数Ｎｅを読込む。
ステップ62では、図３のフロー中の基本燃料噴射量Ｍqdrvを読込む。
ステップ63では、図13に示すような基本目標ＥＧＲ率マップを参照し、エンジン回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｍqdrvとから、基本目標ＥＧＲ率Ｍegr を設定して、処理を終了する。
【００３２】
図14は目標ＥＧＲ率の演算（補正）フローであり、エンジン回転に同期したタイミングで実行される。このフローが目標ＥＧＲ率補正手段に相当する。
【００３３】
ステップ101 では、図３のフロー中でエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ｃｌとから求めた基本燃料噴射量Ｍqdrvを読込む。
ステップ102 では、図11のフローによる最終的な燃料噴射量Ｑsol を読込む。
【００３４】
ステップ103 では、次式のごとく、基本燃料噴射量Ｍqdrvに対する最終的な燃料噴射量Ｑsol の比として、燃料噴射量の補正率Ｑfhを算出する。
Ｑfh＝Ｑsol ／Ｍqdrv
ステップ104 では、図 15に示すような補正係数テーブルを参照し、燃料噴射量の補正率Ｑfhから、補正係数Ｋを設定する。但し、ここでは、補正係数Ｋ＝燃料噴射量の補正率Ｑfhとしている。
【００３５】
ステップ105 では、次式のごとく、図12のフローによる基本目標ＥＧＲ率Ｍegr に補正係数Ｋ（＝燃料噴射量の補正率Ｑfh）を乗じて、目標ＥＧＲ率Ｔegr を算出する。
Ｔegr ＝Ｍegr ×Ｋ
このように、燃料噴射量の補正率Ｑfhに対応させて、言い換えれば、燃料噴射量を制限した度合に対応させて、目標ＥＧＲ率Ｔegr を減少補正するのである。
【００３６】
目標ＥＧＲ率Ｔegr が設定されると、この目標ＥＧＲ率Ｔegr を得るように、ＥＧＲ弁によりＥＧＲ量が制御される。
次に本発明の他の実施例について説明する。
図 16は目標ＥＧＲ率の演算（補正）フローの第２の実施例であり、図14のフローに代わって実行される。
ステップ201 〜203 は、ステップ101 〜103 と同じであり、基本燃料噴射量Ｍqdrvに対する最終的な燃料噴射量Ｑsol の比として、燃料噴射量の補正率Ｑfh＝Ｑsol ／Ｍqdrvを算出している。
【００３７】
ステップ204 では、アクセル開度Ｃｌを読込む。
ステップ205 では、図 17に示すような補正係数マップを参照し、燃料噴射量の補正率Ｑfhと、アクセル開度Ｃｌとから、補正係数Ｋを設定する。
ここでは、アクセル開度Ｃｌが大であるほど、目標ＥＧＲ率を減少補正するように、補正係数Ｋを小さく設定する。
【００３８】
ステップ206 では、基本目標ＥＧＲ率Ｍegr に補正係数Ｋを乗じて、目標ＥＧＲ率Ｔegr ＝Ｍegr ×Ｋを算出する。
図 18は目標ＥＧＲ率の演算（補正）フローの第３の実施例であり、図14のフローに代わって実行される。
ステップ301 〜303 は、ステップ101 〜103 と同じであり、基本燃料噴射量Ｍqdrvに対する最終的な燃料噴射量Ｑsol の比として、燃料噴射量の補正率Ｑfh＝Ｑsol ／Ｍqdrvを算出している。
【００３９】
ステップ304 では、アクセル開度Ｃｌを読込む。
ステップ305 では、次式のごとく、Ｌ個前のアクセル開度との差をとって、アクセル開度の変化量として、加速度Ａｃｃを算出する。
Ａcc＝Ｃｌ−Ｃｌ_n-L
但し、Ｌは定数。
【００４０】
ステップ306 では、図 19に示すような補正係数マップを参照し、燃料噴射量の補正率Ｑfhと、加速度Ａccとから、補正係数Ｋを設定する。
ここでは、加速度Ａccが大であるほど、目標ＥＧＲ率を減少補正するように、補正係数Ｋを小さく設定する。
ステップ307 では、基本目標ＥＧＲ率Ｍegr に補正係数Ｋを乗じて、目標ＥＧＲ率Ｔegr ＝Ｍegr ×Ｋを算出する。
【００４１】
図 20は目標ＥＧＲ率の演算（補正）フローの第４の実施例であり、図14のフローに代わって実行される。
基本的には図 18のフローに対応しており、加速度Ａccを検知するステップ404 ，405 の部分のみが異なる。
ステップ404 では、車速センサからの信号に基づいて検出される車速Ｖspを読込む。
【００４２】
ステップ405 では、次式のごとく、Ｌ個前の車速との差をとって、車速の変化量として、加速度Ａｃｃを算出する。
Ａcc＝Ｖsp−Ｖsp_n-L
但し、Ｌは定数。
このように、車速の変化量によって加速度を検知しても、同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】本発明の実施の形態を示すシステム図
【図３】基本燃料噴射量の演算フローチャート
【図４】基本燃料噴射量マップを示す図
【図５】吸入空気量の検知フローチャート
【図６】シリンダ吸入空気量の演算フローチャート
【図７】シリンダ吸入ＥＧＲ量の演算フローチャート
【図８】最大燃料噴射量の演算フローチャート
【図９】限界空気過剰率テーブルを示す図
【図10】限界空気過剰率圧力補正値テーブルを示す図
【図11】燃料噴射量の設定フローチャート
【図12】基本目標ＥＧＲ率の演算フローチャート
【図13】基本目標ＥＧＲ率マップを示す図
【図14】目標ＥＧＲ率の演算（補正）フローチャート
【図 15 】補正係数テーブルを示す図
【図 16 】第２の実施例の目標ＥＧＲ率の演算（補正）フローチャート
【図 17 】補正係数マップを示す図
【図 18 】第３の実施例の目標ＥＧＲ率の演算（補正）フローチャート
【図 19 】補正係数マップを示す図
【図 20 】第４の実施例の目標ＥＧＲ率の演算（補正）フローチャート
【符号の説明】
１燃料噴射ポンプ
２ＥＧＲ弁
３コントロールユニット
４クランク角センサ
５アクセル開度センサ
６エアフローメータ
７ＥＧＲフローメータ
８水温センサ
９吸気圧センサ
10 車速センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device that controls a fuel injection amount and an EGR (exhaust gas recirculation) amount in an internal combustion engine (particularly, a diesel engine).
[0002]
[Prior art]
As a control device for a conventional internal combustion engine, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-55696, the maximum fuel injection amount (when the normally calculated fuel injection amount exceeds (A value that limits the amount of injection). Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-143343, during acceleration operation, the maximum fuel injection amount is reduced and corrected, and EGR is stopped. These are in view of the fact that smoke (PM) is generated when the fuel injection amount is rapidly increased in a state where the EGR amount is large. The basic value of the maximum fuel injection amount is set according to the engine speed and the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the maximum fuel injection amount is reduced and corrected in this way, if the correction is uniformly performed depending on the presence or absence of EGR, the maximum fuel injection amount is the same even if the EGR rate changes, and the injection amount is reduced too much. Sufficient output was not obtained, or smoke was generated due to too small a throttle, making it difficult to achieve both exhaust performance and operation performance.
[0004]
Further, it was found that even when the correction amount for the maximum fuel injection amount was changed depending on the target EGR rate, the same thing as described above occurred due to the dynamics of air during transition.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to optimize control of a fuel injection amount and an EGR amount.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, an operating state detecting means for detecting an operating state of the engine including at least the engine speed, the accelerator opening, the intake air amount, and the EGR amount; Basic fuel injection amount calculating means for calculating a basic fuel injection amount based on the number and the accelerator opening degree; maximum fuel injection amount calculating means for calculating a maximum allowed fuel injection amount based on the intake air amount and the EGR amount; A fuel injection amount setting means for comparing the basic fuel injection amount with the maximum fuel injection amount and setting a smaller one as a final fuel injection amount, and a fuel injection for controlling a fuel injection amount to the engine according to the final fuel injection amount. and amount control means, a target EGR rate calculating means for calculating a target EGR rate based on the engine speed and the basic fuel injection amount, the final fuel injection amount to at least the basic fuel injection amount Depending on, and the target EGR rate correction means for correcting the target EGR rate, the EGR quantity control means for controlling the EGR amount according to the target EGR rate provided, constituting a control apparatus for an internal combustion engine.
[0006]
That is, while setting the maximum fuel injection amount based on the intake air amount and the EGR amount, the setting of the maximum fuel injection amount is optimized, while the final fuel injection amount with respect to the basic fuel injection amount is determined according to the ratio. Then, the target EGR rate is corrected, and the EGR amount is corrected to be reduced based on the correction degree of the fuel injection amount on the decreasing side.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the target EGR rate correction means is configured to set a target EGR rate according to a ratio of a final fuel injection amount to a basic fuel injection amount and an accelerator opening. Is corrected.
[0007]
That is, in consideration of the accelerator opening, the target EGR rate is corrected to decrease as the opening increases.
In the invention according to claim 3 , in the invention according to claim 1 , the target EGR rate correction means sets the target EGR rate in accordance with a ratio of a final fuel injection amount to a basic fuel injection amount and a degree of acceleration. It is characterized in that it is to be corrected.
[0008]
That is, in consideration of the degree of acceleration, the target EGR rate is corrected to be reduced as the acceleration increases.
In this case, the degree of acceleration may be detected by the amount of change in the accelerator opening as in the invention according to claim 4 , or may be detected by the amount of change in vehicle speed as in the invention according to claim 5. Good.
[0009]
In the invention according to claim 6 , in the invention according to claims 1 to 5 , the maximum fuel injection amount calculating means is configured such that the amount of air taken into the cylinder is Qac, the amount of EGR is Qec, the limit excess air ratio (rich When the limit is Klamb, the maximum fuel injection amount Qful is calculated by the following equation.
Qful = (Qac + Qec × KOR) / (Klamb × 14.7)
However, KOR is a constant.
[0010]
The reason why the EGR amount is also taken into account in the calculation of the maximum fuel injection amount is that especially in the case of a diesel engine, combustion is performed in a lean atmosphere, and the exhaust gas also contains a large amount of oxygen.
[0011]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the maximum fuel injection amount is set based on the intake air amount and the EGR amount to optimize the setting of the maximum fuel injection amount, while the final fuel injection amount is determined based on the basic fuel injection amount. In the control of the fuel injection amount and the EGR amount , the target EGR rate is corrected according to the ratio of the fuel injection amount, and the EGR amount is corrected to be reduced based on the correction degree of the fuel injection amount to the decreasing side . Thus, it is possible to obtain an effect that both exhaust performance and driving performance can be achieved.
[0012]
Also, there is an advantage that the generation of smoke can be prevented even when the intake air amount is reduced at high altitude and the maximum fuel injection amount is reduced.
According to the second aspect of the present invention, the target EGR rate can be reduced and corrected for a higher opening in consideration of the accelerator opening.
According to the third aspect of the present invention, the target EGR rate can be corrected to decrease as the acceleration increases, in consideration of the degree of acceleration.
[0013]
According to the invention according to claim 4 , the degree of acceleration can be accurately grasped from the amount of change in the accelerator opening.
According to the fifth aspect of the present invention, the degree of acceleration can be accurately grasped from the amount of change in vehicle speed.
According to the invention of claim 6 , the reliability of setting the maximum fuel injection amount can be greatly improved.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 2 is a system diagram.
The fuel injection pump 1 includes a control sleeve (not shown) as a fuel injection amount control means therein, and the control sleeve is driven by a signal from the control unit 3 via a motor or the like. The fuel injection amount is controlled.
[0015]
The EGR valve 2 is provided in an EGR passage that communicates the exhaust system and the intake system of the engine, and receives a signal from the control unit 3 to use a solenoid valve for negative pressure control in the case of a negative pressure operation type, a direct acting type. In the case of (1), it is driven via a step motor or the like, and controls the EGR amount as an EGR amount control means so as to reach the target EGR rate.
Signals are input to the control unit 3 from various sensors as operating state detecting means. Specifically, signals are input from a crank angle sensor 4, an accelerator opening sensor 5, an air flow meter 6, an EGR flow meter 7, a water temperature sensor 8, an intake pressure sensor 9, a vehicle speed sensor 10, and the like.
[0016]
Here, the control unit 3 controls the fuel injection pump 1 and the EGR valve 2 by performing arithmetic processing by a built-in microcomputer according to a flowchart described later.
FIG. 3 shows a calculation flow of the basic fuel injection amount, which is executed at a timing synchronized with the engine rotation, for example, using a signal from a crank angle sensor as a trigger. This flow corresponds to basic fuel injection amount calculation means.
[0017]
In step 1 (shown as S1 in the figure, the same applies hereinafter), the engine speed Ne calculated based on the cycle of the signal from the crank angle sensor and the like is read.
In step 2, the accelerator opening Cl detected based on the signal from the accelerator opening sensor is read.
In step 3, the basic fuel injection amount Mqdrv is set from the engine speed Ne and the accelerator opening Cl with reference to a basic fuel injection amount map as shown in FIG.
[0018]
In step 4, various corrections including a water temperature correction are performed on the basic fuel injection amount Mqdrv, thereby obtaining a corrected basic fuel injection amount Qsol1 and terminating the process.
FIG. 5 shows a flow of detecting the amount of intake air, which is executed at predetermined time intervals.
In step 11, the intake air flow rate Qas0-d detected based on the signal from the air flow meter is read. Specifically, the output voltage of the air flow meter is converted into an intake air amount Qas0-d using a predetermined voltage-flow rate conversion table.
[0019]
In step 12, a weighted average process is performed on the intake air amount Qas0-d according to the following equation to obtain the intake air amount Qas0, and the process ends.
Qas0 = Qas0n _-1 × (1-KF) + Qas0-d × KF
However, KF is a constant.
FIG. 6 is a calculation flow of the cylinder intake air amount (the amount of air taken into the cylinder), which is executed at a timing synchronized with the engine rotation.
[0020]
In step 21, the intake air flow rate Qas0 according to the flow of FIG. 5 is read.
In step 22, the engine speed Ne is read.
In step 23, the unit converts the intake air amount Qas0 into an intake air amount Qac0 per intake by the following equation.
Qac0 = (Qas0 / Ne) × KC
However, KC is a constant.
[0021]
In step 24, delay processing for the transport delay from the air flow meter to the collector is performed by the following equation. That is, Qac0 _nL , which is the L-th previous Qac0, is read out, and is defined as Qacn.
Qacn = Qac0 _nL
Here, L is a constant.
[0022]
In step 25, a delay process corresponding to the dynamics in the collector is performed by the following equation, whereby the cylinder intake air amount Qac is obtained, and the process ends.
Qac = Qac _n-1 × (1-KV) + Qacn × KV
However, KV is a constant.
FIG. 7 is a calculation flow of the cylinder intake EGR amount (the EGR amount sucked into the cylinder), which is executed at a timing synchronized with the engine rotation.
[0023]
In step 31, the EGR amount Qe detected based on the signal from the EGR flow meter is read. Note that the EGR amount Qe may be obtained by appropriate prediction means.
In step 32, the engine speed Ne is read.
In step 33, the EGR amount Qe is converted into the EGR amount per intake Qecn by the following equation.
[0024]
Qecn = (Qe / Ne) × KC
However, KC is a constant.
In step 34, a delay process corresponding to the dynamics in the collector is performed by the following equation, whereby the cylinder intake EGR amount Qec is obtained, and the process ends.
Qec = Qec _n-1 × (1-KV) + Qecn × KV
However, KV is a constant.
[0025]
FIG. 8 shows a calculation flow of the maximum fuel injection amount, which is executed at a timing synchronized with the engine rotation. This flow corresponds to the maximum fuel injection amount calculating means.
In step 41, the engine speed Ne is read.
In step 42, a limit excess air ratio (rich limit) Klambn is set from the engine speed Ne with reference to a limit excess air ratio table at the time of no supercharging as shown in FIG.
[0026]
In step 43, the intake pressure Pm detected based on the signal from the intake pressure sensor is read.
In step 44, a limit excess air ratio pressure correction value Klambp is set from the intake pressure Pm with reference to a limit excess air ratio pressure correction value table as shown in FIG.
In step 45, the limiting excess air ratio Klambn is corrected by the pressure correction value Klambp to calculate the final limiting excess air ratio Klamb as in the following equation.
[0027]
Klamb = Klambn × Klambp
The table of FIG. 10 shows that when the air density increases as the intake pressure Pm increases, the penetration force of the fuel spray relatively weakens and the air utilization rate decreases, so that the limit excess air rate (rich limit) deteriorates. It is based on characteristics.
In step 46, the cylinder intake air amount Qac according to the flow of FIG. 6 is read.
[0028]
In step 47, the cylinder intake EGR amount Qec according to the flow of FIG. 7 is read.
In step 48, the maximum fuel injection amount Qful is calculated based on the cylinder intake air amount Qac, the cylinder intake EGR amount Qec, and the limit excess air ratio Klamb according to the following equation, and the process ends.
Qful = (Qac + Qec × KOR) / (Klamb × 14.7)
However, KOR is a constant.
[0029]
FIG. 11 is a flowchart for setting the fuel injection amount, which is executed at a timing synchronized with the engine rotation. This flow corresponds to the fuel injection amount setting means.
In step 51, the basic fuel injection amount Qsol1 according to the flow of FIG. 3 and the maximum fuel injection amount Qful according to the flow of FIG. 8 are read and compared.
As a result of the comparison, if Qsol1 <Qful, the routine proceeds to step 52, where Qsol1 is selected, the fuel injection amount Qsol is set to Qsol1, and the process is terminated.
[0030]
Conversely, if Qsol1 ≧ Qful, the routine proceeds to step 53, where Qful is selected, the fuel injection amount Qsol = Qful is set, and the process is terminated.
As described above, the smaller of the basic fuel injection amount Qsol1 and the maximum fuel injection amount Qful is determined as the final fuel injection amount Qsol. According to the final fuel injection amount Qsol, the fuel is injected into the engine by the fuel injection pump. Is controlled.
[0031]
FIG. 12 is a calculation flow of the basic target EGR rate, which is executed at a timing synchronized with the engine rotation. This flow corresponds to target EGR rate calculation means.
In step 61, the engine speed Ne is read.
In step 62, the basic fuel injection amount Mqdrv in the flow of FIG. 3 is read.
In step 63, the basic target EGR rate Megr is set based on the engine speed Ne and the basic fuel injection amount Mqdrv with reference to the basic target EGR rate map as shown in FIG.
[0032]
FIG. 14 is a calculation (correction) flow of the target EGR rate, which is executed at a timing synchronized with the engine rotation. This flow corresponds to target EGR rate correction means.
[0033]
In step 101, the basic fuel injection amount Mqdrv obtained from the engine speed Ne and the accelerator opening Cl in the flow of FIG. 3 is read.
In step 102, the final fuel injection amount Qsol according to the flow of FIG. 11 is read.
[0034]
In step 103, the correction rate Qfh of the fuel injection amount is calculated as the ratio of the final fuel injection amount Qsol to the basic fuel injection amount Mqdrv as in the following equation.
Qfh = Qsol / Mqdrv
In step 104, referring to the correction coefficient table shown in FIG. 15, the correction factor Qfh fuel injection amount, and sets the correction coefficient K. However, here, the correction coefficient K = the correction rate Qfh of the fuel injection amount.
[0035]
In step 105, the target EGR rate Tegr is calculated by multiplying the basic target EGR rate Megr by the flow of FIG. 12 by the correction coefficient K (= fuel injection amount correction rate Qfh) as in the following equation.
Tegr = Megr × K
In this way, the target EGR rate Tegr is corrected to decrease in accordance with the correction rate Qfh of the fuel injection amount, in other words, in accordance with the degree of restriction of the fuel injection amount.
[0036]
When the target EGR rate Tegr is set, the EGR amount is controlled by the EGR valve so as to obtain the target EGR rate Tegr.
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 16 shows a second embodiment of the calculation (correction) flow of the target EGR rate, which is executed instead of the flow of FIG.
Steps 201 to 203 are the same as steps 101 to 103, and calculate the fuel injection amount correction rate Qfh = Qsol / Mqdrv as the ratio of the final fuel injection amount Qsol to the basic fuel injection amount Mqdrv.
[0037]
In step 204, the accelerator opening Cl is read.
In step 205, referring to the correction coefficient map shown in FIG. 17, a correction factor Qfh fuel injection amount, the accelerator opening Cl, sets the correction coefficient K.
Here, the correction coefficient K is set smaller so that the target EGR rate is corrected to decrease as the accelerator opening Cl increases.
[0038]
In step 206, the target EGR rate Tegr = Megr × K is calculated by multiplying the basic target EGR rate Megr by the correction coefficient K.
FIG. 18 shows a third embodiment of the calculation (correction) flow of the target EGR rate, which is executed instead of the flow of FIG.
Steps 301 to 303 are the same as steps 101 to 103, and calculate the fuel injection amount correction rate Qfh = Qsol / Mqdrv as the ratio of the final fuel injection amount Qsol to the basic fuel injection amount Mqdrv.
[0039]
In step 304, the accelerator opening Cl is read.
In step 305, the acceleration Acc is calculated as the amount of change in the accelerator opening by taking the difference from the accelerator opening L before as shown in the following equation.
Acc = Cl-Cl _nL
Here, L is a constant.
[0040]
In step 306, referring to the correction coefficient map shown in FIG. 19, a correction factor Qfh fuel injection quantity, from an acceleration Acc, it sets the correction coefficient K.
Here, the correction coefficient K is set small so that the target EGR rate is corrected to decrease as the acceleration Acc increases.
In step 307, the target EGR rate Tegr = Megr × K is calculated by multiplying the basic target EGR rate Megr by the correction coefficient K.
[0041]
FIG. 20 shows a fourth embodiment of the calculation (correction) flow of the target EGR rate, which is executed instead of the flow of FIG.
Basically, it corresponds to the flow of FIG. 18 , and only the steps 404 and 405 for detecting the acceleration Acc are different.
In step 404, the vehicle speed Vsp detected based on the signal from the vehicle speed sensor is read.
[0042]
In step 405, the acceleration Acc is calculated as the amount of change in the vehicle speed by calculating the difference from the vehicle speed L before as shown in the following equation.
Acc = Vsp−Vsp _nL
Here, L is a constant.
As described above, even when the acceleration is detected based on the change amount of the vehicle speed, the same operation and effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is a system diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart for calculating a basic fuel injection amount. FIG. 4 is a diagram showing a basic fuel injection amount map. FIG. 5 is a flowchart for detecting the intake air amount. FIG. 6 is a flowchart for calculating the cylinder intake air amount. FIG. 7 is a flowchart for calculating the cylinder intake EGR amount. FIG. 8 is a flowchart for calculating the maximum fuel injection amount. FIG. 10 is a diagram showing a rate table. FIG. 10 is a diagram showing a limit air excess ratio pressure correction value table. FIG. 11 is a flowchart for setting a fuel injection amount. FIG. 12 is a flowchart for calculating a basic target EGR ratio. FIG. 14 is a flowchart for calculating (correcting) a target EGR rate.
15 is a diagram showing a correction coefficient table
[16] calculation of the target EGR rate in the second embodiment (compensation) Flowchart
FIG. 17 is a diagram showing a correction coefficient map
[Figure 18] calculation of the target EGR rate in the third embodiment (compensation) Flowchart
FIG. 19 is a diagram showing a correction coefficient map
[Figure 20] calculation of the target EGR ratio of the fourth embodiment (correction) Flowchart [Description of symbols]
Reference Signs List 1 fuel injection pump 2 EGR valve 3 control unit 4 crank angle sensor 5 accelerator opening sensor 6 air flow meter 7 EGR flow meter 8 water temperature sensor 9 intake pressure sensor
10 Vehicle speed sensor

Claims

少なくともエンジン回転数、アクセル開度、吸入空気量、ＥＧＲ量を含むエンジンの運転状態を検知する運転状態検知手段と、
エンジン回転数及びアクセル開度に基づいて基本燃料噴射量を演算する基本燃料噴射量演算手段と、
吸入空気量及びＥＧＲ量に基づいて許容される最大燃料噴射量を演算する最大燃料噴射量演算手段と、
基本燃料噴射量と最大燃料噴射量とを比較して小さい方を最終的な燃料噴射量とする燃料噴射量設定手段と、
最終的な燃料噴射量に従ってエンジンへの燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、
エンジン回転数及び基本燃料噴射量に基づいて目標ＥＧＲ率を演算する目標ＥＧＲ率演算手段と、
少なくとも基本燃料噴射量に対する最終的な燃料噴射量の比に応じて、目標ＥＧＲ率を補正する目標ＥＧＲ率補正手段と、
目標ＥＧＲ率に従ってＥＧＲ量を制御するＥＧＲ量制御手段と、
を含んで構成される内燃機関の制御装置。Operating state detecting means for detecting an operating state of the engine including at least an engine speed, an accelerator opening, an intake air amount, and an EGR amount;
Basic fuel injection amount calculating means for calculating a basic fuel injection amount based on the engine speed and the accelerator opening,
Maximum fuel injection amount calculating means for calculating a maximum fuel injection amount allowed based on the intake air amount and the EGR amount;
A fuel injection amount setting means for comparing the basic fuel injection amount and the maximum fuel injection amount and setting a smaller one as a final fuel injection amount;
Fuel injection amount control means for controlling the fuel injection amount to the engine according to the final fuel injection amount;
Target EGR rate calculating means for calculating a target EGR rate based on the engine speed and the basic fuel injection amount;
Target EGR rate correction means for correcting the target EGR rate at least according to a ratio of the final fuel injection amount to the basic fuel injection amount;
EGR amount control means for controlling the EGR amount according to the target EGR rate;
A control device for an internal combustion engine, comprising:

前記目標ＥＧＲ率補正手段は、基本燃料噴射量に対する最終的な燃料噴射量の比と、アクセル開度とに応じて、目標ＥＧＲ率を補正するものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。2. The target EGR rate correction means according to claim 1, wherein the target EGR rate correction means corrects the target EGR rate in accordance with a ratio of a final fuel injection amount to a basic fuel injection amount and an accelerator opening. Control device for internal combustion engine.

前記目標ＥＧＲ率補正手段は、基本燃料噴射量に対する最終的な燃料噴射量の比と、加速度合とに応じて、目標ＥＧＲ率を補正するものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein said target EGR rate correction means corrects the target EGR rate in accordance with a ratio of a final fuel injection amount to a basic fuel injection amount and a degree of acceleration. Engine control device.

前記加速度合をアクセル開度の変化量により検知することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の制御装置。4. The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the degree of acceleration is detected based on a change amount of an accelerator opening.

前記加速度合を車速の変化量により検知することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の制御装置。4. The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the degree of acceleration is detected based on an amount of change in vehicle speed.

前記最大燃料噴射量演算手段は、シリンダへ吸入される空気量をＱac、ＥＧＲ量をＱec、限界空気過剰率をＫlambとすると、最大燃料噴射量Ｑful を、
Ｑful ＝（Ｑac＋Ｑec×ＫＯＲ）／（Ｋlamb×14.7）
但し、ＫＯＲは定数
により演算するものであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。The maximum fuel injection amount calculating means calculates the maximum fuel injection amount Qful assuming that the amount of air taken into the cylinder is Qac, the amount of EGR is Qec, and the excess excess air ratio is Klamb.
Qful = (Qac + Qec × KOR) / (Klamb × 14.7)
6. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein KOR is calculated by using a constant.