JP5062337B2 - 内燃機関のegr制御システム - Google Patents
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Description
内燃機関の排気をEGRガスとして吸気系に導入するEGR装置を備え、
吸気のEGR率をスモークの発生量が最大となる割合よりも高くすることで行なわれる低温燃焼又は通常燃焼のいずれかの燃焼状態を運転領域に応じて選択する内燃機関のEGR制御システムであって、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であるときに、スモークの発生量が許容範囲内となる内燃機関の吸入空気量の上限値を機関負荷に応じて設定する上限空気量設定手段と、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であって、内燃機関の運転状態が過渡運転であるときに、内燃機関の吸入空気量が前記上限空気量設定手段によって設定された上限値以下となるように、前記EGR装置によって吸気系に導入されるEGRガス量を制御することで吸気のEGR率を制御するEGR率制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする。
本発明の実施例1について図1〜6に基づいて説明する。
図1は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関1は4つの気筒2を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒2には該気筒2内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁3が設けられている。
次に、本実施例に係る内燃機関の燃焼状態の制御について図2及び3に基づいて説明する。本実施例に係る内燃機関1では、通常燃焼又は低温燃焼のいずれかの燃焼状態が運転領域に応じて選択され実行される。図2は、通常燃焼が行なわれる運転領域と低温燃焼が行なわれる運転領域とを示す図である。図2において、横軸は内燃機関1の機関回転速度Neを表しており、縦軸は内燃機関の機関負荷Qeを表している。また、図2において、斜線で示す領域Aが、低温燃焼が行なわれる低温燃焼領域を示しており、領域A以外の領域Bが、通常燃焼が行なわれる通常燃焼領域を示している。
次に、本実施例に係る過渡運転時のEGR制御について説明する。内燃機関1の機関負荷が増加又は減少する過渡運転時は過給遅れが生じる場合がある。機関負荷が増加する加速運転時に過給遅れが生じると、吸入空気量の増加に遅れが生じる。この場合、機関負荷に対する目標EGR率を定常運転時と同一の値として吸気のEGR率を制御すると、機関負荷に対する吸入空気量が定常運転時に比べて少ない量となる。一方、機関負荷が減少する減速運転時に過給遅れが生じると、吸入空気量の減少に遅れが生じる。この場合、機関負荷に対する目標EGR率を定常運転時と同一の値として吸気のEGR率を制御すると、機関負荷に対する吸入空気量が定常運転時に比べて多い量となる。
ここで、本実施例に係るEGR制御のフローについて図6に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ECU20に予め記憶されており、ECU20によって所定の間隔で繰り返し実行される。
目標EGR率Regrtとなるように、EGR弁13の開度が小さくされることで、吸気通路4に導入されるEGRガス量Qegrが減少される。
内燃機関1の運転状態が加速運転となったときに、加速前後での機関負荷の差が非常に大きい場合は、過給遅れが生じたとしても、吸入空気量が急激に増加する場合がある。そのため、低温燃焼時における加速運転時においても、吸入空気量が、スモークの発生量が許容範囲内となる上限値を超える場合がある。そこで、このような場合においても、上記減速運転時の制御と同様、吸入空気量が該上限値以下となるように吸気のEGR率を制御してもよい。
本発明の実施例2について図7,8に基づいて説明する。尚、ここでは、上記実施例1と異なる点についてのみ説明する。
図7は、内燃機関1における混合気の空燃比とスモークの発生量との関係を示す図である。図7において、横軸は混合気の空燃比Rmを表しており、縦軸はスモークの発生量Qsmokeを表している。本実施例においては、通常燃焼時は、吸気のEGR率をスモークの発生量が最大となる割合よりも低い値に制御し、且つ、混合気の空燃比をスモークの発生量が最大となる割合よりも高い値に制御する。また、低温燃焼時は、吸気のEGR率をスモークの発生量が最大となる割合よりも高い値に制御し、且つ、混合気の空燃比をスモークの発生量が最大となる割合よりも低い値に制御する。尚、混合気の空燃比の制御は、吸気のEGR率と同様、吸気通路4に導入されるEGRガス量をEGR弁13によって制御することで実現することができる。
ここで、本実施例に係るEGR制御のフローについて図8に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ECU20に予め記憶されており、ECU20によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、本フローは、図6に示すフローチャートにおけるステップS101をステップS201及びS202に置き換えたものである。そのため、ステップS201についてのみ説明し、その他のステップについの説明は省略する。
4・・・吸気通路
5・・・インテークマニホールド
6・・・排気通路
7・・・エキゾーストマニホールド
8・・・ターボチャージャ
8a・・コンプレッサ
8b・・タービン
9・・・スロットル弁
11・・EGR装置
12・・EGR通路
13・・EGR弁
14・・エアフローメータ
20・・ECU20
21・・クランクポジションセンサ
22・・アクセル開度センサ
23・・吸気圧センサ
24・・O2センサ
Claims (3)
- 内燃機関の排気をEGRガスとして吸気系に導入するEGR装置を備え、
吸気のEGR率をスモークの発生量が最大となる割合よりも高くすることで行なわれる低温燃焼又は通常燃焼のいずれかの燃焼状態を運転領域に応じて選択する内燃機関のEGR制御システムであって、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であるときに、スモークの発生量が許容範囲内となる内燃機関の吸入空気量の上限値を機関負荷に応じて設定する上限空気量設定手段と、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であって、内燃機関の運転状態が低温燃焼領域内での過渡運転であるときに、内燃機関の吸入空気量が前記上限空気量設定手段によって設定された上限値以下となるように、前記EGR装置によって吸気系に導入されるEGRガス量を制御することで吸気のEGR率を制御するEGR率制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする内燃機関のEGR制御システム。 - 内燃機関の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段をさらに備え、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であって、前記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力が目標吸気圧力よりも高いときに、前記EGR率制御手段による吸気のEGR率の制御を行なうことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のEGR制御システム。 - 内燃機関の混合気の空燃比を取得する空燃比取得手段をさらに備え、
低温燃焼時は混合気の空燃比を所定空燃比よりも低く制御し、通常燃焼時は混合気の空燃比を前記所定空燃比よりも高く制御し、
前記空燃比取得手段によって取得された混合気の空燃比が前記所定空燃比より低いときに、前記上限空気量設定手段によって内燃機関の吸入空気量の上限値を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関のEGR制御システム。
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