JP6945387B2 - 内燃機関駆動制御装置及び内燃機関駆動制御方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に開示された方策は、内燃機関の回転速度、充填効率、点火時期、外部EGR率などの内燃機関の運転制御に用いられる様々な物理量や演算データなどから排気温度をモデル化して算出し、そのモデル化された排気温度を基に排気デバイス温度を求め、この排気デバイス温度が上限温度以下となるようにリッチ空燃比と外部EGRを調整するものである。
モデル化された排気デバイス温度を基に排気温度・触媒温度が破壊温度以下になるようにEGR率を制御する方法では、特に、自動車等で、その使用環境・使用状況が時間的にも大きく変化する場合、排気系の温度モデルを常に精度良くモデル化することが困難である。
内燃機関(3)の排気ガスの一部を前記内燃機関(3)の吸気側に還流する排気ガス再循環装置(101)を備え、電子制御ユニット(4)が前記排気ガス再循環装置(101)の動作と、前記内燃機関(3)の動作とを制御する内燃機関駆動制御装置であって、
前記電子制御ユニット(4)は、
前記内燃機関の回転数及び負荷に基づいて、点火時期遅角が無い場合に前記排気ガス再循環装置(101)のEGR制御に用いられる基準EGR率を算出し、
前記内燃機関(3)の回転数、負荷、及び、点火時期遅角量に基づいて、排気系構成品(14b、31、32)の温度を許容限界温度範囲に維持するためのEGR率として、前記基準EGR率が用いられる場合よりも排気温度の上昇が抑制される保護用EGR率を算出し、
前記保護用EGR率が前記基準EGR率より大きい場合、所定の条件の下で前記保護用EGR率を用いてEGR制御を実行することを特徴とする。
なお以下に説明する部材及び配置は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における内燃機関駆動制御方法が適用される内燃機関に設けられた排気ガス再循環装置の一構成例について、図1を参照しつつ説明する。
図1には、エンジン3に設けられた排気ガス再循環装置101の構成例が示されており、以下、同図を参照しつつ、その構成等について説明する。
このエンジン3のインテークマニホールド14aには、燃料の燃焼のために必要な空気を取り入れる吸気管12が、また、エキゾーストマニホールド14bには、排気ガスを排気するための排気管13が、それぞれ接続されている。
そして、このインタークーラ21と連通路15との間には、吸入空気の量を調整するためのインテークスロットルバルブ22が設けられている。
本発明の実施の形態においては、エアマスセンサ24の検出値を充填効率の算出に用いているが、必ずしもエアマスセンサ24の検出値である必要はなく、エアマスセンサ24に代えて吸気圧センサ26を用いる構成としても良い。
さらに、エンジン3には、ノッキングを検出するノックセンサ30が取り付けられている。ノックセンサ30によるノッキングの検出は、エンジン破損を防止する目的で点火プラグ41の点火時期を遅角させるノック制御の実行のために必要とされる。
まず、第1の実施例における内燃機関駆動制御処理について概括的に説明する。
この内燃機関駆動制御処理は、通常のEGR制御におけるEGR率に相当する基準EGR率と、排気浄化装置における触媒等の保護の観点から定められるEGR率である保護用EGR率とを、それぞれ演算算出し、所定の条件下で、よりEGR率の大きい方をEGR制御に供することで排気温度の上昇を抑圧可能としたものである。
この基準EGR率の演算算出は、基本的に従来のEGR制御処理における演算算出処理と同一である。すなわち、基準EGR率は、エンジン回転数と負荷に基づいて定められるものである。
すなわち、基準EGR率マップは、種々のエンジン回転数と負荷の組み合わせに対する基準EGR率が、エンジン回転数と負荷を入力として読み出し可能に構成されたものである。この基準EGR率マップは、予め設定されて、例えば、電子制御ユニット4の適宜な記憶領域に記憶されて用いられるものとなっている。
保護EGR率は、点火時期遅角量とエンジン回転数と実負荷とを基に演算算出される(図3参照)。
保護EGR率マップは、種々の点火時期遅角量とエンジン回転数と実負荷の組み合わせに対する保護EGR率が、点火時期遅角量とエンジン回転数と実負荷を入力として読み出し可能に構成されたものである。この保護EGR率マップは、予め設定されて、例えば、電子制御ユニット4の適宜な記憶領域に記憶されて用いられるものとなっている。
設定点火時期は、別途実行される通常のエンジン制御処理においてエンジン3の運転状態等に基づいて定められるものである。
実トルクは、例えば、エアマスセンサ24により取得された吸入空気量を基にエンジン3の充填効率を算出し、この充填効率を基に所定の演算により算出されるものである。
また、実負荷に相当するものとして実トルクを挙げたが、必ずしもこれに限定される必要はなく、同等のものであれば他の物理量であっても良い。
一方、トルク変動はEGR率を増加させるに従い高くなる傾向にある(図6(B)参照)。
先ず、図7(B)において、ベースEGR率は、先に述べた基準EGR率に相当する。ベースEGR率(基準EGR率)は、エンジン回転数と負荷によって一義的に定まるものであるため、点火時期遅角量の変化に対しては一定である。
一方、排気温度は、点火時期遅角量の増加と共に上昇する傾向にある(図7(A)参照)。
上述のステップS110の処理に続いて、安定燃焼最大許容(トルク変動限界)EGR率の演算算出が行われる(図2のステップS120、及び、図3のBL1−3参照)。
安定燃焼最大許容EGR率は、エンジン3の運転状態として許容し得る範囲で設定可能なEGR率の上限値である。
具体的には、安定燃焼最大許容EGR率は、トルク変動許容限界(図6(A)参照)を上限として定められる。
この安定燃焼最大許容EGR率マップは、予め設定されて、例えば、電子制御ユニット4の適宜な記憶領域に記憶されて用いられるものとなっている。
ステップS130において、基準EGR率が保護EGR率より大であると判定された場合(YESの場合)、次述するステップS140の処理へ進む一方、基準EGR率が保護EGR率より大ではないと判定された場合(NOの場合)、後述するステップS150の処理へ進むこととなる(図3のBL1−4参照)。
ステップS150において、安定燃焼最大許容EGR率が保護EGR率より大であると判定された場合(YESの場合)、保護EGR率が目標EGR還流率として選択され(図2のステップS160、及び、図3のBL1−5参照)、EGR制御に供されることとなる。
なお、図3において、「MIN選択」と表記された機能ブロックBL1−5は、2つの入力信号の内、値の小さい方を選択する機能を有するものであることを意味する。
なお、第1の構成例における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この内燃機関制駆動御処理は、排気浄化装置の触媒等の温度を破壊温度以下に維持することを目的とし、点火時期が目標値にあるとの前提の下で実行される従来のEGR制御処理におけるEGR率を、点火時期の遅角量に応じて逐次補正することで、排気温度の不要な上昇を防ぎ、触媒等の温度を確実に破壊温度以下に維持可能とするものである。
まず、電子制御ユニット4により最初に実行される基準EGR率の演算算出(図4のステップS100、及び、図5のBL1−1参照)は、先の第1の構成例と同様の処理内容である。
加算EGR率は、先の基準EGR率に加算されて、後述するように所定の条件の下、目標EGR還流率として用いられるものである(図5参照)。
加算EGR率の算出には、基準EGR率の演算と同様、加算EGR率マップが用いられる。
なお、設定点火時期、実点火時期については、先の第1の構成例で説明した通りであるので、ここでの再度の詳細な説明は省略する。
この安定燃焼最大許容EGR率の演算算出処理は、第1の構成例において説明した通りであるので、ここでの再度の詳細な説明は省略する。
すなわち、制御目標EGR率は、基準EGR率と加算EGR率の加算結果として求められる(図5参照)。
ステップS135において、安定燃焼最大許容EGR率(EGRsaf)が制御目標EGR還流率(EGRame)より大であると判定された場合(YESの場合)は、制御目標EGR率(EGRtar)が目標EGR還流率として選択され(図4のステップS145、及び、図5のBL1−5参照)、EGR制御に供されることとなる。
4…電子制御ユニット
16…EGRバルブ
30…ノックセンサ
41…点火プラグ
Claims (3)
- 内燃機関(3)の排気ガスの一部を前記内燃機関(3)の吸気側に還流する排気ガス再循環装置(101)を備え、電子制御ユニット(4)が前記排気ガス再循環装置(101)の動作と、前記内燃機関(3)の動作とを制御する内燃機関駆動制御装置であって、
前記電子制御ユニット(4)は、
前記内燃機関の回転数及び負荷に基づいて、点火時期遅角が無い場合に前記排気ガス再循環装置(101)のEGR制御に用いられる基準EGR率を算出し、
前記内燃機関(3)の回転数、負荷、及び、点火時期遅角量に基づいて、排気系構成品(14b、31、32)の温度を許容限界温度範囲に維持するためのEGR率として、前記基準EGR率が用いられる場合よりも排気温度の上昇が抑制される保護用EGR率を算出し、
前記保護用EGR率が前記基準EGR率より大きい場合、所定の条件の下で前記保護用EGR率を用いてEGR制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関駆動制御装置。 - 前記電子制御ユニット(4)は、
前記内燃機関(3)の回転数、及び、充填効率に基づいて、前記内燃機関(3)における安定な燃焼を確保できるEGR率の最大値としての安定燃焼最大許容EGR率を算出し、
前記保護用EGR率が前記安定燃焼最大許容EGR率を下回っている場合、前記保護用EGR率を用いてEGR制御を実行する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関駆動制御装置。 - 内燃機関(3)の排気ガスの一部を前記内燃機関(3)の吸気側に還流する排気ガス再循環装置(101)を備える内燃機関駆動制御方法であって、
前記内燃機関の回転数及び負荷に基づいて、点火時期遅角が無い場合に前記排気ガス再循環装置(101)のEGR制御に用いられる基準EGR率を算出するステップと、
前記内燃機関(3)の回転数、負荷、及び、点火時期遅角量に基づいて、排気系構成品(14b、31、32)の温度を許容限界温度範囲に維持するためのEGR率であり、前記基準EGR率が用いられる場合よりも排気温度の上昇が抑制される保護用EGR率を算出するステップと、
前記保護用EGR率が前記基準EGR率より大きい場合、前記保護用EGR率を用いてEGR制御を実行するステップと、
を有することを特徴とする内燃機関駆動制御方法。
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