JPH07208272A - エンジンのｅｇｒ制御装置 - Google Patents
エンジンのｅｇｒ制御装置Info
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- JPH07208272A JPH07208272A JP6006577A JP657794A JPH07208272A JP H07208272 A JPH07208272 A JP H07208272A JP 6006577 A JP6006577 A JP 6006577A JP 657794 A JP657794 A JP 657794A JP H07208272 A JPH07208272 A JP H07208272A
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- Japan
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- rate
- ratio
- egr
- combustion fluctuation
- nox
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＮＯX排出率の低減と燃焼変動率の抑制との
双方を両立した状態でＥＧＲ制御を行う。 【構成】 燃焼変動率計算手段Ｍ４で筒内圧センサで検
出した筒内圧に基づいて燃焼変動率を計算し、燃焼変動
率比較手段Ｍ５で上記燃焼変動率と現運転条件下での燃
焼変動率許容限界値とを比較する。一方、ＮＯX排出率
計算手段Ｍ６では、ＮＯX排出率をＮＯX濃度センサで検
出したＮＯX濃度と吸入空気量とから求め、ＮＯX排出率
比較手段Ｍ７で上記ＮＯX排出率と現運転条件下でのＮ
ＯX排出率許容限界値とを比較する。そして、目標ＥＧ
Ｒ率設定手段Ｍ９で上記燃焼変動率が燃焼変動率許容限
界値よりも低く且つ上記ＮＯX排出率がＮＯX排出率許容
限界値よりも低い範囲に収るように目標ＥＧＲ率を設定
し、この目標ＥＧＲ率に対応する駆動信号をＥＧＲバル
ブ駆動回路３０を介してＥＧＲバルブ１８に出力する。
ＥＧＲ制御を燃焼変動率とＮＯX排出率との双方から行
うので、ＮＯX排出率の低減と走行性能の向上との双方
を両立させることができる。
双方を両立した状態でＥＧＲ制御を行う。 【構成】 燃焼変動率計算手段Ｍ４で筒内圧センサで検
出した筒内圧に基づいて燃焼変動率を計算し、燃焼変動
率比較手段Ｍ５で上記燃焼変動率と現運転条件下での燃
焼変動率許容限界値とを比較する。一方、ＮＯX排出率
計算手段Ｍ６では、ＮＯX排出率をＮＯX濃度センサで検
出したＮＯX濃度と吸入空気量とから求め、ＮＯX排出率
比較手段Ｍ７で上記ＮＯX排出率と現運転条件下でのＮ
ＯX排出率許容限界値とを比較する。そして、目標ＥＧ
Ｒ率設定手段Ｍ９で上記燃焼変動率が燃焼変動率許容限
界値よりも低く且つ上記ＮＯX排出率がＮＯX排出率許容
限界値よりも低い範囲に収るように目標ＥＧＲ率を設定
し、この目標ＥＧＲ率に対応する駆動信号をＥＧＲバル
ブ駆動回路３０を介してＥＧＲバルブ１８に出力する。
ＥＧＲ制御を燃焼変動率とＮＯX排出率との双方から行
うので、ＮＯX排出率の低減と走行性能の向上との双方
を両立させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガス中の窒素酸化物
排出率の低減と走行性能の向上との両立を図るエンジン
のＥＧＲ制御装置に関する。
排出率の低減と走行性能の向上との両立を図るエンジン
のＥＧＲ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、燃焼時の窒素酸化物（以下、
「ＮＯX」と略称）生成抑制の有力な手段として、排ガ
スの一部を吸気に混合することで筒内ガスの熱容量を増
大させて相対的に燃焼中のガス温度を下げる排気再循環
（以下、「ＥＧＲ」と略称）制御が広く採用されてい
る。しかし、ＥＧＲ量が多いと燃焼変動を起因し、出力
低下、燃費悪化、走行性能の不安定化を招くので、必要
最小限にとどめなければならないことも知られている。
「ＮＯX」と略称）生成抑制の有力な手段として、排ガ
スの一部を吸気に混合することで筒内ガスの熱容量を増
大させて相対的に燃焼中のガス温度を下げる排気再循環
（以下、「ＥＧＲ」と略称）制御が広く採用されてい
る。しかし、ＥＧＲ量が多いと燃焼変動を起因し、出力
低下、燃費悪化、走行性能の不安定化を招くので、必要
最小限にとどめなければならないことも知られている。
【０００３】例えば、特開平２−２５２９５８号公報で
は、エンジンの運転条件によりＥＧＲ制御域をフィード
バック制御域とオープンループ制御域とに画定し、フィ
ードバック制御域では、アクセル開度とエンジン回転数
とをパラメータとしてマップ検索により当該運転状態で
の目標となるＥＧＲ率を設定して、ＥＧＲ供給量を制御
する技術が開示されている。
は、エンジンの運転条件によりＥＧＲ制御域をフィード
バック制御域とオープンループ制御域とに画定し、フィ
ードバック制御域では、アクセル開度とエンジン回転数
とをパラメータとしてマップ検索により当該運転状態で
の目標となるＥＧＲ率を設定して、ＥＧＲ供給量を制御
する技術が開示されている。
【０００４】また、特開平２−２９８６５７号公報に
は、燃焼室内で発生する燃焼光の強度に応じてＥＧＲ量
制御を行うことで、燃焼速度の急激な上昇を回避してＮ
ＯXの発生を抑制する技術が開示されている。
は、燃焼室内で発生する燃焼光の強度に応じてＥＧＲ量
制御を行うことで、燃焼速度の急激な上昇を回避してＮ
ＯXの発生を抑制する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平２
−２５２９５８号公報に開示されたＥＧＲ制御では、目
標ＥＧＲ率が運転条件により決定されるので、ＮＯX発
生量に対応したＥＧＲ制御を行うことはできるが、ＮＯ
X排出量の低減に伴う燃焼変動を抑制することはでき
ず、ＥＧＲ制御域において常に良好な走行性能を得るこ
とはできない。
−２５２９５８号公報に開示されたＥＧＲ制御では、目
標ＥＧＲ率が運転条件により決定されるので、ＮＯX発
生量に対応したＥＧＲ制御を行うことはできるが、ＮＯ
X排出量の低減に伴う燃焼変動を抑制することはでき
ず、ＥＧＲ制御域において常に良好な走行性能を得るこ
とはできない。
【０００６】この点、上記特開平２−２９８６５７号公
報では、燃焼状態を光強度で検出しているため、燃焼状
態に対応したＥＧＲ制御を行うことはできるが、ＮＯX
排出量を検出していないため、ＥＧＲ供給量の制御精度
に問題がある。
報では、燃焼状態を光強度で検出しているため、燃焼状
態に対応したＥＧＲ制御を行うことはできるが、ＮＯX
排出量を検出していないため、ＥＧＲ供給量の制御精度
に問題がある。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、燃焼変動の抑制とＮＯX排出量の低減との双方を両
立して、良好な制御精度を得ることができるとともに、
運転者の要求に沿う運転性能を得ることのできるエンジ
ンのＥＧＲ制御装置を提供することを目的としている。
で、燃焼変動の抑制とＮＯX排出量の低減との双方を両
立して、良好な制御精度を得ることができるとともに、
運転者の要求に沿う運転性能を得ることのできるエンジ
ンのＥＧＲ制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明によるエンジンのＥＧＲ制御装置は、筒内圧検出
手段で検出した筒内圧に基づいて燃焼変動率を計算する
燃焼変動率計算手段と、窒素酸化物濃度検出手段で検出
した排ガス中の窒素酸化物濃度と吸入空気量とに基づい
て窒素酸化物排出率を計算する窒素酸化物排出率計算手
段と、上記燃焼変動率と現運転条件での燃焼変動率許容
限界値とを比較する燃焼変動率比較手段と、上記窒素酸
化物排出率と現運転条件での窒素酸化物排出率許容限界
値とを比較する窒素酸化物排出率比較手段と、上記窒素
酸化物排出率が上記窒素酸化物排出率許容限界値よりも
高いときＥＧＲ率を増加し、また燃焼変動率が上記燃焼
変動率許容限界値よりも高いときＥＧＲ率を低減し、さ
らに上記燃焼変動率が上記燃焼変動率許容限界値よりも
低く且つ上記窒素酸化物排出率が上記窒素酸化物排出率
許容限界値よりも低い範囲内では上記ＥＧＲ率を運転者
の要求に応じて増減して目標ＥＧＲ率を設定する目標Ｅ
ＧＲ率設定手段とを備えることを特徴とする。
本発明によるエンジンのＥＧＲ制御装置は、筒内圧検出
手段で検出した筒内圧に基づいて燃焼変動率を計算する
燃焼変動率計算手段と、窒素酸化物濃度検出手段で検出
した排ガス中の窒素酸化物濃度と吸入空気量とに基づい
て窒素酸化物排出率を計算する窒素酸化物排出率計算手
段と、上記燃焼変動率と現運転条件での燃焼変動率許容
限界値とを比較する燃焼変動率比較手段と、上記窒素酸
化物排出率と現運転条件での窒素酸化物排出率許容限界
値とを比較する窒素酸化物排出率比較手段と、上記窒素
酸化物排出率が上記窒素酸化物排出率許容限界値よりも
高いときＥＧＲ率を増加し、また燃焼変動率が上記燃焼
変動率許容限界値よりも高いときＥＧＲ率を低減し、さ
らに上記燃焼変動率が上記燃焼変動率許容限界値よりも
低く且つ上記窒素酸化物排出率が上記窒素酸化物排出率
許容限界値よりも低い範囲内では上記ＥＧＲ率を運転者
の要求に応じて増減して目標ＥＧＲ率を設定する目標Ｅ
ＧＲ率設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
【作 用】本発明では、筒内圧検出手段で検出した筒内
圧に基づいてエンジンの燃焼変動率を求め、また、窒素
酸化物濃度検出手段で検出した排ガス中の窒素酸化物と
吸入空気量とから窒素酸化物排出率を求める。
圧に基づいてエンジンの燃焼変動率を求め、また、窒素
酸化物濃度検出手段で検出した排ガス中の窒素酸化物と
吸入空気量とから窒素酸化物排出率を求める。
【００１０】次いで、上記燃焼変動率と当該運転条件下
での燃焼変動率許容限界値とを比較し、また、上記窒素
酸化物排出率と当該運転条件下での窒素酸化物排出率許
容限界値とを比較する。
での燃焼変動率許容限界値とを比較し、また、上記窒素
酸化物排出率と当該運転条件下での窒素酸化物排出率許
容限界値とを比較する。
【００１１】そして、上記燃焼変動率が上記燃焼変動率
許容限界値よりも高いときは、ＧＥＲ量を減少させ、一
方、上記窒素酸化物排出率が上記窒素酸化物排出率許容
限界値よりも高いときはＥＧＲ量を増加させて、窒素酸
化物排出量の低減を図る。
許容限界値よりも高いときは、ＧＥＲ量を減少させ、一
方、上記窒素酸化物排出率が上記窒素酸化物排出率許容
限界値よりも高いときはＥＧＲ量を増加させて、窒素酸
化物排出量の低減を図る。
【００１２】また、上記燃焼変動率及び上記窒素酸化物
排出率が上記燃焼変動率許容限界値と上記窒素酸化物排
出率許容限界値とで設定されるＥＧＲ制御領域内にある
ときは、運転者の好みに応じて上記ＥＧＲ率を適宜設定
する。すなわち、運転者が走行性能を優先する場合は窒
素酸化物排出率の限界内でＥＧＲ率を低い方へ設定し、
また燃費を優先する場合は燃焼変動率の限界内でＥＧＲ
率を高い方へ設定する。
排出率が上記燃焼変動率許容限界値と上記窒素酸化物排
出率許容限界値とで設定されるＥＧＲ制御領域内にある
ときは、運転者の好みに応じて上記ＥＧＲ率を適宜設定
する。すなわち、運転者が走行性能を優先する場合は窒
素酸化物排出率の限界内でＥＧＲ率を低い方へ設定し、
また燃費を優先する場合は燃焼変動率の限界内でＥＧＲ
率を高い方へ設定する。
【００１３】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１４】図面は本発明の実施例を示し、図１はＥＧ
Ｒ制御装置の機能ブロック図、図２はＥＧＲ制御手順を
示すフローチャート、図３はＥＧＲ制御範囲を示す概念
図、図４はエンジンの概略図、図５は制御装置の回路図
である。
Ｒ制御装置の機能ブロック図、図２はＥＧＲ制御手順を
示すフローチャート、図３はＥＧＲ制御範囲を示す概念
図、図４はエンジンの概略図、図５は制御装置の回路図
である。
【００１５】図４の符号１はエンジン本体で、このエン
ジン本体１の上流側にインテークマニホルド２が連通さ
れ、このインテークマニホルド２の各気筒の吸気ポート
に設けた吸気バルブ（図示せず）の直上流にインジェク
タ３が臨まされている。さらに、このインテークマニホ
ルド２に連通する吸気管４にスロットルバルブ５が介装
され、また、この吸気管４の吸気口にエアークリーナ６
が取付けられている。
ジン本体１の上流側にインテークマニホルド２が連通さ
れ、このインテークマニホルド２の各気筒の吸気ポート
に設けた吸気バルブ（図示せず）の直上流にインジェク
タ３が臨まされている。さらに、このインテークマニホ
ルド２に連通する吸気管４にスロットルバルブ５が介装
され、また、この吸気管４の吸気口にエアークリーナ６
が取付けられている。
【００１６】また、上記エンジン本体１の下流側にエキ
ゾーストマニホルド７を介して排気管８が連通され、こ
の排気管８の下流にマフラ９が連通され、さらに、この
排気管８の中途に排ガスを浄化する触媒１０が介装され
ている。なお、図の実施例に示すエンジンは理論空燃比
制御するもので、上記触媒１０として三元触媒を採用し
ている。
ゾーストマニホルド７を介して排気管８が連通され、こ
の排気管８の下流にマフラ９が連通され、さらに、この
排気管８の中途に排ガスを浄化する触媒１０が介装され
ている。なお、図の実施例に示すエンジンは理論空燃比
制御するもので、上記触媒１０として三元触媒を採用し
ている。
【００１７】また、吸気系の上記吸気管４の吸気口に、
吸気の質量流量を検出するエアーフローメータ１１が介
装されている。さらに、上記スロットルバルブ５に、こ
のスロットルバルブ５の開度を検出するスロットルセン
サ１２が連設されている。
吸気の質量流量を検出するエアーフローメータ１１が介
装されている。さらに、上記スロットルバルブ５に、こ
のスロットルバルブ５の開度を検出するスロットルセン
サ１２が連設されている。
【００１８】一方、排気系の上記エキゾーストマニホル
ド７の集合部と上記触媒１０との間に、排ガス中の酸素
濃度を検出するＯ2センサ１３と排ガス中のＮＯ，ＮＯ2
などの窒素酸化物（ＮＯX）濃度を検出するＮＯX濃度セ
ンサ１４とが介装されている。
ド７の集合部と上記触媒１０との間に、排ガス中の酸素
濃度を検出するＯ2センサ１３と排ガス中のＮＯ，ＮＯ2
などの窒素酸化物（ＮＯX）濃度を検出するＮＯX濃度セ
ンサ１４とが介装されている。
【００１９】また、エンジン本体１には、特定気筒の筒
内圧を検出する筒内圧センサ１５が併設されているとと
もに、クランク角センサ１６がクランク軸１ａに軸着す
るクランクロータ１ｂに対設されている。このクランク
角センサ１６は上記クランクロータ１ｂの外周に所定間
隔毎に形成された突起などを検出するもので、後述する
制御装置（ＥＣＵ）２１では、この突起などを検出した
ときの間隔時間からエンジン回転数、点火時期などを算
出する。
内圧を検出する筒内圧センサ１５が併設されているとと
もに、クランク角センサ１６がクランク軸１ａに軸着す
るクランクロータ１ｂに対設されている。このクランク
角センサ１６は上記クランクロータ１ｂの外周に所定間
隔毎に形成された突起などを検出するもので、後述する
制御装置（ＥＣＵ）２１では、この突起などを検出した
ときの間隔時間からエンジン回転数、点火時期などを算
出する。
【００２０】また、上記エキゾーストマニホルド７の集
合部と上記インテークマニホルド２の集合部とがＥＧＲ
通路１７を介して連通されており、このＥＧＲ通路１７
の中途にＥＧＲバルブ１８が介装されている。このＥＧ
Ｒバルブ１８を開弁すると、その開度に応じて排ガスの
一部が上記吸気系へ戻されて再燃される。
合部と上記インテークマニホルド２の集合部とがＥＧＲ
通路１７を介して連通されており、このＥＧＲ通路１７
の中途にＥＧＲバルブ１８が介装されている。このＥＧ
Ｒバルブ１８を開弁すると、その開度に応じて排ガスの
一部が上記吸気系へ戻されて再燃される。
【００２１】図５に示すように、上記ＥＣＵ２１は、Ｃ
ＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、発振器２５、入力
ポート２６ａ，２６ｂ、及び出力ポート２６ｃ，２６ｄ
がバスラインを介して接続されたマイクロコンピュータ
を中心として構成されている。
ＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、発振器２５、入力
ポート２６ａ，２６ｂ、及び出力ポート２６ｃ，２６ｄ
がバスラインを介して接続されたマイクロコンピュータ
を中心として構成されている。
【００２２】一方の入力ポート２６ａには、エアーフロ
ーメータ１１、ＮＯX濃度センサ１４、Ｏ2センサ１３か
らのアナログ信号がマルチプレクサ２２を介し、Ａ／Ｄ
変換器２３でデジタル信号に変換されて順次入力され
る。また、他方の入力ポート２６ｂには、クランク角セ
ンサ１６からのクランク角信号が整形回路２７で所定に
波形整形されて入力され、スロットルセンサ１２からの
信号が入力回路２８を介して入力されて、\u例えばスロ
ットルバルブ５が開弁状態に有るか、或は全閉状態に有
るかを判断するとともに\u、筒内圧センサ１５からの出
力のピーク値が波形回路２９を介して波形整形されて入
力されている。
ーメータ１１、ＮＯX濃度センサ１４、Ｏ2センサ１３か
らのアナログ信号がマルチプレクサ２２を介し、Ａ／Ｄ
変換器２３でデジタル信号に変換されて順次入力され
る。また、他方の入力ポート２６ｂには、クランク角セ
ンサ１６からのクランク角信号が整形回路２７で所定に
波形整形されて入力され、スロットルセンサ１２からの
信号が入力回路２８を介して入力されて、\u例えばスロ
ットルバルブ５が開弁状態に有るか、或は全閉状態に有
るかを判断するとともに\u、筒内圧センサ１５からの出
力のピーク値が波形回路２９を介して波形整形されて入
力されている。
【００２３】\uさらに、この入力ポート２６ｂには、モ
ード選択スイッチ１９が接続されている。このモード選
択スイッチ１９は運転者がＥＧＲ制御を、燃費を優先し
て行うか、走行性能を優先して行うかを選択するもの
で、このモード選択スイッチ１９にて燃費優先モードを
選択すると、ＥＧＲ制御範囲内でＥＧＲ率が最大となる
値でＥＧＲ制御し、一方、走行性能優先モードを選択す
るとＥＧＲ制御範囲内でＥＧＲ率が最小となる値でＥＧ
Ｒ制御する。\uさらに、上記各出力ポート２６ｃ，２６
ｄには駆動回路３０，３１を介してＥＧＲバルブ１８と
インジェクタ３とがそれぞれ接続されている。なお、上
記ＥＧＲバルブ１８は上記ＥＣＵ２１から出力される所
定デューティ比の制御信号でその開度が制御される。
ード選択スイッチ１９が接続されている。このモード選
択スイッチ１９は運転者がＥＧＲ制御を、燃費を優先し
て行うか、走行性能を優先して行うかを選択するもの
で、このモード選択スイッチ１９にて燃費優先モードを
選択すると、ＥＧＲ制御範囲内でＥＧＲ率が最大となる
値でＥＧＲ制御し、一方、走行性能優先モードを選択す
るとＥＧＲ制御範囲内でＥＧＲ率が最小となる値でＥＧ
Ｒ制御する。\uさらに、上記各出力ポート２６ｃ，２６
ｄには駆動回路３０，３１を介してＥＧＲバルブ１８と
インジェクタ３とがそれぞれ接続されている。なお、上
記ＥＧＲバルブ１８は上記ＥＣＵ２１から出力される所
定デューティ比の制御信号でその開度が制御される。
【００２４】次に、上記ＥＣＵ２１におけるＥＧＲ制御
の機能構成について説明する。
の機能構成について説明する。
【００２５】図１に示すように、ＥＧＲ制御は、\u筒内
圧センサ２９の出力値からサイクル毎の筒内圧ピーク
値、或は、燃焼行程時の一定クランク角における筒内圧
を検出する筒内圧検出手段Ｍ１\u、ＮＯX濃度センサ１
４の出力値から排ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯX濃
度検出手段Ｍ２、エンジン回転数ＮE及び吸入空気量Ｑ
などからエンジンの運転条件を検出する運転条件検出手
段Ｍ３、上記筒内圧検出手段Ｍ１で検出した\uサイクル
毎の筒内圧のピーク値の加重平均値と今回検出した筒内
圧との比、或は、燃焼サイクル毎の一定クランク角にお
ける筒内圧の加重平均と今回検出した当該クランク角に
おける筒内圧との比から燃焼変動率を計算する燃焼変動
率計算手段Ｍ４\u、この燃焼変動率計算手段Ｍ４で計算
した燃焼変動率と上記運転条件検出手段Ｍ３で検出した
エンジン回転数ＮEとエンジン負荷（例えば、エンジン
回転数ＮEと吸入空気量Ｑとに基づいて求めた基本燃料
噴射量をエンジン負荷とする）とをパラメータとしてマ
ップ検索により設定した燃焼変動率許容限界値とを比較
する比較手段Ｍ５、上記排ガス中のＮＯX濃度と吸入空
気量Ｑとの比からＮＯX排出率を計算するＮＯX排出率計
算手段Ｍ６、このＮＯX排出率計算手段Ｍ６で算出した
ＮＯX排出率と上記運転条件検出手段Ｍ３で検出したエ
ンジン回転数ＮEとエンジン負荷（例えば、エンジン回
転数ＮEと吸入空気量Ｑとに基づいて求めた基本燃料噴
射量をエンジン負荷とする）とをパラメータとしてマッ
プ検索により設定したＮＯX排出率許容限界値とを比較
するＮＯX排出率比較手段Ｍ７、モード選択スイッチ１
９の出力値から燃費優先モードか走行性能優先モードの
いずれが選択されているか判断して運転モードを設定す
る運転モード設定手段Ｍ８、上記燃焼変動率比較手段Ｍ
５で燃焼変動率が上記燃焼変動率許容限界値よりも低い
と判断し、且つ上記ＮＯX排出率比較手段Ｍ７でＮＯX排
出率がＮＯX排出率許容限界値よりも低いと判断したと
きは運転者の選択した運転モードに従って目標となるＥ
ＧＲ率を設定し、また燃焼変動率が上記燃焼変動率許容
限界値を越えているときには、ＥＧＲ率を減少させた値
で目標ＥＧＲ率を設定し、一方、ＮＯX排出率が上記Ｎ
ＯX排出率許容限界値よりも大きいときにはＥＧＲ率を
増加した値で目標ＥＧＲ率を設定する目標ＥＧＲ率設定
手段Ｍ９、この目標ＥＧＲ率に対応する駆動信号をＥＧ
Ｒバルブ１８に出力するＥＧＲバルブ駆動回路３０で構
成されている。
圧センサ２９の出力値からサイクル毎の筒内圧ピーク
値、或は、燃焼行程時の一定クランク角における筒内圧
を検出する筒内圧検出手段Ｍ１\u、ＮＯX濃度センサ１
４の出力値から排ガス中のＮＯX濃度を検出するＮＯX濃
度検出手段Ｍ２、エンジン回転数ＮE及び吸入空気量Ｑ
などからエンジンの運転条件を検出する運転条件検出手
段Ｍ３、上記筒内圧検出手段Ｍ１で検出した\uサイクル
毎の筒内圧のピーク値の加重平均値と今回検出した筒内
圧との比、或は、燃焼サイクル毎の一定クランク角にお
ける筒内圧の加重平均と今回検出した当該クランク角に
おける筒内圧との比から燃焼変動率を計算する燃焼変動
率計算手段Ｍ４\u、この燃焼変動率計算手段Ｍ４で計算
した燃焼変動率と上記運転条件検出手段Ｍ３で検出した
エンジン回転数ＮEとエンジン負荷（例えば、エンジン
回転数ＮEと吸入空気量Ｑとに基づいて求めた基本燃料
噴射量をエンジン負荷とする）とをパラメータとしてマ
ップ検索により設定した燃焼変動率許容限界値とを比較
する比較手段Ｍ５、上記排ガス中のＮＯX濃度と吸入空
気量Ｑとの比からＮＯX排出率を計算するＮＯX排出率計
算手段Ｍ６、このＮＯX排出率計算手段Ｍ６で算出した
ＮＯX排出率と上記運転条件検出手段Ｍ３で検出したエ
ンジン回転数ＮEとエンジン負荷（例えば、エンジン回
転数ＮEと吸入空気量Ｑとに基づいて求めた基本燃料噴
射量をエンジン負荷とする）とをパラメータとしてマッ
プ検索により設定したＮＯX排出率許容限界値とを比較
するＮＯX排出率比較手段Ｍ７、モード選択スイッチ１
９の出力値から燃費優先モードか走行性能優先モードの
いずれが選択されているか判断して運転モードを設定す
る運転モード設定手段Ｍ８、上記燃焼変動率比較手段Ｍ
５で燃焼変動率が上記燃焼変動率許容限界値よりも低い
と判断し、且つ上記ＮＯX排出率比較手段Ｍ７でＮＯX排
出率がＮＯX排出率許容限界値よりも低いと判断したと
きは運転者の選択した運転モードに従って目標となるＥ
ＧＲ率を設定し、また燃焼変動率が上記燃焼変動率許容
限界値を越えているときには、ＥＧＲ率を減少させた値
で目標ＥＧＲ率を設定し、一方、ＮＯX排出率が上記Ｎ
ＯX排出率許容限界値よりも大きいときにはＥＧＲ率を
増加した値で目標ＥＧＲ率を設定する目標ＥＧＲ率設定
手段Ｍ９、この目標ＥＧＲ率に対応する駆動信号をＥＧ
Ｒバルブ１８に出力するＥＧＲバルブ駆動回路３０で構
成されている。
【００２６】次に、上記ＥＣＵ２１によるＥＧＲ制御手
順について、図２のフローチャートに従って説明する。
順について、図２のフローチャートに従って説明する。
【００２７】このフローチャートは所定クランク角毎或
は所定演算周期毎に実行されるルーチンで、まず、ステ
ップＳ１で現在のエンジン回転数ＮE、吸入空気量Ｑな
どエンジンの運転条件となる各種データを検出する。そ
して、ステップＳ２で現燃焼サイクルの筒内圧を検出
し、ステップＳ３で燃焼サイクル毎の筒内圧の加重平均
と現燃料サイクルの筒内圧との比から燃焼変動率を算出
する。一方、ステップＳ４ではＮＯX濃度センサ１４の
出力信号に基づいて現運転時の排ガス中のＮＯX濃度を
検出し、ステップＳ５で吸入空気量Ｑと上記ＮＯX濃度
との比から排ガス中のＮＯX排出率を計算する。
は所定演算周期毎に実行されるルーチンで、まず、ステ
ップＳ１で現在のエンジン回転数ＮE、吸入空気量Ｑな
どエンジンの運転条件となる各種データを検出する。そ
して、ステップＳ２で現燃焼サイクルの筒内圧を検出
し、ステップＳ３で燃焼サイクル毎の筒内圧の加重平均
と現燃料サイクルの筒内圧との比から燃焼変動率を算出
する。一方、ステップＳ４ではＮＯX濃度センサ１４の
出力信号に基づいて現運転時の排ガス中のＮＯX濃度を
検出し、ステップＳ５で吸入空気量Ｑと上記ＮＯX濃度
との比から排ガス中のＮＯX排出率を計算する。
【００２８】そして、ステップＳ６で上記燃焼変動率
と、予めエンジン回転数ＮEとエンジン負荷とをパラメ
ータとしてマップ検索により設定した燃焼変動率許容限
界値とを比較する。
と、予めエンジン回転数ＮEとエンジン負荷とをパラメ
ータとしてマップ検索により設定した燃焼変動率許容限
界値とを比較する。
【００２９】図３に、ある運転条件下でのＥＧＲ率と燃
焼変動率との関係を示す。図に示すように、燃焼変動率
はＥＧＲ率を大きくすると、その途中から急激に大きく
なる特性があり、点ａで示す焼変動率許容限界値は各運
転条件ごとに相違し、各運転条件下での上記焼変動率許
容限界値を設定する上記マップには、運転条件ごとに燃
焼変動の許容出来る限界が予め実験などから求めて格納
されている。
焼変動率との関係を示す。図に示すように、燃焼変動率
はＥＧＲ率を大きくすると、その途中から急激に大きく
なる特性があり、点ａで示す焼変動率許容限界値は各運
転条件ごとに相違し、各運転条件下での上記焼変動率許
容限界値を設定する上記マップには、運転条件ごとに燃
焼変動の許容出来る限界が予め実験などから求めて格納
されている。
【００３０】上記ステップＳ６で、現運転条件での燃焼
変動率が上記燃焼変動率許容限界値よりも低いと判断さ
れたときは、ステップＳ７へ進み、一方、上記燃焼変動
率が上記燃焼変動率許容限界値（図３の点ａ）よりも高
いと判断されたときには、ステップＳ１０へジャンプし
てＥＧＲ率を所定に減少させた値で目標ＥＧＲ率を設定
してルーチンを抜ける。
変動率が上記燃焼変動率許容限界値よりも低いと判断さ
れたときは、ステップＳ７へ進み、一方、上記燃焼変動
率が上記燃焼変動率許容限界値（図３の点ａ）よりも高
いと判断されたときには、ステップＳ１０へジャンプし
てＥＧＲ率を所定に減少させた値で目標ＥＧＲ率を設定
してルーチンを抜ける。
【００３１】また、上記ステップＳ６で上記燃焼変動率
が燃焼変動率許容限界値よりも低いと判断したときは、
ステップＳ７へ進み、ＮＯX排出率と、予めエンジン回
転数ＮEとエンジン負荷とをパラメータとしてマップ検
索により設定したＮＯX排出率許容限界値とを比較す
る。
が燃焼変動率許容限界値よりも低いと判断したときは、
ステップＳ７へ進み、ＮＯX排出率と、予めエンジン回
転数ＮEとエンジン負荷とをパラメータとしてマップ検
索により設定したＮＯX排出率許容限界値とを比較す
る。
【００３２】図３に、ある運転条件下でのＥＧＲ率とＮ
ＯX排出率との関係を示す。図に示すように、ＮＯX排出
率はＥＧＲ率にほぼ反比例して変動し、このＥＧＲ率を
小さくするに従って、ＮＯX排出率は次第に増加する特
性を有し、点ｂで示すＮＯX排出率許容限界値は各運転
条件ごとに相違する。このＮＯX排出率許容限界値を設
定する上記マップには、運転条件ごとにＮＯX排出率の
許容出来る限界が予め実験などから求めて格納されてい
る。
ＯX排出率との関係を示す。図に示すように、ＮＯX排出
率はＥＧＲ率にほぼ反比例して変動し、このＥＧＲ率を
小さくするに従って、ＮＯX排出率は次第に増加する特
性を有し、点ｂで示すＮＯX排出率許容限界値は各運転
条件ごとに相違する。このＮＯX排出率許容限界値を設
定する上記マップには、運転条件ごとにＮＯX排出率の
許容出来る限界が予め実験などから求めて格納されてい
る。
【００３３】そして、上記ステップＳ７でＮＯX排出率
が上記ＮＯX排出率許容限界値（図３の点ｂ）よりも大
きいと判断したときは、ステップＳ９へジャンプしてＥ
ＧＲ率を所定に増加させた値で目標ＥＧＲ率を設定して
ルーチンを抜ける。
が上記ＮＯX排出率許容限界値（図３の点ｂ）よりも大
きいと判断したときは、ステップＳ９へジャンプしてＥ
ＧＲ率を所定に増加させた値で目標ＥＧＲ率を設定して
ルーチンを抜ける。
【００３４】一方、上記ステップＳ７でＮＯX排出率が
上記ＮＯX排出率許容限界値よりも小さいと判断したと
きは、ステップＳ８へ進み、モード選択スイッチ１９か
らの出力信号から運転者が燃費優先モードを選択したか
走行性能優先モードを選択したかを判断する。
上記ＮＯX排出率許容限界値よりも小さいと判断したと
きは、ステップＳ８へ進み、モード選択スイッチ１９か
らの出力信号から運転者が燃費優先モードを選択したか
走行性能優先モードを選択したかを判断する。
【００３５】そして、燃費優先モードが選択されている
場合は、ステップＳ９へ進み、ＥＧＲ率を所定に増加さ
せた値で目標ＥＧＲ率を設定してルーチンを抜ける。ま
た、走行性能優先モードが選択されている場合は、ステ
ップＳ１０へ進み、ＥＧＲ率を所定に減少させた値で目
標ＥＧＲ率を設定してルーチンを抜ける。
場合は、ステップＳ９へ進み、ＥＧＲ率を所定に増加さ
せた値で目標ＥＧＲ率を設定してルーチンを抜ける。ま
た、走行性能優先モードが選択されている場合は、ステ
ップＳ１０へ進み、ＥＧＲ率を所定に減少させた値で目
標ＥＧＲ率を設定してルーチンを抜ける。
【００３６】そして、ＥＧＲバルブ１８に駆動回路３０
を介して上記目標ＥＧＲ率に対応する所定デューティ比
の制御信号を出力する。
を介して上記目標ＥＧＲ率に対応する所定デューティ比
の制御信号を出力する。
【００３７】ここで、ＥＧＲ率を増加させる値に目標Ｅ
ＧＲ率が設定されると、ＥＧＲバルブ１８の開度が大き
くなり、また、ＥＧＲ率を減少させる値に目標ＥＧＲ率
が設定されると、上記ＥＧＲバルブ１８の開度が小さく
なる。その結果、このＥＧＲバルブ１８の開度により吸
気系へ還流するＥＧＲ率が、ＮＯX排出率許容限界値
（図３の点ｂ）から燃焼変動率許容限界値（図３の点
ａ）の範囲内に収るように制御される。
ＧＲ率が設定されると、ＥＧＲバルブ１８の開度が大き
くなり、また、ＥＧＲ率を減少させる値に目標ＥＧＲ率
が設定されると、上記ＥＧＲバルブ１８の開度が小さく
なる。その結果、このＥＧＲバルブ１８の開度により吸
気系へ還流するＥＧＲ率が、ＮＯX排出率許容限界値
（図３の点ｂ）から燃焼変動率許容限界値（図３の点
ａ）の範囲内に収るように制御される。
【００３８】そして、運転者が走行性能優先モードを選
択すれば、上記ＥＧＲ制御範囲内でＥＧＲ率が減少する
方向へ制御され、また、燃費優先モードを選択すれば、
ＥＧＲ制御範囲内でＥＧＲ率を増加する方向へ制御され
るため、運転者の要求に沿う運転性能を得ることができ
る。
択すれば、上記ＥＧＲ制御範囲内でＥＧＲ率が減少する
方向へ制御され、また、燃費優先モードを選択すれば、
ＥＧＲ制御範囲内でＥＧＲ率を増加する方向へ制御され
るため、運転者の要求に沿う運転性能を得ることができ
る。
【００３９】なお、本発明を希薄空燃比制御に採用する
こともでき、この場合、触媒１０としてリーンＮＯX触
媒を用い、Ｏ2センサは不要になる。
こともでき、この場合、触媒１０としてリーンＮＯX触
媒を用い、Ｏ2センサは不要になる。
【００４０】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
各運転条件下でのＥＧＲ制御を燃焼変動率とＮＯX排出
率とに基づいて行うため、燃焼変動率の抑制とＮＯX排
出率の低減との双方を満足させることができ、信頼性の
高い制御精度を得ることができる。
各運転条件下でのＥＧＲ制御を燃焼変動率とＮＯX排出
率とに基づいて行うため、燃焼変動率の抑制とＮＯX排
出率の低減との双方を満足させることができ、信頼性の
高い制御精度を得ることができる。
【００４１】また、ＥＧＲ制御領域の範囲以内では、運
転者が燃費を優先する場合にはＥＧＲ率を大きくし、一
方、運転者が走行性能を優先する場合にはＥＧＲ率を小
さくする制御を行うことができるため、運転者の要求に
沿う運転性能を得ることができて使い勝手が良い。
転者が燃費を優先する場合にはＥＧＲ率を大きくし、一
方、運転者が走行性能を優先する場合にはＥＧＲ率を小
さくする制御を行うことができるため、運転者の要求に
沿う運転性能を得ることができて使い勝手が良い。
【図１】ＥＧＲ制御装置の機能ブロック図
【図２】ＥＧＲ制御手順を示すフローチャート
【図３】ＥＧＲ制御範囲を示す概念図
【図４】エンジンの概略図
【図５】制御装置の回路図
Ｍ１…筒内圧検出手段 Ｍ２…窒素酸化物濃度検出手段 Ｍ４…燃焼変動率計算手段 Ｍ５…燃焼変動率比較手段 Ｍ６…窒素酸化物排出率計算手段 Ｍ７…窒素酸化物排出率比較手段 Ｍ９…目標ＥＧＲ率設定手段 Ｑ…吸入空気量
Claims (1)
- 【請求項１】 筒内圧検出手段（Ｍ１）で検出した筒内
圧に基づいて燃焼変動率を計算する燃焼変動率計算手段
（Ｍ４）と、 窒素酸化物濃度検出手段（Ｍ２）で検出した排ガス中の
窒素酸化物濃度と吸入空気量（Ｑ）とに基づいて窒素酸
化物排出率を計算する窒素酸化物排出率計算手段（Ｍ
６）と、 上記燃焼変動率と現運転条件での燃焼変動率許容限界値
とを比較する燃焼変動率比較手段（Ｍ５）と、 上記窒素酸化物排出率と現運転条件での窒素酸化物排出
率許容限界値とを比較する窒素酸化物排出率比較手段
（Ｍ７）と、 上記窒素酸化物排出率が上記窒素酸化物排出率許容限界
値よりも高いときＥＧＲ率を増加し、また燃焼変動率が
上記燃焼変動率許容限界値よりも高いときＥＧＲ率を低
減し、さらに上記燃焼変動率が上記燃焼変動率許容限界
値よりも低く且つ上記窒素酸化物排出率が上記窒素酸化
物排出率許容限界値よりも低い範囲内では上記ＥＧＲ率
を運転者の要求に応じて増減して目標ＥＧＲ率を設定す
る目標ＥＧＲ率設定手段（Ｍ９）とを備えることを特徴
とするエンジンのＥＧＲ制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006577A JPH07208272A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | エンジンのｅｇｒ制御装置 |
| US08/355,190 US5592919A (en) | 1993-12-17 | 1994-12-08 | Electronic control system for an engine and the method thereof |
| GB9425113A GB2285701B (en) | 1993-12-17 | 1994-12-13 | An electronic control system for an engine and the method thereof |
| DE4447858A DE4447858C2 (de) | 1993-12-17 | 1994-12-16 | Elektronisches Steuersystem und Steuerverfahren für einen Motor |
| DE4444972A DE4444972C2 (de) | 1993-12-17 | 1994-12-16 | Elektronisches Steuerverfahren und Steuersystem für einen Motor |
| US08/605,796 US5636614A (en) | 1993-12-17 | 1996-02-22 | Electronic control system for an engine and the method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6006577A JPH07208272A (ja) | 1994-01-25 | 1994-01-25 | エンジンのｅｇｒ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07208272A true JPH07208272A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11642190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6006577A Pending JPH07208272A (ja) | 1993-12-17 | 1994-01-25 | エンジンのｅｇｒ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07208272A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1180594A3 (de) * | 2000-08-16 | 2003-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Überprüfung einer Abgasrückführanlage |
| CN103133100A (zh) * | 2011-11-22 | 2013-06-05 | 现代自动车株式会社 | 用于控制NOx的***和方法 |
| WO2013161097A1 (ja) * | 2012-04-25 | 2013-10-31 | 株式会社小松製作所 | ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジンの制御方法 |
-
1994
- 1994-01-25 JP JP6006577A patent/JPH07208272A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1180594A3 (de) * | 2000-08-16 | 2003-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Überprüfung einer Abgasrückführanlage |
| US6598470B2 (en) | 2000-08-16 | 2003-07-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the testing of an exhaust gas recirculation system |
| CN103133100A (zh) * | 2011-11-22 | 2013-06-05 | 现代自动车株式会社 | 用于控制NOx的***和方法 |
| JP2013108489A (ja) * | 2011-11-22 | 2013-06-06 | Hyundai Motor Co Ltd | ノックス制御システム及び方法 |
| WO2013161097A1 (ja) * | 2012-04-25 | 2013-10-31 | 株式会社小松製作所 | ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジンの制御方法 |
| JPWO2013161097A1 (ja) * | 2012-04-25 | 2015-12-21 | 株式会社小松製作所 | ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジンの制御方法 |
| US9702308B2 (en) | 2012-04-25 | 2017-07-11 | Komatsu Ltd. | Diesel engine and method for controlling diesel engine |
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