KR19980070590A

KR19980070590A - 내연기관의 배기재순환 제어장치

Info

Publication number: KR19980070590A
Application number: KR1019980001371A
Authority: KR
Inventors: 이토야마히로유키
Original assignee: 하나와 요시칸즈; 닛산지도샤(주)
Priority date: 1997-01-21
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1998-10-26
Also published as: GB2321317B; GB2321317A; US6019094A; DE19802106A1; JPH10205394A; DE19802106C2; KR100284376B1; GB9801298D0; JP3551675B2

Abstract

적합 공수의 저감과 시방 변경으로의 대응이 용이해지는 내연기관의 EGR 제어 장치를 제공한다.

운전 상태 검지 수단(1)과 연료 분사량 연산 수단(2)과 정상·과도 판정 수단(3)과 흡입 공기량 계측 수단(4)과 흡입 압력 검지 수단(5)과 배기압 검지 수단(6)과 목표 EGR 율 연산 수단(7)과 목표 EGR 양 연산 수단(6), 전진 처리 수단(9)의 출력에서 요구 EGR 유로 면적을 연산하는 요구 EGR 유로 면적 연산 수단(10)과 그 요구 EGR 유로 면적 연산 수단(10)의 출력을 보정하고 EGR 밸브 요구 개구 면적을 연산하는 요구 EGR 밸브 개구 면적 연산 수단(11)과 그 요구 EGR 밸브 개구 면적 연산 수단(11)의 출력에서 EGR 제어 수단을 구동하는 EGR 밸브 구동 수단(12)으로 이루는 구성.

Description

내연기관의 배기재순환 제어장치

본 발명은 내연기관 특히, 디젤 엔진의 배기재순환(EGR : exhaust recirculation) 제어 장치에 관한 것이다.

종래의 EGR 제어에 있어서 요구의 EGR 밸브 지령값의 설정 방법으로선 여러 가지 기술이 있는데 예컨대 특원평 07-209527 호 기재의 기술로 나타내어지는 것이 있다.

이것은 요구 EGR 량과 컬렉터(collector) 내압과 배기압의 차압에서 요구 EGR 밸브 개구 면적을 연산하고 실제의 EGR 양(율)이 요구값이 되게 개구 면적-지령값을 변환하는 테이블을 설정하는 것이다.

그러나, 전자와 같은 EGR 밸브 지령값 설정 방법에 있어선 개구 면적-지령값을 변환하는 테이블이 EGR 통로의 지름이나 처리 등에서 EGR 밸브의 단체 특성과 같은 것으로 되지 않으며 그 단체 특성에 의하지 않는 설정으로 되지 않을 수 없다. 따라서 그 EGR 밸브 단체 특성은 제어상 무의미한 것으로 되며 따라서 적합한 공수가 그만큼 많이 필요해진다는 문제를 알게 되었다.

본 발명은 요구 EGR 밸브 개구 면적(지령값)을 EGR 밸브 단체 특성의 사용에 의해 용이하게 설정하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 해결하기 위한 수단으로서 이 발명 제 1 항 기재의 내연기관의 EGR 제어 장치에선 도 1 의 클레임 대응도에 도시하듯이 엔진 회전수나 액셀 개방도, 수온등 기본이 되는 운전상태 검지하는 운전 상태검지 수단(1)과 그 운전상태 검지 수단(1)의 출력에서 기본이 되는 연료 분사량을 연산하는 연료 분사량 연산 수단(2)과 상기 운전 상태 검지 수단(1)의 출력에서 정상인지 과도인지를 판정하는정상, 과도 판정 수단(3)과 흡입 공기량 계측 수단(4)과 흡입 압력을 검지하는 흡입 압력 검지 수단(5)과 배기 압력을 검지하는 배기압 검지 수단(6)과 상기 운전 상태 검지 수단(1)과 연료 분사량 연산 수단(2)의 출력에서 목표의 EGR 율을 연산하는 목표 EGR 율 연산 수단(7)과 상기 흡입 공기량 게측 수단(4)과 목표 EGR 율 연산 수단(7)의 출력에서 목표의 EGR 량을 연산하는 목표 EGR 량 연산 수단(8)과 상기 정상, 과도 판정 수단(3)의 출력에서 목표 EGR 량 연산 수단(8)의 출력에 흡기계 용량분 상당의 전진 처리를 행하는 전진 처리 수단(9)의 출력에서 요구 EGR 유로 면적을 연산하는 요구 EGR 유로 면적 연산 수단(10)과 그 요구 EGR 유로 면적 연산 수단(10)의 출력을 보정하고 EGR 밸브 요구 개구 면적을 연산하는 요구 EGR 밸브 개구 면적 연산 수단(11)과 그 요구 EGR 밸브 개구 면적 연산 수단(11)의 출력에서 EGR 밸브를 구동하는 EGR 밸브 구동 수단(12)으로 이루는 구성으로 하고 있다.

제 2 항 기재의 내연기관의 EGR 제어 장치에선 제 1 항 기재의 EGR 제어 장치에 있어서 상기 요구 EGR 밸브 개구 면적 연산 수단(11)의 EGR 밸브의 요구 개구 면적을 연산할 때의 보정 계수를 아래식으로 연산한 값으로 했다.

Kaev = [1/{1-(Aevs/AVPS)²}]^0.5

Kaev : 요구 유로 면적 보정 계수

Aevs : 요구 유로 면적

AVPS : 정수(EGR 관경 상당값)

도 1 은 클레임 대응도.

도 2 는 본 실시 형태의 EGR 밸브 개구 면적 연산 플로우.

도 3 은 본 실시 형태의 목표 EGR 량 연산 플로우.

도 4 는 본 실시 형태의 실린더 흡입 공기량의 연산 플로우.

도 5 는 본 실시 형태의 흡입 공기량 연산 플로우.

도 6 은 본 실시 형태의 전압-흡기량 변환 테이블을 도시하는 설명도.

도 7 은 본 실시 형태의 목표 EGR 율 연산 플로우.

도 8 은 본 실시 형태의 목표 EGR 율 맵.

도 9 는 본 실시 형태의 목표 EGR 율 수온 보정 계수 테이블을 도시하는 설명도.

도 10 은 본 실시 형태의 엔진 완폭 판정 플로우.

도 11 은 본 실시 형태의 EGR 밸브 요구 개구 면적 연산 플로우.

도 12 는 본 실시 형태의 개구 면적 보정 계수 테이블 설정예를 도시하는 설명도.

도 13 은 본 실시 형태의 EGR 밸브 요구 개구 면적 연산 플로우.

도 14 는 본 실시 형태의 EGR 시스템 모식도.

도 15 는 본 실시 형태의 EGR 밸브 개구 면적-구동 신호 변환 테이블을 도시하는 설명도.

도 16 은 본 실시 형태의 연료 분사량 연산 플로우.

도 17 은 본 실시 형태의 기본연료 분사량 맵.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 운전 상태 검지 수단 2 : 연료 분사량 연산 수단

3 : 정상, 과도 판정 수단 4 ; 흡입 공기량 계측 수단

5 : 흡입 압력 검지 수단 6 : 배기압 검지 수단

7 : 목표 EGR 율 연산 수단 8 : 목표 EGR 량 연산 수단

9 : 전진 처리 수단 10 : 요구 EGR 유로 면적 연산 수단

11 : 요구 EGR 밸브 개구 면적 연산 수단

12 : EGR 밸브 구동 수단

다음에 도면에 의거해서 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도 2 내지 도 17 에 본 실시 형태의 플로우와 그것에 필요한 테이블 및 맵을 도시한다.

또한, EGR 밸브 개구 면적 연산 방법에 대해선 도 11, 12, 13 을 써서 뒤에 기술한다.

우선, EGR 밸브 개구 면적 연산에 대해서 도 2 의 플로우를 설명한다. 이 플로우는 전진 아이들 클램프(idle clamp)를 행하지 않을 때의 플로우이며 본 실시의 형태에 사용하는 것이다.

먼저, 목표의 EGR 양을 연산한다. 이 방법에 대해선 도 3 을 써서 후에 설명한다. S2 에서 흡기압 Pm, S3 에서 배기압 Pexh 를 판독한다. S4 에서 도시하는 식으로 EGR 유속 상당값 Cqe 를 연산하고 S5 에서 요구 EGR 양 Tqek 와 Cqe 를 쓰고 도시하는 식으로 유로 면적 Aevs 을 연산한다. S6 에서 Aevs 보정을 행하고 개구 면적을 연산하고 처리를 종료한다. 이 연산 방법에 대해선 후에 설명한다.

도 3 은 목표의 EGR 양을 연산하는 플로우이며 엔진 회전 또는 그에 상당하여 동기한 타이밍으로 연산한다.

우선, S1 컬렉터 입구의 1 흡기마다의 흡입 신기량 Qacn 을 연산한다. 이 방법에 대해선 도 4 를 써서 후에 설명한다. S2 에선 목표의 EGR 율 Megr 을 연산한다. 이 방법에 대해선 도 7 을 써서 후에 설명한다. S3 에서 도시하는 식으로 1 흡기마다의 목표의 EGR 량 Mqec 을 연산한다. S4 에서 중간 변수 Rqec 를 도시하는 식으로 연산한다. S5 에서 도시하는 식으로 전진 보정 처리를 전진 보정 처리를 행하고 그결과를 Tqec 로 한다. 이 식은 통상의 전진 처리를 간이화한 것이다. S6 에서 S5 에서 구해진 Tqec 는 1 흡기마다의 요구 EGR 량에 대해서 단위 시간마다의 요구량으로 변환해서 Tqek 로서 처리를 종료한다.

도 4 는 실린더 흡입 공기량의 연산 플로우이며 엔진 회전에 동기한 타이밍으로 연산한다.

먼저, 엔진 회전수 Ne 를 판독하고 S2 에서 도시하는 식으로 흡입 공기량 Qas0 에서 1 흡기마다의 신기량 Qac0 을 연산한다. 흡입 공기량 Qas0 에 대해선 도 5, 도 6 을 써서 후에 설명한다. S3 에서 소정 회전 L 에 연산된 Qac0 를 Qacn 로 해서 처리를 종료한다. 이 소정 회전의 Qac0 를 컬렉터 입구의 값으로 하는 것은 흡입 공기량 검지 수단의 측정 위치에서 컬렉터 입구까지의 수송지연이 존재하기 때문이다.

도 5 는 흡입공기량 Qas0 을 연산하는 플로이며 4msec 마다의 시간 동기로 연산된다.

S1 에선 에어플로미터 등 흡입 공기량을 검지하는 수단의 출력 전압을 판독, S2 에서 도 6 에 도시하는 검지 수단의 특성 테이블(전압-흡기량 변환 테이블)을 써서 변환하고 S3 에서 가중 평균 처리를 행하고 Qas0 로서 처리를 종료한다.

도 7 은 목표 EGR 율 Megr 을 연산하는 플로이며 엔진 회전에 동기한 타이밍으로 연산한다.

먼저, 엔진 회전수 Ne, 연료 분사량 Qso1, 기관 냉각수온 Tw 을 판독한다.

S2 에서 Ne 와 Qso1 에서 도 8 에 도시하는 맵을 검색하고 기본 목표 EGR 율 Megrb 을 연산한다. S3 에서 Tw 에서 예컨대 도 9 에 도시하는 기관 수온에 대해서 목표의 EGR 율을 보정하는 계수 테이블을 검색하고 Kegr-tw 로 한다. S4 에서 도시하는 식으로 목표 EGR 율 Megr 을 연산한다. S5 에서 엔진의 상태가 완폭(完爆) 상태인지 아닌지 판정한다. 이 방법은 도 10 을 써서 후에 설명한다. S6 에서 완폭이라고 판정되면 그대로 종료하고 완폭이 아니라고 판정된 때에는 목표 EGR 율 Megr 를 0 으로서 처리를 종료한다.

도 10 은 엔진의 완폭을 판정하는 플로이며 10msec 등 시간에 동기한 타이밍으로 연산된다.

먼저, 엔진 회전수 Ne 를 판독하고 S2 에서 완폭 판정 슬라이스 레벨 NRPMK 와 비교하고 Ne 쪽이 클때 S3 으로 나아간다. S3 에서 회전에 의한 완폭 판정 후의 카운터 Tmrkb 와 소정 시간 TMRKBP 와 비교하고 대이면 S4 로 나아가고 완폭으로서 처리는 종료한다. S2 에서 Ne 가 작을 때는 S6 으로 나아가고 Tmrlb 를 클리어하고 완폭이 아닌 것으로 처리를 종료한다. S3 에서 Tmrkb 가 작을 때는 S5 로 나아가고 Tmrkb 를 인클리멘트(inclement)하고 S7 로 나아가고 완폭이 아니라고 보아 처리를 종료한다.

당 처리에선 엔진 회전수가 소정 이상(에컨대 400 회전 이상)으로 되며 소정 시간 경과했을 때 완폭으로 판정한다는 처리로 되어 있다.

도 11 은 EGR 밸브 요구 개구 면적을 연산하는 플로의 제 1 의 실시예이다.

우선, S1 에서 요구 EGR 유로 면적 Aevs 을 판독하고 S2 에서 Aevs 를 EGR 관의 형상에 의해 변화하는 정수 AVPS 로 나눈 값에서 예컨대 도 12 에 도시하는 테이블에서 보정 계수 Kaev 를 연산한다. 이 테이블은 EGR 관을 포함한 시스템으로 유량 특성을 측정해서 얻어진 결과나 이론적인 연산값에서 설정해도 좋다. AVPS 의 값에 의해 미조정이 가능하다. S3 에서 Aevs 에 Kaev 를 곱하고 EGR 밸브 개구 면적 Aevf 를 연산해서 처리를 종료한다.

도 13 은 EGR 밸브 요구 개구 면적을 연산하는 플로우의 제 2 의 실시예이다.

우선, S1 에서 요구 EGR 유로 면적 Aevs 을 판독하고 S2 에서 도시하는 식으로 보정계수 Kaev 를 연산한다. 이 식은 도 14 에 도시하는 모식도를 기초로 유체역학의 식에서 구한 것이다. AVPS 의 값에 의해 미조정이 가능하다. S3 에서 Aevs 에 Kaev 를 곱하고 EGR 밸브 개구 면적 Aevf 을 연산하고 처리를 종료한다.

도 15 는 본 실시의 형태의 EGR 밸브 개구 면적-구동 신호 변환 테이블을 도시하는 설명도이다.

도 16 은 연료 분사량을 연산하는 플로우이며 회전에 동기한 타이밍으로 처리를 행한다.

먼저, 엔진 회전수 Ne 를 판독한다. S2 에서 액셀(accel) 개방도 C1 를 판독한다. S3 에서 Ne 와 C1 에서 도 17 에 도시하는 맵에서 연료분사량을 설정하고 Mqdrv 로 한다. S4 에서 수온 증량 등의 보정을 행하고 연료분사량 Qsol 로서 처리를 종료한다.

이상, 설명한 바와같이 본 발명의 내연기관의 EGR 제어 장치에 있어선 EGR 밸브 단체 특성을 사용해서 용이하게 지령값을 설정가능으로 하는 것에 의해서 적합 공수의 저감과 시방 변경으로의 대응이 용이해진다.

Claims

엔진 회전수나 액셀 개방도, 수온 등 엔진 운전상태를 검지하는 운전상태 검지수단(1)과, 상기 운전상태 검지수단(1)과의 출력에서 기본이 되는 연료분사량을 연산하는 연료 분사량 연산 수단(2)과, 상기 운전상태 검지 수단(1)의 출력에서 정상 또는 과도 상태를 판정하는 정상·과도 판정수단(3)과, 흡입공기량 계측 수단(4)과, 흡입 압력 검지 수단(5)과, 배기압 검지 수단(6)과, 상기 운전 상태 검지 수단(1), 연료 분사량 연산 수단(2)의 출력에서 목표의 배기재순환율을 연산하는 목표 배기재순환율 연산 수단(7)과, 상기 흡입 공기량 계측 수단(4), 목표 배기재순환율 연산 수단(9)의 출력에서 목표의 배기재순환량을 연산하는 목표 배기재순환량 연산수단(8)과, 상기 정상·과도 판정 수단(3)의 출력에서 (8)의 출력에 흡기계 용량분 상당의 전진 처리를 행하는 전진 처리 수단(9)과, 상기 흡입 압력 검지 수단(5), 배기압력 검지 수단(6), 전진 처리 수단(9)의 출력에서 요구 배기재순환 유로 면적을 연산하는 요구 배기재순환 유로 면적 연산 수단(10)과, 상기 요구 배기재순환 유로 면적 연산 수단(10)의 출력을 보정해서 배기재순환 밸브 요구 개구 면적을 연산하는 요구 배기재순환 밸브 개구 면적 연산 수단(11)과, 상기 요구 배기재순환 밸브 개구 면적을 연산 수단(11)의 출력에서 배기재순환 제어 수단을 구동하는 배기재순환 밸브 구동 수단(12)으로 이뤄지는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기재순환 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 요구 배기재순환 밸브 개구 면적 연산 수단(11)의 배기재순환 밸브의 요구 개구 면적을 연산하는 때의 보정 계수를 아래식으로 연산한 값으로 하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기재순환 제어장치.

Kaev = [1/{1-(Aevs/AVPS)²}]^0.5

Kaev : 요구 유로 면적 보정계수

Aevs : 요구 유로 면적

AVPS : 정수(배기재순환 관경 상당값)