JP3603685B2 - Control unit for diesel engine - Google Patents
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はディーゼルエンジンの制御装置、特にEGR装置(排気の一部を吸気通路へ再循環させる装置)とコモンレール式燃料噴射装置を備えるものに関する。
【0002】
【従来の技術】
EGRを大量に行うとスモークが発生するので、スモークが発生しないように目標とするEGR率(あるいはEGR量)をエンジンの運転条件(エンジン回転数、エンジン負荷)に応じて定めているのであるが、急加速時には燃料噴射量は時間遅れなく増量されるのに対してEGR装置の機械的な遅れによりEGR率(EGR量)を減少させるのが遅れるため、EGR率(EGR量)の過多の状態が生じて、燃焼不良によるスモークの発生が生じる。
【0003】
そこで、運転条件から急加速時を検出して、コモンレール圧を一定期間だけ高圧側に補正するようにしたものや、EGR率検出手段により実EGR率を検出し、この実EGR率が目標EGR率より高くなる加速時にコモンレール圧を高圧側に補正するようにしたものが提案されている(前者について特開平6−299895号公報、後者ついて特開平9−242617号公報参照)。
【0004】
なお、コモンレール式燃料噴射装置は、後述するように、主として燃料タンク、サプライポンプ、コモンレール(蓄圧室)、気筒毎に設けられる燃料噴射ノズルからなり、高圧のサプライポンプに生成した高圧燃料をコモンレールに蓄え、燃料噴射ノズル内の三方弁によってノズルニードルの開閉を行うことで、噴射の開始と終了を自由に制御できるようになっている。上記のコモンレール圧はコモンレールに蓄えられる燃料圧力のことである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、急加速時のEGR率(EGR量)の過多に対して、コモンレール圧(燃料噴射圧)を一時的に高める理由は、燃料噴霧を微小化するとともに噴霧の到達距離を増大させ、それにより空気の取り込み量を増大させて、不完全燃焼成分であるスモークを低減しようというものである。
【0006】
しかしながら、コモンレール圧はもともと高い(たとえば最高圧は140MPa程度)ので、コモンレール圧を加速時とはいえさらに高圧側に補正することは、上記サプライポンプの駆動損失を増大させ、サプライポンプはエンジン駆動であるためこの駆動損失の増大によって燃費が悪化する。
【0007】
また、バラツキや制御不適合などで、高圧側に補正されたコモンレール圧が許容コモンレール圧を超えてしまう可能性もあり、このときにはコモンレール式燃料噴射装置の耐久性が低下する。
【0008】
そこで本発明は、加速時の実EGR率の目標EGR率からのずれを解消するのに、コモンレール圧でなしに、EGR率(EGR量)を補正することにより、従来装置と異なる方法で加速時のスモーク増大を防止し、さらにコモンレール式燃料噴射装置を備えていても、サプライポンプの駆動損失増大に伴う燃費の悪化やコモンレール式燃料噴射装置の耐久性の低下を防止することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、図70に示すように、EGR装置61と、このEGR装置61の制御目標値(たとえば目標EGR率や目標EGR量)をエンジンの負荷に応じて演算する手段62と、エンジンの負荷に応じた目標噴射圧を演算する手段63と、この目標噴射圧となるように燃料噴射圧を制御する手段64と、実噴射圧を検出する手段65と、この実噴射圧と前記目標噴射圧を比較する手段66と、この比較結果より実噴射圧が目標噴射圧より低い場合(加速時)に前記制御目標値を減少補正する手段67と、この補正された制御目標値となるように前記EGR装置61を制御する手段68とを設けた。
【0010】
第2の発明では、第1の発明において前記目標噴射圧が定常状態の要求に対する噴射圧である。
【0011】
第3の発明では、第1の発明において前記制御目標値が目標EGR率または目標EGR量である。
【0012】
第4の発明では、第1の発明においてコモンレール式燃料噴射装置を備え、前記燃料噴射圧がコモンレール圧である。
【0013】
第5の発明では、第1の発明において前記制御目標値を減少補正する割合をエンジン負荷に応じて変化させる。
【0014】
第6の発明は、図71に示すように、EGR装置61と過給機71とを備え、前記EGR装置61の制御目標値(たとえば目標EGR率や目標EGR量)をエンジンの負荷に応じて演算する手段62と、運転条件に応じた目標吸入空気量tQacまたは目標過給圧を演算する手段72と、この目標吸入空気量tQacまたは目標過給圧と前記EGR装置61の制御目標値とに基づいて前記過給機71の作動目標値を設定する手段73と、この過給機71の作動目標値となるように前記過給機71を制御する手段74と、エンジンの負荷に応じた目標噴射圧を演算する手段63と、この目標噴射圧となるように燃料噴射圧を制御する手段64と、実噴射圧を検出する手段65と、この実噴射圧と前記目標噴射圧を比較する手段66と、この比較結果より実噴射圧が目標噴射圧より低い場合(加速時)に前記制御目標値を減少補正し、また実噴射圧が目標噴射圧と一致する場合(定常時)に前記制御目標値の減少補正を行わない手段75と、前記比較結果より実噴射圧が目標噴射圧より低い場合に前記減少補正された制御目標値となるように、また実噴射圧が目標噴射圧と一致する場合に前記減少補正を行わない制御目標値となるように前記EGR装置61を制御する手段76とを設けた。
【0015】
【発明の効果】
加速時にはEGR装置の制御目標値よりも制御実際値のほうが大きくなり、このずれによりスモークが発生するのに対して、第1、第2、第3の発明によれば、実噴射圧が目標噴射圧より低下する加速時にEGR装置の制御目標値を減少補正することにしたので、加速時のスモークの発生を防止できる。
【0016】
この場合に、コモンレール式燃料噴射装置(コモンレール圧が燃料噴射圧となる)を備えるものでは、コモンレール圧を一定期間だけ高圧側に補正することでも、加速時のスモークの発生を防止できるものの、もともと高いコモンレール圧を高圧側に補正するのでは、サプライポンプの駆動損失を増大させるほか、駆動損失の増大によって燃費が悪化するのであるが、第4の発明によれば、加速時にもコモンレール圧を高圧側に補正することはないので、コモンレール式燃料噴射装置を備えていても、サプライポンプの駆動損失増大に伴う燃費の悪化やコモンレール式燃料噴射装置の耐久性の低下を防止できる。
【0017】
第5の発明によれば、同じ噴射圧誤差でもエンジン負荷により補正すべき量(感度)が異なることに対応できる。たとえば、制御目標値を減少補正する割合を加速時の負荷相当としてのエンジン負荷に応じて変化させ、負荷の大きな加速時には制御目標値を減少補正する割合を、負荷の小さな加速時より大きくする(つまり、負荷の大きな加速時には制御目標値を負荷の小さな加速時より小さくする)ことで、負荷の大きな加速時にも応答よくスモークの発生を防止できる。
【0018】
第6の発明によれば、運転条件に応じて目標吸入空気量(または目標過給圧)を演算し、この目標吸入空気量とEGR装置の制御目標値とに基づいて、過給機の作動目標値を設定するようにしたので、EGR装置の制御目標値が変化しても、目標吸入空気量が得られることになり、過渡を含めた過給機とEGR装置の制御性が向上し、これによってお互いの性能を十分に発揮させることができる。また、適合の簡易化、ロジックの簡易化も可能である。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1に、熱発生のパターンが単段燃焼となる、いわゆる低温予混合燃焼を行わせるための構成を示す。なお、この構成そのものは特開平8−86251号公報などにより公知である。
【0020】
さて、NOxの生成は燃焼温度に大きく依存し、その低減には燃焼温度の低温化が有効である。低温予混合燃焼では、EGRによる酸素濃度の低減で、低温燃焼を実現するため、排気通路2と吸気通路3のコレクタ部3aとを結ぶEGR通路4に、負圧制御弁5からの制御負圧に応動するダイヤフラム式のEGR弁6を備えている。
【0021】
負圧制御弁5は、コントロールユニット41からのデューティ制御信号により駆動されるもので、これによって運転条件に応じた所定のEGR率を得るようにしている。たとえば、低回転低負荷域でEGR率を最大の100パーセントとし、回転数、負荷が高くなるに従い、EGR率を減少させる。高負荷側では排気温度が上昇するため、多量のEGRガスを還流すると、吸気温度の上昇によってNOx低減の効果が減少したり、噴射燃料の着火遅れ期間が短くなって予混合燃焼が実現できなくなる等のため、EGR率を段階的に減少させている。
【0022】
EGR通路4の途中には、EGRガスの冷却装置7を備える。これは、EGR通路4の周りに形成されエンジン冷却水の一部が循環されるウォータジャケット8と、冷却水の導入口7aに設けられ冷却水の循環量を調整可能な流量制御弁9とからなり、コントロールユニット41からの指令により、制御弁9を介して循環量を増やすほどEGRガスの冷却度が増す。
【0023】
燃焼促進のため吸気ポート近傍の吸気通路に所定の切欠を有するスワールコントロールバルブ(図示しない)を備える。コントロールユニット41により、このスワールコントロールバルブが低回転低負荷域で閉じられると、燃焼室に吸入される吸気の流速が高まり燃焼室にスワールが生成される。
【0024】
燃焼室は大径トロイダル燃焼室(図示しない)である。これは、ピストンキャビティを、入口を絞らずピストンの冠面から底部まで円筒状に形成したもので、その底部中央には、圧縮行程後期にピストンキャビティの外部から旋回しながら流れ込むスワールに抵抗を与えないように、さらに空気と燃料の混合を良好にするため、円錐部が形成されている。この入口を絞らない円筒状のピストンキャビティにより、前述のスワールバルブ等によって生成されたスワールは、燃焼過程でピストンが下降していくのに伴い、ピストンキャビティ内からキャビティ外に拡散され、キャビティ外でもスワールが持続される。
【0025】
エンジンにはコモンレール式の燃料噴射装置10を備える。コモンレール式の燃料噴射装置10の構成も公知(第13回内燃機関シンポジウム講演論文集第73頁〜第77頁参照)であり、図2により概説する。
【0026】
この燃料噴射装置10は、主に燃料タンク11、燃料供給通路12、サプライポンプ14、コモンレール(蓄圧室)16、気筒毎に設けられるノズル17からなり、サプライポンプ14により加圧された燃料は燃料供給通路15を介して蓄圧室16にいったん蓄えられたあと、コモンレール16の高圧燃料が気筒数分のノズル17に分配される。
【0027】
ノズル17は、針弁18、ノズル室19、ノズル室19への燃料供給通路20、リテーナ21、油圧ピストン22、針弁18を閉弁方向(図で下方)に付勢するリターンスプリング23、油圧ピストン22への燃料供給通路24、この通路24に介装される三方弁(電磁弁)25などからなり、ノズル内の通路20と24が連通して油圧ピストン22上部とノズル室19にともに高圧燃料が導かれる三方弁25のOFF時(ポートAとBが連通、ポートBとCが遮断)には、油圧ピストン22の受圧面積が針弁18の受圧面積より大きいことから、針弁18が着座状態にあるが、三方弁25がON状態(ポートAとBが遮断、ポートBとCが連通)になると、油圧ピストン22上部の燃料が戻し通路28を介して燃料タンク11に戻され、油圧ピストン22に作用する燃料圧力が低下する。これによって針弁18が上昇してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。三方弁25をふたたびOFF状態に戻せば、油圧ピストン22にコモンレール16の高圧燃料が導びかれて燃料噴射が終了する。つまり、三方弁25のOFFからONへの切換時期により燃料の噴射開始時期が、またON時間により燃料噴射量が調整され、蓄圧室16の圧力が同じであれば、ON時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。26は逆止弁、27はオリフィスである。
【0028】
この燃料噴射装置10にはさらに、コモンレール圧を調整するため、サプライポンプ14から吐出された燃料を戻す通路13に圧力調整弁31を備える。この調整弁31は通路13の流路を開閉するもので、コモンレール16への燃料吐出量を調整することによりコモンレール圧を調整する。コモンレール16の燃料圧力(噴射圧)によって燃料噴射率が変化し、コモンレール16の燃料圧力が高くなるほど燃料噴射率が高くなる。
【0029】
アクセル開度センサ33、エンジン回転数とクランク角度を検出するセンサ34、気筒判別のためのセンサ35、水温センサ36からの信号が入力されるコントロールユニット41では、エンジン回転数とアクセル開度に応じて目標燃料噴射量とコモンレール16の目標圧力を演算し、圧力センサ32により検出されるコモンレール圧がこの目標圧力と一致するように圧力調整弁31を介してコモンレール16の燃料圧力をフィードバック制御する。
【0030】
また、演算した目標燃料噴射量に対応して三方弁25のON時間を制御するほか、三方弁25のONへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所定の噴射開始時期を得るようにしている。たとえば、高EGR率の低回転低負荷側で噴射燃料の着火遅れ期間が長くなるように燃料の噴射時期(噴射開始時期)をピストン上死点(TDC)にまで遅延している。この遅延により、着火時期の燃焼室内の温度を低温状態にし、予混合燃焼比率を増大させることにより、高EGR率域でのスモークの発生を抑える。これに対して、回転数、負荷が高くなるにしたがい、噴射時期を進めている。これは、着火遅れの時間が一定であっても、着火遅れクランク角度(着火遅れの時間をクランク角度に換算した値)がエンジン回転数の増加に比例して大きくなり、低EGR率時に所定の着火時期を得るために、噴射時期を進めるのである。
【0031】
図1に戻り、EGR通路4の開口部下流の排気通路2に可変容量ターボ過給機を備える。これは、排気タービン52のスクロール入口に、負圧アクチュエータ54により駆動される可変ノズル53を設けたもので、コントロールユニット41により、可変ノズル53は低回転域から所定の過給圧が得られるように、低回転側では排気タービン52に導入される排気の流速を高めるノズル開度(傾動状態)に、高回転側では排気を抵抗なく排気タービン52に導入させノズル開度(全開状態)に制御する。
【0032】
上記の負圧アクチュエータ54は、制御負圧に応動して可変ノズル53を駆動するダイヤフラムアクチュエータ55と、このアクチュエータ55への制御負圧を調整する負圧制御弁56とからなり、可変ノズル53の開口割合が、後述するようにして得られる目標開口割合Rvntとなるように、デューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が負圧制御弁56に出力される。
【0033】
さて、過給圧制御という観点からみると、EGR制御も、過給圧制御の役割を物理的に果たしている。つまり、EGR量を変化させることにより過給圧も変化する。逆に、過給圧を変化させると、排気圧力が変化するため、EGR量も変化することになり、過給圧とEGR量とは独立に制御できない。また、ややもするとお互いに制御上の外乱となっている。なお、一方を変化させた場合に、制御精度を確保するには、他方を適合し直すことであるが、他方を適合し直した後には、もう一方を再適合しなければならなくなるので、この方法では、過渡時の制御精度を確保することが困難である。
【0034】
このように、過給圧とEGR量とはお互いに影響を与え、EGR量を変えると、ノズル開度を変える必要があるなど適切な適合が困難な上に、特に過渡時は双方の制御精度が低下するので、コントロールユニット41では、運転条件に応じて目標吸入空気量tQacを演算し、この目標吸入空気量tQacと目標EGR量や目標EGR率Megrに遅れ処理を施した値である実EGR量Qecや実GR率Megrdからターボ過給機の作動目標値である可変ノズル53の目標開口割合Rvntを設定するようにしている。
【0035】
また、実EGR率が目標EGR率より大きくなる加速時のスモーク発生を防止するため、実コモンレール圧(実噴射圧)と目標コモンレール圧(目標噴射圧)を比較し、実コモンレール圧が目標コモンレール圧より低い場合(加速時)に目標EGR率(EGR装置の制御目標値)を減少補正する。
【0036】
コントロールユニット41で実行されるこの制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明する。なお、後述する図3、図4、図8〜図14は先願装置(特願平9−92306号参照)で、また図7(ただしステップ6でKqac00を導入する点を除く)は別の先願装置(特願平9−125892号参照)ですでに提案しているところと同様である。
【0037】
まず、図3は目標燃料噴射量Qsolを演算するためのもので、REF信号(クランク角の基準位置信号で、4気筒エンジンでは180度毎、6気筒エンジンでは120度毎の各信号)の入力毎に実行する。
【0038】
ステップ1、2でエンジン回転数Neとアクセル開度Clを読み込み、ステップ3では、これらNeとClに基づいて、図4を内容とするマップを検索すること等により、基本燃料噴射量Mqdrvを演算し、ステップ4ではこの基本燃料噴射量Mqdrvに対してエンジン冷却水温等による増量補正を行い、補正後の値を目標燃料噴射量Qsolとして設定する。
【0039】
図5はEGR弁6の開口面積Aevを演算するためのもので、REF信号の入力毎に実行する。ステップ1では目標EGR量Tqekを演算する。このTqekの演算については図7のフローにより説明する。
【0040】
図7(図5ステップ1のサブルーチン)において、ステップ1、2では1シリンダ当たりの吸入空気量Qacnと目標EGR率Megrを演算する。
【0041】
ここで、Qacnの演算については図8のフローにより、またMegrの演算については図11のフローにより説明する。
【0042】
まず、図8において、ステップ1ではエンジン回転数Neを読み込み、このエンジン回転数Neとエアフローメータより得られる吸入空気量Qas0とから
【0043】
【数1】
Qac0=(Qas0/Ne)×KCON#
ただし、KCON#:定数、
の式により1シリンダ当たりの吸入空気量Qac0を演算する。
【0044】
上記のエアフローメータ39(図1参照)は、コンプレッサ上流の吸気通路3に設けており、エアフローメータ39からコレクタ部3aまでの輸送遅れ分のディレイ処理を行うため、ステップ3ではL(ただしLは定数)回前のQac0の値をコレクタ入口部3a位置における1シリンダ当たりの吸入空気量Qacnとして求めている。そして、ステップ4ではこのQacnに対して
【0045】
【数2】
Qac=Qacn−1×(1−KIN×KVOL)+Qacn×KIN×KVOL
ただし、KIN:体積効率相当値、
KVOL:VE/NC/VM、
VE:排気量、
NC:気筒数、
VM:吸気系容積、
Qacn−1:前回のQac、
の式(一次遅れの式)により吸気弁位置における1シリンダ当たりの吸入空気量(この吸入空気量を、以下「シリンダ吸入空気量」で略称する。)Qacを演算する。これはコレクタ入口部3aから吸気弁までのダイナミクスを補償するためのものである。
【0046】
上記数1式右辺の吸入空気量Qas0の検出については図9のフローにより説明する。図9のフローは4msec毎に実行する。
【0047】
ステップ1ではエアフローメータ39の出力電圧Usを読み込み、このUsからステップ2で図10を内容とする電圧−流量変換テーブルを検索すること等により吸入空気量Qas0 dを演算する。さらに、ステップ3でこのQas0 dに対して加重平均処理を行い、その加重平均処理値を吸入空気量Qas0として設定する。
【0048】
次に、図11において、ステップ1ではエンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsol、エンジン冷却水温Tw、目標コモンレール圧tPrail、実コモンレール圧rPrailを読み込む。
【0049】
ここで、目標コモンレール圧tPrailは、基本的にエンジン回転数Neと目標燃料噴射量Qsolから図67を内容とするマップを検索すること等により演算される値である。また、実コモンレール圧rPrailはセンサ32(図2参照)により検出される値である。
【0050】
ステップ2ではエンジン回転数Neと目標燃料噴射量Qsolから図12を内容とするマップを検索すること等により基本目標EGR率Megrbを演算する。この場合、基本目標EGR率は、エンジンの使用頻度の高い領域、つまり低回点、低負荷(低噴射量)になるほど大きくなり、スモークが発生しやすい高出力時には小さくする。
【0051】
次にステップ3で冷却水温Twから図13を内容とするテーブルを検索すること等により、基本目標EGR率の水温補正係数Kegr twを演算する。
【0052】
ステップ4ではコモンレール圧補正割合Rdegrを演算する。このRdegrの演算については図68のフローにより説明する。
【0053】
図68において、ステップ1では実コモンレール圧rPrailの目標コモンレール圧tPrailからの誤差Dprailを計算し、この誤差から図69を内容とするマップを検索すること等により、コモンレール圧誤差の補正係数Degrを演算する。このDegrの値は、図69に示したように、実コモンレール圧が目標コモンレール圧より低くなる加速時(つまりDprail>0の領域)に、目標コモンレール圧からの誤差Dprailが大きくなるほど大きくなる値である。
【0054】
図68のステップ3では運転条件により補正の感度を変えるため、この補正係数Degrと補正ゲイン相当のQsolを用いて、
Rdegr=Degr×Qsol×KERAIL#
ただし、KERAIL#:定数
の式により、コモンレール圧補正割合Rdegrを算出する。算出したこのRdegrはステップ4において0と1の間に制限して、処理を終了する。
【0055】
ここで、補正ゲイン相当のQsolを導入したのは、同じ噴射圧誤差(コモンレール圧誤差)でもエンジン負荷により補正すべき量(感度)が異なることへの対応である。たとえば、負荷の大きな加速時には、コモンレール圧を大きく変化させて高圧にする必要があり、したがって実コモンレール圧とのずれが大きくスモークが出やすくなる(つまり負荷の大きな加速時には排気への感度が大きい)。これに対して、負荷の小さな加速時には実コモンレール圧とのずれが小さいため、排気への感度が小さい。このように、加速時の負荷が小さいときより加速時の負荷が大きいときのほうが補正の感度をよくする必要があり、こうした要求を満たすことができる。また、加速時に限らず、坂道や多人数乗車等、定常運転でも走行負荷が変化した場合への対応も可能となっている。
【0056】
なお、補正の感度をエンジン回転数に対しても変える必要があるのであれば、Qsolに代えてゲインを導入し、このゲインを運転条件(Ne、Qsol)に応じて演算する(Ne、Qsolをパラメータとするゲインのマップを予め作成しておく)ようにすればよい。
【0057】
このようにしてコモンレール圧補正割合Rdegrの演算を終了したら、図11に戻り、ステップ5において、基本目標EGR率、水温補正係数とこのコモンレール圧補正割合とから、
【0058】
【数3】
Megr=Megrb×Kegr tw×(1−Rdegr)
の式により目標EGR率Megrを算出する。1−Rdegrの値が目標EGR率を減少補正する割合である。
【0059】
上記のように、実コモンレール圧が目標コモンレール圧より低くなる加速時には、Rdegrが1以下の値となるため数3式の(1−Rdegr)も1以下の値となり、これによって目標EGR率が減少補正される。
【0060】
ステップ6ではエンジンの状態が完爆状態であるか否かを判定する。ただし、この完爆の判定は、図14のフローで後述する。
【0061】
ステップ7では完爆状態かどうかみて、完爆状態のときは、今回の処理をそのまま終了し、完爆状態でないと判定されたときは、目標EGR率Megrを0として今回の処理を終了する。
【0062】
これにより、エンジンの完爆後にEGR制御が行われ、完爆前は安定した始動性を確保するためにもEGRは行われない。
【0063】
図14はエンジンの完爆を判定するためのものである。ステップ1でエンジン回転数Neを読み込み、このエンジン回転数Neと完爆回転数に相当する完爆判定スライスレベルNRPMKとをステップ2において比較する。Neのほうが大きいときは完爆と判断し、ステップ3に進む。ここでは、カウンタTmrkbと所定時間TMRKBPとを比較し、カウンタTmrkbが所定時間よりも大きいときは、ステップ4に進み、完爆したものとして処理を終了する。
【0064】
これに対して、ステップ2でNeのほうが小さいときは、ステップ6に進み、カウンタTmrkbをクリアし、ステップ7で完爆状態にはないものとして処理を終了する。また、ステップ2でNeよりも大きいときでも、ステップ3でカウンタTmrkbが所定時間よりも小さいときは、ステップ5でカウンタをインクリメントし、完爆でないと判断する。
【0065】
これらにより、エンジン回転数が所定値(たとえば400rpm)以上であって、かつこの状態が所定時間にわたり継続されたときに完爆したものと判定するのである。
【0066】
このようにして図8によりシリンダ吸入空気量Qacn、図11により目標EGR率Megrの演算を終了したら、図7のステップ3に戻り、両者から
【0067】
【数4】
Mqec=Qacn×Megr
の式により要求EGR量Mqecを演算する。
【0068】
ステップ4ではこのMqecに対して、KIN×KVOLを加重平均係数とする
【0069】
【数5】
Rqec=Mqec×KIN×KVOL
+Rqecn−1×(1−KIN×KVOL)
ただし、KIN:体積効率相当値、
KVOL:VE/NC/VM、
VE:排気量、
NC:気筒数、
VM:吸気系容積、
Rqecn−1:前回の中間処理値、
の式により、中間処理値(加重平均値)Rqecを演算し、このRqecと要求EGR量Mqecを用いてステップ5で
【0070】
【数6】
Tqec=Mqec×GKQEC+Rqecn−1×(1−GKQEC)
ただし、GKQEC:進み補正ゲイン、
の式により進み補正を行って、1シリンダ当たりの目標EGR量Tqecを演算する。要求値に対して吸気系の遅れ(すなわちEGR弁6→コレクタ部3a→吸気マニホールド→吸気弁の容量分の遅れ)があるので、ステップ4、5はこの遅れ分の進み処理を行うものである。
【0071】
ステップ6では
【0072】
【数7】
Tqek=Tqec×(Ne/KCON#)/Kqac00
ただし、Kqac00:EGR量フィードバック補正係数、
KCON#:定数、
の式により単位変換(1シリンダ当たり→単位時間当たり)を行って、目標EGR量Tqekを求める。なお、EGR量フィードバック補正係数Kqac00の演算については後述する(図54参照)。
【0073】
このようにして目標EGR量Tqekの演算を終了したら、図5のステップ2に戻り、EGRガス(EGR弁を流れるガス)の流速(このEGRガスの流速を以下、単に「EGR流速」という)Cqeを演算し、このEGR流速Cqeと目標EGR量Tqekとから
【0074】
【数8】
Aev=Tqek/Cqe
の式でEGR弁開口面積Aevを演算する。なお、EGR流速Cqeの演算については後述する(図63参照)。
【0075】
このようにして得られたEGR弁開口面積Aevは、図示しないフローにおいて図6を内容とするテーブルを検索する等によりEGR弁6のリフト量に変換され、このEGR弁リフト量になるように、負圧制御弁5へのデューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が負圧制御弁5に出力される。
【0076】
次に、図15、図16はターボ過給機駆動用の負圧制御弁56に与える制御指令デューティ値Dtyvntを演算するためのもので、一定時間毎(たとえば10msec毎)に実行する。
【0077】
図15を第1実施形態、図16を第2実施形態とすると、2つの実施形態では可変ノズル53の目標開口割合Rvntを演算するのに用いるパラメータに違いがある(図15の第1実施形態では実EGR量Qecに基づいて、また図16の第2実施形態では実EGR率Megrdに基づいて可変ノズル53の目標開口割合Rvntを演算する)。
【0078】
なお、図15、図16はメインルーチンで、制御の大きな流れは図示のステップに従うものであり、各ステップの処理に対してサブルーチンが用意されている。したがって、以下ではサブルーチンを中心に説明していく。
【0079】
図17(図15、図16のステップ1のサブルーチン)は実EGR率を演算するためのもので、REF信号の入力毎に実行する。ステップ1で目標EGR率Megr(図11で既に得ている)を読み込み、ステップ2でコレクタ容量分の時定数相当値Kkinを演算する。このKkinの演算については図18のフローにより説明する。
【0080】
図18(図17のステップ2のサブルーチン)において、ステップ1でエンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsol、後述する実EGR率の前回値であるMegrdn−1[%]を読み込み、このうちNeとQsolからステップ2において図19を内容とするマップを検索すること等により体積効率相当基本値Kinbを演算し、ステップ3では
【0081】
【数9】
Kin=Kinb×1/(1+Megrdn−1/100)
の式により体積効率相当値Kinを演算する。これはEGRによって体積効率が減少するので、その分の補正を行うようにしたものである。
【0082】
このようにして求めたKinに対し、ステップ4において吸気系容積とシリンダ容積の比相当の定数であるKVOL(図8のステップ4参照)を乗じた値をコレクタ容量分の時定数相当値Kkinとして演算する。
【0083】
このようにしてKkinの演算を終了したら図17のステップ3に戻り、このKkinと目標EGR率Megrを用い、
【0084】
【数10】
Megrd=Megr×Kkin×Ne×KE2#+Megrdn−1×(1−Kkin×Ne×KE2#)
ただし、Kkin:Kin×KVOL#、
KE2#:定数、
Megrdn−1:前回のMegrd、
の式で遅れ処理と単位変換(1シリンダ当たり→単位時間当たり)を同時に行って吸気弁位置におけるEGR率Megrdを演算する。数10式の右辺のNe×KE2#が単位変換のための値である。目標EGR率Megrに対してこのMegrdは一次遅れで応答するため(図65、図66参照)、このMegrdを、以下「実EGR率」という。
【0085】
図20(図15、図16のステップ2のサブルーチン)は目標吸入空気量tQacを演算するためのものである。ステップ1でエンジン回転数Ne、実EGR率Megrd、目標燃料噴射量Qsolを読み込み、ステップ2でMegrdと所定値MEGRLV#を比較する。
【0086】
ここで、所定値MEGRLV#はEGRの作動の有無を判定するための値(たとえば0.5)で、Megrd>MEGRLV#であるときはEGRの作動域であると判断してステップ3、4、5に進み、これに対してMegrd≦MEGRLV#であるときはEGRの非作動域であると判断してステップ6に進む。MEGRLV#が0でないのは、微量のEGRが行われる場合にも、EGRが行われない場合と同一に扱いたいという要求があるので、これに応じるものである。
【0087】
EGRの作動域であるときは、ステップ3でエンジン回転数Neと実EGR率Megrdよりたとえば図21を内容とするマップを検索すること等により目標吸入空気量基本値tQacbを演算する。エンジン回転が一定の条件であれば、図21のように実EGR率が大きいときほど目標吸入空気量を増やすのである。
【0088】
ステップ4ではNeとQsolよりたとえば図22を内容とするマップを検索すること等により目標吸入空気量の補正係数ktQacを演算し、この補正係数を上記の目標吸入空気量基本値に掛けた値を目標吸入空気量tQacとして算出する。補正係数ktQacは運転条件(Ne、Qsol)により目標吸入空気量を変えたいという要求に応えるためのものである。
【0089】
一方、EGRの非作動域であるときは、ステップ6に進み、NeとQsolよりたとえば図23を内容とするマップを検索すること等により目標吸入空気量tQacを演算する。
【0090】
図24(図15のステップ3のサブルーチン)は実EGR量を演算するためのものである。ステップ1でコレクタ入口部3a位置における1シリンダ当たりの吸入空気量Qacn(図8のステップ3で既に得ている)、目標EGR率Megr、コレクタ容量分の時定数相当値Kkinを読み込む。このうちQacnとMegrからステップ2で
【0091】
【数11】
Qec0=Qacn×Megr
の式によりコレクタ入口部3a位置における1シリンダ当たりのEGR量Qec0を演算し、このQec0とKkinを用いステップ3において、
【0092】
【数12】
Qec=Qec0×Kkin×Ne×KE#+Qecn−1×(1−Kkin×Ne×KE#)
ただし、Kkin:Kin×KVOL、
KE#:定数、
Qecn−1:前回のQec、
の式により、上記の数10式と同様に遅れ処理と単位変換(1シリンダ当たり→単位時間当たり)を同時に行ってシリンダ吸入EGR量Qecを演算する。数12式の右辺のNe×KE#が単位変換のための値である。このQecは目標EGR量Tqekに対して一次遅れで応答するため、以下このQecを「実EGR量」という。また、目標吸入空気量tQacに対して一次遅れで応答する上記のQacを、以下「実吸入空気量」という(図65、図66参照)。
【0093】
図25(図15のステップ4のサブルーチン)、図27(図16のステップ3のサブルーチン)は可変ノズル53の目標開口割合Rvntを演算するためのものである(図25が第1実施形態、図27が第2実施形態)。
【0094】
ここで、可変ノズル53の開口割合とは、可変ノズル53の全開時のノズル面積に対する現在のノズル面積の比のことである。したがって、可変ノズル53の全開時に開口割合は100%、全閉時に開口割合は0%となる。開口割合を採用する理由は汎用性を持たせる(ターボ過給機の容量と関係ない値とする)ためである。もちろん、可変ノズルの開口面積を採用してもかまわわない。
【0095】
なお、実施形態のターボ過給機は、全開時に過給圧が最も小さく、全閉時に過給圧が最も高くなるタイプのものであるため、開口割合が小さいほど過給圧が高くなる。
【0096】
まず、第1実施形態の図25のほうから説明すると、ステップ1で目標吸入空気量tQac、実EGR量Qec、エンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsolを読み込む。
【0097】
ステップ2、3では
【0098】
【数13】
tQas0=(tQac+Qsol×QFGAN#)×Ne/KCON#
Qes0=(Qec+Qsol×QFGAN#)×Ne/KCON#
ただし、QFGAN#:ゲイン、
KCON#:定数、
の2つの式により、目標開口割合を設定するための吸入空気量相当値tQas0(以下、この吸入空気量相当値を「設定吸入空気量相当値」という)と同じく目標開口割合を設定するためのEGR量相当値Qes0(以下、このEGR量相当値を「設定EGR量相当値」という)を演算する。数13式において、tQac、QecにQsol×QFGAN#を加算しているのは、設定吸入空気量相当値、設定EGR量相当値に対して負荷補正を行えるようにし、かつその感度をゲインQFGAN#で調整するようにしたものである。また、Ne/KCON#は単位時間当たりの吸入空気量、EGR量に変換するための値である。
【0099】
このようにして求めた設定吸入空気量相当値tQas0と設定EGR量相当値tQes0からステップ4ではたとえば図26を内容とするマップを検索することにより可変ノズル53の目標開口割合Rvntを設定する。
【0100】
一方、第2実施形態の図27のほうでは、ステップ1で目標吸入空気量tQac、実EGR率Megrd、エンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsolを読み込み、ステップ2において、上記数13式のうち上段の式により設定吸入空気量相当値tQas0を演算し、この設定吸入空気量相当値tQas0と実EGR率Megrdからステップ3でたとえば図28を内容とするマップを検索することにより可変ノズル53の目標開口割合Rvntを設定する。
【0101】
図26、図28に示した特性は燃費重視で設定したものである。ただし、後述する排気重視の設定例との違いは具体的な数値にしかないので、両者に共通する特性を先に説明し、その後に両者の違いについて説明する。なお、図28の特性は、縦軸が図26と相違するものの(図26において原点からの傾斜がEGR率を示す)、基本的に図26と変わるものでないため、図26のほうで説明する。
【0102】
図26に示すように、設定吸入空気量相当値tQas0の大きな右側の領域において設定EGR量相当値Qes0が増えるほど目標開口割合を小さくしている。これは次の理由からである。EGR量が多くなると、そのぶん新気が減り、これによって空燃比がリッチ側に傾くとスモークが発生する。そこで、EGR量が多くなるほど、目標開口割合を小さくして過給圧を高める必要があるからである。
【0103】
これに対して、tQas0の小さな左側の領域では過給効果があまり得られない。この領域でtQas0が小さくなるほど目標開口割合を小さくしている。これは次の理由からである。この領域でも目標開口割合を大きくすると、排気圧が立ち上がりにくいのでこれを避けたいこと、また全開加速のためにはその初期において開口割合が小さいほうがよいことのためである。このように、異なる2つの要求から図26の特性が基本的に定まっている。このため、目標吸入空気量の変化が小さい場合と大きい場合とでは、目標開口割合の変化が異なる(図65、図66参照)。
【0104】
さて、図26で代表させた目標開口割合の傾向は、燃費重視と排気重視に共通のもので、両者の違いは具体的な数値にある。同図において「小」とある位置の数値は、ターボ過給機が効率よく働く最小の値であるため、燃費重視の設定例、排気重視の設定例とも同じで、たとえば20程度である。一方、「大」とある位置の数値が両者で異なり、燃費重視の設定例の場合に60程度、排気重視の設定例になると30程度になる。
【0105】
なお、目標開口割合の設定は上記のものに限られるものでない。第1実施形態では設定吸入空気量相当値tQas0と設定EGR量相当値tQes0とから目標開口割合を設定しているが、これに代えて、目標吸入空気量tQacと実EGR量Qecから設定してもかまわない。さらに、これに代えて目標吸入空気量tQacと目標EGR量(Qec0)から設定してもかまわない。同様にして、第2実施形態では設定吸入空気量相当値tQas0と実EGR率Megrdから目標開口割合を設定しているが、これに代えて、目標吸入空気量tQacと実EGR率Megrdから設定してもかまわない。さらに、これに代えて目標吸入空気量tQacと目標EGR率Megrから設定してもかまわない。
【0106】
図29(図15のステップ5、図16のステップ4のサブルーチン)は、上記のようにして求めた目標開口割合Rvntに対して、可変ノズル駆動用の負圧アクチュエータ54(負圧制御弁56とダイヤフラムアクチュエータ55からなる)のダイナミクスを補償するため、進み処理を行うものである。これは、可変ノズル53のアクチュエータが負圧アクチュエータである場合には、ステップモータである場合と異なり、無視できないほどの応答遅れがあるためである。
【0107】
ステップ1で目標開口割合Rvntを読み込み、このRvntと前回の予想開口割合であるCavntn−1をステップ2において比較する。ここで、予想開口割合Cavntとは、すぐ後で述べるように、目標開口割合Rvntの加重平均値である(ステップ10参照)。
【0108】
Rvnt>Cavntn−1であれば(可変ノズル53を開く側に動かしているとき)、ステップ3、4に進み、所定値GKVNTO#を進み補正ゲインGkvnt、所定値TCVNTO#を進み補正の時定数相当値Tcvntとして設定し、これに対して、Rvnt<Cavntn−1であるとき(可変ノズル53を閉じる側に動かしているとき)は、ステップ6、7に進み、所定値GKVNTC#を進み補正ゲインGkvnt、所定値TCVNTC#を進み補正の時定数相当値Tcvntとして設定する。また、RvntとCavntn−1が同一であればステップ8、9に進み、前回の進み補正ゲイン、進み補正の時定数相当値を維持する。
【0109】
可変ノズル53を開き側に動かしているときと閉じ側に動かしているときとで進み補正ゲインGkvnt、進み補正の時定数相当値Tcvntを相違させ、GKVNTO#<GKVNTC#、TCVNTO#<TCVNTC#としている。これは、可変ノズル53を閉じ側に動かすときは、排気圧に抗する必要があるので、そのぶんゲインGkvntを大きくし、かつ時定数を小さくする(時定数と逆数の関係にある時定数相当値Tcvntは大きくする)必要があるからである。
【0110】
ステップ10ではこのようにして求めた進み補正の時定数相当値Tcvntと目標開口割合Rvntを用いて、
【0111】
【数14】
Cavnt=Rvnt×Tcvnt+Cavntn−1×(1−Tcvnt)
ただし、Cavntn−1:前回のCavnt、
の式により予想開口割合Cavntを演算し、この値と目標開口割合Rvntからステップ11において、
【0112】
【数15】
Avnt f=Gkvnt×Rvnt−(Gkvnt−1)×Cavntn−1
ただし、Cavntn−1:前回のCavnt、
の式により進み補正を行い、目標開口割合のフィードフォワード量Avnt fを演算する。ステップ10、11の進み処理そのものは、図7のステップ4、5に示した進み処理と基本的に同様である。
【0113】
図30(図15のステップ6、図16のステップ5の各サブルーチン)は目標開口割合のフィードバック量Avnt fbを演算するためのものである。ステップ1で目標吸入空気量tQac、目標EGR率Megr、エンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsol、実吸入空気量Qacを読み込み、ステップ2では目標EGR率Megrと所定値MEGRLV#を比較する。
【0114】
Megr≧MEGRLV#であるとき(EGRの作動域であるとき)は、ステップ4において
【0115】
【数16】
dQac=tQac/Qac−1
の式により目標吸入空気量からの誤差割合dQacを演算する。dQacの値は0を中心とし、実際値としてのQacが目標値としてのtQacより小さいとき正の値に、この逆にQacがtQacより大きいとき負の値になる。
【0116】
一方、Megr<MEGRLV#であるとき(EGRの非作動域であるとき)は、ステップ3に進み、誤差割合dQac=0とする(すなわち、フィードバックを禁止する)。
【0117】
ステップ5ではNeとQsolから所定のマップを検索することによりフィードバックゲインの補正係数Khを演算し、この値をステップ6において各定数(比例定数KPB#、積分定数KIB#、微分定数KDB#)に掛けることによってフィードバックゲインKp、Ki、Kdを算出し、これらの値を用いて目標開口割合のフィードバック量Avnt fbをステップ7において演算する。このフィードバック量の演算方法は周知のPID処理である。
【0118】
上記の補正係数Khは、運転条件(Ne、Qsol)により適正なフィードバックゲインが変化するのに対応して導入したもので、負荷および回転数が大きくなるほど大きくなる。
【0119】
図31(図15のステップ7、図16のステップ6の各サブルーチン)は、目標開口割合に対して線型化処理を行うためのものである。ステップ1で目標開口割合のフィードフォワード量Avnt fとフィードバック量Avnt fbを読み込み、この両者をステップ2において加算した値を指令開口割合Avntとして算出する。ステップ3ではこの指令開口割合Avntからたとえば図32を内容とするテーブル(線型化テーブル)を検索することにより指令開口割合線型化処理値Ratdtyを設定する。
【0120】
この線型化処理は、図32のように開口割合(あるいは開口面積)に対して、ターボ過給機を駆動するアクチュエータへの指令信号が非線型な特性を有する場合に必要となるものである。たとえば、図33に示したように空気量(過給圧)の変化幅が同じでも、空気量の小さな領域と空気量の大きな領域とでは、開口面積の変化幅がdA0、dA1と大きく異なる(ただしEGRなしのとき)。さらにEGRの有無(図では「w/o EGR」がEGRなし、「w/ EGR」がEGRありを表す)によっても開口面積の変化幅が変わる。したがって、運転条件に関係なく同じフィードバックゲインとしたのでは目標の吸入空気量(過給圧)が得られない。そこで、フィードバックゲインの適合を容易にするため、上記のように運転条件に応じたフィードバックゲインの補正係数Khを導入しているのである。
【0121】
図34(図15のステップ8、図16のステップ7の各サブルーチン)は負圧制御弁56に与えるONデューティ値(以下、単に「デューティ値」という)である制御指令値Dtyvntを設定するためのものである。まず、ステップ1でエンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsol、指令開口割合線型化処理値Ratdty、進み補正の時定数相当値Tcvnt、水温Twを読み込む。
【0122】
ステップ2ではデューティ選択信号フラグの設定を行う。このフラグ設定については図35のフローより説明する。図35において、ステップ1で指令開口割合Avntと進み補正の時定数相当値Tcvntを読み込み、これらからステップ2において、
【0123】
【数17】
Adlyvnt=Avnt×Tcvnt+Adlyvntn−1×(1−Tcvnt)
ただし、Adlyvntn−1:前回のAdlyvnt、
の式により遅れ処理を行って予想開口割合Adlyvntを演算し、この値と前回の予想開口割合のM(ただしMは定数)回前の値であるAdlyvntn−Mとをステップ3において比較する。
【0124】
Adlyvnt≧Adlyvntn−Mであるとき(増加傾向または定常状態にあるとき)は、増加傾向または定常状態にあることを示すためステップ4で作動方向指令フラグfvnt=1とし、それ以外ではステップ5で作動方向指令フラグfvnt=0とする。ステップ6ではさらに増加傾向である場合と定常状態とを分離するため、AdlyvntとAdlyvntn−Mを比較し、Adlyvnt=Adlyvntn−Mであるときは、ステップ7でデューティ保持フラグfvnt2=1とし、それ以外ではステップ8でデューティ保持フラグfvnt2=0とする。
【0125】
このようにして2つのフラグfvnt、fvnt2の設定を終了したら、図34のステップ3に戻り、デューティ値の温度補正量Dty tを演算する。この演算については図36のフローより説明する。
【0126】
図36において、ステップ1でエンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsol、水温Twを読み込み、このうちNeとQsolからステップ2においてたとえば図37を内容とするマップを検索すること等により基本排気温度Texhbを演算する。ここで、Texhbは暖機完了後の排気温度である。これに対して暖機途中であれば暖機完了後の排気温度とは異なってくるため、ステップ3で水温Twよりたとえば図38を内容とするテーブルを検索すること等により排気温度の水温補正係数Ktexh twを演算し、この値をステップ4において上記の基本排気温度に乗算した値を排気温度Texhiとして演算する。
【0127】
ステップ5ではこの排気温度Texhiから
【0128】
【数18】
Texhdly=Texhi×KEXH#+Texhdlyn−1×(1−KEXH#)
ただし、KEXH#:定数、
Texhdlyn−1:前回のTexhdly、
の式により遅れ処理を行った値を実排気温度Texhdlyとして演算する。これは、熱慣性分の遅れ処理を行うものである。
【0129】
ステップ6では基本排気温度Texhbとこの実排気温度Texhdlyとの差dTexhを演算し、この差dTexhからステップ7においてたとえば図39を内容とするテーブルを検索すること等によりデューティ値の温度補正量Dty tを演算する。ステップ6、7は、後述するヒステリシス対応に用いるマップ(Duty h p、Duty h n、Duty l p、Duty l nのマップ)を暖機完了後に対して設定することを念頭に置き、その状態からの差分(つまりdTexh)に応じた補正量を持たせるものである。なお、温度補正量Dty tによる補正は、雰囲気温度による温度特性を有するターボ過給機駆動用アクチュエータを使用する場合に必要となる処理である(図40参照)。
【0130】
このようにして温度補正量Dty tの演算が終了したら、図34のステップ4に戻る。
【0131】
図34のステップ4〜9はヒステリシス処理を行うものである。この処理を図45を用いて先に説明しておくと、これは、指令開口割合線型化処理値Ratdtyが増加傾向にあるときに上側の特性(Duty l pを可変ノズル全開時の指令信号、Duty h pを可変ノズル全閉時の指令信号とする直線特性)を用いるのに対して、指令開口割合線型化処理値Ratdtyが減少傾向にあるときには、もう一つの下側の特性(Duty l nを可変ノズル全開時の指令信号、Duty h nを可変ノズル全閉時の指令信号とする直線特性)を用いるものである。なお、Ratdtyが1に近い領域で2つの特性がひっくり返っている領域があるが、この領域が実際に使われることはない。
【0132】
図34に戻り、ステップ4でフラグfvnt1をみる。fvnt=1のとき(すなわち開口割合が増加傾向にあるかまたは定常状態にあるとき)は、ステップ5、6に進み、たとえば図41を内容とするマップ(Duty h pマップ)と図42を内容とするマップ(Duty l pマップ)を検索することにより可変ノズル全閉時のデューティ値Duty hと可変ノズル全開時のデューティ値Duty lをそれぞれ設定する。一方、fvnt=0のとき(すなわち開口割合が減少傾向にあるとき)は、ステップ7、8に進み、たとえば図43を内容とするマップ(Duty h nマップ)と図44を内容とするマップ(Duty l nマップ)を検索することにより可変ノズル全閉時のデューティ値Duty hと可変ノズル全開時のデューティ値Duty lをそれぞれ設定する。
【0133】
このようにして設定した可変ノズル全閉時のデューティ値Duty h、可変ノズル全開時のデューティ値Duty lと上記の指令開口割合線型化処理値Ratdtyを用いステップ9において、
【0134】
【数18】
Dty h=(Duty h−Duty l)×Ratdty+Duty l+Dty t
の式により線型補間計算を行って指令デューティ値基本値Dty hを演算する。つまり、線型補間計算に用いる直線の特性を、指令開口割合線型化処理値が増加傾向にあるかまたは定常状態にあるときと指令開口割合線型化処理値が減少傾向にあるときとで変更する(ヒステリシス処理を行う)ことで、指令開口割合線型化処理値が同じであっても、指令開口割合線型化処理値が増加傾向(または定常状態)にあるときのほうが、減少傾向にあるときより指令デューティ値基本値Dty hが大きくなる。
【0135】
ステップ10ではもう一つのフラグfvnt2をみる。fvnt2=1(すなわち指令開口割合線型化処理値の変化がない)ときは、ステップ11に進み、前回の制御指令デューティ値(後述する)であるDtyvntn−1を通常指令デューティ値Dtyvに入れ(デューティ値をホールドし)、fvnt2=0(すなわち開口割合が減少傾向にある)ときは、ステップ12に進み、最新の演算値であるDty hをDtyvとする。
【0136】
ステップ13では動作確認制御処理を行う。この処理については図46のフローより説明する。図46において、ステップ1で通常指令デューティ値Dtyv、エンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsol、水温Twを読み込む。
【0137】
動作確認制御に入るための条件判定は、ステップ2、3、4、5の内容を一つずつチェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされたときにさらに制御実行までの時間の計測に入る。すなわち、
ステップ2:Qsolが所定値QSOLDIZ#未満(つまり燃料カット時)である、
ステップ3:Neが所定値NEDIZ#未満(つまり中回転域)である、
ステップ4:Twが所定値TWDIZ#未満(つまり暖機完了前)である、
ステップ5:動作確認制御済みフラグfdiz=0である(まだ動作確認制御を行っていない)、
とき、ステップ6で動作確認制御カウンタCtrdizをインクリメントする。
【0138】
ステップ7ではこの動作確認制御カウンタと所定値CTRDIZH#、CTRDIZL#を比較する。ここで、所定値CTRDIZL#、CTRDIZH#は動作確認制御カウンタの下限リミット、上限リミットをそれぞれ定めるもので、CTRDIZL#はたとえば2秒程度、CTRDIZH#はたとえば7秒程度の値である。したがって、動作確認制御カウンタが下限リミットであるCTRDIZL#と一致したタイミングより、動作確認制御カウンタが上限リミットであるCTRDIZH#未満であるあいだ、ステップ9に進み、動作確認制御指令デューティ値を設定する。つまり、CTRDIZH#−CTRDIZL#が動作確認制御実行時間となる。
【0139】
動作確認制御指令デューティ値の設定については図47のフローにより説明する。図47においてステップ1で動作確認制御カウンタCtrdiz、エンジン回転数Neを読み込み、ステップ2においてCtrdiz−CTRDIZL#(≧0)よりたとえば図48を内容とするテーブルを検索することにより制御パターンDuty puを設定する。これは、短い周期で可変ノズル53を全閉位置と全開位置とに動かすものである。
【0140】
ステップ3では、エンジン回転数Neからたとえば図49を内容とするテーブルを検索することによりデューティ値Duty p neを設定し、このDuty p neにステップ4において上記の制御パターンDuty puを乗じた値を制御指令デューティ値Dtyvntとして演算する。図49のように、制御パターンDuty puに乗じるデューティ値Duty p neをエンジン回転数Neに応じた値としている。これは、エンジン回転数により可変ノズル53の開閉動作を確認するデューティの指令値が異なることを想定したものである。たとえば、可変ノズル53は排気圧に抗して閉じる必要があるが、その排気圧は高回転になるほど高くなるので、これに対応してデューティの指令値を大きくしている。また、さらに高回転側では当制御による悪影響を受けないようにその値を下げるようにしている。
【0141】
図46に戻り、動作確認制御カウンタが下限リミットとしてのCTRDIZL#未満のときは、ステップ8よりステップ15に進み、通常指令デューティ値Dtyvを制御指令デューティ値Dtyvntとする。
【0142】
また、動作確認制御カウンタが上限リミットとしてのCTRDIZH#以上になると、ステップ7よりステップ10に進み、前回の動作確認制御カウンタであるCtrdizn−1と上限リミットとしてのCTRDIZH#を比較する。Ctrdizn−1<CTRDIZH#であれば、動作確認制御カウンタが上限リミットとしてのCTRDIZH#以上になった直後と判断し、動作確認制御を終了するため、ステップ11で制御指令デューティ値Dtyvnt=0とする。これは、動作確認制御終了時に一度、可変ノズル53を全開にして、通常制御時の制御精度を確保するためである。ステップ12では、動作確認制御済みフラグfdiz=1として、今回の処理を終了する。このフラグfdiz=1により、次回以降ステップ6以降に進むことができないので、エンジンを始動した後に動作確認制御が2度行われることはない。
【0143】
動作確認制御カウンタが上限リミットとしてのCTRDIZH#以上になった直後でないときは、ステップ10よりステップ14に進み、次回に備えるため動作確認制御カウンタCtrdiz=0とした後、ステップ15の処理を実行する。
【0144】
一方、Qsolが所定値QSOLDIZ#以上(燃料カット時でない)であるとき、Neが所定値NEDIZ#以上(高回転域)であるとき、Twが所定値TWDIZ#以上(暖機完了後)であるときは動作確認制御を禁止するため、ステップ2、3、4よりステップ13に進み、フラグfdiz=0としたあと、ステップ14、15の処理を実行する。
【0145】
このように、特に低温時など、ターボ過給機駆動用アクチュエータの動作が不安定な場合に動作確認制御を行わせることで、可変ノズルの動きが滑らかとなり、ターボ過給機駆動用アクチュエータの動作をより確実にすることができる。
【0146】
以上で、図15、図16の説明を終了する。
【0147】
次に、図50はEGR量の演算とEGR流速の演算に用いる2つのフィードバック補正係数Kqac00、Kqac0とEGR流速学習補正係数Kqacを演算するためのもので、REF信号の入力毎に実行する。
【0148】
まず、ステップ1で目標吸入空気量tQac、実吸入空気量Qac、エンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsolを読み込む。ステップ2では、目標吸入空気量tQacから
【0149】
【数19】
tQacd=tQac×KIN×KVOL×KQA#+tQacdn−1×(1−KIN×KVOL×KQA#)
ただし、KIN:体積効率相当値、
KVOL:VE/NC/VM、
VE:排気量、
NC:気筒数、
VM:吸気系容積、
KQA#:定数、
tQacdn−1:前回のQacd、
の式(一次遅れの式)により目標吸入空気量遅れ処理値tQacdを演算する。これは、吸気系容積分の存在に伴う空気の供給遅れのために、後述する2つのフィードバック補正係数Kqac00、Kqac0や学習値Rqacが大きくならないように遅れ処理を施したものである。
【0150】
ステップ3ではフィードバック関連の各種フラグを読み込む。これらの設定については図51、図52、図53のフローより説明する。
【0151】
図51、図52、図53は図50と独立に一定時間毎(たとえば10msec毎)に実行する。
【0152】
図51はフィードバック許可フラグfefbを設定するためのものである。ステップ1でエンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsol、実EGR率Megrd、水温Twを読み込む。
【0153】
フィードバック許可条件の判定は、ステップ2〜5、8の内容を一つずつチェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされたときにフィードバックを許可し、一つでも反するときはフィードバックを禁止する。すなわち、
ステップ2:Megrdが所定値MEGRFB#を超えている(つまりEGRの作動域)、
ステップ3:Twが所定値TWFBL#(たとえば30℃程度)を超えている、
ステップ4:Qsolが所定値QSOLFBL#を超えている(燃料カットしていない)、
ステップ5:Neが所定値NEFBL#を超えている(エンストになる回転域でない)、
ステップ8:フィードバック開始カウンタCtrfbが所定値TMRFB#(たとえば1秒未満の値)を超えている
とき、ステップ9でフィードバックを許可するためフィードバック許可フラグfefb=1とし、そうでなければステップ10に移行し、フィードバックを禁止するためフィードバック許可フラグfefb=0とする。
【0154】
なお、フィードバック開始カウンタはステップ2〜5の成立時にカウントアップし(ステップ6)、ステップ2〜5の不成立時にフィードバック開始カウンタをリセットする(ステップ7)。
【0155】
図52は学習値反映許可フラグfelrn2を設定するためのものである。ステップ1でエンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsol、実EGR率Megrd、水温Twを読み込む。
【0156】
学習値反映許可条件の判定も、ステップ2〜5、8の内容を一つずつチェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされたときに学習値の反映を許可し、一つでも反するときは学習値の反映を禁止する。すなわち、
ステップ2:Megrdが所定値MEGRLN2#を超えている(つまりEGRの作動域)、
ステップ3:Twが所定値TWLNL2#(たとえば20℃程度)を超えている、
ステップ4:Qsolが所定値QSOLLNL2#を超えている(燃料カットしていない)、
ステップ5:Neが所定値NELNL2#を超えている(エンストになる回転域でない)、
ステップ8:学習値反映カウンタCtrln2が所定値TMRLN2#(たとえば0.5秒程度)を超えている
とき、ステップ9で学習値の反映を許可するため学習値反映許可フラグfeln2=1とし、そうでなければステップ10に移行し、学習値の反映を禁止するため学習値反映許可フラグfeln2=0とする。
【0157】
なお、学習値反映カウンタはステップ2〜5の成立時にカウントアップし(ステップ6)、ステップ2〜5の不成立時にリセットする(ステップ7)。
【0158】
図53は学習許可フラグfelrnを設定するためのものである。ステップ1でエンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsol、実EGR率Megrd、水温Twを読み込む。
【0159】
学習許可条件の判定は、ステップ2〜7、10の内容を一つずつチェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされたときに学習を許可し、一つでも反するときは学習を禁止する。すなわち、
ステップ2:Megrdが所定値MEGRLN#を超えている(つまりEGRの作動域)、
ステップ3:Twが所定値TWLNL#(たとえば70〜80℃程度)を超えている、
ステップ4:Qsolが所定値QSOLLNL#を超えている(燃料カットしていない)、
ステップ5:Neが所定値NELNL#を超えている(エンストになる回転域でない)、
ステップ6:フィードバック許可フラグfefb=1である、
ステップ7:学習値反映許可フラグfelrn2=1である、
ステップ10:学習ディレイカウンタCtrlnが所定値TMRLN#(たとえば4秒程度)を超えている
とき、ステップ11で学習を許可するため学習許可フラグfeln=1とし、そうでなければステップ12に移行し、学習を禁止するため学習許可フラグfeln=0とする。
【0160】
なお、学習ディレイカウンタはステップ2〜7の成立時にカウントアップし(ステップ8)、ステップ2〜7の不成立時にリセットする(ステップ9)。
【0161】
図50に戻り、このようにして設定される3つのフラグのうち、ステップ4でフィードバック許可フラグfefbをみる。fefb=1のときはステップ5、6でEGR量のフィードバック補正係数Kqac00とEGR流速のフィードバック補正係数Kqac0を演算する。一方、fefb=0のとき(フィードバックを禁止するとき)はステップ4よりステップ7、8に進み、Kqac00=1、Kqac0=1とする。
【0162】
ここで、EGR量フィードバック補正係数Kqac00の演算については図54のフローにより、またEGR流速フィードバック補正係数Kqac0の演算については図57のフローにより説明する。
【0163】
まず図54(図50のステップ5のサブルーチン)において、ステップ1で目標吸入空気量遅れ処理値tQacd、実吸入空気量Qac、エンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsol、水温Twを読み込む。
【0164】
ステップ2ではNeとQsolからたとえば図55を内容とするマップを検索すること等によりEGR流量の補正ゲインGkfbを、またステップ3では補正ゲインの水温補正係数KgfbtwをTwからたとえば図56を内容とするテーブルを検索すること等によりそれぞれ演算し、これらを用いステップ4において
【0165】
【数20】
Kqac00=(tQacd/Qac−1)×Gkfb×Kgfbtw+1の式によりEGR量フィードバック補正係数Kqac00を演算する。
【0166】
この式の右辺第1項の(tQacd/Qac−1)は目標吸入空気量遅れ処理値からの誤差割合であり、これに1を加えることで、Kqac00は1を中心とする値になる。数20式は、目標吸入空気量遅れ処理値からの誤差割合に比例させてEGR量フィードバック補正係数Kqac00を演算するものである。
【0167】
次に、図57(図50のステップ6のサブルーチン)において、ステップ1で目標吸入空気量遅れ処理値tQacd、実吸入空気量Qac、エンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsol、水温Twを読み込む。
【0168】
ステップ2ではNeとQsolからたとえば図58を内容とするマップを検索すること等によりEGR流速の補正ゲインGkfbiを、またステップ3では補正ゲインの水温補正係数KgfbitwをTwからたとえば図59を内容とするテーブルを検索すること等によりそれぞれ演算し、これらを用いステップ4において
【0169】
【数21】
Rqac0=(tQacd/Qac−1)×Gkfbi×kGfbitw+Rqac0n−1
ただし、Rqac0n−1:前回のRqac0、
の式により誤差割合Rqac0を更新し、この誤差割合Rqac0に対してステップ5において1を加えた値をEGR流速フィードバック補正係数Kqac0として算出する。
【0170】
これは、目標吸入空気量遅れ処理値からの誤差割合(tQacd/Qac−1)の積算値(積分値)に比例させてEGR流速フィードバック補正係数Kqac0を演算する(積分制御)ものである。
【0171】
図55、図58のように、補正ゲインを運転条件(Ne、Qsol)に応じた値としたのは次の理由による。同じゲインでも運転条件によりハンチングを生じたり生じなかったりするので、ハンチングを生じる領域では補正ゲインを小さくするためである。図56、図59のように低水温のとき(暖機完了前)に値を小さくしているのは、エンジン回転の不安定な低水温域でのエンジンの安定化を図るためである。
【0172】
このようにしてEGR量フィードバック補正係数Kqac00とEGR流速フィードバック補正係数Kqac0の演算を終了したら、図50に戻り、ステップ9で学習値反映許可フラグfelrn2をみる。学習反映許可フラグfelrn2=1のとき(学習値の反映を許可するとき)は、ステップ10に進み、NeとQsolよりたとえば図60の学習マップを検索することにより誤差割合学習値Rqacを読み出し、これに1を足した値をEGR流速学習補正係数Kqacとして演算する。一方、学習反映許可フラグfelrn2=0のとき(学習値の反映を禁止するとき)は、ステップ9よりステップ12に進み、EGR流速学習補正係数Kqac=1とする。
【0173】
続いてステップ13では、学習許可フラグfelrnをみる。学習許可フラグfelrn=1であれば(学習を許可するとき)、ステップ14に進み、EGR流速フィードバック補正係数Kqac0から1を減算して誤差割合Rqacnとする。一方、学習許可フラグfelrn=0であるとき(学習を禁止するとき)は、ステップ13よりステップ15に進み、誤差割合Rqacn=0とする。
【0174】
このようにして求めた誤差割合Rqacnに基づいてステップ16では誤差割合学習値Rqacの更新を行う。この学習値の更新については図61のフローにより説明する。
【0175】
図61(図50のステップ16のサブルーチン)において、ステップ1で誤差割合Rqacn、エンジン回転数Ne、目標燃料噴射量Qsolを読み込む。NeとQsolからステップ2で学習速度Tclrnをたとえば図62を内容とするマップを検索すること等により演算する。ステップ3ではNe、Qsolより上記図60の学習マップから誤差割合学習値Rqacを読み出す。ステップ4で
【0176】
【数22】
Rqacn=Rqacn×Tclrn+Rqacn−1×(1−Tclrn)
ただし、Rqacn:更新後の誤差割合学習値、
Rqacn−1:更新前の誤差割合学習値(=学習値読み出し値)、
の式により加重平均処理を行い、更新後の学習値をステップ5で図60の学習マップにストアする(更新前の値に対して更新後の値を上書きする)。
【0177】
図63(図5のステップ2のサブルーチン)はEGR流速Cqeを演算するためのものである。
【0178】
ステップ1、2で実EGR量Qec、実EGR率Megrd、実吸入空気量Qac、EGR流速フィードバック補正係数Kqac0、EGR流速学習補正係数Kqacを読み込み、ステップ3において
【0179】
【数23】
Qec h=Qec×Kqac×Kqac0
の式により、Kqac0とKqacで実EGR量Qecを補正した値を補正実EGR量Qec hとして算出し、この補正実EGR量Qec hと実EGR率Megrdよりステップ8において、たとえば図64を内容とするマップを検索することにより、EGR流速Cqeを演算する。なお、説明しなかったステップ4〜7は後述する。
【0180】
図64のEGR流速の特性は、非線型性が強く運転条件に応じてEGRのフィードバックの感度が相違することを示しているため、運転条件に対するフィードバック量の差が小さくなるように、EGR流速フィードバック補正係数Kqac0は、流速マップの検索に用いる実EGR量Qecへのフィードバックとしている。
【0181】
ただし、図64において特性の傾きが急になる右端に近い部分は、マップの適合誤差が生じ勝ちな領域であるため、適合誤差があると、その適合誤差の影響を受けてEGR弁開口面積Aevが変化してしまう。つまり、EGR弁開口面積Aevを演算する式であるAev=Tqek/CqeにおいてCqeには適合誤差が生じるのであるから、これに対処するには、目標EGR量Tqekに対しても流速誤差分の補正を行う必要がある。そのため新たに導入したのが上記のEGR量フィードバック補正係数Kqac00で、このKqac00により図7のステップ6で目標EGR量Tqekを補正している。
【0182】
この場合、Kqac00を演算する式である上記数20式は、目標吸入空気量遅れ処理値からの誤差割合に比例させてKqac00を演算するので、この比例制御により図64のEGR流速マップの適合誤差に対して即座に補正できることになる。たとえば、簡単のため数20式において、補正ゲインGkfb=1かつ暖機完了後で考えると、Kqac00=(tQacd/Qac−1)+1となる。この場合に、目標値としてのtQacdより実吸入空気量Qacが小さいと、Kqac00が1より大きな値となり、これによってTqecが即座に減量される。目標EGR量が即座に減量されると、相対的に新気量(吸入空気量)が増え、これによって実吸入空気量Qacが目標値としてのtQacdへと収束する。
【0183】
説明しなかった図63のステップ4〜7はEGRの作動開始時の初期値を設定する部分である。具体的には、ステップ4では補正実EGR量Qec hと0を比較する。Qec h=0(つまりEGRの非作動時)であるときは、ステップ5に進み、
【0184】
【数24】
Qec h=Qac×MEGRL#
ただし、MEGRL#:定数、
の式により、補正実EGR量Qec hを設定する。同様にして、ステップ6では実EGR率Megrdと0を比較し、Megrd=0のときはステップ7で
【0185】
【数25】
Megrd=MEGRL#
の式により実EGR率Megrdを設定する。
【0186】
EGR弁6の全閉時にEGR弁6を通過するEGR流速は当然のことながらゼロであるが、数24式、数25式はEGRの作動開始時のことを考えて、流速の演算に用いるパラメータの初期値を設定する。MEGRL#の値は前述したようにたとえば0.5である。さらに述べると、運転条件によってEGRの作動開始時のEGR弁前後の差圧(したがってEGR流速も)が異なるため、これに対処するものである。この場合、EGRの作動開始時のEGR弁前後の差圧は実吸入空気量Qacに関係する。そこで、数24式によりQacに比例してQec hの初期値を与えることで、EGRの作動開始時のEGR流速の演算精度が向上する。
【0187】
ここで、2つの実施形態の作用を説明する。
【0188】
運転条件(Ne、Qsol)に応じて目標吸入空気量tQacを演算し、第1実施形態ではこの目標吸入空気量tQacと実EGR量Qecとに基づいて、また第2実施形態ではこの目標吸入空気量tQacと実EGR率Megrdとに基づいて過給機の作動目標値である目標開口割合Rvntを設定するようにしたので、EGR装置の制御目標値である目標EGR量(Qec0)や目標EGR率Megrが変化しても、燃費を最適にする目標吸入空気量が得られることになり、過渡を含めたターボ過給機とEGR装置の制御性が向上し、これによってお互いの性能を十分に発揮させることができる。また、適合の簡易化、ロジックの簡易化も可能である。
【0189】
特に過渡時には、目標EGR量や目標EGR率Megrがステップ的に変化しても、実EGR量Qecや実EGR率Megrdが目標EGR量や目標EGR率Megrに追いつくまでに遅れがあり(目標EGR率Megrと実EGR率Megrdについて図65、図66参照)、目標EGR量や目標EGR率Megrからのずれ分だけ目標開口割合Rvntに誤差が生じ、燃費を最適にする目標吸入空気量が得られなくなる可能性があるが、目標開口割合Rvntを設定するに際して、第1実施形態によれば目標EGR量に遅れ処理を施した値である実EGR量Qecを、また第2実施形態によれば目標EGR率Megrに遅れ処理を施した値である実EGR量Megrdを用いるので、過渡時においても、燃費を最適にする目標吸入空気量が得られるようにターボ過給機を制御できる。
【0190】
また、加速時には目標EGR率Megrよりも実EGR率Megrdのほうが大きくなり(図65、図66参照)、このずれによりスモークが発生するのに対して、本実施形態によれば、実コモンレール圧が目標コモンレール圧より低下する加速時に、目標EGR率を減少補正することにしたので、加速時のスモークの発生を防止できる。なお、図65、図66に示す目標EGR率Megrは、目標EGR率を減少補正する前のものである。
【0191】
この場合に、コモンレール圧が燃料噴射圧となるコモンレール式燃料噴射装置を備えるものでは、コモンレール圧を一定期間だけ高圧側に補正することでも、スモークの発生を防止できるものの、もともと高圧のコモンレール圧を加速時にさらに高圧側に補正するのでは、サプライポンプの駆動損失を増大させるほか、駆動損失の増大によって燃費が悪化するのであるが、本実施形態によれば、コモンレール圧は運転条件(Ne、Qsol)の変化により図67のマップに従って変化するものの、加速時の補正はしないので、コモンレール式燃料噴射装置を備えていても、サプライポンプの駆動損失増大に伴う燃費の悪化やコモンレール式燃料噴射装置の耐久性の低下を防止できる。
【0192】
また、本実施形態によれば、同じ噴射圧誤差(コモンレール圧誤差)でもエンジン負荷により補正すべき量(感度)が異なることに対応できる。たとえば、目標EGR率を減少補正する割合を加速時の負荷相当としてのエンジン負荷(Qsol)に応じて変化させ、負荷の大きな加速時には目標EGR率を減少補正する割合を、負荷の小さな加速時より大きくする(つまり、負荷の大きな加速時には制御目標値を負荷の小さな加速時より小さくする)ことで、負荷の大きな加速時にも応答よくスモークの発生を防止できる。
【0193】
実施形態では、EGR装置の制御目標値が目標EGR率である場合で説明したが、目標EGR量をEGR装置の制御目標値としてもかまわない。
【0194】
実施形態では、目標噴射圧となるように燃料噴射圧を制御する手段がコモンレール式燃料噴射装置である場合で説明したが、これに限られるものでない。
【0195】
実施形態では目標吸入空気量tQacを演算し、この値とEGR装置の制御実際値である実EGR量Qecや実EGR率Megrdとに基づいて過給機の作動目標値である目標開口割合Rvntを設定する場合で説明したが、目標吸入空気量tQacに代えて目標過給圧を用いてもかまわない。
【0196】
実施形態では、可変ノズルの開口割合に応じて過給圧が変化するターボ過給機で説明したが、これに限られるものでなく、以下のものにも適用がある。
【0197】
▲1▼流量に応じて過給圧が変化する別のタイプのターボ過給機、
▲2▼ウェストゲートバルブを備える一定容量のターボ過給機、
▲3▼スーパーチャージャ、
たとえば、▲1▼のターボ過給圧に対しては当該過給機の流量可変手段の開口割合や開口面積あるいは当該過給機駆動用のアクチュエータに与える制御割合や作動割合を、▲2▼のターボ過給機に対してはウェストゲートバルブの開口割合や開口面積を、▲3▼のスーパーチャージャに対しては当該スーパーチャージャ駆動用のアクチュエータに与える制御割合や作動割合を過給機の作動目標値として用いればよい。
【0198】
実施形態では、熱発生のパターンが単段燃焼となる、いわゆる低温予混合燃焼を行わせる場合で説明したが、予混合燃焼の後に拡散燃焼が付加される、通常のディーゼル燃焼の場合でも、本発明を適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の制御システム図。
【図2】コモンレール式燃料噴射装置の概略構成図。
【図3】目標燃料噴射量の演算を説明するためのフローチャート。
【図4】基本燃料噴射量のマップ特性図。
【図5】EGR弁開口面積の演算を説明するためのフローチャート。
【図6】EGR弁開口面積に対するEGR弁駆動信号の特性図。
【図7】目標EGR量の演算を説明するためのフローチャート。
【図8】シリンダ吸入空気量の演算を説明するためのフローチャート。
【図9】吸入空気量の検出を説明するためのフローチャート。
【図10】エアフローメータ出力電圧に対する吸入空気量の特性図。
【図11】目標EGR率の演算を説明するためのフローチャート。
【図12】基本目標EGR率のマップ特性図。
【図13】水温補正係数のテーブル特性図。
【図14】完爆判定を説明するためのフローチャート。
【図15】第1実施形態の負圧制御弁に与える制御指令デューティ値の演算を説明するためのフローチャート。
【図16】第2実施形態の負圧制御弁に与える制御指令デューティ値の演算を説明するためのフローチャート。
【図17】実EGR率の演算を説明するためのフローチャート。
【図18】コレクタ容量分の時定数相当値の演算を説明するためのフローチャート。
【図19】体積効率相当基本値のマップ特性図。
【図20】目標吸入空気量の演算を説明するためのフローチャート。
【図21】EGR作動時の目標吸入空気量基本値のマップ特性図。
【図22】目標吸入空気量補正係数のマップ特性図。
【図23】EGR非作動時の目標吸入空気量のマップ特性図。
【図24】実EGR量の演算を説明するためのフローチャート。
【図25】第1実施形態の目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図26】目標開口割合のマップ特性図。
【図27】第2実施形態の目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図28】目標開口割合のマップ特性図。
【図29】目標開口割合のフィードフォワード量の演算を説明するためのフローチャート。
【図30】目標開口割合のフィードバック量の演算を説明するためのフローチャート。
【図31】線型化処理を説明するためのフローチャート。
【図32】線型化のテーブル特性図。
【図33】開口面積と過給圧の関係を示す特性図。
【図34】信号変換を説明するためのフローチャート。
【図35】デューティ選択信号フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図36】デューティ値の温度補正量の演算を説明するためのフローチャート。
【図37】基本排気温度のマップ特性図。
【図38】水温補正係数のテーブル特性図。
【図39】温度補正量のテーブル特性図。
【図40】ターボ過給機駆動用アクチュエータの温度特性図。
【図41】可変ノズル全閉時のデューティ値のマップ特性図。
【図42】可変ノズル全開時のデューティ値のマップ特性図。
【図43】可変ノズル全閉時のデューティ値のマップ特性図。
【図44】可変ノズル全開時のデューティ値のマップ特性図。
【図45】指令開口割合線型化処理値をデューティ値に変換するときのヒステリシス図。
【図46】動作確認制御を説明するためのフローチャート。
【図47】動作確認制御指令デューティ値の設定を説明するためのフローチャート。
【図48】制御パターンのテーブル特性図。
【図49】動作確認制御時のデューティ値のテーブル特性図。
【図50】EGR制御の2つのフィードバック補正係数と学習補正係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図51】フィードバック許可フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図52】学習値反映許可フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図53】学習許可フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図54】EGR量フィードバック補正係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図55】EGR流量の補正ゲインのマップ特性図。
【図56】水温補正係数のテーブル特性図。
【図57】EGR流速フィードバック補正係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図58】EGR流速の補正ゲインのマップ特性図。
【図59】水温補正係数のテーブル特性図。
【図60】誤差割合学習値の学習マップの表図。
【図61】学習値の更新を説明するためのフローチャート。
【図62】学習速度のマップ特性図。
【図63】EGR流速の演算を説明するためのフローチャート。
【図64】EGR流速のマップ特性図。
【図65】目標空気量の変化が小さい場合の波形図。
【図66】目標空気量の変化が大きい場合の波形図。
【図67】目標コモンレール圧のマップ特性図。
【図68】コモンレール圧補正割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図69】コモンレール圧誤差補正係数のテーブル特性図。
【図70】第1の発明のクレーム対応図。
【図71】第6の発明のクレーム対応図。
4 EGR通路
6 EGR弁
10 コモンレール式燃料噴射装置
41 コントロールユニット
56 負圧制御弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a diesel engine, particularly to a control device including an EGR device (a device for recirculating a part of exhaust gas to an intake passage) and a common rail type fuel injection device.
[0002]
[Prior art]
If a large amount of EGR is performed, smoke is generated. Therefore, a target EGR rate (or EGR amount) is determined according to the engine operating conditions (engine speed, engine load) so that smoke is not generated. In the case of rapid acceleration, the fuel injection amount is increased without time delay, whereas the mechanical delay of the EGR device delays the reduction of the EGR rate (EGR amount), so that the EGR rate (EGR amount) is excessive. And smoke is generated due to poor combustion.
[0003]
Therefore, a sudden acceleration is detected from the operating conditions and the common rail pressure is corrected to the high pressure side for a certain period, or the actual EGR rate is detected by the EGR rate detecting means. There has been proposed an arrangement in which the common rail pressure is corrected to a higher pressure side at the time of higher acceleration (for the former, see JP-A-6-299895 and for the latter, see JP-A-9-242617).
[0004]
As will be described later, the common rail fuel injection device mainly includes a fuel tank, a supply pump, a common rail (accumulation chamber), and a fuel injection nozzle provided for each cylinder. The high-pressure fuel generated by the high-pressure supply pump is supplied to the common rail. The start and end of the injection can be freely controlled by opening and closing the nozzle needle by a three-way valve in the fuel injection nozzle. The common rail pressure is the fuel pressure stored in the common rail.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the reason why the common rail pressure (fuel injection pressure) is temporarily increased when the EGR rate (EGR amount) at the time of rapid acceleration is excessively small is that fuel spray is miniaturized and spray reach distance is increased. The aim is to increase the amount of air taken in to reduce smoke, which is an incomplete combustion component.
[0006]
However, since the common rail pressure is originally high (for example, the maximum pressure is about 140 MPa), correcting the common rail pressure to a higher pressure side even when accelerating increases the drive loss of the supply pump, and the supply pump is driven by the engine. For this reason, fuel consumption is deteriorated due to the increase in drive loss.
[0007]
In addition, there is a possibility that the common rail pressure corrected to the high pressure side exceeds the allowable common rail pressure due to variations or control incompatibility. In this case, the durability of the common rail fuel injection device is reduced.
[0008]
Therefore, the present invention corrects the EGR rate (EGR amount) instead of the common rail pressure in order to eliminate the deviation of the actual EGR rate from the target EGR rate during acceleration. It is an object of the present invention to prevent an increase in smoke and to prevent deterioration of fuel efficiency and a decrease in durability of a common rail fuel injection device due to an increase in drive loss of a supply pump even if a common rail fuel injection device is provided.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The first invention, as shown in FIG. 70, includes an
[0010]
In a second aspect, in the first aspect, the target injection pressure is an injection pressure for a request in a steady state.
[0011]
In a third aspect, in the first aspect, the control target value is a target EGR rate or a target EGR amount.
[0012]
According to a fourth aspect, in the first aspect, the fuel injection system further includes a common rail type fuel injection device, wherein the fuel injection pressure is a common rail pressure.
[0013]
In a fifth aspect, in the first aspect, the rate at which the control target value is reduced and corrected is changed according to the engine load.
[0014]
As shown in FIG. 71, the sixth invention includes an
[0015]
【The invention's effect】
During acceleration, the actual control value becomes larger than the control target value of the EGR device, and this shift causes smoke. On the other hand, according to the first, second, and third inventions, the actual injection pressure becomes lower than the target injection value. Since the control target value of the EGR device is corrected to decrease at the time of acceleration lower than the pressure, generation of smoke at the time of acceleration can be prevented.
[0016]
In this case, with the common rail type fuel injection device (the common rail pressure becomes the fuel injection pressure), it is possible to prevent the generation of smoke during acceleration by correcting the common rail pressure to the high pressure side for a certain period of time. If the high common rail pressure is corrected to the high pressure side, the drive loss of the supply pump is increased, and the fuel consumption is deteriorated due to the increase in the drive loss. However, according to the fourth invention, the common rail pressure is increased even during acceleration. Since there is no correction on the side, even if the common rail type fuel injection device is provided, it is possible to prevent deterioration of fuel efficiency due to an increase in drive loss of the supply pump and decrease in durability of the common rail type fuel injection device.
[0017]
According to the fifth aspect, it is possible to cope with the fact that the amount (sensitivity) to be corrected differs depending on the engine load even for the same injection pressure error. For example, the rate at which the control target value is decreased and corrected is changed according to the engine load corresponding to the load during acceleration, and the rate at which the control target value is decreased and corrected during acceleration with a large load is made larger than during acceleration with a small load ( That is, by making the control target value smaller during acceleration with a large load than during acceleration with a small load, it is possible to prevent the occurrence of smoke with good response even during acceleration with a large load.
[0018]
According to the sixth aspect, the target intake air amount (or the target supercharging pressure) is calculated according to the operating conditions, and the operation of the supercharger is performed based on the target intake air amount and the control target value of the EGR device. Since the target value is set, even if the control target value of the EGR device changes, the target intake air amount can be obtained, and the controllability of the supercharger and the EGR device including the transient is improved, Thereby, the performance of each other can be sufficiently exhibited. It is also possible to simplify adaptation and logic.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration for performing so-called low-temperature premixed combustion in which the pattern of heat generation is single-stage combustion. This configuration itself is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-86251.
[0020]
Now, the generation of NOx greatly depends on the combustion temperature, and lowering the combustion temperature is effective in reducing it. In the low-temperature premixed combustion, in order to realize low-temperature combustion by reducing the oxygen concentration by EGR, the control negative pressure from the negative
[0021]
The negative
[0022]
In the middle of the
[0023]
A swirl control valve (not shown) having a predetermined notch is provided in the intake passage near the intake port to promote combustion. When the
[0024]
The combustion chamber is a large diameter toroidal combustion chamber (not shown). In this, the piston cavity is formed in a cylindrical shape from the crown surface to the bottom of the piston without restricting the inlet. A conical portion is formed to further improve the mixing of the air and the fuel so as not to be mixed. The swirl generated by the above-described swirl valve or the like due to the cylindrical piston cavity that does not restrict the inlet is diffused from the inside of the piston cavity to the outside of the cavity as the piston descends in the combustion process, and even outside the cavity. Swirl is maintained.
[0025]
The engine includes a common rail type
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
In a
[0030]
In addition to controlling the ON time of the three-
[0031]
Returning to FIG. 1, a variable displacement turbocharger is provided in the
[0032]
The
[0033]
Now, from the viewpoint of supercharging pressure control, EGR control also physically fulfills the role of supercharging pressure control. That is, by changing the EGR amount, the supercharging pressure also changes. Conversely, when the supercharging pressure is changed, the exhaust pressure changes, so that the EGR amount also changes. Therefore, the supercharging pressure and the EGR amount cannot be controlled independently. In addition, it is somewhat a control disturbance. In addition, if one is changed, in order to ensure control accuracy, the other must be adapted again, but after the other is adapted, the other must be re-adapted. According to the method, it is difficult to secure control accuracy during transition.
[0034]
As described above, the supercharging pressure and the EGR amount affect each other, and when the EGR amount is changed, it is difficult to appropriately adapt the nozzle opening degree, for example, and it is necessary to change the nozzle opening degree. The
[0035]
In addition, in order to prevent the occurrence of smoke during acceleration when the actual EGR rate becomes larger than the target EGR rate, the actual common rail pressure (actual injection pressure) is compared with the target common rail pressure (target injection pressure). If it is lower (during acceleration), the target EGR rate (the control target value of the EGR device) is reduced and corrected.
[0036]
The contents of the control executed by the
[0037]
First, FIG. 3 is for calculating the target fuel injection amount Qsol, and is an input of a REF signal (a crank angle reference position signal, which is a signal every 180 degrees for a four-cylinder engine and every 120 degrees for a six-cylinder engine). Execute every time.
[0038]
In
[0039]
FIG. 5 is for calculating the opening area Aev of the
[0040]
In FIG. 7 (subroutine of
[0041]
Here, the calculation of Qacn will be described with reference to the flow of FIG. 8, and the calculation of Megr will be described with reference to the flow of FIG.
[0042]
First, in FIG. 8, in
[0043]
(Equation 1)
Qac0 = (Qas0 / Ne) × KCON #
Where KCON #: constant,
The intake air amount Qac0 per cylinder is calculated by the following equation.
[0044]
The air flow meter 39 (see FIG. 1) is provided in the
[0045]
(Equation 2)
Qac = Qacn-1× (1-KIN × KVOL) + Qacn × KIN × KVOL
However, KIN: a value corresponding to volumetric efficiency,
KVOL: VE / NC / VM,
VE: displacement,
NC: Number of cylinders,
VM: intake system volume,
Qacn-1: Previous Qac,
(First-order lag equation) is used to calculate the intake air amount per cylinder at the intake valve position (this intake air amount is hereinafter abbreviated as “cylinder intake air amount”) Qac. This is for compensating the dynamics from the collector inlet 3a to the intake valve.
[0046]
The detection of the intake air amount Qas0 on the right side of
[0047]
At
[0048]
Next, in FIG. 11, in
[0049]
Here, the target common rail pressure tPrail is basically a value calculated by searching a map having the contents shown in FIG. 67 from the engine speed Ne and the target fuel injection amount Qsol. The actual common rail pressure rPrail is a value detected by the sensor 32 (see FIG. 2).
[0050]
In
[0051]
Next, in
[0052]
In
[0053]
In FIG. 68, in
[0054]
In
Rdegr = Degr × Qsol × KERAIL #
Where KERAIL #: constant
The common rail pressure correction ratio Rdegr is calculated by the following equation. This calculated Rdegr is limited between 0 and 1 in
[0055]
Here, Qsol equivalent to the correction gain is introduced to cope with the fact that the amount (sensitivity) to be corrected differs depending on the engine load even for the same injection pressure error (common rail pressure error). For example, during acceleration with a large load, it is necessary to greatly change the common rail pressure to increase the pressure, so that the deviation from the actual common rail pressure is large and smoke is likely to occur (that is, the sensitivity to exhaust is large when the acceleration is large). . On the other hand, during acceleration with a small load, the deviation from the actual common rail pressure is small, so that the sensitivity to exhaust is small. As described above, when the load at the time of acceleration is large, the sensitivity of correction needs to be higher when the load at the time of acceleration is large, and such a requirement can be satisfied. Further, it is possible to cope with a case where the running load changes even in a steady operation such as a slope or a multi-person riding, not only during the acceleration.
[0056]
If it is necessary to change the sensitivity of the correction also with respect to the engine speed, a gain is introduced instead of Qsol, and this gain is calculated according to the operating conditions (Ne, Qsol) (Ne, Qsol is calculated as A map of gain as a parameter may be created in advance).
[0057]
When the calculation of the common rail pressure correction ratio Rdegr is completed in this way, the process returns to FIG. 11, and in
[0058]
(Equation 3)
Megr = Megrb × Kegr tw × (1-Rdegr)
The target EGR rate Megr is calculated by the following equation. The value of 1−Rdegr is the rate at which the target EGR rate is reduced and corrected.
[0059]
As described above, at the time of acceleration when the actual common rail pressure becomes lower than the target common rail pressure, Rdegr becomes a value of 1 or less, so that (1−Rdegr) in
[0060]
In
[0061]
In
[0062]
Thus, EGR control is performed after the complete explosion of the engine, and EGR is not performed before the complete explosion in order to ensure stable startability.
[0063]
FIG. 14 is for determining the complete explosion of the engine. In
[0064]
On the other hand, if Ne is smaller in
[0065]
Thus, when the engine speed is equal to or higher than a predetermined value (for example, 400 rpm) and this state is continued for a predetermined time, it is determined that a complete explosion has occurred.
[0066]
After the calculation of the cylinder intake air amount Qacn in FIG. 8 and the target EGR rate Megr in FIG. 11 are completed, the process returns to step 3 in FIG.
[0067]
(Equation 4)
Mqec = Qacn × Megr
The required EGR amount Mqec is calculated by the following equation.
[0068]
In
[0069]
(Equation 5)
Rqec = Mqec × KIN × KVOL
+ Rqecn-1× (1-KIN × KVOL)
However, KIN: a value corresponding to volumetric efficiency,
KVOL: VE / NC / VM,
VE: displacement,
NC: Number of cylinders,
VM: intake system volume,
Rqecn-1: Previous intermediate processing value,
The intermediate processing value (weighted average value) Rqec is calculated by the following equation, and in
[0070]
(Equation 6)
Tqec = Mqec × GKQEC + Rqecn-1× (1-GKQEC)
However, GKQEC: advance correction gain,
The advance correction is performed by the following equation to calculate the target EGR amount Tqec per cylinder. Since there is a delay in the intake system with respect to the required value (that is, a delay corresponding to the
[0071]
In
[0072]
(Equation 7)
Tqek = Tqec × (Ne / KCON #) / Kqac00
Here, Kqac00: EGR amount feedback correction coefficient,
KCON #: constant,
The target EGR amount Tqek is obtained by performing unit conversion (per cylinder → per unit time) according to the following equation. The calculation of the EGR amount feedback correction coefficient Kqac00 will be described later (see FIG. 54).
[0073]
When the calculation of the target EGR amount Tqek is completed in this manner, the process returns to step 2 in FIG. Is calculated from the EGR flow speed Cqe and the target EGR amount Tqek.
[0074]
(Equation 8)
Aev = Tqek / Cqe
The EGR valve opening area Aev is calculated by the following equation. The calculation of the EGR flow velocity Cqe will be described later (see FIG. 63).
[0075]
The EGR valve opening area Aev obtained in this manner is converted into a lift amount of the
[0076]
Next, FIG. 15 and FIG. 16 are for calculating the control command duty value Dtyvnt given to the negative
[0077]
If FIG. 15 is the first embodiment and FIG. 16 is the second embodiment, there is a difference between the two embodiments in the parameters used to calculate the target opening ratio Rvnt of the variable nozzle 53 (the first embodiment in FIG. 15). Then, the target opening ratio Rvnt of the
[0078]
FIGS. 15 and 16 show a main routine. A large control flow follows the illustrated steps, and a subroutine is prepared for the processing of each step. Therefore, the following description will focus on the subroutine.
[0079]
FIG. 17 (subroutine of
[0080]
In FIG. 18 (subroutine of
[0081]
(Equation 9)
Kin = Kinb × 1 / (1 + Megrd)n-1/ 100)
The volume efficiency equivalent value Kin is calculated by the following equation. Since the volumetric efficiency is reduced by the EGR, the correction is made accordingly.
[0082]
The value obtained by multiplying the Kin obtained in this manner by KVOL (see
[0083]
When the calculation of Kkin is completed in this way, the process returns to step 3 in FIG. 17, and using this Kkin and the target EGR rate Megr,
[0084]
(Equation 10)
Megrd = Megr × Kkin × Ne × KE2 # + Megrdn-1× (1-Kkin × Ne × KE2 #)
However, Kkin: Kin × KVOL #,
KE2 #: constant,
Megrdn-1: Previous Megrd,
The EGR rate Megrd at the intake valve position is calculated by simultaneously performing the delay processing and the unit conversion (per cylinder / per unit time) by the following equation. Ne × KE2 # on the right side of
[0085]
FIG. 20 (subroutine of
[0086]
Here, the predetermined value MEGRLV # is a value (for example, 0.5) for determining the presence or absence of the operation of EGR. When Megrd> MEGRLV #, it is determined that the EGR is in the EGR operating range, and Steps 3, 4, and When the condition Megrd ≦ MEGRLV # is satisfied, it is determined that the EGR is in the non-operating range, and the process proceeds to step 6. MEGRLV # is not 0 because there is a request to treat a small amount of EGR in the same way as when EGR is not performed.
[0087]
If it is in the EGR operation range, the target intake air amount basic value tQacb is calculated in
[0088]
In
[0089]
On the other hand, if it is in the EGR non-operating range, the routine proceeds to step 6, where the target intake air amount tQac is calculated by searching a map containing the contents of, for example, FIG. 23 from Ne and Qsol.
[0090]
FIG. 24 (subroutine of
[0091]
[Equation 11]
Qec0 = Qacn × Megr
The EGR amount Qec0 per cylinder at the position of the collector inlet portion 3a is calculated by the following equation, and using this Qec0 and Kkin, in
[0092]
(Equation 12)
Qec = Qec0 × Kkin × Ne × KE # + Qecn-1× (1-Kkin × Ne × KE #)
However, Kkin: Kin × KVOL,
KE #: constant,
Qecn-1: Previous Qec,
In the same manner as in the above equation (10), delay processing and unit conversion (per cylinder / per unit time) are simultaneously performed to calculate the cylinder intake EGR amount Qec. Ne × KE # on the right side of
[0093]
FIG. 25 (subroutine of
[0094]
Here, the opening ratio of the
[0095]
Note that the turbocharger of the embodiment is of a type in which the supercharging pressure is the smallest when fully opened and the supercharging pressure is the highest when fully closed, so that the smaller the opening ratio, the higher the supercharging pressure.
[0096]
First, from FIG. 25 of the first embodiment, in
[0097]
In
[0098]
(Equation 13)
tQas0 = (tQac + Qsol × QFGAN #) × Ne / KCON #
Qes0 = (Qec + Qsol × QFGAN #) × Ne / KCON #
However, QFGAN #: gain,
KCON #: constant,
The two equations are used to set the target opening ratio in the same manner as the intake air amount equivalent value tQas0 for setting the target opening ratio (hereinafter, this intake air amount equivalent value is referred to as “set intake air amount equivalent value”). An EGR amount equivalent value Qes0 (hereinafter, this EGR amount equivalent value is referred to as a “set EGR amount equivalent value”) is calculated. In equation (13), the reason why Qsol × QFGAN # is added to tQac and Qec is that load correction can be performed for the set intake air amount equivalent value and the set EGR amount equivalent value, and the sensitivity is set to the gain QFGAN #. It is to be adjusted by. Ne / KCON # is a value for converting into an intake air amount and an EGR amount per unit time.
[0099]
From the set intake air amount equivalent value tQas0 and the set EGR amount equivalent value tQes0 thus determined, in
[0100]
On the other hand, in FIG. 27 of the second embodiment, in
[0101]
The characteristics shown in FIGS. 26 and 28 are set with emphasis on fuel efficiency. However, since the difference from the exhaust-oriented setting example described later is only a specific numerical value, the characteristics common to both are described first, and then the difference between them is described. The characteristics in FIG. 28 are different from those in FIG. 26 (the inclination from the origin indicates the EGR rate in FIG. 26), but are basically the same as those in FIG. .
[0102]
As shown in FIG. 26, in the right region where the set intake air amount equivalent value tQas0 is large, the target opening ratio decreases as the set EGR amount equivalent value Qes0 increases. This is for the following reason. When the EGR amount increases, fresh air decreases by that amount, and when the air-fuel ratio leans to the rich side, smoke is generated. Therefore, as the EGR amount increases, it is necessary to reduce the target opening ratio and increase the supercharging pressure.
[0103]
On the other hand, in the small left region of tQas0, the supercharging effect is not so much obtained. In this region, the smaller the tQas0, the smaller the target opening ratio. This is for the following reason. This is because, if the target opening ratio is increased even in this region, it is difficult to raise the exhaust pressure, so that it is desired to avoid this. Also, for full-open acceleration, it is better that the opening ratio is small in the initial stage. As described above, the characteristic shown in FIG. 26 is basically determined from two different requirements. Therefore, the change in the target opening ratio differs between a case where the change in the target intake air amount is small and a case where the change is large (see FIGS. 65 and 66).
[0104]
By the way, the tendency of the target opening ratio represented in FIG. 26 is common to the emphasis on fuel efficiency and the exhaust, and the difference between them is a specific numerical value. In the figure, the numerical value of the position "small" is the minimum value at which the turbocharger works efficiently, and is the same as the setting example focusing on fuel consumption and the setting example focusing on exhaust, for example, about 20. On the other hand, the numerical value of the position "large" differs between the two, and is about 60 in the case of the setting example focusing on fuel consumption, and about 30 in the setting example focusing on exhaust.
[0105]
The setting of the target opening ratio is not limited to the above. In the first embodiment, the target opening ratio is set based on the set intake air amount equivalent value tQas0 and the set EGR amount equivalent value tQes0. Instead, the target opening ratio is set based on the target intake air amount tQac and the actual EGR amount Qec. It doesn't matter. Further, instead of this, the target intake air amount tQac and the target EGR amount (Qec0) may be set. Similarly, in the second embodiment, the target opening ratio is set based on the set intake air amount equivalent value tQas0 and the actual EGR rate Megrd. Instead, the target opening ratio is set based on the target intake air amount tQac and the actual EGR rate Megrd. It doesn't matter. Further, instead of this, the target intake air amount tQac and the target EGR rate Megr may be set.
[0106]
FIG. 29 (the subroutine of
[0107]
In
[0108]
Rvnt> Cavntn-1If (if the
[0109]
The advance correction gain Gkvnt and the time constant equivalent value Tcvnt of advance correction differ between when the
[0110]
In
[0111]
[Equation 14]
Cavnt = Rvnt × Tcvnt + Cavntn-1× (1-Tcvnt)
However, Cavntn-1: Previous Cavnt,
The expected opening ratio Cavnt is calculated by the following equation, and from this value and the target opening ratio Rvnt, in
[0112]
(Equation 15)
Avnt f = Gkvnt × Rvnt− (Gkvnt−1) × Cavntn-1
However, Cavntn-1: Previous Cavnt,
The advance correction is performed according to the following equation, and the feedforward amount Avnt of the target opening ratio is calculated. Calculate f. The advance processing itself in
[0113]
30 (each subroutine of
[0114]
When Megr ≧ MEGRLV # (when the operating range of EGR is satisfied), in
[0115]
(Equation 16)
dQac = tQac / Qac-1
The error ratio dQac from the target intake air amount is calculated by the following equation. The value of dQac is centered on 0, and becomes a positive value when Qac as an actual value is smaller than tQac as a target value, and becomes a negative value when Qac is larger than tQac.
[0116]
On the other hand, when Megr <MEGRLV # (when the EGR is in the non-operating range), the process proceeds to step 3, where the error ratio dQac = 0 (that is, feedback is prohibited).
[0117]
In
[0118]
The correction coefficient Kh is introduced in response to a change in the appropriate feedback gain depending on the operating conditions (Ne, Qsol), and increases as the load and the rotation speed increase.
[0119]
FIG. 31 (each subroutine of
[0120]
This linearization processing is necessary when the command signal to the actuator for driving the turbocharger has a non-linear characteristic with respect to the opening ratio (or opening area) as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 33, even if the change width of the air amount (supercharging pressure) is the same, the change width of the opening area is significantly different from dA0 and dA1 in the region having a small air amount and the region having a large air amount ( However, when there is no EGR). Further, the width of change of the opening area also changes depending on the presence or absence of EGR (in the figure, “w / o EGR” indicates no EGR, and “w / EGR” indicates that EGR is present). Therefore, a target intake air amount (supercharging pressure) cannot be obtained if the same feedback gain is used regardless of operating conditions. Therefore, in order to facilitate the adaptation of the feedback gain, the correction coefficient Kh of the feedback gain according to the operating condition is introduced as described above.
[0121]
FIG. 34 (each subroutine of
[0122]
In
[0123]
[Equation 17]
Adlyvnt = Avnt × Tcvnt + Adlyvntn-1× (1-Tcvnt)
However, Addlyvntn-1: The previous Addlyvnt,
The expected opening ratio Adlyvnt is calculated by performing delay processing according to the following equation, and this value is compared with the previous expected opening ratio M (where M is a constant) times the value of Adlyvnt.n-MAre compared in
[0124]
Addlyvnt ≧ Adlyvntn-M(When it is increasing or in a steady state), the operation direction command flag fvnt is set to 1 in
[0125]
When the setting of the two flags fvnt and fvnt2 is completed in this way, the flow returns to step 3 of FIG. 34, and the temperature correction amount Dty of the duty value is set. Calculate t. This calculation will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0126]
In FIG. 36, the engine speed Ne, the target fuel injection amount Qsol, and the water temperature Tw are read in
[0127]
In
[0128]
(Equation 18)
Texhdly = Texhi × KEXH # + Texhdlyn-1× (1-KEXH #)
Where KEXH #: constant,
Texhdlyn-1: The last Texhdly,
Is calculated as the actual exhaust gas temperature Texhdly. This is to perform delay processing for the thermal inertia.
[0129]
In
[0130]
Thus, the temperature correction amount Dty When the calculation of t is completed, the process returns to step 4 of FIG.
[0131]
[0132]
Returning to FIG. 34, in
[0133]
The duty value Duty when the variable nozzle is fully closed set in this way. h, Duty value when variable nozzle is fully open In
[0134]
(Equation 18)
Dty h = (Duty h-Duty l) × Rattty + Duty l + Dty t
The command duty value basic value Dty is calculated by performing linear interpolation calculation according to the following equation. Calculate h. That is, the characteristics of the straight line used for the linear interpolation calculation are changed between when the command opening ratio linearization processing value is increasing or in a steady state and when the command opening ratio linearization processing value is decreasing ( By performing the hysteresis process), even if the command opening ratio linearization processing value is the same, the command opening ratio linearization processing value is more likely to increase when the command opening ratio linearization processing value (or in a steady state) is reduced than when it is decreasing. Duty value basic value Dty h increases.
[0135]
In
[0136]
In
[0137]
The condition for entering the operation confirmation control is determined by checking the contents of
Step 2: Qsol is less than a predetermined value QSOLDIZ # (that is, at the time of fuel cut)
Step 3: Ne is less than a predetermined value NEDIZ # (that is, middle rotation range)
Step 4: Tw is less than a predetermined value TWDIZ # (that is, before the completion of warm-up)
Step 5: Operation confirmation control completed flag fdiz = 0 (operation confirmation control has not been performed yet),
At this time, in
[0138]
In
[0139]
The setting of the operation check control command duty value will be described with reference to the flow of FIG. In FIG. 47, the operation confirmation control counter Ctrdiz and the engine speed Ne are read in
[0140]
In
[0141]
Referring back to FIG. 46, when the operation check control counter is less than CTRDIZL # as the lower limit, the process proceeds from
[0142]
When the operation check control counter becomes equal to or more than CTRDIZH # as the upper limit, the process proceeds from
[0143]
If it is not immediately after the operation check control counter becomes equal to or more than CTRDIZH # as the upper limit, the process proceeds from
[0144]
On the other hand, when Qsol is equal to or more than a predetermined value QSOLDIZ # (not during fuel cut), when Ne is equal to or more than a predetermined value NEDIZ # (high rotation range), Tw is equal to or more than a predetermined value TWDIZ # (after completion of warm-up). At this time, in order to prohibit the operation check control, the process proceeds from
[0145]
As described above, the operation of the variable turbo nozzle is made smooth by performing the operation confirmation control when the operation of the turbocharger driving actuator is unstable, especially at a low temperature, and the operation of the turbocharger driving actuator is performed. Can be made more reliable.
[0146]
This is the end of the description of FIG. 15 and FIG.
[0147]
Next, FIG. 50 is for calculating two feedback correction coefficients Kqac00, Kqac0 and an EGR flow rate learning correction coefficient Kqac used for the calculation of the EGR amount and the calculation of the EGR flow rate, and are executed every time the REF signal is input.
[0148]
First, in
[0149]
[Equation 19]
tQacd = tQac × KIN × KVOL × KQA # + tQacdn-1× (1-KIN × KVOL × KQA #)
However, KIN: a value corresponding to volumetric efficiency,
KVOL: VE / NC / VM,
VE: displacement,
NC: Number of cylinders,
VM: intake system volume,
KQA #: constant,
tQacdn-1: Previous Qacd,
The target intake air amount delay processing value tQacd is calculated by the following equation (first-order equation). This is a delay process performed so that two feedback correction coefficients Kqac00 and Kqac0 and a learning value Rqac, which will be described later, do not become large due to a delay in air supply due to the presence of the intake system volume.
[0150]
In
[0151]
51, 52, and 53 are executed at regular time intervals (for example, every 10 msec) independently of FIG.
[0152]
FIG. 51 is for setting the feedback permission flag fefb. In
[0153]
The determination of the feedback permission condition is performed by checking the contents of
Step 2: Megrd exceeds a predetermined value MEGRFB # (that is, the operating range of EGR);
Step 3: Tw exceeds a predetermined value TWFBL # (for example, about 30 ° C.)
Step 4: Qsol exceeds a predetermined value QSOLFBL # (no fuel cut),
Step 5: Ne is greater than a predetermined value NEFBL # (the engine is not in the engine revolution range).
Step 8: The feedback start counter Ctrfb exceeds a predetermined value TMRFB # (for example, a value of less than one second).
At this time, in
[0154]
The feedback start counter counts up when
[0155]
FIG. 52 is for setting the learning value reflection permission flag felrn2. In
[0156]
The determination of the learning value reflection permission condition is also performed by checking the contents of
Step 2: Megrd exceeds a predetermined value MEGRLN2 # (that is, an EGR operation range),
Step 3: Tw exceeds a predetermined value TWLNL2 # (for example, about 20 ° C.)
Step 4: Qsol exceeds a predetermined value QSOLLLNL2 # (no fuel cut),
Step 5: Ne exceeds a predetermined value NELNL2 # (not in a rotation range where engine stalls)
Step 8: The learning value reflection counter Ctrln2 exceeds a predetermined value TMRLN2 # (for example, about 0.5 seconds).
At this time, in
[0157]
The learning value reflection counter is incremented when
[0158]
FIG. 53 is for setting the learning permission flag felrn. In
[0159]
The determination of the learning permission condition is performed by checking the contents of
Step 2: Megrd exceeds a predetermined value MEGRLN # (that is, an EGR operation range);
Step 3: Tw exceeds a predetermined value TWLNL # (for example, about 70 to 80 ° C.)
Step 4: Qsol exceeds a predetermined value QSOLLLNL # (no fuel cut),
Step 5: Ne exceeds a predetermined value NELNL # (not in a rotation range where engine stops)
Step 6: Feedback permission flag fefb = 1.
Step 7: The learning value reflection permission flag felrn2 = 1.
Step 10: The learning delay counter Ctrln exceeds a predetermined value TMRLN # (for example, about 4 seconds).
At this time, the learning permission flag feln = 1 is set to permit the learning in
[0160]
The learning delay counter counts up when
[0161]
Referring back to FIG. 50, of the three flags set in this way, the feedback permission flag fefb is checked in
[0162]
Here, the calculation of the EGR amount feedback correction coefficient Kqac00 will be described with reference to the flow of FIG. 54, and the calculation of the EGR flow velocity feedback correction coefficient Kqac0 will be described with reference to the flow of FIG.
[0163]
First, in FIG. 54 (subroutine of
[0164]
In
[0165]
(Equation 20)
The EGR amount feedback correction coefficient Kqac00 is calculated by the following equation: Kqac00 = (tQacd / Qac-1) × Gkfb × Kgfbtw + 1.
[0166]
(TQacd / Qac-1) in the first term on the right side of this equation is an error ratio from the target intake air amount delay processing value. By adding 1 to this, Kqac00 becomes a value centered at 1.
[0167]
Next, in FIG. 57 (subroutine of
[0168]
In
[0169]
(Equation 21)
Rqac0 = (tQacd / Qac−1) × Gkfbi × kGfbitw + Rqac0n-1
However, Rqac0n-1: Previous Rqac0,
The error ratio Rqac0 is updated by the following equation, and a value obtained by adding 1 to the error ratio Rqac0 in
[0170]
This is to calculate the EGR flow velocity feedback correction coefficient Kqac0 in proportion to the integrated value (integral value) of the error ratio (tQacd / Qac-1) from the target intake air amount delay processing value (integral control).
[0171]
The reason why the correction gain is set to a value corresponding to the operating condition (Ne, Qsol) as shown in FIGS. 55 and 58 is as follows. Even if the gain is the same, hunting may or may not occur depending on the operating conditions. Therefore, in a region where hunting occurs, the correction gain is reduced. The reason why the value is reduced at the time of low water temperature (before completion of warm-up) as shown in FIGS. 56 and 59 is to stabilize the engine in a low water temperature region where engine rotation is unstable.
[0172]
When the calculation of the EGR amount feedback correction coefficient Kqac00 and the EGR flow velocity feedback correction coefficient Kqac0 is completed in this way, the process returns to FIG. 50, and in
[0173]
Subsequently, in
[0174]
In
[0175]
In FIG. 61 (subroutine of
[0176]
(Equation 22)
Rqacn= Rqacn × Tclrn + Rqacn-1× (1-Tclrn)
However, Rqacn: Error ratio learning value after update,
Rqacn-1: Learning value of error ratio before updating (= reading value of learning value),
The weighted averaging process is performed according to the following equation, and the updated learning value is stored in the learning map in FIG. 60 in step 5 (the value before updating is overwritten on the value before updating).
[0177]
FIG. 63 (subroutine of
[0178]
In
[0179]
(Equation 23)
Qec h = Qec × Kqac × Kqac0
The value obtained by correcting the actual EGR amount Qec with Kqac0 and Kqac is calculated by the following equation. h, and the corrected actual EGR amount Qec In
[0180]
The characteristic of the EGR flow velocity in FIG. 64 indicates that the sensitivity of the EGR feedback is different depending on the operating conditions because the nonlinearity is strong, and thus the EGR flow velocity feedback is adjusted so that the difference in the feedback amount with respect to the operating conditions is reduced. The correction coefficient Kqac0 is used as feedback to the actual EGR amount Qec used for searching the flow velocity map.
[0181]
However, in FIG. 64, the portion near the right end where the slope of the characteristic becomes steep is a region in which a matching error of the map is likely to occur. Therefore, if there is a matching error, the EGR valve opening area Aev is affected by the matching error. Changes. In other words, since Aq = Tqek / Cqe, which is a formula for calculating the EGR valve opening area Aev, causes a matching error in Cqe. To deal with this, correction of the flow rate error is also performed on the target EGR amount Tqek. Need to do. Therefore, the newly introduced EGR amount feedback correction coefficient Kqac00 is used to correct the target EGR amount Tqek in
[0182]
In this case, the above equation (20) for calculating Kqac00 calculates Kqac00 in proportion to the error rate from the target intake air amount delay processing value. Therefore, the proportional error of the EGR flow velocity map in FIG. Can be corrected immediately. For example, in
[0183]
[0184]
[Equation 24]
Qec h = Qac × MEGRL #
Where MEGRL #: constant,
From the equation, the corrected actual EGR amount Qec Set h. Similarly, in
[0185]
(Equation 25)
Megrd = MEGRL #
The actual EGR rate Megrd is set by the following equation.
[0186]
The EGR flow rate passing through the
[0187]
Here, the operation of the two embodiments will be described.
[0188]
The target intake air amount tQac is calculated according to the operating conditions (Ne, Qsol), and is calculated based on the target intake air amount tQac and the actual EGR amount Qec in the first embodiment, and is calculated in the second embodiment. Since the target opening ratio Rvnt, which is the operation target value of the supercharger, is set based on the amount tQac and the actual EGR rate Megrd, the target EGR amount (Qec0), which is the control target value of the EGR device, and the target EGR rate Even if Megr changes, a target intake air amount that optimizes fuel efficiency can be obtained, and the controllability of the turbocharger and the EGR device including transients is improved, and thereby the mutual performance is sufficiently exhibited. Can be done. It is also possible to simplify adaptation and logic.
[0189]
In particular, during transition, even if the target EGR amount and the target EGR rate Megr change stepwise, there is a delay before the actual EGR amount Qec and the actual EGR rate Megrd catch up with the target EGR amount and the target EGR rate Megr (the target EGR rate (See FIG. 65 and FIG. 66 for the Megr and the actual EGR rate Megrd), an error occurs in the target opening ratio Rvnt by a deviation from the target EGR amount and the target EGR rate Megr, and a target intake air amount that optimizes fuel efficiency cannot be obtained. Although there is a possibility, when setting the target opening ratio Rvnt, according to the first embodiment, the actual EGR amount Qec which is a value obtained by performing a delay process on the target EGR amount, and according to the second embodiment, the target EGR amount Since the actual EGR amount Megrd, which is a value obtained by performing a delay process on the rate Megr, is used, the target intake air amount that optimizes fuel efficiency even during a transient period Obtained as to control the turbocharger.
[0190]
Also, at the time of acceleration, the actual EGR rate Megrd becomes larger than the target EGR rate Megr (see FIGS. 65 and 66), and this shift causes smoke. On the other hand, according to the present embodiment, the actual common rail pressure is reduced. Since the target EGR rate is corrected to decrease at the time of acceleration lower than the target common rail pressure, generation of smoke at the time of acceleration can be prevented. Note that the target EGR rate Megr shown in FIGS. 65 and 66 is before the target EGR rate is corrected for reduction.
[0191]
In this case, in the case of a common rail type fuel injection device in which the common rail pressure becomes the fuel injection pressure, although the generation of smoke can be prevented by correcting the common rail pressure to the high pressure side for a certain period of time, the originally high common rail pressure is reduced. If the pressure is further corrected to the high pressure side during acceleration, the drive loss of the supply pump is increased, and the fuel loss is deteriorated due to the increase in the drive loss. However, according to the present embodiment, the common rail pressure is reduced by the operating conditions (Ne, Qsol). ) Is changed according to the map of FIG. 67, but is not corrected at the time of acceleration. Therefore, even if the common rail type fuel injection device is provided, the fuel consumption is deteriorated due to an increase in the drive loss of the supply pump and the common rail type fuel injection device A decrease in durability can be prevented.
[0192]
Further, according to the present embodiment, it is possible to cope with the fact that the amount (sensitivity) to be corrected differs depending on the engine load even for the same injection pressure error (common rail pressure error). For example, the rate at which the target EGR rate is corrected to decrease is changed according to the engine load (Qsol) corresponding to the load at the time of acceleration, and the rate at which the target EGR rate is corrected to decrease at the time of acceleration with a large load is set to be smaller than at the time of acceleration with a small load. By making the control value larger (that is, the control target value is made smaller at the time of acceleration with a large load than at the time of acceleration with a small load), generation of smoke can be prevented with good response even at the time of acceleration with a large load.
[0193]
In the embodiment, the case where the control target value of the EGR device is the target EGR rate has been described, but the target EGR amount may be set as the control target value of the EGR device.
[0194]
In the embodiment, the description has been given of the case where the means for controlling the fuel injection pressure to be the target injection pressure is a common rail type fuel injection device, but the present invention is not limited to this.
[0195]
In the embodiment, the target intake air amount tQac is calculated, and the target opening ratio Rvnt, which is the operation target value of the supercharger, is calculated based on this value, the actual EGR amount Qec, which is the actual control value of the EGR device, and the actual EGR rate Megrd. As described above, the target supercharging pressure may be used instead of the target intake air amount tQac.
[0196]
In the embodiment, the turbocharger in which the supercharging pressure changes according to the opening ratio of the variable nozzle has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to the following.
[0197]
(1) Another type of turbocharger in which the supercharging pressure changes according to the flow rate,
(2) Constant-capacity turbocharger with wastegate valve,
(3) Supercharger,
For example, for the turbocharging pressure of (1), the opening ratio and opening area of the flow rate variable means of the supercharger or the control ratio and the operating ratio given to the actuator for driving the supercharger are expressed in (2). For the turbocharger, the opening ratio and the opening area of the wastegate valve, and for the supercharger (3), the control ratio and the operation ratio given to the actuator for driving the supercharger are set as the operation target of the supercharger. It may be used as a value.
[0198]
In the embodiment, the case of performing so-called low-temperature premixed combustion in which the pattern of heat generation is single-stage combustion has been described. However, even in the case of normal diesel combustion in which diffusion combustion is added after premixed combustion, the present invention is also applicable. It goes without saying that the invention can be applied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control system diagram of an embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a common rail type fuel injection device.
FIG. 3 is a flowchart for explaining calculation of a target fuel injection amount.
FIG. 4 is a map characteristic diagram of a basic fuel injection amount.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the calculation of an EGR valve opening area.
FIG. 6 is a characteristic diagram of an EGR valve drive signal with respect to an EGR valve opening area.
FIG. 7 is a flowchart for explaining calculation of a target EGR amount.
FIG. 8 is a flowchart for explaining calculation of a cylinder intake air amount.
FIG. 9 is a flowchart for explaining detection of an intake air amount.
FIG. 10 is a characteristic diagram of an intake air amount with respect to an air flow meter output voltage.
FIG. 11 is a flowchart for explaining calculation of a target EGR rate.
FIG. 12 is a map characteristic diagram of a basic target EGR rate.
FIG. 13 is a table characteristic diagram of a water temperature correction coefficient.
FIG. 14 is a flowchart for explaining complete explosion determination.
FIG. 15 is a flowchart for explaining calculation of a control command duty value given to the negative pressure control valve according to the first embodiment.
FIG. 16 is a flowchart for explaining calculation of a control command duty value given to a negative pressure control valve according to the second embodiment.
FIG. 17 is a flowchart for explaining calculation of an actual EGR rate.
FIG. 18 is a flowchart for explaining calculation of a time constant equivalent value for a collector capacitance.
FIG. 19 is a map characteristic diagram of a basic value corresponding to volume efficiency.
FIG. 20 is a flowchart for explaining calculation of a target intake air amount.
FIG. 21 is a map characteristic diagram of a target intake air amount basic value during EGR operation.
FIG. 22 is a map characteristic diagram of a target intake air amount correction coefficient.
FIG. 23 is a map characteristic diagram of a target intake air amount when EGR is not operated.
FIG. 24 is a flowchart for explaining calculation of an actual EGR amount.
FIG. 25 is a flowchart illustrating the calculation of a target opening ratio according to the first embodiment.
FIG. 26 is a map characteristic diagram of a target opening ratio.
FIG. 27 is a flowchart for explaining calculation of a target opening ratio according to the second embodiment.
FIG. 28 is a map characteristic diagram of a target opening ratio.
FIG. 29 is a flowchart for explaining the calculation of the feedforward amount of the target opening ratio.
FIG. 30 is a flowchart for explaining calculation of a feedback amount of a target opening ratio.
FIG. 31 is a flowchart for explaining linearization processing;
FIG. 32 is a table characteristic diagram of linearization.
FIG. 33 is a characteristic diagram showing a relationship between an opening area and a supercharging pressure.
FIG. 34 is a flowchart for explaining signal conversion.
FIG. 35 is a flowchart illustrating the setting of a duty selection signal flag.
FIG. 36 is a flowchart for explaining calculation of a temperature correction amount of a duty value.
FIG. 37 is a map characteristic diagram of a basic exhaust gas temperature.
FIG. 38 is a table characteristic diagram of a water temperature correction coefficient.
FIG. 39 is a table characteristic diagram of a temperature correction amount.
FIG. 40 is a temperature characteristic diagram of a turbocharger driving actuator.
FIG. 41 is a map characteristic diagram of the duty value when the variable nozzle is fully closed.
FIG. 42 is a map characteristic diagram of the duty value when the variable nozzle is fully opened.
FIG. 43 is a map characteristic diagram of the duty value when the variable nozzle is fully closed.
FIG. 44 is a map characteristic diagram of the duty value when the variable nozzle is fully opened.
FIG. 45 is a hysteresis diagram when a command opening ratio linearization processing value is converted into a duty value.
FIG. 46 is a flowchart for explaining operation confirmation control;
FIG. 47 is a flowchart illustrating the setting of an operation check control command duty value.
FIG. 48 is a table characteristic diagram of a control pattern.
FIG. 49 is a table characteristic diagram of duty values during operation check control.
FIG. 50 is a flowchart for explaining the calculation of two feedback correction coefficients and a learning correction coefficient of EGR control.
FIG. 51 is a flowchart for explaining setting of a feedback permission flag.
FIG. 52 is a flowchart for describing setting of a learning value reflection permission flag.
FIG. 53 is a flowchart illustrating the setting of a learning permission flag.
FIG. 54 is a flowchart illustrating the calculation of an EGR amount feedback correction coefficient.
FIG. 55 is a map characteristic diagram of an EGR flow rate correction gain.
FIG. 56 is a table characteristic diagram of a water temperature correction coefficient.
FIG. 57 is a flowchart for explaining the calculation of an EGR flow velocity feedback correction coefficient.
FIG. 58 is a map characteristic diagram of a correction gain of the EGR flow velocity.
FIG. 59 is a table characteristic diagram of a water temperature correction coefficient.
FIG. 60 is a table showing a learning map of an error ratio learning value.
FIG. 61 is a flowchart illustrating updating of a learning value;
FIG. 62 is a map characteristic diagram of learning speed.
FIG. 63 is a flowchart for explaining the calculation of the EGR flow velocity.
FIG. 64 is a map characteristic diagram of an EGR flow velocity.
FIG. 65 is a waveform chart when the change in the target air amount is small.
FIG. 66 is a waveform chart in a case where a change in a target air amount is large.
FIG. 67 is a map characteristic diagram of a target common rail pressure.
FIG. 68 is a flowchart for explaining calculation of a common rail pressure correction ratio.
FIG. 69 is a table characteristic diagram of a common rail pressure error correction coefficient.
FIG. 70 is a diagram corresponding to the claim of the first invention.
FIG. 71 is a view corresponding to claims of the sixth invention.
4 EGR passage
6 EGR valve
10 Common rail fuel injection system
41 Control Unit
56 Negative pressure control valve
Claims (6)
このEGR装置の制御目標値をエンジンの負荷に応じて演算する手段と、
エンジンの負荷に応じた目標噴射圧を演算する手段と、
この目標噴射圧となるように燃料噴射圧を制御する手段と、
実噴射圧を検出する手段と、
この実噴射圧と前記目標噴射圧を比較する手段と、
この比較結果より実噴射圧が目標噴射圧より低い場合に前記制御目標値を減少補正する手段と、
この補正された制御目標値となるように前記EGR装置を制御する手段と
を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。An EGR device;
Means for calculating the control target value of the EGR device according to the load of the engine;
Means for calculating a target injection pressure according to the load of the engine;
Means for controlling the fuel injection pressure to be the target injection pressure;
Means for detecting the actual injection pressure;
Means for comparing the actual injection pressure with the target injection pressure;
Means for reducing and correcting the control target value when the actual injection pressure is lower than the target injection pressure from the comparison result;
Means for controlling the EGR device so as to obtain the corrected control target value.
前記EGR装置の制御目標値をエンジンの負荷に応じて演算する手段と、
運転条件に応じた目標吸入空気量または目標過給圧を演算する手段と、
この目標吸入空気量または目標過給圧と前記EGR装置の制御目標値とに基づいて前記過給機の作動目標値を設定する手段と、
この過給機の作動目標値となるように前記過給機を制御する手段と、
エンジンの負荷に応じた目標噴射圧を演算する手段と、
この目標噴射圧となるように燃料噴射圧を制御する手段と、
実噴射圧を検出する手段と、
この実噴射圧と前記目標噴射圧を比較する手段と、
この比較結果より実噴射圧が目標噴射圧より低い場合に前記制御目標値を減少補正し、また実噴射圧が目標噴射圧と一致する場合に前記制御目標値の減少補正を行わない手段と、
前記比較結果より実噴射圧が目標噴射圧より低い場合に前記減少補正された制御目標値となるように、また実噴射圧が目標噴射圧と一致する場合に前記減少補正を行わない制御目標値となるように前記EGR装置を制御する手段と
を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。Including an EGR device and a supercharger,
Means for calculating a control target value of the EGR device according to an engine load;
Means for calculating a target intake air amount or a target supercharging pressure according to operating conditions;
Means for setting an operation target value of the supercharger based on the target intake air amount or the target supercharging pressure and a control target value of the EGR device;
Means for controlling the supercharger so as to be the operation target value of the supercharger,
Means for calculating a target injection pressure according to the load of the engine;
Means for controlling the fuel injection pressure to be the target injection pressure;
Means for detecting the actual injection pressure;
Means for comparing the actual injection pressure with the target injection pressure;
Means for correcting the control target value when the actual injection pressure is lower than the target injection pressure from the comparison result, and for not performing the correction correction for the control target value when the actual injection pressure matches the target injection pressure;
When the actual injection pressure is lower than the target injection pressure from the comparison result, the control target value is corrected so as to be the reduced correction target value. Means for controlling the EGR device so as to provide the following.
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