JP4914874B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、既燃ガスの一部をEGRガスとして気筒内に存在させるEGR装置が設けられ、気筒内に燃料が噴射される内燃機関において、その動作を制御する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device that controls an operation of an internal combustion engine that is provided with an EGR device that causes a portion of burned gas to exist in a cylinder as EGR gas and injects fuel into the cylinder.
従来、この種の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この内燃機関はディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」という)であり、このエンジンには、排ガスの一部をEGRガスとして吸気管に還流させるための外部EGR装置が設けられていて、この外部EGR装置は、EGRガスの量(以下、単に「EGRガス量」という)を制御するためのEGR制御弁を有している。この従来の制御装置では、エンジンにおける燃料噴射量、燃料噴射時期およびEGRガス量が、次のようにして制御される。まず、エンジンの運転状態に応じて、第1、第2および第3の燃焼圧特性値を算出する。この第1燃焼圧特性値は、エンジンにおける実際の燃料噴射量と密接な相関関係を有し、第2燃焼圧特性値は、気筒内での燃料の燃焼の実際の終了タイミングと密接な相関関係を有し、第3燃焼圧特性値は、実際のEGR率(気筒内に吸入されたガスに対するEGRガス量の割合)と密接な相関関係を有している。
Conventionally, as a control device for this type of internal combustion engine, for example, one disclosed in
次に、エンジンの運転状態に応じ、あらかじめ定められた所定のマップを検索することによって、第1〜第3の燃焼圧特性値の目標値を算出する。これらの目標値は、エンジンの最適な燃焼状態が得られるように設定されている。そして、第1燃焼圧特性値の実際値が目標値になるように、燃料噴射量を制御するとともに、第2燃焼圧特性値の実際値が目標値になるように、燃料噴射時期を制御する。また、第3燃焼圧特性値の実際値が目標値になるように、EGR制御弁の開度を制御し、EGRガス量を制御する。以上により、この従来の制御装置では、内燃機関において最適な燃焼状態を得るようにしている。 Next, the target value of the first to third combustion pressure characteristic values is calculated by searching a predetermined map determined in accordance with the operating state of the engine. These target values are set so as to obtain an optimal combustion state of the engine. Then, the fuel injection amount is controlled so that the actual value of the first combustion pressure characteristic value becomes the target value, and the fuel injection timing is controlled so that the actual value of the second combustion pressure characteristic value becomes the target value. . Further, the opening degree of the EGR control valve is controlled so that the actual value of the third combustion pressure characteristic value becomes the target value, and the EGR gas amount is controlled. As described above, in this conventional control device, an optimum combustion state is obtained in the internal combustion engine.
一般に、外部EGRガス装置は、排ガスの一部を吸気管に還流させるため、そのEGR制御弁の開度を変更しても、EGRガス量は、すぐには変化せず、遅れをもって変化する。また、エンジンの負荷が急激に変化する過渡運転時には、エンジンの最適な燃焼状態が得られるようなEGRガス量も急激に変化する。これに対し、上述した従来の制御装置では、所定のマップの検索により算出した第3燃焼圧特性値の目標値に応じてEGR制御弁の開度を制御するにすぎないので、エンジンの過渡運転時、EGRガス量を適切に制御できない場合がある。その場合には、気筒内における燃料の燃焼状態が不安定になることによって、エンジンにおける燃焼音の過大化や、燃費および排ガス特性の悪化を招いてしまう。 In general, since the external EGR gas device recirculates a part of the exhaust gas to the intake pipe, even if the opening of the EGR control valve is changed, the EGR gas amount does not change immediately but changes with a delay. Further, during transient operation in which the engine load changes abruptly, the amount of EGR gas that can achieve the optimum combustion state of the engine also changes abruptly. On the other hand, the above-described conventional control device only controls the opening degree of the EGR control valve according to the target value of the third combustion pressure characteristic value calculated by searching a predetermined map. Sometimes, the EGR gas amount cannot be properly controlled. In this case, the combustion state of the fuel in the cylinder becomes unstable, leading to excessive combustion noise in the engine and deterioration of fuel consumption and exhaust gas characteristics.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の過渡運転時において、燃焼音を抑制できるとともに、良好な燃費および排ガス特性を得ることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and controls an internal combustion engine that can suppress combustion noise and obtain good fuel consumption and exhaust gas characteristics during transient operation of the internal combustion engine. An object is to provide an apparatus.
上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、既燃ガスの一部をEGRガスとして気筒3b内に存在させるEGR装置14が設けられ、気筒3b内に燃料が噴射される内燃機関3において、内燃機関3の動作を制御する内燃機関の制御装置1であって、内燃機関3の運転状態を検出する運転状態検出手段(実施形態における(以下、本項において同じ)クランク角センサ32、アクセル開度センサ36、ECU2、ステップ41)と、検出された内燃機関3の運転状態(エンジン回転数NE、要求トルクPMCMD)に応じて、EGRガスの量(実EGRガス量EGRACT)を制御するEGRガス量制御手段(ECU2、ステップ52および55〜57)と、気筒3b内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータ(実着火時期TFACT、実着火遅れSFACT)を検出する燃焼状態パラメータ検出手段(筒内圧センサ31、ECU2、ステップ6、ステップ11)と、内燃機関3の運転状態に応じて、燃焼状態パラメータの目標となる目標燃焼状態パラメータ(目標着火時期TFCMD、目標着火遅れSFCMD)を設定する目標燃焼状態パラメータ設定手段(ECU2、ステップ71、ステップ12)と、内燃機関3が過渡運転状態にあるか否かを判定する過渡運転判定手段(ECU2、図6)と、内燃機関3が過渡運転状態にあると判定されているときに、目標燃焼状態パラメータと燃焼状態パラメータとの比較結果(着火遅れ偏差DSF)に基づき、目標燃焼状態パラメータを補正することによって、補正後目標燃焼状態パラメータ(補正後目標着火時期CTFCMD)を算出する補正後目標燃焼状態パラメータ算出手段(ECU2、ステップ76)と、内燃機関3が過渡運転状態にあると判定されているときに、燃焼状態パラメータが補正後目標燃焼状態パラメータになるように、気筒3b内への燃料の噴射時期(目標メイン噴射時期TMICMD)を補正する燃料噴射時期補正手段(ECU2、ステップ77〜79)と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この内燃機関の制御装置によれば、EGRガスの量(以下、単に「EGRガス量」という)が、検出された内燃機関の運転状態に応じ、EGRガス量制御手段によって制御される。これにより、EGRガス量を、内燃機関の運転状態に応じた適正な量に制御することができる。 According to this control device for an internal combustion engine, the amount of EGR gas (hereinafter simply referred to as “EGR gas amount”) is controlled by the EGR gas amount control means in accordance with the detected operating state of the internal combustion engine. Thereby, the amount of EGR gas can be controlled to an appropriate amount according to the operating state of the internal combustion engine.
また、気筒内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータが、燃焼状態パラメータ検出手段によって検出されるとともに、燃焼状態パラメータの目標値である目標燃焼状態パラメータが、検出された内燃機関の運転状態に応じ、目標燃焼状態パラメータ設定手段によって設定される。さらに、内燃機関が過渡運転状態にあるか否かが、過渡運転判定手段によって判定されるとともに、過渡運転状態にあると判定されているときに、補正後目標燃焼状態パラメータ算出手段によって、目標燃焼状態パラメータと燃焼状態パラメータとの比較結果に基づき、目標燃焼状態パラメータを補正することで、補正後目標燃焼状態パラメータが算出される。また、内燃機関が過渡運転状態にあると判定されているときに、燃焼状態パラメータが補正後目標燃焼状態パラメータになるように、気筒内への燃料の噴射時期(以下「燃料噴射時期」という)が、燃料噴射時期補正手段によって補正される。 A combustion state parameter representing the combustion state of the fuel in the cylinder is detected by the combustion state parameter detection means, and the target combustion state parameter, which is a target value of the combustion state parameter, is detected in the detected operating state of the internal combustion engine. Accordingly, it is set by the target combustion state parameter setting means. Further, whether or not the internal combustion engine is in the transient operation state is determined by the transient operation determination means, and when it is determined that the internal combustion engine is in the transient operation state, the corrected target combustion state parameter calculation means calculates the target combustion. The corrected target combustion state parameter is calculated by correcting the target combustion state parameter based on the comparison result between the state parameter and the combustion state parameter. Further, when it is determined that the internal combustion engine is in the transient operation state, the fuel injection timing into the cylinder (hereinafter referred to as “fuel injection timing”) so that the combustion state parameter becomes the corrected target combustion state parameter. Is corrected by the fuel injection timing correction means.
過渡運転時において、EGRガス量の応答遅れによって気筒内における燃料の燃焼状態が変動すると、適正な燃焼状態を表す目標燃焼状態パラメータに対する燃焼状態パラメータの隔たりは大きくなる。このため、過渡運転時において、目標燃焼状態パラメータと燃焼状態パラメータとの比較結果は、EGRガス量の応答遅れの度合を良好に表す。したがって、本発明によれば、内燃機関の過渡運転時、EGRガス量の応答遅れに応じた補正量で目標燃焼状態パラメータを補正した補正後目標燃焼状態パラメータを算出することが可能である。また、燃料噴射時期は、EGRガス量よりも高い応答特性を有するので、過渡運転時にも、大きな応答遅れを伴わずに制御可能である。したがって、上記のような補正後目標燃焼状態パラメータに基づく上述した燃料噴射時期の制御を行うことによって、EGRガス量の応答遅れによる燃焼状態への影響を補償でき、気筒内における燃料の適正な燃焼状態を得ることができる。その結果、内燃機関の過渡運転時において、燃焼音を抑制できるとともに、良好な燃費および排ガス特性を得ることができる。 During the transient operation, if the combustion state of the fuel in the cylinder fluctuates due to a delay in response of the EGR gas amount, the difference between the combustion state parameter and the target combustion state parameter representing an appropriate combustion state increases. For this reason, during the transient operation, the comparison result between the target combustion state parameter and the combustion state parameter favorably represents the degree of response delay of the EGR gas amount. Therefore, according to the present invention, it is possible to calculate the corrected target combustion state parameter obtained by correcting the target combustion state parameter with the correction amount corresponding to the response delay of the EGR gas amount during the transient operation of the internal combustion engine. Further, since the fuel injection timing has a response characteristic higher than the EGR gas amount, it can be controlled without a large response delay even during transient operation. Therefore, by controlling the fuel injection timing described above based on the corrected target combustion state parameter as described above, the influence on the combustion state due to the response delay of the EGR gas amount can be compensated for, and the proper combustion of the fuel in the cylinder The state can be obtained. As a result, during the transient operation of the internal combustion engine, combustion noise can be suppressed, and good fuel consumption and exhaust gas characteristics can be obtained.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置1において、燃焼状態パラメータには、気筒3b内に供給された燃料の着火時期(実着火時期TFACT)、気筒3b内への燃料の噴射時期から着火時期までの着火遅れ期間(実着火遅れSFACT)、および、気筒3b内の圧力の変化率の少なくとも1つが含まれることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the
この構成によれば、気筒内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータとして、気筒内に供給された燃料の着火時期、燃料噴射時期から着火時期までの着火遅れ期間、および、気筒内の圧力の変化率の少なくとも1つが用いられる。これらのパラメータはいずれも、気筒内における燃料の燃焼状態と密接な相関関係を有するので、燃焼状態パラメータに応じた燃料噴射時期の補正を適切に行うことができ、ひいては、過渡運転時において、燃焼音を確実に抑制できるとともに、良好な燃費および排ガス特性を確実に得ることができる。 According to this configuration, the combustion state parameters representing the combustion state of the fuel in the cylinder include the ignition timing of the fuel supplied into the cylinder, the ignition delay period from the fuel injection timing to the ignition timing, and the pressure in the cylinder. At least one of the rate of change is used. All of these parameters have a close correlation with the combustion state of the fuel in the cylinder, so that it is possible to appropriately correct the fuel injection timing in accordance with the combustion state parameter. Sound can be reliably suppressed, and good fuel consumption and exhaust gas characteristics can be reliably obtained.
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置1において、目標燃焼状態パラメータと燃焼状態パラメータとの乖離度合を表す乖離度合パラメータ(着火遅れ偏差DSF)を算出する乖離度合パラメータ算出手段(ECU2、ステップ13)と、乖離度合パラメータ算出手段により今回までに算出された複数の乖離度合パラメータに基づいて、乖離度合パラメータの学習値(学習値GDSF)を算出する学習手段(ECU2、ステップ24〜26)と、をさらに備え、EGRガス量制御手段は、算出された乖離度合パラメータの学習値にさらに応じて、EGRガスの量を制御する(ステップ54〜57)ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the
この構成によれば、目標燃焼状態パラメータと燃焼状態パラメータとの乖離度合を表す乖離度合パラメータが、乖離度合パラメータ算出手段によって算出されるとともに、乖離度合パラメータの学習値が、今回までに算出された複数の乖離度合パラメータに基づき、学習手段によって算出される。また、EGRガス量が、算出された乖離度合パラメータの学習値にさらに応じて制御される。請求項1の作用で述べた内燃機関の運転状態に応じたEGRガス量の制御だけでは、燃料の性状や、EGR装置の動作特性、湿度などの環境要因の変化による影響によって適正な燃焼状態が得られないことがあり、その場合には、目標燃焼状態パラメータと燃焼状態パラメータの間に隔たりが生じる。そのような場合でも、本発明によれば、上述した乖離度合パラメータにさらに応じたEGRガス量の制御によって、燃料の性状などの変化による影響を補償でき、それにより、目標燃焼状態パラメータで表されるような適正な燃焼状態が得られるので、燃焼音を抑制できるとともに、良好な燃費および排ガス特性を得ることができる。
According to this configuration, the deviation degree parameter indicating the deviation degree between the target combustion state parameter and the combustion state parameter is calculated by the deviation degree parameter calculating means, and the learning value of the deviation degree parameter has been calculated up to this time. It is calculated by the learning means based on a plurality of deviation degree parameters. Further, the EGR gas amount is further controlled according to the calculated learning value of the deviation degree parameter. By controlling the amount of EGR gas according to the operation state of the internal combustion engine described in the operation of
また、この場合、EGRガス量の制御に、今回までに算出された複数の乖離度合パラメータに基づいて算出された学習値を用いるので、燃焼状態パラメータ検出手段で検出された燃焼状態パラメータなどに含まれうるノイズや実際の燃焼状態の変動などによって、燃焼状態パラメータが一時的に変動した場合でも、それによる影響を抑制しながら、EGRガス量の制御を適切に行うことができる。 In this case, since the learning value calculated based on the plurality of divergence degree parameters calculated so far is used for controlling the EGR gas amount, it is included in the combustion state parameter detected by the combustion state parameter detecting means. Even when the combustion state parameter temporarily changes due to possible noise or actual combustion state fluctuation, it is possible to appropriately control the EGR gas amount while suppressing the influence thereof.
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の内燃機関の制御装置1において、内燃機関3では、気筒3b内への燃料の噴射として、パイロット噴射とメイン噴射が順次、行われ、燃料噴射時期補正手段は、メイン噴射の時期(目標メイン噴射時期TMICMD)を補正し、乖離度合パラメータの学習値に応じて、パイロット噴射の時期およびパイロット噴射による燃料量の少なくとも一方を制御するパイロット噴射制御手段(ECU2、ステップ63、64、66、および67)をさらに備えることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the internal combustion
この構成によれば、パイロット噴射の時期(以下「パイロット噴射時期」という)およびパイロット噴射による燃料量(以下「パイロット噴射量」という)の少なくとも一方が、乖離度合パラメータの学習値に応じ、パイロット噴射制御手段によって制御される。このため、燃料の性状などの変化による影響によって適正な燃焼状態が得られないような場合でも、上述した燃焼状態パラメータに応じたパイロット噴射時期および/またはパイロット噴射量の制御により、燃料の性状などの変化による影響をより適切に補償することができる。それにより、目標燃焼状態パラメータで表されるような適正な燃焼状態が確実に得られるので、燃焼音を確実に抑制できるとともに、良好な燃費および排ガス特性を確実に得ることができる。また、上記のパイロット噴射時期およびパイロット噴射量の制御においても、請求項3のEGRガス量の制御と同様、乖離度合パラメータの学習値を用いるので、燃焼状態パラメータが一時的に変動した場合でも、それによる影響を抑制しながら、パイロット噴射時期およびパイロット噴射量の制御を適切に行うことができる。
According to this configuration, at least one of the pilot injection timing (hereinafter referred to as “pilot injection timing”) and the fuel amount by pilot injection (hereinafter referred to as “pilot injection amount”) depends on the learned value of the deviation degree parameter. It is controlled by the control means. For this reason, even when an appropriate combustion state cannot be obtained due to the influence of changes in the properties of the fuel, the properties of the fuel are controlled by controlling the pilot injection timing and / or pilot injection amount in accordance with the above-described combustion state parameters. It is possible to more appropriately compensate for the influence due to the change in. As a result, an appropriate combustion state as represented by the target combustion state parameter can be reliably obtained, so that combustion noise can be reliably suppressed and good fuel consumption and exhaust gas characteristics can be reliably obtained. Further, also in the control of the pilot injection timing and the pilot injection amount, the learned value of the divergence degree parameter is used similarly to the control of the EGR gas amount of
請求項5に係る発明は、請求項3または4に記載の内燃機関の制御装置1において、学習手段は、内燃機関3が過渡運転状態にあると判定されているという条件、および、前回の乖離度合パラメータの学習値の算出から所定期間(所定時間TREF)が経過していないという条件の少なくとも一方が成立しているとき(ステップ21:YES、ステップ22:NO)に、乖離度合パラメータの学習値の算出を禁止することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the
この構成によれば、内燃機関の過渡運転時に、および/または、前回の乖離度合パラメータの学習値の算出から所定期間が経過していないときに、乖離度合パラメータの学習値の算出が禁止される。内燃機関の過渡運転時には、内燃機関の運転状態が急激に変化することから、それ以外の場合よりも燃焼状態が大きく変化するので、そのような過渡運転時における乖離度合パラメータは、燃焼状態への燃料の性状や、EGR装置の動作特性、湿度などの環境要因の変化による影響の度合を良好には表さない。したがって、そのような過渡運転時に、上述したように乖離度合パラメータの学習値の算出を行わないようにすることにより、この学習値に応じたEGRガス量などの制御によって燃料の性状などの変化による影響をより適切に補償することができ、ひいては、燃焼音をより確実に抑制できるとともに、良好な燃費および排ガス特性をより確実に得ることができる。 According to this configuration, calculation of the learned value of the deviation degree parameter is prohibited during transient operation of the internal combustion engine and / or when a predetermined period has not elapsed since the previous calculation of the learned value of the deviation degree parameter. . During the transient operation of the internal combustion engine, since the operation state of the internal combustion engine changes abruptly, the combustion state changes more greatly than in other cases, so the divergence degree parameter during such transient operation is The degree of influence due to changes in environmental factors such as the properties of the fuel, the operating characteristics of the EGR device, and humidity is not well represented. Therefore, by avoiding the calculation of the learning value of the deviation degree parameter as described above during such transient operation, the control of the amount of EGR gas according to the learning value causes the change in the properties of the fuel. The influence can be compensated more appropriately. As a result, the combustion noise can be more reliably suppressed, and good fuel consumption and exhaust gas characteristics can be more reliably obtained.
また、EGR装置の動作特性などは、すぐには変化しないので、それによる燃焼状態への影響を補償するためには、乖離度合パラメータの学習値の算出は、ある程度の期間をおいて行えば十分である。したがって、上述したように、前回の算出から所定期間が経過していることを条件として、乖離度合パラメータの学習値の算出を行うことによって、EGR装置の動作特性などの変化による影響を適切に補償しながら、制御装置の演算負荷を軽減することができる。 In addition, since the operating characteristics of the EGR device do not change immediately, it is sufficient to calculate the learning value of the deviation degree parameter after a certain period of time in order to compensate for the influence on the combustion state. It is. Therefore, as described above, the learning value of the deviation degree parameter is calculated on the condition that a predetermined period has passed since the previous calculation, thereby appropriately compensating for the influence due to the change in the operation characteristics of the EGR device. However, the calculation load of the control device can be reduced.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図2は、本発明の第1実施形態による内燃機関の制御装置1を概略的に示しており、同図に示すように、制御装置1は、後述するECU2や各種のセンサを備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 schematically shows a
また、図1は、制御装置1を適用した内燃機関3を概略的に示しており、この内燃機関(以下「エンジン」という)3は、車両(図示せず)に駆動源として搭載されたディーゼルエンジンである。図1に示すように、エンジン3のシリンダヘッド3aには、吸気管4および排気管5が接続されるとともに、燃料噴射弁(以下「インジェクタ」という)6が、気筒3b内のピストン3cに臨むように取り付けられている。
FIG. 1 schematically shows an
このインジェクタ6は、コモンレールを介して、高圧ポンプおよび燃料タンク(いずれも図示せず)に順に接続されている。この高圧ポンプは、燃料タンクの燃料を、高圧に昇圧した後、コモンレールを介してインジェクタ6に送り、インジェクタ6はこの燃料を気筒3b内に噴射する。エンジン3では、この燃料噴射として、エンジン3の吸気行程中から圧縮行程中の任意の期間に燃料を噴射するパイロット噴射と、圧縮行程中に燃料を噴射するメイン噴射の双方が、実行される。また、パイロット噴射用およびメイン噴射用の燃料噴射量および燃料噴射時期は、ECU2によって制御される。以下、パイロット噴射用の燃料噴射時期および燃料噴射量をそれぞれ、「パイロット噴射時期」および「パイロット噴射量」といい、メイン噴射用の燃料噴射時期を「メイン噴射時期」という。なお、本実施形態では、パイロット噴射時期およびメイン噴射時期はそれぞれ、パイロット噴射およびメイン噴射の終了タイミングとして定義されている。
The
また、インジェクタ6には、筒内圧センサ31が一体に取り付けられている。この筒内圧センサ31は、リング状の圧電素子で構成されており、気筒3b内の圧力の変化量(以下「筒内圧変化量」という)DPVを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、この筒内圧変化量DPVに基づき、気筒3b内の圧力(以下「筒内圧」という)を後述するようにして算出する。
An in-
さらに、エンジン3のクランクシャフト3dには、マグネットロータ32aが取り付けられており、このマグネットロータ32aとMREピックアップ32bによって、クランク角センサ32が構成されている。このクランク角センサ32は、クランクシャフト3dの回転に伴い、パルス信号であるCRK信号およびTDC信号をECU2に出力する。このCRK信号は、所定のクランク角(例えば1゜)ごとに出力される。ECU2は、CRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを求める。TDC信号は、ピストン3cが吸気行程開始時のTDC(上死点)付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号である。
Further, a
また、吸気管4には、過給装置7が設けられており、過給装置7は、ターボチャージャで構成された過給機8と、これに連結されたアクチュエータ9と、ベーン開度制御弁10を備えている。
Further, the
過給機8は、吸気管4に設けられた回転自在のコンプレッサブレード8aと、排気管5に設けられた回転自在のタービンブレード8bおよび複数の回動自在の可変ベーン8c(2つのみ図示)と、これらのブレード8a,8bを一体に連結するシャフト8dとを有している。過給機8は、排気管5内の排ガスによりタービンブレード8bが回転駆動されるのに伴い、これと一体のコンプレッサブレード8aが回転駆動されることによって、吸気管4内の吸入空気を加圧する過給動作を行う。
The
アクチュエータ9は、負圧によって作動するダイアフラム式のものであり、各可変ベーン8cに機械的に連結されている。アクチュエータ9には、負圧ポンプから負圧供給通路(いずれも図示せず)を介して負圧が供給され、この負圧供給通路の途中に、ベーン開度制御弁10が設けられている。ベーン開度制御弁10は、電磁弁で構成されており、その開度がECU2からの駆動信号で制御されることにより、アクチュエータ9への供給負圧が変化し、それに伴い、可変ベーン8cの開度が変化することにより、過給圧が制御される。
The
さらに、吸気管4の過給機8よりも下流側には、上流側から順に、水冷式のインタークーラ11とスロットル弁12が設けられている。このインタークーラ11は、過給装置7の過給動作により吸入空気の温度が上昇したときなどに、吸入空気を冷却するものである。上記のスロットル弁12には、例えば直流モータで構成されたアクチュエータ12aが接続されており、スロットル弁12の開度は、このアクチュエータ12aに供給される電流のデューティ比をECU2で制御することによって、制御される。
Further, a water-cooled
また、吸気管4には、インタークーラ11とスロットル弁12の間に過給圧センサ33が設けられている。この過給圧センサ33は、吸気管4内の過給圧PACTを検出し、その検出信号をECU2に出力する。
Further, a supercharging
さらに、エンジン3には、EGR管14aおよびEGR制御弁14bを有するEGR装置14が設けられている。EGR管14aは、吸気管4と排気管5の間に、具体的には、吸気管4のスロットル弁12よりも下流側と排気管5の過給機8よりも上流側とをつなぐように接続されている。このEGR管14aを介して、エンジン3の排ガスの一部が吸気管4にEGRガスとして還流し、それにより、気筒3b内の燃焼温度が低下することによって、排ガス中のNOxが低減される。
Further, the
上記のEGR制御弁14bは、EGR管14aに取り付けられたリニア電磁弁で構成されており、そのバルブリフト量が、ECU2からの駆動信号によってリニアに制御されることによって、EGRガスの量(以下、単に「EGRガス量」という)が制御される。EGR制御弁14bのバルブリフト量LACTは、バルブリフト量センサ34によって検出され、その検出信号はECU2に出力される。
The
また、EGR装置14にはEGRガスを冷却するためのEGR冷却装置15が設けられており、このEGR冷却装置15は、バイパス通路15aと、EGR通路切換弁15bと、EGR管14aのEGR制御弁14bよりも下流側に設けられたEGRクーラ15cを有している。このバイパス通路15aは、EGR管14aのEGR制御弁14bよりも下流側に、EGRクーラ15cをバイパスするように設けられており、上記のEGR通路切換弁15bはバイパス通路15aの分岐部に取り付けられている。EGR通路切換弁15bは、ECU2による制御によって、EGR管14aのEGR通路切換弁15bよりも下流側の部分を、EGR管14a側とバイパス通路15a側に選択的に切り換える。
The
以上により、EGR通路切換弁15bがバイパス通路15a側に切り換えられた場合には、EGRガスは、バイパス通路15aに通され、吸気管4に還流する。一方、逆側に切り換えられた場合には、EGRガスは、EGRクーラ15cで冷却された後、吸気管4に還流する。
As described above, when the EGR
また、排気管5には、排ガス流量センサ35が設けられており、この排ガス流量センサ35は、排ガスの流量(以下「排ガス流量」という)QEを検出し、その検出信号をECU2に出力する。さらに、ECU2には、アクセル開度センサ36から、アクセルペダル(図示せず)の操作量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が出力される。
The exhaust pipe 5 is provided with an exhaust gas
ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ31〜36からの検出信号はそれぞれ、I/OインターフェースでA/D変換や整形がなされた後、CPUに入力される。ECU2は、これらの入力信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン3の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、EGRガス量や、燃料噴射量、燃料噴射時期の制御を含むエンジン3の動作を制御する。
The
ECU2による制御の概要を述べると、ECU2は、エンジン3の動作を制御するための各種の制御用のパラメータを算出する(図3〜図5および図7)とともに、算出された各種の制御用のパラメータに応じ、EGRガス量、パイロット噴射、およびメイン噴射時期をそれぞれ制御する(図8、図9および図10)。また、エンジン3が過渡運転状態にあるか否かを判定する(図6)とともに、その判定結果にさらに応じて、メイン噴射時期を制御する。以下、ECU2で行われる各種の処理について、図3〜図10を参照しながら説明する。
The outline of the control by the
図3は、各種の制御用のパラメータを算出するための制御用パラメータ算出処理を示している。本処理は、前述したCRK信号の発生に同期して、実行される。まず、ステップ1(「S1」と図示。以下同じ)では、検出された筒内圧変化量DPVを積分することによって、筒内圧Pθを算出する。次に、CRK信号に基づいて、筒内容積変化率dVθを算出する(ステップ2)。この筒内容積変化率dVθは、所定クランク角度当たりの気筒3b内の容積(シリンダヘッド3aとピストン3cで規定される気筒3b内の容積)の変化率である。
FIG. 3 shows control parameter calculation processing for calculating various control parameters. This process is executed in synchronization with the generation of the CRK signal described above. First, in step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), the in-cylinder pressure Pθ is calculated by integrating the detected in-cylinder pressure change amount DPV. Next, the in-cylinder volume change rate dVθ is calculated based on the CRK signal (step 2). This in-cylinder volume change rate dVθ is a change rate of the volume in the
次いで、TDC信号およびCRK信号に基づいて、筒内容積Vθを算出する(ステップ3)。この筒内容積Vθは、そのときどきの気筒3b内の容積である。次に、CRK信号および筒内圧変化量DPVに応じ、筒内圧変化率dPθを算出する(ステップ4)。この筒内圧変化率dPθは、上記の所定クランク角度当たりの筒内容積Vθの変化率である。
Next, the in-cylinder volume Vθ is calculated based on the TDC signal and the CRK signal (step 3). This in-cylinder volume Vθ is the volume in the
次に、上記ステップ1〜4でそれぞれ算出された筒内圧Pθ、筒内容積変化率dVθ、筒内容積Vθおよび筒内圧変化率dPθを用い、気筒3b内における、所定クランク角度当たりの熱発生率dQθを、次式(1)によって算出する(ステップ5)。
dQθ=(κ・Pθ・1000・dVθ+dPθ・1000・Vθ)
/(κ−1) ……(1)
ここで、κは所定の比熱比であり、例えば1.34に設定されている。
Next, using the in-cylinder pressure Pθ, the in-cylinder volume change rate dVθ, the in-cylinder volume Vθ, and the in-cylinder pressure change rate dPθ calculated in
dQθ = (κ · Pθ · 1000 · dVθ + dPθ · 1000 · Vθ)
/ (Κ-1) (1)
Here, κ is a predetermined specific heat ratio, and is set to 1.34, for example.
次いで、気筒3b内における燃料の実際の着火時期(以下「実着火時期」という)TFACTを算出する(ステップ6)。この実着火時期TFACTは、次のようにして算出される。すなわち、上記ステップ5で算出された熱発生率dQθを積分することによって、気筒3b内における熱発生量を算出する。そして、前述したTDC信号およびCRK信号に応じ、エンジン3の1燃焼サイクル中において、算出された熱発生量がその総熱発生量の1/2になったときのクランク角度位置を、実着火時期TFACTとして算出する。
Next, an actual ignition timing (hereinafter referred to as “actual ignition timing”) TFACT of the fuel in the
次に、エンジン3における図示平均有効圧力IMEPを算出し(ステップ7)、本処理を終了する。この図示平均有効圧力IMEPは、筒内圧変化量DPVを用い、本出願人が特開2006−52647号公報に開示した手法によって算出される。
Next, the indicated mean effective pressure IMEP in the
図4は、実着火遅れSFACTなどを算出する着火遅れ算出処理を示している。本処理は、TDC信号の発生に同期して実行される。まず、ステップ11では、実着火遅れSFACTを算出する。この実着火遅れSFACTは、前述したメイン噴射時期から上記の実着火時期TFACTまでの期間(メイン噴射による燃料が着火するまでに要した時間)を、クランク角度で表したものであり、実着火時期TFACTから最終メイン噴射時期TMIOUTを減算することによって、算出される。この最終メイン噴射時期TMIOUTは、後述するように算出されるものであり、それに基づく駆動信号がインジェクタ6に出力されることによって、メイン噴射時期が制御される。なお、実着火遅れSFACTの算出には、前回の燃焼サイクルにおいて算出された実着火時期TFACTおよび最終メイン噴射時期TMIOUTが用いられる。以上により、実着火遅れSFACTは、前回の燃焼サイクルにおけるメイン噴射時期から実着火時期TFACTまでの実際の期間として、算出される。
FIG. 4 shows an ignition delay calculation process for calculating an actual ignition delay SFACT and the like. This process is executed in synchronization with the generation of the TDC signal. First, in
次に、目標着火時期TFCMDから目標メイン噴射時期TMICMDを減算することによって、実着火遅れSFACTの目標値である目標着火遅れSFCMDを算出する(ステップ12)。これらの目標着火時期TFCMDおよび目標メイン噴射時期TMICMDはそれぞれ、実着火時期TFACTおよびメイン噴射時期の目標値であり、後述するように算出される。なお、本実施形態では、目標着火遅れSFCMDの算出に、実着火遅れSFACTと対応させるために、前回の燃焼サイクルにおいて算出された目標着火時期TFCMDおよび目標メイン噴射時期TMICMDが用いられるが、今回の燃焼サイクルにおいて算出されたTFCMD値およびTMICMD値を用いてもよい。 Next, the target ignition delay SFCMD which is the target value of the actual ignition delay SFACT is calculated by subtracting the target main injection timing TMICMD from the target ignition timing TFCMD (step 12). These target ignition timing TFCMD and target main injection timing TMICMD are target values of actual ignition timing TFACT and main injection timing, respectively, and are calculated as described later. In the present embodiment, the target ignition timing TFCMD and the target main injection timing TMICMD calculated in the previous combustion cycle are used for calculating the target ignition delay SFCMD to correspond to the actual ignition delay SFACT. You may use the TFCMD value and TMICMD value calculated in the combustion cycle.
次いで、ステップ12で算出された目標着火遅れSFCMDと、ステップ11で算出された実着火遅れSFACTとの偏差(SFCMD−SFACT)を、着火遅れ偏差DSFとして算出し(ステップ13)、本処理を終了する。
Next, the deviation (SFCMD-SFACT) between the target ignition delay SFCMD calculated in
図5は、着火遅れ偏差DSFの学習値GDSFを算出するためのDSF学習処理を示している。本処理は、TDC信号の発生に同期して実行される。まず、ステップ21では、過渡運転フラグF_TRAが「1」であるか否かを判別する。この過渡運転フラグF_TRAは、図6に示す過渡運転判定処理において、エンジン3が過渡運転状態にあると判定されているときに、「1」にセットされるものである。以下、この過渡運転判定処理について説明する。
FIG. 5 shows a DSF learning process for calculating the learning value GDSF of the ignition delay deviation DSF. This process is executed in synchronization with the generation of the TDC signal. First, in
図6のステップ31では、要求トルクPMCMDを図3の前記ステップ7で算出した図示平均有効圧力IMEPで除算することによって、トルク圧力比RTIを算出する。この要求トルクPMCMDは、エンジン3に要求されるトルクであり、図7のステップ41において、算出されたエンジン回転数NEと検出されたアクセル開度APに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。このマップでは、要求トルクPMCMDは、アクセル開度APが大きいほど、より大きな値に設定されている。
In
次に、ステップ31で算出されたトルク圧力比RTIが所定の上限値R_Hよりも小さく、かつ、所定の下限値R_Lよりも大きいか否かを判別する(ステップ32)。これらの上限値R_Hおよび下限値R_Lは、エンジン3が過渡運転状態にあるか否かを適切に判定できるように、実験などによりあらかじめ設定されている。
Next, it is determined whether or not the torque pressure ratio RTI calculated in
上記ステップ32の答がYESで、R_L<RTI<R_Hのときには、エンジン3が過渡運転状態にない(定常運転状態にある)と判定するとともに、そのことを表すために、過渡運転フラグF_TRAを「0」に設定し(ステップ33)、本処理を終了する。
If the answer to step 32 is YES and R_L <RTI <R_H, it is determined that the
一方、ステップ32の答がNOのときには、エンジン3が過渡運転状態にあると判定するとともに、そのことを表すために、過渡運転フラグF_TRAを「1」に設定し(ステップ34)、本処理を終了する。
On the other hand, when the answer to step 32 is NO, it is determined that the
図5に戻り、前記ステップ21の答がYESで、F_TRA=1のとき、すなわち、エンジン3が過渡運転状態にあるときには、学習値GDSFを算出せずに、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ21の答がNOで、エンジン3が過渡運転状態にないときには、前回の学習値GDSFの算出から所定時間TREFが経過したか否かを判別する(ステップ22)。
Returning to FIG. 5, when the answer to step 21 is YES and F_TRA = 1, that is, when the
このステップ22の答がNOで、前回の学習値GDSFの算出から所定時間TREFが経過していないときには、学習値GDSFを算出せずに、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ22の答がYESのときには、所定の条件、すなわち、次の2つの条件(a)および(b)の双方が成立しているか否かを判別する(ステップ23)。
(a)目標EGRガス量EGRCMDと実EGRガス量EGRACTとの偏差がほぼ値0であること
(b)目標過給圧と検出された過給圧PACTとの偏差がほぼ値0であること
上記の目標EGRガス量EGRCMDは、EGRガス量の目標値であり、後述するようにして算出される。また、実EGRガス量EGRACTは、実際のEGRガス量の算出値であり、後述するようにして算出される。さらに、上記の目標過給圧は、過給圧PACTの目標値であり、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。
If the answer to step 22 is NO, and the predetermined time TREF has not elapsed since the previous calculation of the learning value GDSF, the processing is terminated without calculating the learning value GDSF. On the other hand, when the answer to step 22 is YES, it is determined whether or not a predetermined condition, that is, both of the following two conditions (a) and (b) are satisfied (step 23).
(A) The deviation between the target EGR gas amount EGRCMD and the actual EGR gas amount EGRACT is approximately 0 (b) The deviation between the target boost pressure and the detected boost pressure PACT is approximately 0 The target EGR gas amount EGRCMD is a target value of the EGR gas amount, and is calculated as described later. The actual EGR gas amount EGRACT is a calculated value of the actual EGR gas amount and is calculated as described later. Further, the target supercharging pressure is a target value of the supercharging pressure PACT, and is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMCMD.
上記ステップ23の答がNOで、上述した所定の条件が成立していないときには、学習値GDSFを算出せずに、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ21〜23の答がいずれもYESのときには、学習値GDSFを算出するための実行条件が成立しているとみなす。そして、学習値GDSFを記憶しているECU2のRAMから、そのときのエンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに対応する学習値GDSFを読み出し、その前回値GDSFZとして設定する(ステップ24)。次に、このステップ24で設定した前回値GDSFZと、図4の前記ステップ13で算出した着火遅れ偏差DSFを用い、次式(2)によって、今回の学習値GDSFを算出する(ステップ25)。
GDSF=GDSFZ+(DSF−GDSFZ)・K ……(2)
ここで、Kは値0よりも大きい所定の係数である。
If the answer to step 23 is NO and the above-described predetermined condition is not satisfied, the process ends without calculating the learning value GDSF. On the other hand, when all the answers to
GDSF = GDSFZ + (DSF−GDSFZ) · K (2)
Here, K is a predetermined coefficient larger than 0.
次いで、上記ステップ25で算出された学習値GDSFを、そのときのエンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに対応させて、ECU2のRAMに記憶する(ステップ26)とともに、更新し、本処理を終了する。
Next, the learning value GDSF calculated in the
図8は、EGRガス量を制御するためのEGR制御処理を示している。本処理は、所定時間(例えば10msec)ごとに実行される。まず、ステップ51では、検出されたバルブリフト量LACTおよび排ガス流量QEに応じ、所定のEGRACTマップ(図示せず)を検索することによって、前述した実EGRガス量EGRACTを算出する。このEGRACTマップは、バルブリフト量LACTおよび排ガス流量QEとEGRガス量の関係を実験などによりあらかじめ求め、マップ化したものである。
FIG. 8 shows an EGR control process for controlling the EGR gas amount. This process is executed every predetermined time (for example, 10 msec). First, in
次に、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じ、所定のEGRCMDマップ(図示せず)を検索することによって、前述した目標EGRガス量EGRCMDを算出する(ステップ52)。このEGRCMDマップでは、目標EGRガス量EGRCMDは、適正な燃焼状態が得られるように、実験などによりあらかじめ設定されている。 Next, the aforementioned target EGR gas amount EGRCMD is calculated by searching a predetermined EGRCMD map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMCMD (step 52). In this EGRCMD map, the target EGR gas amount EGRCMD is set in advance by experiments or the like so as to obtain an appropriate combustion state.
次いで、ECU2のRAMから、そのときのエンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに対応する学習値GDSFを読み出す(ステップ53)。次に、このステップ53で読み出した学習値GDSFに応じ、所定のCEGRマップ(図示せず)を検索することによって、補正値CEGRを算出する(ステップ54)。このCEGRマップについては後述する。次いで、上記ステップ52で算出された目標EGRガス量EGRCMDに、ステップ54で算出された補正値CEGRを加算することによって、補正後目標EGRガス量CEGRCMDを算出する(ステップ55)。
Next, the learning value GDSF corresponding to the engine speed NE and the required torque PMCMD at that time is read from the RAM of the ECU 2 (step 53). Next, a correction value CEGR is calculated by searching a predetermined CEGR map (not shown) according to the learning value GDSF read in step 53 (step 54). The CEGR map will be described later. Next, the corrected target EGR gas amount CEGRCMD is calculated by adding the correction value CEGR calculated in
次に、補正後目標EGRガス量CEGRCMDと、前記ステップ51で算出された実EGRガス量EGRACTとの偏差(CEGRCMD−EGRACT)を、EGR偏差DEGRとして算出する(ステップ56)。次いで、このステップ56で算出されたEGR偏差DEGRに応じ、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、最終EGRガス量EGROUTを算出し(ステップ57)、本処理を終了する。これに伴い、最終EGRガス量EGROUTに基づく駆動信号が、EGR制御弁14bに出力される。以上により、EGRガス量は、補正後目標EGRガス量CEGRCMDになるようにフィードバック制御される。
Next, a deviation (CEGRCMD-EGRACT) between the corrected target EGR gas amount CEGRCMD and the actual EGR gas amount EGRACT calculated in
また、上記のCEGRマップは、第1CEGRマップおよび第2CEGRマップ(いずれも図示せず)で構成されている。この第1CEGRマップは、学習値GDSFが正値のとき、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも短い(期間的に短い)ときに用いられ、上記の第2CEGRマップは、学習値GDSFが負値のとき、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも長い(期間的に長い)ときに用いられる。第1CEGRマップでは、補正値CEGRは、学習値GDSFが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、学習値GDSFが大きいほど、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも短いほど、気筒3b内における燃料の燃焼速度が高くなりすぎ、燃焼状態が適正ではないので、目標EGRガス量EGRCMDの増大補正によって、EGRガス量を増大させることで、燃焼速度を低下させ、燃焼を緩慢にし、それにより、適正な燃焼状態を得るためである。
The CEGR map includes a first CEGR map and a second CEGR map (both not shown). The first CEGR map is used when the learning value GDSF is a positive value, that is, when the actual ignition delay SFACT is shorter (periodically shorter) than the target ignition delay SFCMD, and the second CEGR map is the learning value GDSF. Is a negative value, that is, when the actual ignition delay SFACT is longer (longer in terms of time) than the target ignition delay SFCMD. In the first CEGR map, the correction value CEGR is set to a larger value as the learning value GDSF is larger. This is because, as the learning value GDSF is larger, that is, as the actual ignition delay SFACT is shorter than the target ignition delay SFCMD, the combustion speed of the fuel in the
また、第2CEGRマップでは、補正値CEGRは、負値である学習値GDSFの絶対値が大きいほど、より小さな値に設定されている。これは、学習値GDSFの絶対値が大きいほど、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも長いほど、燃料の燃焼速度が低くなりすぎ、燃焼状態が適正ではないので、目標EGRガス量EGRCMDの減少補正によって、EGRガス量を減少させることで、燃焼速度を上昇させ、それにより、適正な燃焼状態を得るためである。 In the second CEGR map, the correction value CEGR is set to a smaller value as the absolute value of the negative learning value GDSF is larger. This is because, as the absolute value of the learning value GDSF is larger, that is, the actual ignition delay SFACT is longer than the target ignition delay SFCMD, the fuel combustion speed becomes too low and the combustion state is not appropriate, so the target EGR gas amount This is because the combustion rate is increased by reducing the amount of EGR gas by reducing EGRCMD, thereby obtaining an appropriate combustion state.
図9は、前述したパイロット噴射量およびパイロット噴射時期を制御するためのパイロット噴射制御処理を示している。本処理は、TDC信号の発生に同期して実行される。まず、ステップ61では、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じ、所定のQPICMDマップ(図示せず)を検索することによって、パイロット噴射量の目標値である目標パイロット噴射量QPICMDを算出する。このQPICMDマップでは、目標パイロット噴射量QPICMDは、気筒3b内の温度を適切に高め、それにより、メイン噴射による燃料の適正な燃焼状態が得られるように、実験などによりあらかじめ設定されている。
FIG. 9 shows a pilot injection control process for controlling the pilot injection amount and the pilot injection timing described above. This process is executed in synchronization with the generation of the TDC signal. First, in
次に、ECU2のRAMから、そのときのエンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに対応する学習値GDSFを読み出す(ステップ62)。次いで、このステップ62で読み出された学習値GDSFに応じ、所定のCQPIマップ(図示せず)を検索することによって、補正値CQPIを算出する(ステップ63)。このCQPIマップについては後述する。次に、このステップ63で算出された補正値CQPIを、上記ステップ61で算出された目標パイロット噴射量QPICMDに加算することによって、最終パイロット噴射量QPIOUTを算出する(ステップ64)。これに伴い、最終パイロット噴射量QPIOUTに基づく駆動信号がインジェクタ6に出力されることによって、パイロット噴射量は、最終パイロット噴射量QPIOUTになるように制御される。
Next, the learning value GDSF corresponding to the engine speed NE and the required torque PMCMD at that time is read from the RAM of the ECU 2 (step 62). Next, a correction value CQPI is calculated by searching a predetermined CQPI map (not shown) according to the learning value GDSF read in step 62 (step 63). This CQPI map will be described later. Next, the final pilot injection amount QPIOUT is calculated by adding the correction value CQPI calculated in
また、上記のCQPIマップは、第1CQPIマップおよび第2CQPIマップ(いずれも図示せず)で構成されている。この第1CQPIマップは、学習値GDSFが正値のとき、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも短いときに用いられ、上記の第2CQPIマップは、学習値GDSFが負値のとき、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも長いときに用いられる。第1CQPIマップでは、補正値CQPIは、学習値GDSFが大きいほど、より小さな値に設定されている。これは、学習値GDSFが大きいほど、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも短いほど、燃料の燃焼速度が高くなりすぎ、燃焼状態が適正ではないので、目標パイロット噴射量QPICMDの減少補正によって、パイロット噴射量を減少させることにより、気筒3b内の温度を低下させることで、燃焼速度を低下させ、それにより、適正な燃焼状態を得るためである。
The CQPI map is composed of a first CQPI map and a second CQPI map (both not shown). This first CQPI map is used when the learning value GDSF is positive, that is, when the actual ignition delay SFACT is shorter than the target ignition delay SFCMD, and the second CQPI map is when the learning value GDSF is negative. That is, it is used when the actual ignition delay SFACT is longer than the target ignition delay SFCMD. In the first CQPI map, the correction value CQPI is set to a smaller value as the learning value GDSF is larger. This is because as the learned value GDSF is larger, that is, the actual ignition delay SFACT is shorter than the target ignition delay SFCMD, the fuel combustion speed becomes too high and the combustion state is not appropriate, so the target pilot injection amount QPICMD decreases. This is because by reducing the pilot injection amount by the correction, the temperature in the
また、上記の第2CQPIマップでは、補正値CQPIは、負値である学習値GDSFの絶対値が大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、学習値GDSFの絶対値が大きいほど、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも長いほど、燃料の燃焼速度が低くなりすぎ、燃焼状態が適正ではないので、目標パイロット噴射量QPICMDの増大補正により、パイロット噴射量を増大させることによって、気筒3b内の温度を上昇させることで、燃焼速度を上昇させ、それにより、適正な燃焼状態を得るためである。
In the second CQPI map, the correction value CQPI is set to a larger value as the absolute value of the learning value GDSF, which is a negative value, is larger. This is because, as the absolute value of the learning value GDSF is larger, that is, the actual ignition delay SFACT is longer than the target ignition delay SFCMD, the fuel combustion speed becomes too low and the combustion state is not appropriate. This is because by increasing the pilot injection amount by increasing the correction of QPICMD, the temperature in the
次いで、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じ、所定のTPICMDマップ(図示せず)を検索することによって、パイロット噴射時期の目標値である目標パイロット噴射時期TPICMDを算出する(ステップ65)。このTPICMDマップでは、目標パイロット噴射時期TPICMDは、パイロット噴射による燃料を良好に燃焼させることによって、気筒3b内の温度を適切に高め、それにより、メイン噴射による燃料の適正な燃焼状態が得られるように、実験などによりあらかじめ設定されている。
Next, a target pilot injection timing TPICMD, which is a target value of the pilot injection timing, is calculated by searching a predetermined TPICMD map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMCMD (step 65). In this TPICMD map, the target pilot injection timing TPICMD is such that the temperature in the
次に、前記ステップ62で読み出された学習値GDSFに応じ、所定のCTPIマップ(図示せず)を検索することによって、補正値CTPIを算出する(ステップ66)。このCTPIマップについては後述する。次いで、上記ステップ65で算出された目標パイロット噴射時期TPICMDに、補正値CTPIを加算することによって、最終パイロット噴射時期TPIOUTを算出し(ステップ67)、本処理を終了する。これに伴い、最終パイロット噴射時期TPIOUTに基づく駆動信号がインジェクタ6に出力されることによって、パイロット噴射時期は、最終パイロット噴射時期TPIOUTになるように制御される。
Next, a correction value CTPI is calculated by searching a predetermined CTPI map (not shown) according to the learning value GDSF read in step 62 (step 66). This CTPI map will be described later. Next, the final pilot injection timing TPIOUT is calculated by adding the correction value CTPI to the target pilot injection timing TPICMD calculated in step 65 (step 67), and this process is terminated. Accordingly, a drive signal based on the final pilot injection timing TPIOUT is output to the
また、上記のCTPIマップは、第1CTPIマップおよび第2CTPIマップ(いずれも図示せず)で構成されている。この第1CTPIマップは、学習値GDSFが正値のとき、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも短いときに用いられ、上記の第2CTPIマップは、学習値GDSFが負値のとき、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも長いときに用いられる。第1CTPIマップでは、補正値CTPIは、学習値GDSFが大きいほど、目標パイロット噴射時期TPICMDをより遅角側に補正するように設定されている。これは、学習値GDSFが大きいほど、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも短いほど、燃料の燃焼速度が高くなりすぎ、燃焼状態が適正ではないので、より遅角側へのパイロット噴射時期の制御によって、パイロット噴射による燃料を一気に燃焼させないことにより、気筒3b内の温度を低下させることで、燃焼速度を低下させ、それにより、適正な燃焼状態を得るためである。
The CTPI map includes a first CTPI map and a second CTPI map (both not shown). This first CTPI map is used when the learning value GDSF is a positive value, that is, when the actual ignition delay SFACT is shorter than the target ignition delay SFCMD, and the second CTPI map is when the learning value GDSF is a negative value, That is, it is used when the actual ignition delay SFACT is longer than the target ignition delay SFCMD. In the first CTPI map, the correction value CTPI is set so that the target pilot injection timing TPICMD is corrected more retarded as the learning value GDSF is larger. This is because as the learned value GDSF is larger, that is, as the actual ignition delay SFACT is shorter than the target ignition delay SFCMD, the fuel combustion speed becomes too high and the combustion state is not appropriate. This is because the fuel in the pilot injection is not burned all at once by controlling the injection timing, thereby lowering the temperature in the
また、第2CTPIマップでは、補正値CTPIは、負値である学習値GDSFの絶対値が大きいほど、目標パイロット噴射時期TPICMDをより進角側に補正するように設定されている。これは、学習値GDSFの絶対値が大きいほど、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも長いほど、燃料の燃焼速度が低くなりすぎ、燃焼状態が適正ではないので、より進角側へのパイロット噴射時期の制御によって、パイロット噴射による燃料を、予混合燃焼で一気に燃焼させることにより、気筒3b内の温度を上昇させることで、燃焼速度を上昇させ、それにより、適正な燃焼状態を得るためである。
Further, in the second CTPI map, the correction value CTPI is set so as to correct the target pilot injection timing TPICMD to the advance side as the absolute value of the negative learning value GDSF increases. This is because the greater the absolute value of the learning value GDSF, that is, the longer the actual ignition delay SFACT is than the target ignition delay SFCMD, the fuel combustion speed becomes too low and the combustion state is not appropriate. By controlling the pilot injection timing, the fuel in the pilot injection is burned all at once by premixed combustion, and the temperature in the
図10は、前述したメイン噴射時期を制御するためのメイン噴射時期制御処理を示している。本処理は、TDC信号の発生に同期して実行される。まず、ステップ71では、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、前述した目標着火時期TFCMDを算出する。このマップでは、目標着火時期TFCMDは、適正な燃焼状態が得られるように、実験などによりあらかじめ設定されている。
FIG. 10 shows a main injection timing control process for controlling the main injection timing described above. This process is executed in synchronization with the generation of the TDC signal. First, in
次に、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じ、所定のTMICMDマップ(図示せず)を検索することによって、前述した目標メイン噴射時期TMICMDを算出する(ステップ72)。このTMICMDマップでは、目標メイン噴射時期TMICMDは、上述した目標着火時期TFCMDに対応して設定されており、実着火時期TFACTが目標着火時期TFCMDになるように、実験などによりあらかじめ設定されている。 Next, the above-described target main injection timing TMICMD is calculated by searching a predetermined TMICMD map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMCMD (step 72). In this TMICCMD map, the target main injection timing TMICMD is set in correspondence with the above-described target ignition timing TFCMD, and is set in advance by experiments or the like so that the actual ignition timing TFACT becomes the target ignition timing TFCMD.
次いで、図6の前記ステップ33または34で設定された過渡運転フラグF_TRAが「1」であるか否かを判別する(ステップ73)。この答がNOで、エンジン3が過渡運転状態にないときには、上記ステップ71で算出された目標着火時期TFCMDと、図3の前記ステップ6で算出された実着火時期TFACTとの偏差(TFCMD−TFACT)を、着火時期偏差DTFとして算出する(ステップ74)。
Next, it is determined whether or not the transient operation flag F_TRA set in
一方、上記ステップ73の答がYESで、エンジン3が過渡運転状態にあるときには、図4の前記ステップ13で算出された着火遅れ偏差DSFに応じ、所定のCTFマップ(図示せず)を検索することによって、補正値CTFを算出する(ステップ75)。このCTFマップについては後述する。次に、ステップ71で算出された目標着火時期TFCMDに、ステップ75で算出された補正値CTFを加算することによって、補正後目標着火時期CTFCMDを算出する(ステップ76)。次いで、このステップ76で算出された補正後目標着火時期CTFCMDと、実着火時期TFACTとの偏差(CTFCMD−TFACT)を、着火時期偏差DTFとして算出する(ステップ77)。
On the other hand, if the answer to step 73 is YES and the
上記ステップ74または77に続くステップ78では、算出された着火時期偏差DTFに基づき、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、F/B補正値CMIを算出する(ステップ78)。次に、前記ステップ72で算出された目標メイン噴射時期TMICMDに、ステップ78で算出されたF/B補正値CMIを加算することによって、最終メイン噴射時期TMIOUTを算出し(ステップ79)、本処理を終了する。これに伴い、最終メイン噴射時期TMIOUTに基づく駆動信号が、インジェクタ6に出力される。これにより、メイン噴射時期が制御されることによって、実着火時期TFACTは、エンジン3の過渡運転時でないときには目標着火時期TFCMDになるように、過渡運転時には補正後目標着火時期CTFCMDになるように、それぞれフィードバック制御される。
In
また、エンジン3の過渡運転時に用いられる上記のCTFマップは、第1CTFマップおよび第2CTFマップ(いずれも図示せず)で構成されている。この第1CTFマップは、着火遅れ偏差DSFが正値のとき、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも短いときに用いられ、上記の第2CTFマップは、着火遅れ偏差DSFが負値のとき、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも長いときに用いられる。第1CTFマップでは、補正値CTFは、着火遅れ偏差DSFが大きいほど、目標着火時期TFCMDをより遅角側に補正するように設定されている。これは次の理由による。着火遅れ偏差DSFが大きいこと、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも短いことは、過渡運転に伴ってEGRガス量がその応答遅れで不足することにより、気筒3b内において燃料が燃焼しやすいという状況であることを表している。そのような状況において、前述したようにTFCMDマップの検索で設定された目標着火時期TFCMDをそのまま用いると、実着火時期TFACTが早くなりすぎることによって、適正な燃焼状態が得られない。このため、目標着火時期TFCMDをより遅角側に補正することによって、実着火時期TFACTを適切に遅らせることにより、適正な燃焼状態を得るためである。
Further, the CTF map used during the transient operation of the
また、第2CTFマップでは、補正値CTFは、負値である着火遅れ偏差DSFの絶対値が大きいほど、目標着火時期TFCMDをより進角側に補正するように設定されている。これは次の理由による。着火遅れ偏差DSFの絶対値が大きいこと、すなわち、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも長いことは、過渡運転に伴ってEGRガス量がその応答遅れで過剰になることにより、燃料が燃焼しにくいという状況であることを表している。そのような状況において、目標着火時期TFCMDをそのまま用いると、実着火時期TFACTが遅くなりすぎることによって、適正な燃焼状態が得られない。このため、目標着火時期TFCMDをより進角側に補正することによって、実着火時期TFACTを適切に進めることにより、適正な燃焼状態を得るためである。 In the second CTF map, the correction value CTF is set so that the target ignition timing TFCMD is corrected to the more advanced side as the absolute value of the ignition delay deviation DSF, which is a negative value, is larger. This is due to the following reason. The fact that the absolute value of the ignition delay deviation DSF is large, that is, that the actual ignition delay SFACT is longer than the target ignition delay SFCMD, the fuel is burned because the EGR gas amount becomes excessive due to the response delay accompanying transient operation. This indicates that the situation is difficult to do. In such a situation, if the target ignition timing TFCMD is used as it is, the actual ignition timing TFACT becomes too late, so that an appropriate combustion state cannot be obtained. For this reason, by correcting the target ignition timing TFCMD to the more advanced side, the actual ignition timing TFACT is appropriately advanced to obtain an appropriate combustion state.
また、本実施形態における各種の要素と本発明の各種の要素との対応関係は、次の通りである。すなわち、ECU2が、運転状態検出手段、EGRガス量制御手段、燃焼状態パラメータ検出手段、目標燃焼状態パラメータ設定手段、過渡運転判定手段、補正後目標燃焼状態パラメータ算出手段、燃料噴射時期補正手段、乖離度合パラメータ算出手段、学習手段、およびパイロット噴射制御手段に相当する。また、筒内圧センサ31が燃焼状態パラメータ検出手段に、クランク角センサ32およびアクセル開度センサ36が運転状態検出手段に、それぞれ相当する。
The correspondence between various elements in the present embodiment and various elements of the present invention is as follows. That is, the
さらに、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDが検出された内燃機関の運転状態に、実EGRガス量EGRACTがEGRガスの量に、それぞれ相当する。また、実着火時期TFACTが燃焼状態パラメータおよび着火時期に、目標着火時期TFCMDが目標燃焼状態パラメータに、実着火遅れSFACTが燃焼状態パラメータおよび着火遅れ期間に、それぞれ相当する。さらに、目標着火遅れSFCMDが目標燃焼状態パラメータに、着火遅れ偏差DSFが燃焼状態パラメータとの比較結果および乖離度合パラメータに、補正後目標着火時期CTFCMDが補正後目標燃焼状態パラメータに、それぞれ相当する。また、目標メイン噴射時期TMICMDが気筒内への燃料の噴射時期およびメイン噴射の時期に、学習値GDSFが乖離度合パラメータの学習値に、所定時間TREFが所定期間に、それぞれ相当する。 Furthermore, the actual EGR gas amount EGRACT corresponds to the amount of EGR gas in the operating state of the internal combustion engine in which the engine speed NE and the required torque PMCMD are detected. Further, the actual ignition timing TFACT corresponds to the combustion state parameter and the ignition timing, the target ignition timing TFCMD corresponds to the target combustion state parameter, and the actual ignition delay SFACT corresponds to the combustion state parameter and the ignition delay period, respectively. Further, the target ignition delay SFCMD corresponds to the target combustion state parameter, the ignition delay deviation DSF corresponds to the comparison result and the deviation degree parameter with the combustion state parameter, and the corrected target ignition timing CTFCMD corresponds to the corrected target combustion state parameter. Further, the target main injection timing TMICMD corresponds to the fuel injection timing into the cylinder and the main injection timing, the learning value GDSF corresponds to the learning value of the deviation degree parameter, and the predetermined time TREF corresponds to the predetermined period.
以上のように、本実施形態によれば、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDを用いて算出された目標EGRガス量EGRCMDに応じて、EGRガス量が制御される(ステップ52、および55〜57)。これにより、EGRガス量を、エンジン3の運転状態に応じた適正な大きさに制御することができる。また、エンジン3の過渡運転時に、着火遅れ偏差DSFに基づき、目標着火時期TFCMDを補正することで、補正後目標着火時期CTFCMDが算出される(ステップ75および76)。さらに、過渡運転時に、実着火時期TFACTが補正後目標着火時期CTFCMDになるように算出したF/B補正値CMIによって目標メイン噴射時期TMICMDを補正するとともに、それにより算出した最終メイン噴射時期TMIOUTに基づいて、メイン噴射時期が制御される(ステップ77〜79)。
As described above, according to the present embodiment, the EGR gas amount is controlled according to the target EGR gas amount EGRCMD calculated using the engine speed NE and the required torque PMCMD (steps 52 and 55-57). ). Thereby, the amount of EGR gas can be controlled to an appropriate size according to the operating state of the
また、上記の着火遅れ偏差DSFに基づく目標着火時期TFCMDの補正において、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも短いほど、すなわち、EGRガス量の応答遅れにより燃料が燃焼しやすいほど、目標着火時期TFCMDがより遅角側に補正される。それに加え、実着火遅れSFACTが目標着火遅れSFCMDよりも長いほど、すなわち、EGRガス量の応答遅れにより燃料が燃焼しにくいほど、目標着火時期TFCMDがより進角側に補正される。以上により、EGRガス量の応答遅れによる燃焼状態への影響を補償でき、気筒3b内における燃料の適正な燃焼状態を得ることができる。その結果、エンジン3の過渡運転時において、燃焼音を抑制できるとともに、良好な燃費および排ガス特性を得ることができる。さらに、上記のようなメイン噴射時期の制御に、気筒3b内における燃料の燃焼状態と密接な相関関係を有する実着火時期TFACTを用いるので、過渡運転時において、燃焼音を確実に抑制できるとともに、良好な燃費および排ガス特性を確実に得ることができる。
Further, in the correction of the target ignition timing TFCMD based on the above-described ignition delay deviation DSF, the target ignition becomes shorter as the actual ignition delay SFACT is shorter than the target ignition delay SFCMD, that is, as the fuel is more easily burned due to the response delay of the EGR gas amount. The timing TFCMD is corrected to the more retarded side. In addition, the target ignition timing TFCMD is corrected to the more advanced side as the actual ignition delay SFACT is longer than the target ignition delay SFCMD, that is, the more difficult the fuel is combusted due to the response delay of the EGR gas amount. As described above, the influence on the combustion state due to the response delay of the EGR gas amount can be compensated, and the proper combustion state of the fuel in the
また、着火遅れ偏差DSFの学習値GDSFにさらに応じて、EGRガス量が制御される(ステップ54〜57)。これにより、燃料の性状や、EGR装置14、EGRクーラ15c、インタークーラ11、および各種のセンサの動作(出力)特性、湿度などの環境要因の変化による影響によって適正な燃焼状態が得られないような場合でも、この影響を補償でき、それにより、目標着火遅れSFCMDで表されるような適正な燃焼状態が得られるので、燃焼音を抑制できるとともに、良好な燃費および排ガス特性を得ることができる。特に、EGRガス量の制御に用いられる実EGRガス量EGRACTの算出を、吸気管4に設けられたエアーフローセンサで検出した吸入空気量に応じて行う場合には、このようなエアーフローセンサの出力特性は特に変化しやすく、それによる燃焼状態への影響が顕著になる。このような場合に、上記の学習値GDSFに応じたEGRガス量の制御を行うことによって、エアーフローセンサの出力特性の変化による影響を補償でき、上述した効果を有効に得ることができる。
Further, the EGR gas amount is controlled further according to the learning value GDSF of the ignition delay deviation DSF (steps 54 to 57). As a result, an appropriate combustion state cannot be obtained due to the influence of changes in environmental factors such as fuel properties, operation (output) characteristics of the
さらに、パイロット噴射時期およびパイロット噴射量の双方が、学習値GDSFに応じて制御される(ステップ63、64、66および67)。このため、燃料の性状などの変化による影響によって適正な燃焼状態が得られないような場合でも、この影響をより適切に補償することができる。それにより、目標着火遅れSFCMDで表されるような適正な燃焼状態が確実に得られるので、燃焼音を確実に抑制できるとともに、良好な燃費および排ガス特性を確実に得ることができる。 Further, both the pilot injection timing and the pilot injection amount are controlled according to the learning value GDSF (steps 63, 64, 66 and 67). For this reason, even when a proper combustion state cannot be obtained due to the influence of changes in the properties of the fuel, this influence can be compensated more appropriately. As a result, an appropriate combustion state as represented by the target ignition delay SFCMD can be reliably obtained, so that combustion noise can be reliably suppressed and good fuel consumption and exhaust gas characteristics can be reliably obtained.
また、学習値GDSFを、その前回値GDSFZと今回の着火遅れ偏差DSFに基づいて算出する(ステップ24、25)ので、筒内圧センサ31で検出された筒内圧変化量DPVに含まれうるノイズや実際の燃焼状態の変動などによって、実着火遅れTFACTが一時的に変動した場合でも、それによる影響を抑制しながら、EGRガス量、パイロット噴射時期およびパイロット噴射量を制御することができる。
Further, since the learning value GDSF is calculated based on the previous value GDSFZ and the current ignition delay deviation DSF (steps 24 and 25), noise or the like that can be included in the in-cylinder pressure change amount DPV detected by the in-
さらに、エンジン3の過渡運転時(ステップ21:YES)に、学習値GDSFの算出が禁止される。したがって、この学習値GDSFに応じたEGRガス量などの制御によって燃料の性状などの変化による影響をより適切に補償することができ、ひいては、燃焼音をより確実に抑制できるとともに、良好な燃費および排ガス特性をより確実に得ることができる。また、前回の学習値GDSFの算出から所定時間TREFが経過していないとき(ステップ22:NO)に、学習値GDSFの算出が禁止される。したがって、EGR装置14の動作特性などの変化による影響を適切に補償しながら、ECU2の演算負荷を軽減することができる。
Further, calculation of the learning value GDSF is prohibited during transient operation of the engine 3 (step 21: YES). Therefore, the control of the amount of EGR gas according to the learning value GDSF can more appropriately compensate for the influence of changes in the properties of the fuel, and as a result, the combustion noise can be more reliably suppressed and the fuel efficiency and fuel consumption can be reduced. The exhaust gas characteristics can be obtained more reliably. Further, when the predetermined time TREF has not elapsed since the previous calculation of the learning value GDSF (step 22: NO), the calculation of the learning value GDSF is prohibited. Therefore, it is possible to reduce the calculation load of the
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、本発明における内燃機関の運転状態として、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDを用いているが、検出されたエンジン3の出力トルクや、気筒3bに吸入される新気の量などを用いてもよい。また、本発明における燃焼状態パラメータとして、実着火時期TFACTおよび実着火遅れSFACTの双方を用いているが、それらの一方を用いてもよい。それに加え、両者TFACT,SFACTの少なくとも一方に代えて、または、この少なくとも一方とともに、気筒3b内における燃料の燃焼状態を表すものであれば、例えば、筒内圧変化率dPθを用いてもよい。さらに、実施形態では、目標着火時期TFCMDの補正と、EGRガス量、ポスト噴射時期およびポスト噴射量の制御に、着火遅れ偏差DSFを用いているが、目標着火遅れSFCMDと実着火遅れSFACTとの比較結果や乖離度合を表すパラメータであれば、例えば、両者SFCMDおよびSFACTの一方に対する他方の比を用いてもよい。
In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, the engine speed NE and the required torque PMCMD are used as the operating state of the internal combustion engine in the present invention, but the detected output torque of the
また、実施形態では、学習値GDSFの算出を、前記式(2)によって行っているが、この算出手法はこれに限らず、例えば、今回の着火遅れ偏差DSFと学習値の前回値GDSFZとの加重平均によって算出してもよい。それに加え、学習値GDSFの算出に、今回から複数回前にそれぞれ算出された複数の学習値GDSFまたは着火遅れ偏差DSFを用いてもよい。さらに、実施形態では、学習値GDSFに応じてパイロット噴射時期およびパイロット噴射量の双方を制御しているが、両者の一方を制御してもよい。また、実施形態では、パイロット噴射時期およびメイン噴射時期はそれぞれ、パイロット噴射およびメイン噴射の終了タイミングであるが、開始タイミングでもよい。 In the embodiment, the learning value GDSF is calculated by the equation (2). However, the calculation method is not limited to this, and for example, the current ignition delay deviation DSF and the previous value GDSFZ of the learning value are calculated. You may calculate by a weighted average. In addition, the learning value GDSF may be calculated using a plurality of learning values GDSF or ignition delay deviation DSF calculated several times before this time. Furthermore, in the embodiment, both the pilot injection timing and the pilot injection amount are controlled according to the learning value GDSF, but one of the two may be controlled. In the embodiment, the pilot injection timing and the main injection timing are respectively the end timings of the pilot injection and the main injection, but may be start timings.
さらに、実施形態では、前回の算出から所定時間TREFが経過していないという条件が成立しているときに、学習値GDSFの算出を禁止しているが、この所定時間TREFに関する条件に代えて、例えば、前回の算出から、車両の走行距離が所定距離に達していないという条件を用いることもまた、本発明の範囲内である。 Further, in the embodiment, the calculation of the learning value GDSF is prohibited when the condition that the predetermined time TREF has not elapsed since the previous calculation is satisfied, but instead of the condition regarding the predetermined time TREF, For example, it is also within the scope of the present invention to use a condition that the travel distance of the vehicle has not reached a predetermined distance from the previous calculation.
さらに、エンジン3の過渡運転状態の判定について、実施形態におけるトルク圧力比RTIに基づく条件に代えて、または、これとともに、次の(A)〜(F)の条件の少なくとも1つが成立しているときに、エンジン3が過渡運転状態にあると判定してもよい。
(A)アクセル開度APの変化量の絶対値が所定値よりも大きいこと
(B)メイン噴射による燃料量の変化量の絶対値が所定値よりも大きいこと
(C)車両の速度の変化量の絶対値が所定値よりも大きいこと
(D)エンジン回転数NEの変化量の絶対値が所定値よりも大きいこと
(E)要求トルクPMCMDの変化量の絶対値が所定値よりも大きいこと
Further, regarding the determination of the transient operation state of the
(A) The absolute value of the change amount of the accelerator opening AP is larger than a predetermined value. (B) The absolute value of the change amount of the fuel amount due to the main injection is larger than a predetermined value. (C) The change amount of the vehicle speed. (D) The absolute value of the change amount of the engine speed NE is larger than the predetermined value. (E) The absolute value of the change amount of the required torque PMCMD is larger than the predetermined value.
また、実施形態では、EGR装置14は、EGR管14aによってEGRガスを吸気管4に還流させる、いわゆる外部EGR装置であるが、既燃ガスの一部をEGRガスとして気筒3b内に存在させられるものであれば、他の装置でもよい。例えば、エンジン3の吸気弁や排気弁のバルブタイミングの制御により気筒3b内に既燃ガスを残留させる、いわゆる内部EGR装置でもよい。さらに、実施形態では、本発明における内燃機関としてのエンジン3は、車両を駆動するためのディーゼルエンジンであるが、気筒内に燃料が噴射されるとともに、ピストンによる圧縮によって燃料が自己着火するエンジンであれば、例えば、ガソリンエンジンや、液化石油ガスを燃料とするエンジン、クランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジン、その他、産業用の各種のエンジンでもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
In the embodiment, the
1 制御装置
2 ECU(運転状態検出手段、EGRガス量制御手段、燃焼状態パラメータ検出手 段、目標燃焼状態パラメータ設定手段、過渡運転判定手段、補正後目標 燃焼状態パラメータ算出手段、燃料噴射時期補正手段、乖離度合パラメ ータ算出手段、学習手段、パイロット噴射制御手段)
3 エンジン
3b 気筒
14 EGR装置
31 筒内圧センサ(燃焼状態パラメータ検出手段)
32 クランク角センサ(運転状態検出手段)
36 アクセル開度センサ(運転状態検出手段)
NE エンジン回転数(検出された内燃機関の運転状態)
PMCMD 要求トルク(検出された内燃機関の運転状態)
EGRACT 実EGRガス量(EGRガスの量)
TFACT 実着火時期(燃焼状態パラメータ、着火時期)
TFCMD 目標着火時期(目標燃焼状態パラメータ)
SFACT 実着火遅れ(燃焼状態パラメータ、着火遅れ期間)
SFCMD 目標着火遅れ(目標燃焼状態パラメータ)
DSF 着火遅れ偏差(燃焼状態パラメータとの比較結果、乖離度合パラメータ)
CTFCMD 補正後目標着火時期(補正後目標燃焼状態パラメータ)
TMICMD 目標メイン噴射時期(気筒内への燃料の噴射時期、メイン噴射の時期)
GDSF 学習値(乖離度合パラメータの学習値)
TREF 所定時間(所定期間)
DESCRIPTION OF
3
32 Crank angle sensor (operating state detection means)
36 Accelerator opening sensor (operating state detection means)
NE engine speed (detected operating state of internal combustion engine)
PMCMD required torque (detected operating state of internal combustion engine)
EGRACT Actual EGR gas amount (EGR gas amount)
TFACT actual ignition timing (combustion state parameters, ignition timing)
TFCMD target ignition timing (target combustion state parameter)
SFACT Actual ignition delay (combustion state parameter, ignition delay period)
SFCMD Target ignition delay (target combustion state parameter)
DSF ignition delay deviation (comparison result with combustion state parameter, deviation degree parameter)
CTFCMD corrected target ignition timing (corrected target combustion state parameter)
TMICMD target main injection timing (fuel injection timing into the cylinder, main injection timing)
GDSF learning value (learning value of divergence degree parameter)
TREF Predetermined time (predetermined period)
Claims (5)
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記EGRガスの量を制御するEGRガス量制御手段と、
前記気筒内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータを検出する燃焼状態パラメータ検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて、前記燃焼状態パラメータの目標となる目標燃焼状態パラメータを設定する目標燃焼状態パラメータ設定手段と、
前記内燃機関が過渡運転状態にあるか否かを判定する過渡運転判定手段と、
前記内燃機関が過渡運転状態にあると判定されているときに、前記目標燃焼状態パラメータと前記燃焼状態パラメータとの比較結果に基づき、前記目標燃焼状態パラメータを補正することによって、補正後目標燃焼状態パラメータを算出する補正後目標燃焼状態パラメータ算出手段と、
前記内燃機関が過渡運転状態にあると判定されているときに、前記燃焼状態パラメータが前記補正後目標燃焼状態パラメータになるように、前記気筒内への燃料の噴射時期を補正する燃料噴射時期補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An internal combustion engine control device for controlling an operation of an internal combustion engine provided with an EGR device that causes a part of burned gas to exist in a cylinder as EGR gas and injecting fuel into the cylinder. ,
An operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine;
EGR gas amount control means for controlling the amount of EGR gas according to the detected operating state of the internal combustion engine;
Combustion state parameter detecting means for detecting a combustion state parameter representing a combustion state of fuel in the cylinder;
Target combustion state parameter setting means for setting a target combustion state parameter that is a target of the combustion state parameter in accordance with the operating state of the internal combustion engine;
Transient operation determination means for determining whether or not the internal combustion engine is in a transient operation state;
By correcting the target combustion state parameter based on the comparison result between the target combustion state parameter and the combustion state parameter when it is determined that the internal combustion engine is in a transient operation state, the corrected target combustion state A corrected target combustion state parameter calculating means for calculating a parameter;
Fuel injection timing correction for correcting the fuel injection timing into the cylinder so that the combustion state parameter becomes the corrected target combustion state parameter when it is determined that the internal combustion engine is in a transient operation state Means,
A control device for an internal combustion engine, comprising:
当該乖離度合パラメータ算出手段により今回までに算出された複数の乖離度合パラメータに基づいて、前記乖離度合パラメータの学習値を算出する学習手段と、をさらに備え、
前記EGRガス量制御手段は、前記算出された乖離度合パラメータの学習値にさらに応じて、前記EGRガスの量を制御することを特徴とする、請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 A deviation degree parameter calculating means for calculating a deviation degree parameter representing a deviation degree between the target combustion state parameter and the combustion state parameter;
Learning means for calculating a learning value of the divergence degree parameter based on a plurality of divergence degree parameters calculated so far by the divergence degree parameter calculating means;
3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the EGR gas amount control means controls the amount of the EGR gas according to a learning value of the calculated deviation degree parameter. .
前記燃料噴射時期補正手段は、前記メイン噴射の時期を補正し、
前記乖離度合パラメータの学習値に応じて、前記パイロット噴射の時期および前記パイロット噴射による燃料量の少なくとも一方を制御するパイロット噴射制御手段をさらに備えることを特徴とする、請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 In the internal combustion engine, pilot injection and main injection are sequentially performed as fuel injection into the cylinder,
The fuel injection timing correction means corrects the timing of the main injection,
The internal combustion engine according to claim 3, further comprising pilot injection control means for controlling at least one of the timing of the pilot injection and the amount of fuel by the pilot injection in accordance with a learned value of the deviation degree parameter. Control device.
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