JP2001020793A - エンジンの制御装置 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
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- Y02T10/40—Engine management systems
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
制御して空燃比制御を行なうエンジンにおいて、燃料噴
射量の急変に追随する際の排ガス還流量のオーバーシュ
ートに起因するスモーク発生ないし失火の問題を抑制す
ることを課題とする。 【解決手段】 排ガスは排気通路20から還流路40を
経て吸気通路10に再循環する。還流量調整用ソレノイ
ド55が弁50の開度をリニアに調整して排ガス還流量
を制御する。コントロールユニット60はリニアO2セ
ンサ21の実空燃比検出信号を受けて、スモークの発生
抑制とNOxの発生抑制とが両立する目標空燃比が実現
するように弁50の開度をフィードバック制御し、変速
ショック抑制のためにインジェクタ5の燃料噴射量を低
減したときは、弁50のフィードバック制御を中止して
フィードフォワード制御に切り換える。
Description
置、特に、排ガスの一部を吸気系に還流する排ガス再循
環が可能に構成されたエンジンの制御装置に関し、排ガ
ス浄化の技術分野に属する。
一般乗用車向けのガソリンエンジンのみならず、ディー
ゼルエンジンにおいても、エンジンを最適な状態で運転
するために、燃料の噴射量制御、噴射時期制御、アイド
ル回転数制御等のエンジン制御を電子的に緻密に行なっ
て、ドライバビリティの維持、確保、動力性能の改善、
燃費の向上、排ガスの浄化等を図ることが行なわれてい
る。また、エンジンの吸気系と排気系との間に循環路を
設け、この循環路を介して排ガスの一部を燃焼室に還流
させることにより燃焼室内の燃焼温度を低下させて窒素
酸化物(NOx)の生成を抑制することが知られている
(排ガス再循環:EGR)。
量)の分だけ燃焼室内に吸入される吸気量のうち大気か
ら新たに導入される吸気の量、すなわち新気の量が減少
するから空燃比が小さくなってリッチ側にシフトする。
ところが、図10に例示するように、それ以上リッチ側
にシフトすると燃焼性の低下によりスモーク(パティキ
ュレイト、煤)が急増する限界空燃比(A)が存在す
る。それゆえ、特に排ガス中のHC、CO、NOxのエ
ミッション規制の他に、スモークの発生を抑制すること
が重要な課題であるディーゼルエンジンにおいては、N
Oxとスモークの両方を同時に効率よく抑制するため
に、空燃比(A/F)を上記限界空燃比(A)の近傍、
とりわけリーン側の近傍に制御することが好ましい。
吸気量に対するEGR量の割合を、例えば、排気中の酸
素濃度から空燃比を検出するリニア空燃比センサ(リニ
アO2センサ)や、新気量を検出する吸入空気量センサ
(エアフローセンサ)等の検出値を用いてフィードバッ
ク制御すること(O2フィードバック、エアフローフィ
ードバック)が知られている。すなわち、循環路に配設
したEGR量調整弁(EGR弁)を制御してEGR率を
変更することにより、間接的に燃焼室に導入される新気
量を増減調整して空燃比を目標空燃比に収束させるので
ある。
駆動輪との間にトルクコンバータと変速歯車機構とを組
み合わせてなる自動変速機を搭載した車両では、予め車
速とエンジン負荷とをパラメータとして設定した変速特
性に基づいて、クラッチやブレーキ等の摩擦要素あるい
はワンウェイクラッチを選択的に締結、解放、作動させ
ることにより、変速歯車機構の動力伝達経路を切り換え
て所定の変速段を達成する。このとき、動力伝達経路の
切換時のショック(変速ショック)の抑制等を目的とし
て、変速動作中の所定の期間だけ、例えば燃料噴射量を
低減させたり、燃料噴射時期(自己着火時期又は点火時
期)を遅角(リタード)させたりすることにより、トル
クを一時的に低減させるトルクダウン制御を行なうこと
が知られている。しかしながら、ここで、上記のような
EGR率のフィードバック制御を行なっているときに、
トルクダウン制御が実行されると、次のような不具合が
生じる。
ウン制御によって、例えば燃料噴射量が一時的に低減さ
れるものとする。EGR率を制御して空燃比を上記限界
空燃比(A)近傍の所定の目標空燃比に保つためには、
図中実線で示すように、新気量を燃料噴射量に対応させ
て減少、増加させなければならない。すなわち、EGR
率を逆に増加、減少させることになる。
対して、EGR量及び新気量は、例えば図中鎖線で示す
ように、どうしても時間的に遅れて変化する。これは、
リニアO2センサやエアフローセンサ等の検出結果に基
づいて定められたフィードバック量の排気と新気とが実
際にエンジンの燃焼室に導入されるまでには時間がかか
るためである。それゆえ、実際のEGR量及び新気量が
図中実線で示す目標値に到達するまでに応答遅れが生じ
る。そして、この応答遅れによって、例えば、トルクダ
ウン制御が終了し、噴射量が応答性よく回復したときに
は、EGR量がすぐには減少しないため、空燃比が目標
からリッチ側にずれて、スモークが発生することになる
のである。
は、理論空燃比(λ=1)のストイキメトリック領域と
リーン領域との間で不連続に運転状態を変更するリーン
バーンエンジンと無段変速機とを組み合わせたものにお
いて、エンジントルクと変速比とトルクコンバータのト
ルク比とから無段変速機の出力トルクを演算する一方、
運転者の要求トルクを推定し、これら両トルクの差が小
さくなるように変速比を制御する技術が開示されてい
る。そして、これにより、アクセルペダルが踏み込まれ
た加速要求時における理論空燃比でのエンジントルクの
急激な増大に起因する違和感や、アクセルペダルが戻さ
れた非加速要求時におけるリーン空燃比でのエンジント
ルクの減少に起因するショックが緩和できるとしてい
る。
ときに、エンジン回転数(アイドル回転数)を目標回転
数にフィードバック制御するアイドル回転数制御を行な
うことがある。このとき、例えばエンジンにより駆動さ
れる補機等がOFF状態からON状態に切り換わったと
きには、エンジンに対する外部負荷が増大するから、エ
ンジン回転数が低下するのを抑制するために、燃料噴射
量を増加することが知られている。そして、その場合の
補機のON、OFF切換えに伴う燃料噴射量の増加、減
少に起因するショックを抑制するために、やはりトルク
ダウン制御を行なうことがあり、その場合においても、
上記のようなEGR率のフィードバック制御が行なわれ
ていると、次のような不具合が生じる。
のON、OFFの切り換わりに伴って燃料噴射量が増
加、減少されると、新気量をそれに対応して増加、減少
させて空燃比を目標空燃比に保つためにEGR率を減
少、増加することになる。一方、このような燃料噴射量
の増減に起因するショックを抑制するために、外部負荷
がONからOFFとなって燃料噴射量が減少される時点
から所定の期間は、燃料噴射時期をリタードさせるもの
とする。
性よく変化するのに対し、EGR量及び新気量は遅れて
変化し、フィードバック制御の結果として、図中鎖線で
示すようにオーバーシュートしてしまう。例えば、符号
(ウ)、(エ)で示す外部負荷がONからOFFとなっ
たときのオーバーシュートは、新気量が少なくなり過ぎ
る方向へのオーバーシュートであるから、ここで空燃比
が目標からリッチ側にずれて、スモークが発生すること
になる。
してスモークが発生し易い燃料噴射時期のリタードが行
なわれているときであるから、ここに不活性成分である
還流排ガスが多く供給され過ぎることを原因とするスモ
ークの発生も起こる。また、アイドル時は燃料噴射量が
少ないから、空燃比制御を遂行するためにはEGR量を
より多くして新気量を少なくしなければならない。しか
し、不活性成分をあまりに大量に導入すると失火する可
能性があるから、アイドル時はEGR量を目標よりも少
なくしてエンジンをリーン側で運転するのが通例であ
る。したがって、このような環境下でEGR量がオーバ
ーシュートすると、ついにはエンジンが失火してしまう
不具合も生じる。
ィードバック制御して空燃比を目標空燃比に制御するよ
うに構成されたエンジンの制御装置における上記のよう
な不具合に対処するもので、燃料噴射量の変化に追随し
て排ガス還流量ないし還流率をフィードバック制御する
際のスモークの発生及び失火の問題を抑制することを課
題とする。以下、その他の課題を含め、本発明を詳しく
説明する。
決するため、本願の特許請求の範囲の請求項1に記載の
発明は、燃焼室に噴射する燃料の噴射量及び噴射時期が
可変に構成された燃料噴射手段と、該噴射手段が噴射す
る燃料噴射量及び噴射時期をエンジンの運転状態に応じ
て設定する噴射条件設定手段と、上記噴射手段で燃料が
噴射される燃焼室に排ガスの一部を供給する排ガス供給
手段と、該排ガス供給手段で供給される排ガスの供給量
をフィードバック制御することにより、該排ガス供給量
及び燃料噴射量から求められる空燃比を所定の目標空燃
比に制御する空燃比制御手段とを有するエンジンの制御
装置であって、上記噴射条件設定手段で設定された燃料
噴射量又は噴射時期の少なくともいずれかを補正するこ
とにより、車両の走行環境に起因して発生するショック
を抑制するようにトルクを一時的に低減させるトルク低
減手段と、該トルク低減手段によるトルク低減時には、
上記空燃比制御手段による排ガス供給量のフィードバッ
ク制御を抑制するフィードバック制御抑制手段とが備え
られていることを特徴とする。
に記載の発明において、空燃比制御手段は、加速時は、
非加速時に比べて、制御ゲインを大きくすることを特徴
とする。
1に記載の発明において、空燃比制御手段は、排ガス供
給量のフィードバック制御が抑制されたときは、予め設
定された制御量に基づく排ガス供給量のフィードフォワ
ード制御を実行することを特徴とする。
3に記載の発明において、空燃比制御手段は、加速時
は、非加速時に比べて、フィードフォワード制御量を大
きくすることを特徴とする。
に記載の発明において、予め設定された変速特性に応じ
て変速段を切り換える変速制御手段が備えられ、トルク
低減手段は、該変速制御手段による変速段の切換えに起
因して発生するショックを抑制するようにトルクを一時
的に低減させることを特徴とする。
に記載の発明において、トルク低減手段は、燃料噴射量
を低減させることによりトルクを一時的に低減させ、空
燃比制御手段は、該トルク低減手段によるトルク低減時
には、排ガス供給量及び低減された燃料噴射量から求め
られる空燃比を所定の目標空燃比に制御するために、該
排ガス供給量を増大させることを特徴とする。
1に記載の発明において、エンジンにより駆動される補
機が備えられ、噴射量設定手段は、この補機が作動中は
トルクを増大させ、非作動中は低減させるように燃料噴
射量又は噴射時期の少なくともいずれかを補正すると共
に、トルク低減手段は、この補機の作動に基づくトルク
の変化に起因して発生するショックを抑制するようにト
ルクを一時的に低減させることを特徴とする。
に記載の発明において、噴射量設定手段は、燃料噴射量
を増減させることによりトルクを補機の作動に基づき増
減させ、トルク低減手段は、燃料噴射時期を遅角させる
ことによりトルクを一時的に低減させ、空燃比制御手段
は、上記噴射量設定手段によるトルク増減時には、排ガ
ス供給量及び増減された燃料噴射量から求められる空燃
比を所定の目標空燃比に制御するために、該排ガス供給
量を減増させることを特徴とする。
1ないし請求項8のいずれかに記載の発明において、排
気通路に、排気圧により回転される過給機のタービンが
備えられていることを特徴とする。
両の走行環境に起因して発生するショックを抑制するよ
うにトルクが一時的に低減されるから、例えば、前述し
たような変速ショックや、補機のON、OFF切換時の
ショック等が抑制される。
GR量のフィードバック制御が抑制されるから、例え
ば、変速中において、噴射量が再び増大されるトルク回
復時に、EGR量がすぐには制御要求通りには減少せず
に大きな値として残っており、その結果、新気が不足し
てスモークが発生するというような不具合が抑制され
る。
噴射時期が遅角されるトルク低減時に、EGR量がオー
バーシュートしていて大きな値として残っており、その
結果、不活性成分が過剰となってスモークが発生する、
あるいは失火するというような不具合が抑制される。
には、例えばフィードバックゲインを小さくすればよ
い。また、フィードバック制御を抑制することには、フ
ィードバック制御を禁止することも含まれる。
変速が起こっているか否かを問わず、スモークを減ら
し、且つトルクを早期に増大させて良好な加速応答性を
達成するために、EGR量を全体的に早期に低減させる
ように、該EGR量のフィードバック制御におけるフィ
ードバックゲインを全体的に大きくするのが通例であ
る。それゆえ、前述の図14に符号(ア)、(イ)で示
したように、鎖線で示す実際のEGR量がオーバーシュ
ートし易く、またオーバーシュート量が大きくなる傾向
にある。したがって、この加速時においては、このオー
バーシュートにより新気量が不足しているときに、変速
制御が終了してトルク回復時に噴射量が増量されるとス
モークが発生する。
特に、そもそも変速が起こっているか否かを問わず、ス
モークを減らし、且つトルクを早期に増大させて良好な
加速応答性を達成するために、EGR量を全体的に早期
に低減させるように、該EGR量のフィードバック制御
におけるフィードバックゲインを全体的に大きくしてい
る加速時においては、該EGR量のフィードバック制御
を抑制することにより、オーバーシュートし易く、また
オーバーシュート量が大きくなる傾向にあるEGR量が
効果的に抑制されて、スモークの発生増大が顕著に有効
に防止されることになる。
量が低減されるようにフィードバック制御されるが、そ
の低減量がまだ少ない加速初期の時点においては、EG
R量がまだ相対的に高い量残っているから、新気が不足
気味となり、空燃比がリッチ側にずれる傾向が大きくな
る。それゆえ、トルク回復時に新気量が不足する問題
が、そのような加速初期、もしくは加速で起こる変速の
初期において特に顕著に現われることになるから、その
ような場合に、EGR量のフィードバック制御を抑制し
て、スモークの発生増大を防止するようにしてもよい。
に、フィードバック制御を抑制したことを補完するもの
として、フィードフォワード制御を実行するから、フィ
ードバック制御が抑制されても、EGR量が、応答性よ
く、且つ、精度よく制御されることになる。また、フィ
ードバック制御により、オーバーシュートが発生し易い
傾向にフィードバック制御ゲインが設定されている場合
には、オーバーシュートを抑制して、確実にスモークの
発生を防止することができることになる。
に、EGR量を全体的に早期に低減させようとしている
加速時においては、該EGR量のフィードフォワード制
御量を大きくすることにより、該フィードフォワード制
御が増強されることになり、上記要望が満足されること
になる。
に、変速比が大きくなるシフトダウン変速時や、逆に変
速比が小さくなるシフトアップ変速時において、例え
ば、クラッチやブレーキ等の摩擦要素あるいはワンウェ
イクラッチの選択的締結、解放、作動による動力伝達経
路の切換時のショックが抑制される。
ば、特に、トルク低減時には燃料噴射量が低減され、空
燃比制御のためには、それに対応して、排ガス供給量が
増大されるから、変速中において、噴射量が再び増大さ
れるトルク回復時に、EGR量が制御の応答遅れのため
に、あるいはオーバーシュートのために、大きな値とし
て残っており、その結果、新気が不足してスモークが発
生するという不具合が抑制される。
に、補機のON、OFF切換えに伴う燃料噴射量の増減
時のショックが抑制される。
ば、特に、補機のONからOFFへの切換時には燃料噴
射量が低減され、空燃比制御のためには、それに対応し
て、排ガス供給量が増大される一方で、トルク低減時に
は燃料噴射時期が遅角されるから、アイドル運転中にお
いて、噴射時期が遅角されるトルク低減時に、EGR量
がオーバーシュートしていて大きな値として残ってお
り、その結果、不活性成分が過剰となってスモークが発
生する、あるいは失火するという不具合が抑制される。
特に、排気通路に、排気圧により回転される過給機のタ
ービンが備えられているから、このタービンが排ガスの
流れの抵抗となって、排気圧が高まり、EGR量がいき
おい増大しがちな環境となる。したがって、EGR量の
フィードバック制御を抑制することにより、制御応答遅
れが生じ易く、あるいはオーバーシュートし易く、また
オーバーシュート量が大きくなる傾向にあるEGR量が
効果的に抑制されて、スモークの発生増大、あるいは失
火の問題が顕著に有効に防止される。
転数が高いから、排気圧がより高まり、EGR量が一層
増大しがちな環境となる。したがって、EGR量のフィ
ードバック制御を抑制する効果がより顕著に現われる。
明により、シフトアップ変速時(非加速時)は、シフト
ダウン変速時(加速時)に比べて、フィードバック制御
ゲインも、フィードフォワード制御量も小さくされてい
るから、EGR量の急増が抑制されることになる。
をさらに詳しく説明する。
ジン1の制御システム構成を含む全体構成図である。エ
ンジン1は、多気筒ディーゼルエンジンであって、各気
筒2(1つのみ図示する)内にピストン3が往復動可能
に嵌挿されている。ピストン3により区画される燃焼室
4の上面ほぼ中央部には、インジェクタ(燃料噴射弁)
5が先端部の噴孔を燃焼室4に臨ませて配設されてい
る。各インジェクタ5は、気筒2毎に、所定の噴射タイ
ミング(噴射時期)で、所定の噴射時間(噴射量)、開
閉動作されて、燃焼室4に直接噴射する燃料の噴射量及
び噴射時期が可変とされている。
通のコモンレール(蓄圧室)6に接続されている。コモ
ンレール6にはクランク軸7により駆動される高圧供給
ポンプ8が接続されている。コモンレール6の内部の燃
圧(コモンレール圧)は上記ポンプ8によって所定値以
上に保持される。また、クランク軸7の回転角度からエ
ンジン回転数を検出する電磁ピックアップ式のクランク
角センサ9が設けられている。
過した吸入空気(新気)を供給する吸気通路10は、そ
の下流端部において、サージタンク(図示せず)を介し
て気筒2毎に分岐し、それぞれ吸気ポートにより各気筒
2の燃焼室4に接続されている。吸気通路10には、エ
ンジン1に吸入されて各気筒2内の燃焼室4に導入され
る吸入空気量(新気量)を検出する吸入空気量センサ1
1が配設されている。この吸入空気量センサ11は、例
えばホットフィルム式のエアフローセンサからなるもの
で、吸入空気流のうち下流方向(気筒2方向)に向かう
正常流のみならず、上流方向に向かう逆流にも反応し
て、それらのいずれの流量も検出することが可能とされ
ている。
ボ過給機30のブロア12が配設されている。このブロ
ア12は、排気通路20に配設されたタービン22によ
り駆動されて吸気を圧縮する。ブロア12の下流側に
は、インタークーラ13が配設されている。このインタ
ークーラ13は、ブロア12で圧縮されて高温となった
吸気を冷却して該吸気の密度を大きくする。
は、その上流端部において分岐し、それぞれ排気ポート
により各気筒2の燃焼室4に接続されている。排気通路
20には、排気中の酸素濃度から空燃比を検出するリニ
アO2センサ21が配設されている。このリニアO2セ
ンサ21は、排気中の酸素濃度(空燃比)に比例して出
力値が増大する特性を有する。
ボ過給機30のタービン22が配設されている。このタ
ービン22は、排気流ないし排気圧により回転されて上
記ブロア12を駆動する。タービン22の下流側には、
排気中のHC、CO、NOx、並びにスモークを浄化可
能な触媒コンバータ23が配設されている。
排ガス再循環通路あるいは排ガス還流通路(EGR通
路)40が設けられている。このEGR通路40は、排
気通路20におけるタービン22よりも上流側の部位
と、吸気通路10における下流側の部位とを連絡する。
EGR通路40の途中には、開度調整可能な負圧作動式
の排ガス還流量調整弁(EGR弁)50が配設されてお
り、排気通路20内の排気の一部がこのEGR弁50で
流量調整されながらEGR通路40を経て吸気通路1
0、さらには各気筒2の燃焼室4に還流、再循環され
る。
イヤフラム51に連結された弁棒52と、この弁棒52
の先端部に固定され、EGR通路40に突出する弁本体
53とを備える。弁本体53は、図示しないスプリング
によってEGR通路40を閉じる方向に付勢されてい
る。ダイヤフラム51で画成された負圧室に負圧通路5
4が接続されており、この負圧通路54は負圧制御用の
ソレノイド55を介してバキュームポンプ等の負圧源5
6に接続されている。ソレノイド55が負圧通路54の
連通度を制御することにより、弁本体53がダイヤフラ
ム51を介してEGR通路40の開度をリニアに調整
し、ひいては排ガス還流量(EGR量)をリニアに制御
する。
ンサ)9、吸入空気量センサ11、及びリニアO2セン
サ21の各検出信号はコントロールユニット60に入力
される。コントロールユニット60には、他に、図示し
ないアクセルペダルの操作量(踏込量、アクセル開度)
を検出するアクセル開度センサ70の検出信号と、トル
クコンバータのタービンの回転数を検出するタービン回
転数センサ80の検出信号とが少なくとも入力される。
ンジェクタ5に対して燃料噴射の制御信号が出力され、
燃焼室4に噴射される燃料噴射量及び燃料噴射時期が、
例えばエンジン1の運転状態に応じて制御される。ま
た、コントロールユニット60からはEGR弁駆動用ソ
レノイド55に対してEGR量の制御信号が出力され、
EGR量が、例えばリニアO2センサ21で検出される
実空燃比が目標空燃比に収束するようにフィードバック
制御される。
は、インジェクタ5の噴孔を開閉させるソレノイド(図
示せず)等のアクチュエータに対する燃料噴射制御の具
体的動作の一例を図2に示すフローチャートに従って説
明する。また、EGR弁駆動用ソレノイド55に対する
EGR量のフィードバック制御の具体的動作の一例を図
3に示すフローチャートに従って説明する。燃料噴射制
御のプログラムは、各気筒2毎に独立して吸気行程以前
の所定クランク角になるたびにスタートする。また、E
GRフィードバック制御のプログラムは、それとは別に
一定時間毎にスタートする。本実施形態においては、両
プログラムとも、シフトダウン変速時に実行されるルー
ティン(ステップS6〜S13、ステップS60〜S6
7)と、シフトアップ変速時に実行されるルーティン
(ステップS14〜S22、ステップS68〜S74)
と、例えばアイドル運転状態等の変速時以外で補機等の
外部負荷のON、OFF切換時に実行されるルーティン
(ステップS23〜S31、ステップS76〜S84)
とを含む。
て、ステップS1では、目標トルク(trqsol)と
エンジン回転数(Ne)とを読み込む。目標トルク(t
rqsol)は、図4及び図5に示すように、エンジン
回転数(Ne)が高いほど、またアクセル開度(α)が
大きいほど、大きな値に設定される。なお、外部負荷が
ONのときは、目標トルク(trqsol)は、OFF
のときに比べて、所定量(e′)だけ大きな値に補正さ
れる。
(Qo)を設定する。基本燃料噴射量(Qo)は、図6
及び図7に示すように、エンジン回転数(Ne)が高い
ほど、また目標トルク(trqsol)が大きいほど、
大きな値に設定される。なお、外部負荷がONのとき
は、基本燃料噴射量(Qo)は、OFFのときに比べ
て、上記所定量(e′)に相当する量(e:図13参
照)だけ増量補正される。
期(θo)を設定する。基本燃料噴射時期(θo)は、
例えばエンジン回転数(Ne)に応じた値に設定され
る。
定し、変速中であるときは、ステップS5で、その変速
が変速比の大きくなるシフトダウン変速であるか否かを
判定する。ここで、変速制御は、予め例えば車速とアク
セル開度とによって運転領域毎に変速段を設定した変速
マップ(変速特性)に従って自動的に実行される。そし
て、車速やアクセル開度の変化により、現在の運転状態
に対応する変速比が変更されたときに、変速指令信号が
発せられて、その信号出力時点から変速動作の終了時点
までが、変速中であると判定される。
ステップS6で、タービン回転数(Nt)が第1所定タ
ービン回転数(Nt1)以上に大きいか否かを判定す
る。この第1所定タービン回転数(Nt1)は、図11
に示すように、変速動作が進むに従ってタービン回転数
(Nt)が上昇するシフトダウン変速の終了前の回転数
であって、変速がこの状態まで進行したとき以降に、動
力伝達経路の切換ショック、例えば、それまで空転して
いたワンウェイクラッチがロックすること等に起因する
ショックが生じる。
の変速ショックの生じる回転数(Nt1)まで上昇して
いないときは、ステップS7で、第1タイマ(T1)の
値をゼロにリセットする。この第1タイマ(T1)は、
タービン回転数(Nt)が上記所定回転数(Nt1)以
上となってからの時間を計測するものである。そして、
ステップS8で、上記基本燃料噴射量(Qo)に対する
補正量、すなわち補正噴射量(Qc)の値をゼロとし、
また、ステップS9で、上記基本燃料噴射時期に対する
補正量、すなわち補正噴射時期(θc)の値をゼロとし
て、ステップS32以下に進む。
回転数(Nt1)まで上昇したときは、ステップS10
で、第1タイマ(T1)を1づつカウントしていき、ス
テップS11で、この第1タイマ(T1)の値が第1所
定時間(T10:図11参照)を超えるまでは、ステッ
プS12で、補正噴射量(Qc)の値を第1所定値(C
1:負の値)とし、また、ステップS13で、補正噴射
時期(θc)の値をゼロとして、ステップS32以下に
進む。そして、第1タイマ(T1)の値が第1所定時間
(T10)を超えたのちは、ステップS7に進む。
でないとき、すなわちシフトアップ変速であるときは、
ステップS14で、タービン回転数(Nt)が変極点に
あるか否かを判定する。この変極点は、図12に示すよ
うに、変速動作が進むに従ってタービン回転数(Nt)
が低下するシフトアップ変速の実質動作が開始するポイ
ントであって、変速がこの状態まで進行したとき以降
に、動力伝達経路の切換ショック、例えば、複数のクラ
ッチやブレーキ等の摩擦要素が選択的に締結し、又は解
放すること等に起因するショックが生じる。
極点にあるとき、すなわち、タービン回転数(Nt)が
この変極点に到達した直後の一回目であるときは、YE
Sと判定されて、ステップS19に進み、それ以外のと
き、すなわち、タービン回転数(Nt)が変極点に到達
するまでの期間中、及び変極点を通過したのちの期間中
はNOと判定されて、ステップS15に進む。
の値がゼロより大きいか否かを判定する。この第2タイ
マ(T2)は、タービン回転数(Nt)が上記変極点を
通過してからの時間を計測するものである。そして、第
2タイマ(T2)の値がゼロより大きくないとき、すな
わち変極点を通過してからの時間を計測していないとき
は、ステップS16で、この第2タイマ(T2)の値を
ゼロにリセットしたうえで、ステップS17で、補正噴
射量(Qc)の値をゼロとし、また、ステップS18
で、補正噴射時期(θc)の値をゼロとして、ステップ
S32以下に進む。
マ(T2)の値がゼロより大きいとき、すなわち変極点
を通過してからの時間を計測しているときは、ステップ
S19に進む。
を1づつカウントしていき、ステップS20で、この第
2タイマ(T2)の値が第2所定時間(T20:図12
参照)を超えるまでは、ステップS21で、補正噴射量
(Qc)の値を第1所定値(C1)とし、また、ステッ
プS22で、補正噴射時期(θc)の値をゼロとして、
ステップS32以下に進む。そして、第2タイマ(T
2)の値が第2所定時間(T20)を超えたのちは、ス
テップS16に進む。
きは、ステップS23で、外部負荷のON、OFFが切
り換わったか否かを判定する。そして、外部負荷のO
N、OFFが切り換わった直後の一回目であるときは、
YESと判定されて、ステップS28に進み、外部負荷
が継続してOFFである期間中、及び継続してONであ
る期間中はNOと判定されて、ステップS24に進む。
の値がゼロより大きいか否かを判定する。この第3タイ
マ(T3)は、外部負荷のON、OFFが切り換わって
からの時間を計測するものである。そして、第3タイマ
(T3)の値がゼロより大きくないとき、すなわち外部
負荷のON、OFFが切り換わってからの時間を計測し
ていないときは、ステップS25で、この第3タイマ
(T3)の値をゼロにリセットしたうえで、ステップS
26で、補正噴射量(Qc)の値をゼロとし、また、ス
テップS27で、補正噴射時期(θc)の値をゼロとし
て、ステップS32以下に進む。
マ(T3)の値がゼロより大きいとき、すなわち外部負
荷のON、OFFが切り換わってからの時間を計測して
いるときは、ステップS28に進む。
を1づつカウントし、ステップS29で、この第3タイ
マ(T3)の値が第3所定時間(T30:図13参照)
を超えるまでは、ステップS30で、補正噴射量(Q
c)の値をゼロ(もしくは負荷に応じた値)とし、ま
た、ステップS31で、補正噴射時期(θc)の値を第
2所定値(C2)として、ステップS32以下に進む。
そして、第3タイマ(T3)の値が所定時間(T30)
を超えたのちは、ステップS25に進む。
で、基本燃料噴射量(Qo)を上記補正噴射量(Qc)
で補正して最終的に燃料噴射量(Qt)を設定する。ま
た、ステップS33で、基本燃料噴射時期(θo)を上
記補正噴射時期(θc)で補正して最終的に燃料噴射時
期(θt)を設定する。しかるのち、ステップS34
で、この設定した燃料噴射時期(θt)となったタイミ
ングで、この設定した燃料噴射量(Qt)に相当する噴
射パルス信号をインジェクタ5に出力してリターンす
る。
み量の急増に伴うトルクディマンド(加速要求時)のシ
フトダウン変速時における各種パラメータの経時変化を
示すタイムチャートである。このトルクディマンドのシ
フトダウン変速は、予め車速とエンジン負荷とをパラメ
ータとして設定した変速特性において、運転状態が、エ
ンジン負荷軸に沿ってエンジン負荷が増大する方向に移
動することにより生じる。
令(例えば2−1変速指令)が出力された時点(x0)
から変速動作が開始され、変速動作が進行するに従って
タービン回転数(Nt)が上昇する。また、トルクを増
大させるべく燃料噴射量(Qt)が増大する。タービン
回転数(Nt)が第1所定回転数(Nt1)に到達した
時点(x2)から第1所定時間(T10)が経過する時
点(x3)までの間(ステップS6,S10,S1
1)、燃料噴射量(Qt)が第1所定値(C1)の分だ
け低減される(ステップS12)。これにより、トルク
が一時的に低減されて、上記所定時間(T10)内に発
生する変速ショックが抑制される。
み量の急減に伴うバックアウトのシフトアップ変速時に
おける各種パラメータの経時変化を示すタイムチャート
である。このバックアウトのシフトアップ変速は、変速
特性において、運転状態が、エンジン負荷軸に沿ってエ
ンジン負荷が減少する方向に移動することにより生じ
る。あるいは、図12は、例えば、アクセル開度(α)
に破線で示すように、アクセルペダルの踏込み量がほぼ
一定のスケジュール通りのシフトアップ変速時における
各種パラメータの経時変化を示すタイムチャートであ
る。このスケジュールアップ変速は、変速特性におい
て、運転状態が、車速軸に沿って車速が増加する方向に
移動することにより生じる。
加に伴って変速指令(例えば3−4変速指令)が時点
(y0)で出力されたのち、変極点に到達した時点(y
2)から変速動作が実質的に開始され、変速動作が進行
するに従ってタービン回転数(Nt)が低下する。ま
た、トルクを減少させるべく燃料噴射量(Qt)が減少
する。タービン回転数(Nt)が変極点に到達した時点
(y2)から第2所定時間(T20)が経過する時点
(y3)までの間(ステップS14,S19,S2
0)、燃料噴射量(Qt)が第1所定値(C1)の分だ
け低減される(ステップS21)。これにより、トルク
が一時的に低減されて、上記所定時間(T20)内に発
生する変速ショックが抑制される。
み量がほぼゼロのアイドル運転時における各種パラメー
タの経時変化を示すタイムチャートである。外部負荷が
ONである期間中は燃料噴射量(Qt)が所定量(e)
だけ増大される。これにより、外部負荷によるエンジン
回転数(Ne)の低下が防がれて、所定の目標アイドル
回転数に制御される。
わった時点(z1)から第3所定時間(T30)が経過
する時点(z2)までの間、及び外部負荷がONからO
FFに切り換わった時点(z3)から第3所定時間(T
30)が経過する時点(z4)までの間(ステップS2
3,S28,S29,S24)、燃料噴射時期(θt)
が第2所定値(C2)の分だけ遅角(リタード)される
(ステップS31)。これにより、トルクが一時的に低
減されて、外部負荷のON、OFF切換えに伴う燃料噴
射量(Qt)の増減時のショックが抑制される。
ステップS51では、目標トルク(trqsol)とエ
ンジン回転数(Ne)と実空燃比(実A/F)とを読み
込む。実空燃比(実A/F)は、リニアO2センサ21
で検出される値を用いる。なお、外部負荷がONのとき
は、目標トルク(trqsol)は、OFFのときに比
べて、所定量(e′)だけ大きな値に補正されること
は、燃料噴射制御の場合と同様である。
(A/Fsol)を設定する。目標空燃比(A/Fso
l)は、図10に示すように、スモーク発生限界空燃比
(A)のリーン側近傍における所定範囲(斜線部分)内
の値に設定される。この目標空燃比(A/Fsol)
は、例えばエンジン回転数(Ne)やアクセル開度
(α)等の運転状態に応じて上記設定範囲内で変更され
る。
A/F)と目標空燃比(A/Fsol)との偏差(ΔA
/F)を算出する。
(EGRo)を設定する。基本EGR量(EGRo)
は、図8及び図9に示すように、エンジン回転数(N
e)が高いほど、また目標トルク(trqsol)が大
きいほど、小さな値に設定される。換言すれば、エンジ
ン回転数(Ne)が高いほど、また目標トルク(trq
sol)が大きいほど、基本新気量が多くされる。な
お、この傾向は、燃料噴射制御のステップS2におい
て、基本燃料噴射量(Qo)が、エンジン回転数(N
e)が高いほど、また目標トルク(trqsol)が大
きいほど、大きな値に設定されることに対応させるもの
で、基本EGR量(EGRo)ないし基本新気量と、基
本燃料噴射量(Qo)との比率としては、エンジン回転
数(Ne)及び目標トルク(trqsol)の全範囲で
ほぼ一定値とされる。
を判定し、その結果に応じて、ステップS56又はS5
7で、上記基本EGR量(EGRo)に対するフィード
バック補正量、すなわちフィードバック制御量(EGR
fb)の値を設定する。加速状態の判定は、例えばアク
セル開度(α)の増量変化が所定値以上かどうか、ある
いは、燃料噴射量(Qt)の増量変化が所定値以上かど
うかによって判定される。
56で、上記実空燃比(実A/F)と目標空燃比(A/
Fsol)との偏差(ΔA/F)に第1係数(第1ゲイ
ン:K1)を乗じた値をフィードバック制御量(EGR
fb)とし、また、加速状態でないときは、ステップS
57で、上記偏差(ΔA/F)に第2係数(第2ゲイ
ン:K2)を乗じた値をフィードバック制御量(EGR
fb)とする。ここで、第1ゲイン(K1)は第2ゲイ
ン(K2)よりも大きな値とされている。これにより、
加速時は、基本的に、非加速時に比べて、EGR制御の
応答性が全体的に向上し、EGR量が全体的に早期に低
減されて、スモークの減少、トルクの早期増大、ないし
良好な加速応答性が達成される。
S4の場合と同様にして、変速中か否かを判定し、変速
中であるときは、ステップS59で、その変速がシフト
ダウン変速であるか否かを判定する。そして、シフトダ
ウン変速であるときは、ステップS60で、タービン回
転数(Nt)が第2所定タービン回転数(Nt2)以上
に大きいか否かを判定する。この第2所定タービン回転
数(Nt2)は、図11に示すように、上記第1所定タ
ービン回転数(Nt1)よりも低い回転数とされる。し
たがって、タービン回転数(Nt)は、上記第1所定タ
ービン回転数(Nt1)に到達する時点(x2)よりも
前の時点(x1)でこの第2所定タービン回転数(Nt
2)に到達する。
の第2所定回転数(Nt2)まで上昇していないとき
は、ステップS61で、第4タイマ(T4)の値をゼロ
にリセットする。この第4タイマ(T4)は、タービン
回転数(Nt)が上記第2所定回転数(Nt2)以上と
なってからの時間を計測するものである。そして、ステ
ップS62で、上記フィードバック制御量(EGRf
b)の値をそのまま維持し、また、ステップS63で、
上記基本EGR量(EGRo)に対するフィードフォワ
ード補正量、すなわちフィードフォワード制御量(EG
Rff)の値をゼロとして、ステップS85以下に進
む。
回転数(Nt2)まで上昇したときは、ステップS64
で、第4タイマ(T4)を1づつカウントしていき、ス
テップS65で、この第4タイマ(T4)の値が第4所
定時間(T40:図11参照)を超えるまでは、ステッ
プS66で、上記フィードバック制御量(EGRfb)
の値を係数(m)を乗じることにより更新する。ここ
で、係数(m)は、ゼロ以上で且つ1未満の値(0≦m
<1)とされている。すなわち、この係数(m)が乗じ
られたときは、フィードバック制御量(EGRfb)の
値が小さくされ、あるいはゼロとされて、EGR量のフ
ィードバック制御が抑制されることになる。
ワード制御量(EGRff)の値を第3所定値(C3:
図11参照)とする。すなわち、EGR量のフィードバ
ック制御を抑制した代償として、応答性に優れ、オーバ
ーシュートを未然に防ぐことのできるフィードフォワー
ド制御を実行するのである。しかるのち、ステップS8
5以下に進む。そして、第4タイマ(T4)の値が所定
時間(T40)を超えたのちは、ステップS61に進
む。
速であるときは、ステップS68で、第5タイマを1づ
つカウントしていく。この第5タイマ(T5)は、図1
2に示すシフトアップ変速指令が出力された時点(y
0)からの経過時間を計測するものである。そして、ス
テップS69で、この第5タイマ(T5)の値が第5所
定時間(T50:図12参照)を超えるまでは、ステッ
プS70で、上記フィードバック制御量(EGRfb)
の値をそのまま維持し、また、ステップS71で、フィ
ードフォワード制御量(EGRff)の値をゼロとし
て、ステップS85以下に進む。
5)の値が第5所定時間(T50)を超えたのちは、ス
テップS72で、上記燃料噴射制御で用いた第2タイマ
(T2)の値が第2所定時間(T20)以下か否かを判
定する。そして、第2タイマ(T2)の値が第2所定時
間(T20)を超えるまで、すなわち変速ショック抑制
のためのトルクの一時的な低減が終了するまでは、ステ
ップS73で、上記フィードバック制御量(EGRf
b)の値に係数(m)を乗じ、またステップS74で、
フィードフォワード制御量(EGRff)の値を第4所
定値(C4:図12参照)とする。
トダウン変速時のステップS67で用いられる第3所定
値(C3)よりも小さな値とされている。すなわち、シ
フトアップ変速時(非加速要求時)においては、それほ
どEGR量の制御に応答性を求めなくてもよいのに対し
て、シフトダウン変速時(加速要求時)においては、E
GR量を全体的に早期に低減させるために、該EGR量
の制御に良好な応答性を求める必要があるからである。
しかるのち、ステップS85以下に進む。
(T2)の値が第2所定時間(T20)を超えたのち
は、ステップS75に進む。
ときは、ステップS76で、外部負荷のON、OFFが
切り換わったか否かを判定する。そして、外部負荷のO
N、OFFが切り換わった直後の一回目であるときは、
YESと判定されて、ステップS81に進み、外部負荷
が継続してOFFである期間中、及び継続してONであ
る期間中はNOと判定されて、ステップS77に進む。
用いた第3タイマ(T3)の値がゼロより大きいか否か
を判定する。そして、第3タイマ(T3)の値がゼロよ
り大きくないとき、すなわち外部負荷のON、OFFが
切り換わってからの時間を計測していないときは、ステ
ップS78で、この第3タイマ(T3)の値をゼロにリ
セットしたうえで、ステップS79で、上記フィードバ
ック制御量(EGRfb)の値をそのまま維持し、ま
た、ステップS80で、フィードフォワード制御量(E
GRff)の値をゼロとして、ステップS85以下に進
む。
マ(T3)の値がゼロより大きいとき、すなわち外部負
荷のON、OFFが切り換わってからの時間を計測して
いるときは、ステップS81に進む。ステップS81で
は、第3タイマ(T3)を1づつカウントしていき、ス
テップS82で、この第3タイマ(T3)の値が所定時
間(T30)を超えるまでは、ステップS83で、上記
フィードバック制御量(EGRfb)の値に係数(m)
を乗じ、またステップS84で、フィードフォワード制
御量(EGRff)の値をゼロとして、ステップS85
以下に進む。そして、第3タイマ(T3)の値が所定時
間(T30)を超えたのちは、ステップS78に進む。
で、基本EGR量(EGRo)を上記フィードバック制
御量(EGRfb)とフィードフォワード制御量(EG
Rff)とで補正して最終的にEGR量(EGRt)を
設定する。そして、ステップS86で、この設定したE
GR量(EGRt)が実現する駆動パルス信号をEGR
弁駆動用ソレノイド55に出力してリターンする。
1に示すように、燃料噴射量(Qt)の増大に対応し
て、新気量が増大するように、EGR量(EGRt)が
低減する。これにより、空燃比偏差(ΔA/F)を小さ
くして、実空燃比(実A/F)を目標空燃比(A/Fs
ol)に収束させる空燃比制御が実現する。
定回転数(Nt1)に到達した時点(x2)から時点
(x3)までのトルク低減期間(T10)中は、上記空
燃比制御の結果、EGR量(EGRt)が増大される
が、その場合に、トルク低減開始時点(x2)よりも早
い時点(x1)から、EGR量(EGRt)が増大、つ
まり新気量が減少されるから、これにより、EGR制御
の応答性が向上する。
2所定回転数(Nt2)に到達した時点(x1)から第
4所定時間(T40)が経過する時点(x3)までの間
(ステップS60,S64,S65)、EGRフィード
バック制御が抑制されるから(ステップS66)、トル
ク低減期間終了時点(x3)において、図中鎖線で示す
EGR量(EGRt)及び新気量が、符号(カ)、
(キ)で示すように、オーバーシュートすることがな
く、その結果、実空燃比(実A/F)が目標空燃比(A
/Fsol)ないしスモーク発生限界空燃比(A)から
リッチ側にずれて、スモークが発生するという不具合が
抑制される。
て(m=0で、EGRfb=0)、フィードフォワード
制御(EGRff=C3)のみ実行した場合のEGR量
(EGRt)及び新気量の変化を図中破線で示した。
すように、燃料噴射量(Qt)の減少に対応して、新気
量が減少するように、EGR量(EGRt)が増大す
る。これにより、空燃比偏差(ΔA/F)を小さくし
て、実空燃比(実A/F)を目標空燃比(A/Fso
l)に収束させる空燃比制御が実現する。
に到達した時点(y2)から時点(y3)までのトルク
低減期間(T20)中は、上記空燃比制御の結果、EG
R量(EGRt)が増大されるが、その場合に、トルク
低減開始時点(y2)よりも早い時点(y1)から、E
GR量(EGRt)が増大、つまり新気量が減少される
から、これにより、EGR制御の応答性が向上する。
0)から第5所定時間(T50)が経過した時点(y
1)から、第2所定時間(T20)が経過する時点(y
3)までの間(ステップS68,S69,S72)、E
GRフィードバック制御が抑制されるから(ステップS
73)、トルク低減期間終了時点(y3)において、図
中鎖線で示すEGR量(EGRt)及び新気量が、符号
(サ)、(シ)で示すように、オーバーシュートするこ
とがなく、その結果、実空燃比(実A/F)が目標空燃
比(A/Fsol)ないしスモーク発生限界空燃比
(A)からリッチ側にずれて、スモークが発生するとい
う不具合が抑制される。
て(m=0で、EGRfb=0)、フィードフォワード
制御(EGRff=C4)のみ実行した場合のEGR量
(EGRt)及び新気量の変化を図中破線で示した。
は、図13に示すように、外部負荷がONである期間中
(z1〜z3)における燃料噴射量(Qt)の増大
(e)に対応して、新気量が増大するように、EGR量
(EGRt)が低減する。また、外部負荷がOFFであ
る期間中(〜z1,z3〜)における燃料噴射量(Q
t)の減少(e)に対応して、新気量が低減するよう
に、EGR量(EGRt)が増加する。これにより、い
ずれの場合においても、空燃比偏差(ΔA/F)を小さ
くして、実空燃比(実A/F)を目標空燃比(A/Fs
ol)に収束させる空燃比制御が実現する。
換わった時点(z1)から時点(z2)までのトルク低
減期間(T30)中、及び外部負荷がONからOFFに
切り換わった時点(z3)から時点(z4)までのトル
ク低減期間(T30)中(ステップS76,S81,S
82,S77)は、EGRフィードバック制御が抑制さ
れるから(ステップS83)、特に、後者の場合におい
て、リタード期間(T30)中に、図中鎖線で示すEG
R量(EGRt)及び新気量が、符号(タ)、(チ)で
示すように、オーバーシュートすることがなく、その結
果、実空燃比(実A/F)が目標空燃比(A/Fso
l)ないしスモーク発生限界空燃比(A)からリッチ側
にずれて、スモークが発生するという不具合、及び、そ
もそも燃焼性が低下してスモークが発生し易いリタード
期間(T30)中に不活性成分である還流排ガスが過剰
に供給されることを原因とするスモークの発生の問題、
ないし失火の問題が抑制される。
は、排気通路20に、排気圧により回転されるターボ過
給機30のタービン22が配設されているから、このタ
ービン22が排ガスの流れの抵抗となって、排気圧が高
まり、EGR量がいきおい増大しがちな環境となってい
る。したがって、EGR量のフィードバック制御を抑制
することにより、オーバーシュートし易く、またオーバ
ーシュート量が大きくなる傾向にあるEGR量が効果的
に抑制されて、NOxを抑制しつつ、スモークの発生増
大、あるいは失火の問題が顕著に有効に防止されること
になる。
の回転数が高いから、排気圧がより高まり、EGR量が
一層増大しがちな環境となる。したがって、EGR量の
フィードバック制御を抑制する効果がより顕著に現われ
る。
は、シフトダウン変速時(加速時)に比べて、ステップ
S57で、フィードバック制御ゲインが小さくされ(K
2<K1)、また、ステップS74で、フィードフォワ
ード制御量も小さくされているから(C4<C3)、そ
もそもEGR量の急増が抑制されており、これにより、
排気通路20にターボ過給機30のタービン22が配設
されていることに起因するEGR量の増大に対する対策
が講じられている。
0に設けたリニアO2センサ21を用いてEGR量のフ
ィードバック制御を行なうように構成したが(O2フィ
ードバック)、これに代えて、吸気通路10に設けたエ
アフローセンサ11を用いてEGR量のフィードバック
制御を行なうようにしてもよい(エアフローフィードバ
ック)。同センサ11は、前述したように、気筒2方向
に向かう正常流のみならず、上流方向に逆流する戻り量
も検出することができ、これによって、実際に燃焼室4
に導入された新気量、あるいはEGR量が算出可能とさ
れている。
エンジンを例に説明したが、例えば、排ガス再循環を行
なうリーンバーンエンジンにおいても本発明は同様に適
用可能である。
ン量(C1:ステップS12,図11、S21,図1
2)を空燃比に応じて変更してもよい。その場合は、特
に、空燃比が大きいとき、つまりリーンのときは、トル
ク低減による影響が小さいから、トルクダウン量(C
1)を大きくし、逆に、空燃比が小さいとき、つまりリ
ッチなときは、トルク低減による影響が大きいから、ト
ルクダウン量(C1)を小さくするように設定する。
2),(x3),(y1),(y2),(y3),(z
2),(z4)や、各所定時間(T10),(T2
0),(T30),(T40),(T50)等は、変速
の種類、変速に関与する摩擦要素の種類、その締結又は
解放動作のタイミング、あるいはショックの大きさ、発
生時間、継続時間等の種々の条件によっていろいろに変
更して設定することができる。
よる騒音の防止と、高温排ガスによる触媒コンバータ2
3の劣化の防止との両立が図られている。一般に、高回
転、高負荷の運転領域は、燃料燃焼による騒音が発生す
る。このとき、燃料噴射時期のリタードを行なうと、燃
焼騒音を低減することができる。しかしながら、リター
ドを行なうと、排ガス温度が著しく高くなり、ひいて
は、排気通路20に配置した触媒コンバータ23が劣化
する。
おいては、高回転、高負荷の運転領域においては、最
初、リタードを行ない、これによりエンジン1の騒音の
低減を図ると共に、触媒温度が劣化をもたらす温度にま
で上昇した後は、リタードを中断して、触媒温度を低下
させるように構成されている。そして、再び触媒温度が
十分低下した後は、騒音防止のために、リタードを再開
する。このようにして、騒音防止対策と触媒劣化対策と
の両立を図っている。
始動時初期におけるエミッションの低減、特にHCの排
出量の低減を図るように構成されている。
圧力(コモンレール圧)は、エンジン1のクランク軸7
により駆動されるポンプ8によって一定圧に保たれる。
しかし、エンジン1の始動時は該ポンプ8の働きがまだ
弱く、またコモンレール圧もエンジン1の停止中に低下
しているから、インジェクタ5からの燃料噴射圧が低
く、その結果、燃料の気化霧化が低下して、HC排出量
が増加する傾向にある。
コモンレール圧を早期に高めるようにしている。すなわ
ち、通常は、気筒2内でピストン3が圧縮工程の上死点
付近に至ったタイミングで燃料を噴射するが、その同じ
タイミングで異なる位相の別の気筒2、例えば吸気工程
にある気筒2にも一定量燃料を予備的に噴射してその気
筒2内で予め爆発燃焼させるようにするのである。
なり、エンジン回転数が高くなる。その結果、コモンレ
ール圧が早期に上昇して、燃料噴射圧力が高まり、燃料
の気化霧化が促進されて、HC排出量が低減することに
なるのである。なお、このような動作が可能なのは、本
実施形態において採用したインジェクタ5、及びコモン
レール6ないしポンプ8等で構成される燃料噴射手段
が、燃料噴射量及び燃料噴射時期を可変調整可能に構成
されていることに依るものである。
0と吸気通路10との間に配設したEGR通路40を介
して排ガスを燃焼室4に再循環させるEGR方式を採用
したが、これに代えて、あるいはこれと共に、燃焼室4
の吸気弁と排気弁との開閉のタイミングを可変とした所
謂可変バルブタイミング機構(VVT)を用いて排ガス
の一部を燃焼室4内に残存させるようにしてもよい(内
部EGR)。
工程のときに、排気バルブを開くようにすると、排気通
路20内の圧力の方が吸気通路10内の圧力よりも高い
から、排気通路20内の排ガスの一部が燃焼室4内に逆
流する。このように、吸気バルブと排気バルブとの開時
間をオーバーラップさせることにより、EGR通路40
を介しての排ガスの再循環と同様、排ガスの一部を燃焼
室4に存在させることが可能となる。いずれにおいて
も、燃焼室4に排ガスの一部を供給する排ガス供給手段
として同様に機能する。
OFFからONへの移行時(z1)に、燃料噴射時期
(θt)をリタードさせたが、これに代えて、このOF
FからONへの移行時(z1)には、回転数の低下を防
止するために、噴射時期(θt)を進角させるようにし
てもよい。そのような場合であっても、外部負荷がON
からOFFへの移行時(z3)には、噴射時期(θt)
がリタードされるから、そのときのスモークの発生が抑
制できることになる。
に、EGRのフィードバック制御ゲインを大きくした
が、本発明は、加速状態か否かに拘らず、フィードバッ
ク制御ゲインを同一値とするものにおいても適応可能で
ある。
ルクダウンによる燃料の減量補正中の期間にわたって、
フィードバック制御ゲインを小さくし、フィードフォワ
ード制御を実行、あるいはフィードフォワード制御量を
大きくするように構成したが、燃料の減量補正後、変速
制御が終了して、燃料噴射量を復帰させるための増量時
(例えば図11における時点x3)にだけ、あるいは、
該復帰増量時から所定時間が経過する期間中だけ、その
ようなフィードバック制御ゲインの減少や、フィードフ
ォワード制御の増強を行なうようにしてもよい。これに
より、燃料噴射量が復帰した直後において、早急にEG
Rを減少させ、スモークの発生を防止することができ
る。
や、外部負荷の作動、非作動の移行時に、トルクを低減
させるものを対象に説明したが、本発明は、例えば、車
輪のスリップ状態に応じてトルクを低減させるトラクシ
ョンコントロール制御を行なうものや、車両姿勢制御を
行なうものにも適応することが可能である。
排ガスの一部を燃焼室に供給して空燃比を目標空燃比に
制御するエンジンにおいて、スモークの発生あるいは失
火の問題を抑制することができる。本発明は、排ガス供
給量をフィードバック制御するように構成され、車両の
走行環境に応じてトルクを一時的に低減させるように構
成されたエンジン一般に広く好ましく適用可能である。
ステム構成を含む全体構成図である。
である。
ある。
る。
る。
関係を示す特性図である。
化を示すタイムチャートである。
化を示すタイムチャートである。
示すタイムチャートである。
ある。
Claims (9)
- 【請求項1】 燃焼室に噴射する燃料の噴射量及び噴射
時期が可変に構成された燃料噴射手段と、該噴射手段が
噴射する燃料噴射量及び噴射時期をエンジンの運転状態
に応じて設定する噴射条件設定手段と、上記噴射手段で
燃料が噴射される燃焼室に排ガスの一部を供給する排ガ
ス供給手段と、該排ガス供給手段で供給される排ガスの
供給量をフィードバック制御することにより、該排ガス
供給量及び燃料噴射量から求められる空燃比を所定の目
標空燃比に制御する空燃比制御手段とを有するエンジン
の制御装置であって、上記噴射条件設定手段で設定され
た燃料噴射量又は噴射時期の少なくともいずれかを補正
することにより、車両の走行環境に起因して発生するシ
ョックを抑制するようにトルクを一時的に低減させるト
ルク低減手段と、該トルク低減手段によるトルク低減時
には、上記空燃比制御手段による排ガス供給量のフィー
ドバック制御を抑制するフィードバック制御抑制手段と
が備えられていることを特徴とするエンジンの制御装
置。 - 【請求項2】 空燃比制御手段は、加速時は、非加速時
に比べて、制御ゲインを大きくすることを特徴とする請
求項1に記載のエンジンの制御装置。 - 【請求項3】 空燃比制御手段は、排ガス供給量のフィ
ードバック制御が抑制されたときは、予め設定された制
御量に基づく排ガス供給量のフィードフォワード制御を
実行することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの
制御装置。 - 【請求項4】 空燃比制御手段は、加速時は、非加速時
に比べて、フィードフォワード制御量を大きくすること
を特徴とする請求項3に記載のエンジンの制御装置。 - 【請求項5】 予め設定された変速特性に応じて変速段
を切り換える変速制御手段が備えられ、トルク低減手段
は、該変速制御手段による変速段の切換えに起因して発
生するショックを抑制するようにトルクを一時的に低減
させることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの制
御装置。 - 【請求項6】 トルク低減手段は、燃料噴射量を低減さ
せることによりトルクを一時的に低減させ、空燃比制御
手段は、該トルク低減手段によるトルク低減時には、排
ガス供給量及び低減された燃料噴射量から求められる空
燃比を所定の目標空燃比に制御するために、該排ガス供
給量を増大させることを特徴とする請求項5に記載のエ
ンジンの制御装置。 - 【請求項7】 エンジンにより駆動される補機が備えら
れ、噴射量設定手段は、この補機が作動中はトルクを増
大させ、非作動中は低減させるように燃料噴射量又は噴
射時期の少なくともいずれかを補正すると共に、トルク
低減手段は、この補機の作動に基づくトルクの変化に起
因して発生するショックを抑制するようにトルクを一時
的に低減させることを特徴とする請求項1に記載のエン
ジンの制御装置。 - 【請求項8】 噴射量設定手段は、燃料噴射量を増減さ
せることによりトルクを補機の作動に基づき増減させ、
トルク低減手段は、燃料噴射時期を遅角させることによ
りトルクを一時的に低減させ、空燃比制御手段は、上記
噴射量設定手段によるトルク増減時には、排ガス供給量
及び増減された燃料噴射量から求められる空燃比を所定
の目標空燃比に制御するために、該排ガス供給量を減増
させることを特徴とする請求項7に記載のエンジンの制
御装置。 - 【請求項9】 排気通路に、排気圧により回転される過
給機のタービンが備えられていることを特徴とする請求
項1ないし8のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
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