【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの過給圧制御装置に係り、特にエンジンの出力性能と排気ガス浄化性能とのどちらの性能をも落とすことなく両立させるエンジンの過給圧制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両においては、エンジンに吸入空気を導く吸気通路途中に、エンジンへの吸入空気を加圧して過給圧としての給気を生成する過給機（スーパーチャージャ）を設け、この過給機を迂回する過給機バイパス通路を設け、この過給機バイパス通路を開放・閉鎖可能な開閉弁（「エアバイパスバルブ」「ＡＢＶ」ともいう）を設けた過給機付きエンジンを搭載するものがある。
【０００３】
エンジンの過給圧制御装置としては、特開２０００−２４０４８８号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるディーゼルエンジンの制御装置は、タービン内に可変ノズルを有する可変容量ターボ過給機とＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁とを備え、目標ＥＧＲ率に基づいて目標ＥＧＲ量を演算する手段と、この目標ＥＧＲ量に基づいてＥＧＲ弁開口面積を演算する手段と、このＥＧＲ弁開口面積となるようにＥＧＲ弁開度を制御する手段と、目標過給圧を演算する手段と、この目標過給圧とエンジン回転数から排気系総開口面積を演算する手段と、ＥＧＲ弁開口面積に基づいて、ＥＧＲ量と同じ流量がタービンを流れるとしたときのノズル開口面積相当の値を等価ＥＧＲ弁開口面積として演算する手段と、排気系総開口面積からこの等価ＥＧＲ弁開口面積を差し引いた値をノズル開口面積として演算する手段と、このノズル開口面積となるように可変ノズルのノズル開度を制御する手段とを設け、過給圧とＥＧＲ量を夫々独立に制御可能として、過渡を含めた制御精度を確保し、排気エミッションと運転性とを両立させている。
【０００４】
また、特開２００１−３７９６号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるディーゼルエンジンの制御装置は、実ＥＧＲ流量を演算手段がモデル規範制御により演算し、実過給圧を検出手段が検出し、実過給圧と目標過給圧とを比較するとともに、実ＥＧＲ流量と目標ＥＧＲ流量とを比較手段が比較し、これらの比較結果より実過給圧が目標過給圧より低く、且つ実ＥＧＲ流量が目標ＥＧＲ流量よりも大きい場合に、目標噴射圧力を補正手段が増大補正し、補正された目標噴射圧力となるように燃料噴射圧力を制御手段が制御し、加速時や加速途中の変速中に、ＥＧＲ弁の作動遅れに伴う実ＥＧＲ流量の応答遅れがあり、この応答遅れにさらにターボラグが影響する場合においても、噴射圧力の補正精度を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のエンジンの過給圧制御装置において、燃料としてガソリンを使用する過給機付きエンジンの場合、ノッキングを回避するために圧縮比を下げることが多々あるが、ＮＯｘ低減のためのＥＧＲ制御手段（「ＥＧＲ導入システム」ともいう）が装備されていないものがある。
【０００６】
また、ＥＧＲ制御手段が装備されている過給機付きエンジンであっても、過給領域まで排気ガスを吸気側に還流させることはなかった。
【０００７】
そして、過給領域ではノッキングを回避するための点火時期に設定されるが、この点火時期状態においても、筒内圧力上昇率（ｄＰ／ｄθ（シータ））が非常に大きく、点火遅角制御をさらに行い、筒内圧力上昇率（ｄＰ／ｄθ（シータ））を抑える設定とする場合が多い。
【０００８】
しかし、点火遅角制御による筒内圧力上昇率（ｄＰ／ｄθ（シータ））の抑制は、燃費悪化や触媒温度の上昇、出力の大幅ダウン等を惹起することとなり、実用上不利であるという不都合がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、目標過給圧となるように過給圧を制御する制御手段を有するエンジンの過給圧制御装置において、エンジンの負荷に応じてＥＧＲ制御バルブの開度を制御し排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ制御手段を設け、このＥＧＲ制御手段により排気ガスの一部が吸気側に導入された場合と、排気ガスが導入されない場合とで前記目標過給圧の値を変更する機能を前記制御手段に付加して設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、前記制御手段によって、エンジンの燃焼温度及び耐ノッキング性能に影響を与える排気ガスを導入する場合と、排気ガスを導入しない場合とで目標過給圧の値を変更し、エンジンの出力性能と排気ガス浄化性能とのどちらの性能をも落とすことなく、両立させている。
【００１１】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１２】
図１〜図９はこの発明の実施例を示すものである。図２において、２はエンジン、例えば燃料としてガソリンを使用する直接噴射式エンジン、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はシリンダヘッドカバー、１０は燃焼室、１２はピストン、１４は吸気弁、１６は排気弁である。
【００１３】
前記エンジン２のシリンダヘッド６には、燃焼室１０内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１８が備えられているとともに、点火機構２０の点火プラグ２２が備えられている。この点火プラグ２２は、燃焼室１０内の混合気に点火するものである。
【００１４】
前記エンジン２には、吸気系において、外部から空気を取り入れるエアクリーナ２４と、このエアクリーナ２４からエンジン２に吸入空気を導く吸気管２６と、スロットルバルブ２８が備えられたスロットルボディ３０と、サージタンク３２が一体的に形成された吸気マニホルド３４とを順次に接続し、燃焼室１０に連通して該燃焼室１０に吸入空気を導く吸気通路３６が形成されている。スロットルボディ３０は、電子制御式のものである。
【００１５】
そして、前記吸気管２６のエアクリーナ２４とスロットルボディ３０間に、吸入空気を加圧する過給機３８を配設し、この過給機３８を迂回する過給機バイパス通路４０途中には、エアバイパスバルブ（「ＡＢＶ」ともいう）４２を配設する。
【００１６】
また、前記エンジン２には、排気系において、該エンジン２からの排気を導く排気マニホルド４４と、この排気マニホルド４４に連結した三元方式の前側触媒コンバータ４６と、この前側触媒コンバータ４６に連結してＮＯｘトラップタイプの後側触媒コンバータ４８が備えられた排気管５０とを順次に接続し、燃焼室１０に連通する排気通路５２が形成されている。
【００１７】
前記シリンダヘッドカバー８には、点火プラグ２２に連絡したイグニションコイル５４と、ＰＣＶバルブ５６とが取り付けられている。このＰＣＶバルブ５６には、サージタンク３２内に連通する第１ブローバイガス管５８−１が接続されている。また、シリンダヘッドカバー８とスロットルボディ３０とを連通するように、第２ブローバイガス管５８−２が設けられている。
【００１８】
更に、前記シリンダヘッド６に取り付けられた燃料噴射弁１８には、燃料供給機構６０から燃料が供給される。この燃料供給機構６０においては、燃料噴射弁１８にデリバリパイプ６２が連結され、このデリバリパイプ６２には高圧側燃料供給管６４の一端側が連結されている。この高圧側燃料供給管６４の他端側は、シリンダヘッド６に取り付けられた高圧燃料ポンプ６６に連結されている。この高圧燃料ポンプ６６は、燃料噴射弁２４への燃料の圧力である燃圧を高めるものである。また、この高圧燃料ポンプ６６には、低圧側燃料供給管６８の一端側が連結されている。この低圧側燃料供給管６８の他端側は、燃料タンク７０内に設置した低圧燃料ポンプ７２に連結されている。また、高圧燃料ポンプ６６には、燃料タンク７０内に開口する燃料戻し管７４が連結されている。
【００１９】
前記吸気マニホルド３４と排気マニホルド４４との間には、排気ガス（「ＥＧＲ」ともいう）の一部を吸気系に還流させるＥＧＲ制御手段（「排気ガス還流制御手段」ともいう）７６が設けられている。このＥＧＲ制御手段７６は、吸気マニホルド３４と排気マニホルド４４とを連通するＥＧＲ通路（「排気ガス還流通路」ともいう）７８と、このＥＧＲ通路７８の途中に設けられたＥＧＲ制御バルブ８０とを有している。このＥＧＲ制御バルブ８０には、サージタンク３２内に連通する作動負圧通路８０Ａが連絡している。
【００２０】
このサージタンク３２と燃料タンク７０との間には、キャニスタ機構８２が設けられている。このキャニスタ機構８２は、サージタンク３２と燃料タンク７０とを連通する通気管８４と、この通気管８４の途中に設けられたキャニスタ８６と、このキャニスタ８６よりも燃料タンク７０側の通気管８４に設けられた２ウェイバルブ８８と、キャニスタ８６よりもサージタンク３８側の通気管８４に設けられたパージバルブ９０とによって構成されている。
【００２１】
また、前記エンジン２においては、カム角を検出するカム角センサ９２と、エンジン回転数を検出するようにクランク角を検出するクランク角センサ９４と、エアクリーナ２６に取り付けられて吸気温度を検出する吸気温度センサ９６と、エアクリーナ２６に取り付けられて吸気流量を検出するエアフローメータ９８と、スロットルボディ３０に取り付けられてスロットルバルブ２８のスロットル開度を検出するスロットルセンサ１００と、サージタンク３２に取り付けられて吸気圧力を検出する吸気圧センサ（マップセンサ）１０２と、吸気マニホルド３４に取り付けられて該吸気マニホルド３４に形成した冷却水通路１０４内の冷却水温度を検出するエンジン水温検出手段である冷却水温度センサ１０６と、デリバリパイプ６２に取り付けられて燃料の圧力である燃圧を検出する燃圧検出手段である燃圧センサ１０８と、排気マニホルド４４に取り付けられて排気通路５２の排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ１１０とが設けられている。
【００２２】
前記燃料噴射弁１８とエアバイパスバルブ４２とイグニションコイル５４と低圧側燃料ポンプ７２とＥＧＲ制御バルブ８０とパージバルブ９０とカム角センサ９２とクランク角センサ９４と吸気温度センサ９６とエアフローメータ９８とスロットルセンサ１００と吸気圧センサ１０２と冷却水温度センサ１０６と燃圧センサ１０８と酸素センサ１１０とは、制御手段（「ＥＣＭ」ともいう）１１２に連絡している。また、この制御手段１１２には、メインスイッチ１１４とフューズ１１６とを介してバッテリ１１８が連絡している。
【００２３】
この制御手段１１２は、各種センサ等から入力する信号により、例えば、燃料噴射弁２４を作動して燃料の噴射量を制御するとともに、エアバイパスバルブ４２を作動して目標過給圧となるように過給圧を制御し、しかもエンジンの負荷に応じて前記ＥＧＲ制御手段７６のＥＧＲ制御バルブ８０を作動し、このＥＧＲ制御バルブ８０の開度を制御し、排気ガスの一部を吸気系に還流させるべく制御する等の種々制御を行うものである。
【００２４】
そして、前記制御手段１１２には、ＥＧＲ制御手段７６により排気ガスの一部が吸気側に導入された場合と、排気ガスが導入されない場合とで目標過給圧の値を変更する機能を付加して設ける。
【００２５】
詳述すれば、前記ＥＧＲ制御手段７６により排気ガスの一部が吸気側に導入された場合の目標過給圧の値は、排気ガスが導入されない場合の目標過給圧の値よりも高く設定する。
【００２６】
そして、前記制御手段１１２によって、前記ＥＧＲ制御手段７６が作動されたか、つまり排気ガスの一部が吸気側に導入されているか否かを判断する。
【００２７】
このとき、排気ガスの一部が吸気側に導入されていない場合には、図６のＥＧＲ無し・過給圧マップによってエンジン回転数とスロットル開度とに応じた目標過給圧となるように設定するとともに、図８のＥＧＲ無し・Ｗ／Ｇ（ウェストゲート）のベースデューティマップであるＥＧＲ無し・Ｗ／Ｇ・ＤＵＴＹマップによってエンジン回転数とインマニ圧とに応じたデューティとする。
【００２８】
また、排気ガスの一部が吸気側に導入されている場合には、図７のＥＧＲ有り・過給圧マップによってエンジン回転数とスロットル開度、つまりＥＧＲ無しよりも大なるスロットル開度とに応じたＥＧＲ無しよりも高い目標過給圧となるように設定するとともに、図９のＥＧＲ有り・Ｗ／Ｇ（ウェストゲート）のベースデューティマップであるＥＧＲ有り・Ｗ／Ｇ・ＤＵＴＹマップによってエンジン回転数とインマニ圧、つまりＥＧＲ無しよりも大なるインマニ圧とに応じたデューティとする。
【００２９】
追記すると、前記過給機３８を配設したエンジン２は、筒内圧力上昇率（ｄＰ／ｄθ（シータ））が過給機を有しない非過給機エンジンよりも大きく、エンジン２から放射される振動や騒音の点で問題が多く、従来においては、筒内圧力上昇率（ｄＰ／ｄθ（シータ））の低減ために、エンジン出力と燃費とを犠牲とする点火時期の遅角制御が行われていた。
【００３０】
そして、排気ガスの一部を吸気側に導入すると、図３に示す如く、燃焼状態が緩慢となることにより、図４に示す如く、最大圧力上昇率が抑制されるものである。
【００３１】
同様に、排気ガスの一部を吸気側に導入すると、燃焼温度が下がることにより、エンジン２の耐ノッキング性能を向上させることが可能である。
【００３２】
例えば、排気ターボチャージャ付きエンジンの場合には、図５に示す如く、スロットル全開の過給状態においても、排気圧が吸気圧よりも高い領域が存在し、排気ガスの一部を過給機よりも下流の吸気側、つまり吸気マニホルド内に導入することが可能である。
【００３３】
また、機械式過給機の場合には、過給機の上流側に排気ガスの一部を導入することにより、スロットル全開状態においても排気ガスの導入が可能である。
【００３４】
以上のように、スロットル全開状態で排気ガスを導入することにより、点火遅角を行わなくとも、最大圧力上昇率の低下が可能である。
【００３５】
しかしながら、排気ガスを導入した場合には、新鮮な吸気が既に燃焼済みの排気ガスに置き換わってしまうため、等過給圧ではトルク低下を来してしまうものである。
【００３６】
そこで、排気ガスの導入時の目標吸気圧を、排気ガスの非導入時の目標吸気圧よりも高く設定し、排気ガスの導入時のトルク低下を防止し、滑らかな走行状態を確保するものである（図６及び図７参照）。
【００３７】
また、図８及び図９に示す如く、Ｗ／Ｇ・ＤＵＴＹマップを、排気ガスの導入有無によって切り換え、排気ガスの導入時に速やかに目標過給圧となるように設定する。図８及び図９中のＷ／Ｇ・ＤＵＴＹは、１００％がＷ／Ｇ全閉（過給する方向）であり、０％がＷ／Ｇ全開（非過給方向）である。
【００３８】
次に、図１の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００３９】
前記エンジン２の制御、つまり燃圧補正過給制御用プログラムが開始（２０２）すると、ＥＧＲ導入有りか、つまり排気ガスの一部が吸気側に導入されているか否かの判断（２０４）を行う。
【００４０】
そして、この判断（２０４）がＮＯの場合には、排気ガスの一部が吸気側に導入されていないことにより、図６のＥＧＲ無し・過給圧マップによってエンジン回転数とスロットル開度とに応じた目標過給圧となるように設定する（２０６）とともに、図８のＥＧＲ無し・Ｗ／Ｇ（ウェストゲート）のベースデューティマップであるＥＧＲ無し・Ｗ／Ｇ・ＤＵＴＹマップによってエンジン回転数とインマニ圧とに応じたデューティとし（２０８）、この制御用プログラムの出口である「ＥＸＩＴ」に移行（２１４）する。
【００４１】
また、上述の判断（２０４）がＹＥＳの場合には、排気ガスの一部が吸気側に導入されていることにより、図７のＥＧＲ有り・過給圧マップによってエンジン回転数とスロットル開度、つまりＥＧＲ無しよりも大なるスロットル開度とに応じたＥＧＲ無しよりも高い目標過給圧となるように設定する（２１０）とともに、図９のＥＧＲ有り・Ｗ／Ｇ（ウェストゲート）のベースデューティマップであるＥＧＲ有り・Ｗ／Ｇ・ＤＵＴＹマップによってエンジン回転数とインマニ圧、つまりＥＧＲ無しよりも大なるインマニ圧とに応じたデューティとし（２１２）、この制御用プログラムの出口である「ＥＸＩＴ」に移行（２１４）する。
【００４２】
これにより、エンジン２の燃焼温度及び耐ノッキング性能に影響を与える排気ガスであるＥＧＲを導入する場合と、ＥＧＲを導入しない場合とで目標過給圧の値を変更し、エンジンの出力性能と排気ガス浄化性能とのどちらの性能をも落とすことなく、両立させることが可能であり、実用上有利である。
【００４３】
また、排気ガスであるＥＧＲが導入される場合には、エンジン燃焼温度や耐ノッキング性能が向上するため、前記ＥＧＲ制御手段７６により排気ガスの一部が吸気側に導入された場合の目標過給圧の値を、排気ガスが導入されない場合の目標過給圧の値よりも高く設定することが可能となり、何ら不具合はないものである。
【００４４】
更に、前記エンジン２を、例えば燃料としてガソリンを使用する直接噴射式エンジンとしたことにより、排気ガスであるＥＧＲの吸気管への導入量の多い直接噴射式エンジンにおいては、特に有効な制御となり得る。
【００４５】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００４６】
例えば、この発明の実施例においては、ＥＧＲ制御手段により排気ガスの一部が吸気側に導入された場合と、排気ガスが導入されない場合とで目標過給圧の値を変更する機能を制御手段に付加して設ける構成としたが、排気ガスの導入量を考慮する特別構成とすることも可能である。
【００４７】
すなわち、ＥＧＲ制御手段によって排気ガスの導入量を算出し、この排気ガスの導入量に応じて目標過給圧の値を補正するものである。
【００４８】
さすれば、排気ガスの導入量によって目標過給圧を補正することができ、細かな制御が可能となり、制御精度を向上し得る。
【００４９】
また、冷却水温度等のエンジン状態温度を勘案する特別構成とすることも可能である。
【００５０】
すなわち、冷却水温度センサ等のセンサ類によって、冷却水温度等のエンジン状態温度を検出し、この検出した温度信号によって目標過給圧を補正するものである。
【００５１】
さすれば、冷却水温度等のエンジン状態温度によって目標過給圧を補正することができ、細かな制御が可能となり、制御精度を向上し得る。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、目標過給圧となるように過給圧を制御する制御手段を有するエンジンの過給圧制御装置において、エンジンの負荷に応じてＥＧＲ制御バルブの開度を制御し排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ制御手段を設け、このＥＧＲ制御手段により排気ガスの一部が吸気側に導入された場合と、排気ガスが導入されない場合とで目標過給圧の値を変更する機能を制御手段に付加して設けたので、エンジンの燃焼温度及び耐ノッキング性能に影響を与える排気ガスを導入する場合と、排気ガスを導入しない場合とで目標過給圧の値を変更し、エンジンの出力性能と排気ガス浄化性能とのどちらの性能をも落とすことなく、両立させることが可能であり、実用上有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示すエンジンの過給圧制御装置の制御用フローチャートである。
【図２】エンジンの過給圧制御装置の概略構成図である。
【図３】熱発生率を示す図である。
【図４】筒内圧力上昇率を示す図である。
【図５】排気ターボチャージャの吸気圧と排気圧とを示す図である。
【図６】ＥＧＲ無し・過給圧マップを示す図である。
【図７】ＥＧＲあり・過給圧マップを示す図である。
【図８】ＥＧＲ無し・Ｗ／Ｇ・ＤＵＴＹマップを示す図である。
【図９】ＥＧＲ有り・Ｗ／Ｇ・ＤＵＴＹマップを示す図である。
【符号の説明】
２ エンジン
１８ 燃料噴射弁
２０ 点火機構
２２ 点火プラグ
２４ エアクリーナ
２８ スロットルバルブ
３２ サージタンク
３４ 吸気マニホルド
３６ 吸気通路
３８ 過給機
４０ 過給機バイパス通路
４２ エアバイパスバルブ
４４ 排気マニホルド
４６ 前側触媒コンバータ
４８ 後側触媒コンバータ
５２ 排気通路
６０ 燃料供給機構
６６ 高圧燃料ポンプ
７０ 燃料タンク
７２ 低圧燃料ポンプ
７６ ＥＧＲ制御手段
７８ ＥＧＲ通路
８０ ＥＧＲ制御バルブ
８２ キャニスタ機構
８６ キャニスタ
１１２ 制御手段（「ＥＣＭ」ともいう）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a supercharging pressure control device for an engine, and more particularly to a supercharging pressure control device for an engine that achieves both the output performance of an engine and the exhaust gas purification performance without deteriorating the performance.
[0002]
[Prior art]
In a vehicle, a supercharger (supercharger) that pressurizes intake air to the engine to generate supply air as a supercharging pressure is provided in an intake passage that guides intake air to the engine, and bypasses the supercharger. There is a turbocharger equipped with a turbocharger engine provided with an on-off valve (also referred to as an "air bypass valve" or "ABV") capable of opening and closing the turbocharger bypass passage.
[0003]
As a supercharging pressure control device for an engine, there is one disclosed in JP-A-2000-240488. The control apparatus for a diesel engine disclosed in this publication includes a variable-capacity turbocharger having a variable nozzle in a turbine and an EGR valve capable of controlling an EGR amount, and calculates a target EGR amount based on a target EGR rate. Means for calculating the opening area of the EGR valve based on the target EGR amount, means for controlling the opening degree of the EGR valve so as to have the opening area of the EGR valve, means for calculating the target supercharging pressure, Means for calculating the exhaust system total opening area from the target supercharging pressure and the engine speed and a value equivalent to the nozzle opening area when the same flow rate as the EGR amount flows through the turbine based on the EGR valve opening area. Means for calculating as an EGR valve opening area; means for calculating a value obtained by subtracting the equivalent EGR valve opening area from the exhaust system total opening area as a nozzle opening area; Means to control the nozzle opening of the variable nozzle so that the supercharging pressure and EGR amount can be controlled independently of each other, ensuring control accuracy including transients and achieving both exhaust emissions and operability. Let me.
[0004]
There is also one disclosed in JP-A-2001-3796. In the control device for a diesel engine disclosed in this publication, the calculating means calculates the actual EGR flow rate by model reference control, the detecting means detects the actual supercharging pressure, and compares the actual supercharging pressure with the target supercharging pressure. The comparison means compares the actual EGR flow rate with the target EGR flow rate. Based on the comparison result, when the actual supercharging pressure is lower than the target supercharging pressure and the actual EGR flow rate is larger than the target EGR flow rate, The correction means increases and corrects the injection pressure, and the control means controls the fuel injection pressure so as to attain the corrected target injection pressure. The actual EGR flow rate accompanying the operation delay of the EGR valve during acceleration or during shifting during acceleration Even when the turbo lag further influences the response delay, the correction accuracy of the injection pressure is increased.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional supercharging pressure control system for an engine, in the case of a supercharged engine using gasoline as fuel, the compression ratio is often lowered to avoid knocking. However, EGR control for reducing NOx is often performed. Some devices are not equipped with a means (also referred to as an “EGR introduction system”).
[0006]
Further, even in an engine with a supercharger equipped with EGR control means, exhaust gas was not recirculated to the intake side to the supercharging region.
[0007]
In the supercharging region, the ignition timing is set to avoid knocking. Even in this ignition timing state, the in-cylinder pressure increase rate (dP / dθ (theta)) is very large, and the ignition retard control is performed. In many cases, the setting is performed to suppress the in-cylinder pressure rise rate (dP / dθ (theta)).
[0008]
However, suppression of the in-cylinder pressure increase rate (dP / dθ (theta)) by the ignition retard control causes deterioration of fuel efficiency, increase of catalyst temperature, drastic reduction of output, and the like, which is disadvantageous in practical use. There is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to eliminate the above-described disadvantage, the present invention provides an EGR control valve according to an engine load, which includes a supercharging pressure control device for an engine having control means for controlling a supercharging pressure so as to attain a target supercharging pressure. EGR control means for controlling the opening degree of the exhaust gas and recirculating a part of the exhaust gas to the intake system is provided. When the EGR control means introduces a part of the exhaust gas to the intake side, and when the exhaust gas is not introduced. And a function of changing the value of the target supercharging pressure is added to the control means.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
With the invention described above, the control unit changes the value of the target supercharging pressure between the case where the exhaust gas that affects the combustion temperature and the anti-knock performance of the engine is introduced and the case where the exhaust gas is not introduced. In addition, both the output performance of the engine and the exhaust gas purifying performance are made compatible without deteriorating.
[0011]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
1 to 9 show an embodiment of the present invention. In FIG. 2, 2 is an engine, for example, a direct injection engine using gasoline as fuel, 4 is a cylinder block, 6 is a cylinder head, 8 is a cylinder head cover, 10 is a combustion chamber, 12 is a piston, 14 is an intake valve, 16 Is an exhaust valve.
[0013]
The cylinder head 6 of the engine 2 is provided with a fuel injection valve 18 for directly injecting fuel into the combustion chamber 10 and with an ignition plug 22 of an ignition mechanism 20. The ignition plug 22 ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 10.
[0014]
The engine 2 includes an air cleaner 24 that takes in air from the outside in an intake system, an intake pipe 26 that guides intake air from the air cleaner 24 to the engine 2, a throttle body 30 provided with a throttle valve 28, and a surge tank 32. Are sequentially connected to an intake manifold 34 integrally formed, and an intake passage 36 that communicates with the combustion chamber 10 and guides intake air to the combustion chamber 10 is formed. The throttle body 30 is of an electronic control type.
[0015]
A supercharger 38 for pressurizing intake air is disposed between the air cleaner 24 of the intake pipe 26 and the throttle body 30, and an air bypass is provided in the middle of a supercharger bypass passage 40 that bypasses the supercharger 38. A valve (also called “ABV”) 42 is provided.
[0016]
In the exhaust system, an exhaust manifold 44 for guiding exhaust gas from the engine 2, a three-way front catalytic converter 46 connected to the exhaust manifold 44, and an exhaust manifold connected to the front catalytic converter 46 are provided in the exhaust system. Thus, an exhaust passage 52 communicating with the combustion chamber 10 is formed by sequentially connecting an exhaust pipe 50 provided with a NOx trap type rear catalytic converter 48.
[0017]
An ignition coil 54 connected to the ignition plug 22 and a PCV valve 56 are attached to the cylinder head cover 8. The PCV valve 56 is connected to a first blow-by gas pipe 58-1 communicating with the inside of the surge tank 32. Further, a second blow-by gas pipe 58-2 is provided so as to communicate the cylinder head cover 8 with the throttle body 30.
[0018]
Further, fuel is supplied from a fuel supply mechanism 60 to the fuel injection valve 18 attached to the cylinder head 6. In the fuel supply mechanism 60, a delivery pipe 62 is connected to the fuel injection valve 18, and one end of a high-pressure side fuel supply pipe 64 is connected to the delivery pipe 62. The other end of the high pressure side fuel supply pipe 64 is connected to a high pressure fuel pump 66 attached to the cylinder head 6. This high-pressure fuel pump 66 increases the fuel pressure, which is the pressure of fuel to the fuel injection valve 24. One end of a low-pressure fuel supply pipe 68 is connected to the high-pressure fuel pump 66. The other end of the low-pressure fuel supply pipe 68 is connected to a low-pressure fuel pump 72 installed in a fuel tank 70. Further, a fuel return pipe 74 that opens into the fuel tank 70 is connected to the high-pressure fuel pump 66.
[0019]
Between the intake manifold 34 and the exhaust manifold 44, an EGR control means (also referred to as "exhaust gas recirculation control means") 76 for recirculating a part of the exhaust gas (also referred to as "EGR") to the intake system is provided. ing. The EGR control means 76 has an EGR passage (also referred to as an “exhaust gas recirculation passage”) 78 that connects the intake manifold 34 and the exhaust manifold 44, and an EGR control valve 80 provided in the middle of the EGR passage 78. are doing. The EGR control valve 80 is in communication with an operating negative pressure passage 80A communicating with the inside of the surge tank 32.
[0020]
A canister mechanism 82 is provided between the surge tank 32 and the fuel tank 70. The canister mechanism 82 includes a vent pipe 84 communicating the surge tank 32 and the fuel tank 70, a canister 86 provided in the middle of the vent pipe 84, and a vent pipe 84 closer to the fuel tank 70 than the canister 86. A two-way valve 88 is provided, and a purge valve 90 is provided in the ventilation pipe 84 on the surge tank 38 side of the canister 86.
[0021]
Further, in the engine 2, a cam angle sensor 92 for detecting a cam angle, a crank angle sensor 94 for detecting a crank angle so as to detect the engine speed, and an intake air sensor attached to the air cleaner 26 for detecting an intake air temperature. A temperature sensor 96, an air flow meter 98 attached to the air cleaner 26 to detect an intake air flow, a throttle sensor 100 attached to the throttle body 30 to detect the throttle opening of the throttle valve 28, and an attached to the surge tank 32. An intake pressure sensor (map sensor) 102 for detecting intake pressure, and a cooling water temperature as engine water temperature detecting means attached to the intake manifold 34 and detecting a cooling water temperature in a cooling water passage 104 formed in the intake manifold 34. Attach to sensor 106 and delivery pipe 62 Is in the fuel pressure sensor 108 is a fuel pressure detecting means for detecting the fuel pressure is the pressure of the fuel, and the oxygen sensor 110 is provided for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust passage 52 is attached to the exhaust manifold 44.
[0022]
The fuel injection valve 18, the air bypass valve 42, the ignition coil 54, the low pressure side fuel pump 72, the EGR control valve 80, the purge valve 90, the cam angle sensor 92, the crank angle sensor 94, the intake temperature sensor 96, the air flow meter 98, and the throttle sensor 100, the intake pressure sensor 102, the cooling water temperature sensor 106, the fuel pressure sensor 108, and the oxygen sensor 110 communicate with a control means (also referred to as "ECM") 112. A battery 118 is connected to the control unit 112 via a main switch 114 and a fuse 116.
[0023]
The control unit 112 controls the fuel injection amount by operating the fuel injection valve 24 and operates the air bypass valve 42 so that the target supercharging pressure is obtained by a signal input from various sensors or the like. The supercharging pressure is controlled, and the EGR control valve 80 of the EGR control means 76 is operated in accordance with the load of the engine to control the opening degree of the EGR control valve 80 so that a part of the exhaust gas is returned to the intake system. Various controls such as a control to perform the control are performed.
[0024]
The control means 112 is provided with a function of changing the value of the target supercharging pressure when the exhaust gas is partially introduced into the intake side by the EGR control means 76 and when the exhaust gas is not introduced. Provided.
[0025]
More specifically, the value of the target supercharging pressure when a part of the exhaust gas is introduced into the intake side by the EGR control means 76 is set higher than the value of the target supercharging pressure when the exhaust gas is not introduced. I do.
[0026]
Then, the control means 112 determines whether the EGR control means 76 has been operated, that is, whether or not a part of the exhaust gas has been introduced to the intake side.
[0027]
At this time, if a part of the exhaust gas is not introduced into the intake side, the target supercharging pressure is adjusted to the target supercharging pressure according to the engine speed and the throttle opening according to the EGR-less supercharging pressure map shown in FIG. In addition to the setting, the duty according to the engine speed and the intake manifold pressure is set according to the EGR-less / W / G-DUTY map which is the base duty map without EGR / W / G (waist gate) in FIG.
[0028]
When a part of the exhaust gas is introduced into the intake side, the engine speed and the throttle opening degree, that is, the throttle opening degree that is larger than that without the EGR, are determined by the EGR / supercharging map in FIG. In addition to setting the target supercharging pressure to be higher than the corresponding EGR-less, the engine rotation is performed according to the EGR-W / G-DUTY map, which is the EGR-W / G (west gate) base duty map of FIG. The duty is set in accordance with the number and the intake manifold pressure, that is, the intake manifold pressure that is larger than that without EGR.
[0029]
In addition, the engine 2 provided with the supercharger 38 has an in-cylinder pressure increase rate (dP / dθ (theta)) larger than that of a non-supercharger engine having no supercharger, and is radiated from the engine 2. There are many problems in terms of vibration and noise, and in the past, in order to reduce the in-cylinder pressure rise rate (dP / dθ (theta)), retard control of the ignition timing at the expense of engine output and fuel consumption was performed. Had been
[0030]
Then, when a part of the exhaust gas is introduced into the intake side, the combustion state becomes slow as shown in FIG. 3, so that the maximum pressure rise rate is suppressed as shown in FIG. 4.
[0031]
Similarly, when a part of the exhaust gas is introduced to the intake side, the combustion temperature is reduced, so that the anti-knock performance of the engine 2 can be improved.
[0032]
For example, in the case of an engine with an exhaust turbocharger, as shown in FIG. 5, even in the supercharging state with the throttle fully open, there is a region where the exhaust pressure is higher than the intake pressure, and a part of the exhaust gas is discharged from the supercharger. Can also be introduced downstream on the intake side, i.e. into the intake manifold.
[0033]
In the case of a mechanical supercharger, by introducing a part of the exhaust gas upstream of the supercharger, the exhaust gas can be introduced even when the throttle is fully opened.
[0034]
As described above, by introducing exhaust gas with the throttle fully open, the maximum pressure rise rate can be reduced without performing ignition retardation.
[0035]
However, when the exhaust gas is introduced, the fresh intake air is replaced by the exhaust gas that has already been burned, so that the torque is reduced at the equal supercharging pressure.
[0036]
Therefore, the target intake pressure at the time of introduction of exhaust gas is set higher than the target intake pressure at the time of non-introduction of exhaust gas to prevent torque reduction at the time of introduction of exhaust gas and to ensure a smooth running state. (See FIGS. 6 and 7).
[0037]
As shown in FIGS. 8 and 9, the W / G DUTY map is switched depending on whether or not the exhaust gas is introduced, and is set so that the target supercharging pressure is promptly reached when the exhaust gas is introduced. 8/9, 100% is W / G fully closed (supercharging direction) and 0% is W / G fully open (non-supercharging direction).
[0038]
Next, the operation will be described with reference to the control flowchart of FIG.
[0039]
When the control of the engine 2, that is, the fuel pressure correction supercharging control program is started (202), it is determined whether EGR is introduced, that is, whether or not a part of the exhaust gas is introduced into the intake side (204).
[0040]
If this determination (204) is NO, since part of the exhaust gas is not introduced into the intake side, the engine speed and the throttle opening are determined based on the EGR-less / supercharging map shown in FIG. The target supercharging pressure is set in accordance with the target supercharging pressure (206), and the engine speed and the engine speed are determined based on the EGR-less / W / G-DUTY map which is the base duty map of EGR-less / W / G (waist gate) in FIG. The duty is set according to the intake manifold pressure (208), and the process proceeds to "EXIT" which is the exit of the control program (214).
[0041]
If the above determination (204) is YES, a part of the exhaust gas is introduced to the intake side, and the engine speed and the throttle opening, That is, the target supercharging pressure is set to be higher than that without EGR in accordance with the throttle opening degree larger than without EGR (210), and the base duty with EGR and W / G (west gate) shown in FIG. According to the map with EGR / W / G / DUTY map, the duty is set according to the engine speed and the intake manifold pressure, that is, the intake manifold pressure which is larger than that without EGR (212), and "EXIT" which is the exit of this control program (214).
[0042]
Thereby, the value of the target supercharging pressure is changed depending on whether the EGR which is the exhaust gas which affects the combustion temperature and the anti-knock performance of the engine 2 is introduced or not, and the output performance of the engine and the exhaust performance are improved. It is possible to achieve both the gas purification performance and the gas purification performance without deteriorating the performance, which is practically advantageous.
[0043]
When EGR, which is exhaust gas, is introduced, the engine combustion temperature and anti-knock performance are improved. Therefore, the target supercharging when a part of the exhaust gas is introduced into the intake side by the EGR control means 76 is performed. The value of the pressure can be set higher than the value of the target supercharging pressure when no exhaust gas is introduced, and there is no problem.
[0044]
Further, since the engine 2 is, for example, a direct injection engine using gasoline as fuel, control can be particularly effective in a direct injection engine in which the amount of exhaust gas EGR introduced into the intake pipe is large. .
[0045]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
[0046]
For example, in the embodiment of the present invention, the function of changing the value of the target supercharging pressure between when the exhaust gas is partially introduced into the intake side by the EGR control means and when the exhaust gas is not introduced is controlled by the control means. However, it is also possible to adopt a special configuration considering the amount of exhaust gas introduced.
[0047]
That is, the amount of exhaust gas introduced is calculated by the EGR control means, and the value of the target boost pressure is corrected in accordance with the amount of exhaust gas introduced.
[0048]
Then, the target boost pressure can be corrected based on the amount of exhaust gas introduced, fine control can be performed, and control accuracy can be improved.
[0049]
It is also possible to adopt a special configuration that takes into account the engine state temperature such as the cooling water temperature.
[0050]
That is, an engine state temperature such as a cooling water temperature is detected by sensors such as a cooling water temperature sensor, and the target supercharging pressure is corrected by the detected temperature signal.
[0051]
Then, the target boost pressure can be corrected based on the engine state temperature such as the cooling water temperature, and fine control can be performed, and control accuracy can be improved.
[0052]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in a supercharging pressure control device for an engine having control means for controlling a supercharging pressure so as to attain a target supercharging pressure, an EGR control valve is controlled in accordance with an engine load. EGR control means for controlling the opening degree and recirculating a part of the exhaust gas to the intake system is provided. The EGR control means controls whether the exhaust gas is partially introduced into the intake side or not. A function for changing the target supercharging pressure value is added to the control means, so that the target gas can be set depending on whether the exhaust gas which affects the combustion temperature and the anti-knock performance of the engine is introduced or not. By changing the value of the supercharging pressure, it is possible to achieve both of the output performance of the engine and the exhaust gas purification performance without lowering the performance, which is practically advantageous.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control flowchart of an engine supercharging pressure control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a supercharging pressure control device for an engine.
FIG. 3 is a diagram showing a heat generation rate.
FIG. 4 is a diagram showing an in-cylinder pressure rise rate.
FIG. 5 is a diagram showing an intake pressure and an exhaust pressure of an exhaust turbocharger.
FIG. 6 is a diagram showing an EGR-less / supercharging pressure map.
FIG. 7 is a diagram showing a supercharging pressure map with EGR.
FIG. 8 is a diagram showing an EGR-less / W / G-DUTY map.
FIG. 9 is a diagram showing a W / G / DUTY map with EGR.
[Explanation of symbols]
2 Engine 18 Fuel injection valve 20 Ignition mechanism 22 Spark plug 24 Air cleaner 28 Throttle valve 32 Surge tank 34 Intake manifold 36 Intake passage 38 Supercharger 40 Supercharger bypass passage 42 Air bypass valve 44 Exhaust manifold 46 Front catalytic converter 48 Rear side Catalytic converter 52 Exhaust passage 60 Fuel supply mechanism 66 High pressure fuel pump 70 Fuel tank 72 Low pressure fuel pump 76 EGR control means 78 EGR passage 80 EGR control valve 82 Canister mechanism 86 Canister 112 Control means (also referred to as “ECM”)
