JP2004116457A - Egr control device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関におけるEGR制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の排気ガスの一部(EGRガス)を排気系から抜き出して、吸気系に再循環させることにより、有害成分(NOx)を低減するEGR制御が行われている(EGR: Exhaust Gas Recirculation 排気ガス再循環)。このEGR制御は、EGRガスと言う不活性ガスを混合気に追加することにより、燃焼効率を低下させてNOxを低減する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
EGR制御は、NOxを低減することができるが、燃焼効率が低下することによりエンジン回転が不安定になり、エンジントルクが低下する。したがって、EGR制御開始後、エンジン回転が安定する前に外部負荷(エアコン、オルタネータなどのエンジン補機)がオンされると、エンストが発生することになる。
【0004】
また、EGR制御においては、アイドル時のように吸気系の負圧が強いときには、EGRガスが通常制御時よりも大量に吸気系に導入されることになる。この場合にも、エンジントルクが低下して同様の問題が発生する。
これらの問題に対処するため、実際のEGR制御においては、外部負荷が増加したとき、又はアイドル時にエンジン回転が不安定にならないように、チューニングによりEGRガスの導入量を抑制している。しかしながら、このようにEGRガス量を抑えると、本来の目的であるNOxの抑制効果が不十分になる。
【0005】
本発明は、EGR制御時に、エンジントルクが低下した状態にあっても、エンジン回転を安定に保持することができるEGR制御装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものである。本発明のEGR制御装置は、EGR検出手段がEGR制御の開始を検出し、判定手段がエンジン回転が不安定だと判定したときは、外部負荷開閉手段は、外部負荷をオンさせる指示があっても、外部負荷のオンをさせないように制御をする。このように、エンジン回転が不安定なときに外部負荷のオンを禁止することにより、エンストを防止することができる。
【0007】
また、本発明の別の態様においては、EGR検出手段がEGR制御の開始を検出し、吸気系の負圧を検出する負圧検出手段が所定値を超えた負圧を検出したときは、開度調整手段は、EGRガスの流量を減らすようにEGRバルブの開度を微調整する。
これにより、吸気系の負圧が強くなっても、吸気系に導入されるEGRガス量は、通常時と同程度に保たれるので、エンジントルクが低下することがなくなる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図を用いて説明する。
図1を用いて、本発明を適用したEGR制御装置の構成を説明する。
エンジン1の排気系2から排気ガスの一部を抜き出して、EGRガスとして、吸気系3へ再循環させるガス流路4が設けられる。ガス流路4の途中に、EGRガスの流量を制御するためのEGRバルブ5が配置される。
【0009】
EGR制御装置6がEGRバルブ5の開度を制御する。EGR制御装置6は、EFI/ECU(電子制御燃料噴射装置用電子制御装置)に組み込まれている。
また、EGR制御装置6は、エアコンスイッチの操作に応じて、エアコン7のオンオフ操作を行う。なお、本例では、外部負荷としてエアコン7を用いる例を説明しているが、オルタネータなどのそのほかのエンジン補機に対しても適用可能である。
【0010】
(実施形態1)
図2及び図3のフローチャートを用いて、EGR制御装置6の第1の動作を説明する。
図2は、EGR制御が安定しているか否かを判定する処理を示す。この処理は、従来のEGR制御装置においても実行されていた処理である。
図3は、図2の判定の結果に基づいて、外部負荷オンオフ制御の処理を示す。図2の動作は、所定時間間隔で実行される。
【0011】
図2のステップS1で、EGR制御が開始されたか否かが判定される。この判定は、EFI/ECU中のフラグ(制御中)をチェックすることにより行われる。ステップ1でNoであれば、ステップS4で、EGR制御が安定中であるとメモリ8に記憶される。YesであればステップS2に進む。
【0012】
ステップ2で、エンジン回転が安定しているか否かが判定される。この判定の詳細は後で説明するが、EGR制御開始からの経過時間、エンジン回転数の変動などに基づいて判定される。ステップS2でYesであれば、ステップS4へ進み、EGR制御が安定中であるとメモリ8に記憶される。NoであればステップS3へ進み、EGR制御が安定中でないとメモリ8に記憶される。
【0013】
エアコンスイッチがオン操作され、EGR制御装置6に信号が入力されると、図3の処理がスタートする。
ステップS21で、EGR制御が安定中であるか否かが判定される。ここでメモリ8に安定中(Yes)と記憶されていれば、エアコン7にオン信号を送出してエアコンの駆動を開始する(ステップS22)。不安定(No)であれば、エアコン7へオン信号は送出しない(ステップS23)。
【0014】
このように、EGR制御を開始してエンジン回転が安定しない間は、エアコン7をオンしようとする操作がされてもエアコン7のコンプレッサは運転を開始しない。したがって、回転が安定していない間にエンジン1に余分な負荷が加わることがなく、エンストに至ることがない。また、EGR制御開始時のEGRガス導入量を十分にとることができるので、EGR制御本来の目的である、NOxの発生を抑え、エミッションを向上させることができる。
【0015】
なお、ステップS21で安定していないと判定され、エアコン7をオンしなかった場合であっても、図2、図3の処理を繰り返すうちにEGR制御が安定だと判定されるようになると、エアコン7にオン信号が送出される。
また、外部負荷のオンオフ制御が別のECUにより行われるものである場合は、EGR制御装置6からそのECUに外部負荷のオフ信号を送信するようにすれば良い。
【0016】
ここで、図2のステップS2におけるエンジン回転が安定しているか否かの判定を行う具体的手法を説明する。
第1には、エンジン回転の安定を時間で判定する。この場合、EGR制御が開始されると、タイマ9を起動させする。EGR制御開始から所定時間が経過すると、エンジン回転が安定したと判定をする。
【0017】
上記の所定時間については、一定時間としてもよいが、これをエンジン回転数NEとEGRガス量をパラメータとして決めることにより、よりきめ細かい調整が可能となる。この場合、エンジン回転数NEが大となると所定時間も大とする。EGRガス量が大となると所定時間も大とする。
なお、ガス量は、EGRバルブ5の開度(EFI/ECUの出力)、空気流量で見ることができる。
【0018】
さらに、上記の所定時間を、エンジン発生トルクをパラメータとして決めることもできる。この場合、エンジントルクが小となると、所定時間を大とする。
また、エンジン発生トルクは、エンジン回転数NE、スロットル開度から得られる。これらの情報は、元々EFI/ECUに入力されていたものを使用できる。
【0019】
エンジン回転の安定を判定する第2の手法は、エンジン回転数NEの変動の大小で判定をする。エンジン回転数NE信号は、EFI/ECUに矩形波で入ってくる。この矩形波の幅(パルスの長さ)の変動を見ればよい。具体的には、n秒ごとの変動を検出し、変動量が所定値以下になれば、エンジン回転が安定したと判定する。
【0020】
図4を用いて、図2のEGR制御安定の判定をする処理の変形例を説明する。ステップS1−S4は図2と同様である。ステップS1のYesの後に、ステップS5が追加され、アイドル中であるか否かが判定される。アイドル中は、エンジン発生トルクが低下する。したがって、ここでアイドル中と判定される(Yes)と、ステップS3へ進み、エンジン回転安定か否かが判定される。
【0021】
アイドル中でないと判定される(No)と、エンジン発生トルクは低下していないので、ステップS4へ進みEGR制御安定と記憶される。このように、エンジン発生トルクが十分にあるときは直ちにEGR制御安定と判定することにより、外部負荷のオン制御を迅速にすることが可能となる。なお、アイドル中であるか否かの判定は、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて行うことができる。
【0022】
ステップS5は、アイドル状態の検出の代わりに、Nレンジ状態の検出とすることができる。Nレンジは、エンジン発生トルクへの影響が小さく、負荷変動に強い。したがって、ステップS5では、Nレンジ状態にあるか否かが判定され、Nレンジでない(Yes)ときはステップS3へ進み、Nレンジのとき(No)はステップS4へ進む。
【0023】
(実施形態2)
図5のフローチャートを用いて、EGR制御装置6の第2の動作を説明する。
図5の処理において、ステップS41とステップS43は、従来のEGR制御装置において実行されていた処理である。すなわち、EGR制御が開始される(ステップS41)と、EGRバルブ5の開度制御(通常制御)が開始される(ステップS43)。
【0024】
本実施形態においては、ステップS41とS43の間に、ステップS42が挿入され、吸気系3の負圧が強いか否かが判定される。ここで、負圧が所定値以下(No)であれば、ステップS43へ進んで通常制御を開始する。負圧が所定値以上(Yes)であれば、ステップS44で、EGRバルブ5の開度を、EGRガスのガス流量が減るように微調整を開始する。
【0025】
吸気系3の負圧が強くなった場合、EGRバルブ5の開度が同一であっても、排気系2に流入するEGRガスの流量は増加する。これにより、エンジン発生トルクが低下することになる。これに対し、本例の処理により、EGR制御開始時に吸気系3の負圧が強くなった場合、EGRガスの流量が減るようにEGRバルブ5の開度が微調整される。
【0026】
したがって、吸気系3の負圧が強くなったとしても、再循環するEGRガスの流量は適正流量に保たれる。これにより、EGR制御開始時のEGRガス導入量を十分にとることができ、NOxの発生を抑え、エミッションを向上させることができる。
【0027】
図5のステップS42の吸気系の負圧の判定には、アイドル中であるか否かによって判定することができる。アイドル中は吸気系の負圧が強くなるので、アイドル状態が検出されれば、ステップS42はYesとなる。
また、ステップS42の負圧の判定には、吸気系に設けられた圧力センサからの信号を使用することもできる。この信号は、元々EFI/ECUに入力されている。
【0028】
ステップS44の微調整の詳細を説明する。
EGRバルブ5の通常制御(ステップS43)では、バルブは開位置又は閉位置のいずれかをとり、開位置にあるときにEGRガスが流通する。ステップS44の微調整では、開位置が100%開ではなく、閉位置に近い中間位置をとるように制御される。
【0029】
図6を用いて、微調整の具体例を説明する。
(A)は、EGRバルブ5が、開位置と閉位置のいずれかの位置のみをとる場合に適用される。
EGR制御は、100msの周期で行われる。図示の例では、EGR制御周期の70%の期間オン信号を出力し、残りの30%の期間は出力信号をオフとする。このような信号を出力することにより、EGRバルブ5の開度は70%となり、EGRガスの流量を、EGRバルブ全開時の70%に微調整することができる。
【0030】
(B)は、ステッピングモータによりEGRバルブ5が制御される場合に適用される。
図示の例では、EGR制御周期(100ms)の内、EGRバルブ5の開度5と開度4を60ms,40msで切り替える。この場合、全体的に見ればEGRバルブの開度4.6ステップの流量が得られる。このように、隣り合うステップをハンチングさせることによって中間のステップに微調整することができる。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、EGR制御時にエンジントルクが低下しても、エンジン回転を安定にすることができるEGR制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のEGR制御装置を適用したエンジンシステムの構成を示す図である。
【図2】図1のEGR制御装置の第1の動作を示すフローチャート(その1)である。
【図3】図1のEGR制御装置の第1の動作を示すフローチャート(その2)である。
【図4】図2の動作の変形例を示すフローチャートである。
【図5】図1のEGR制御装置の第2の動作を示すフローチャートである。
【図6】図5の処理におけるEGRバルブの微調整を説明する図である。
【符号の説明】
1…エンジン
2…排気系
3…吸気系
4…ガス流路
5…EGRバルブ
6…EGR制御装置
7…エアコン
8…メモリ
9…タイマ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an EGR control device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art EGR control for reducing harmful components (NOx) is performed by extracting a part of exhaust gas (EGR gas) of an internal combustion engine from an exhaust system and recirculating the exhaust gas to an intake system (EGR: Exhaust Gas Recirculation Exhaust). Gas recirculation). This EGR control reduces combustion efficiency by adding an inert gas called EGR gas to the air-fuel mixture to reduce NOx.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The EGR control can reduce NOx, but the engine efficiency becomes unstable due to a decrease in combustion efficiency, and the engine torque decreases. Therefore, if an external load (an engine accessory such as an air conditioner or an alternator) is turned on after the start of the EGR control and before the engine rotation is stabilized, an engine stall will occur.
[0004]
Further, in the EGR control, when the negative pressure of the intake system is high, such as during idling, a larger amount of EGR gas is introduced into the intake system than during normal control. Also in this case, a similar problem occurs due to a decrease in engine torque.
To cope with these problems, in the actual EGR control, the amount of EGR gas introduced is suppressed by tuning so that the engine rotation does not become unstable when the external load increases or during idling. However, if the amount of EGR gas is suppressed in this way, the original effect of suppressing NOx becomes insufficient.
[0005]
An object of the present invention is to provide an EGR control device that can stably maintain engine rotation even when engine torque is reduced during EGR control.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to achieve the above object. In the EGR control device according to the present invention, when the EGR detection means detects the start of the EGR control and the determination means determines that the engine rotation is unstable, the external load switching means receives an instruction to turn on the external load. Also, control is performed so that the external load is not turned on. In this way, by prohibiting turning on the external load when the engine rotation is unstable, engine stall can be prevented.
[0007]
In another aspect of the present invention, when the EGR detecting means detects the start of the EGR control and the negative pressure detecting means for detecting the negative pressure of the intake system detects a negative pressure exceeding a predetermined value, the open state is determined. The degree adjusting means finely adjusts the opening degree of the EGR valve so as to reduce the flow rate of the EGR gas.
As a result, even if the negative pressure of the intake system increases, the amount of EGR gas introduced into the intake system is maintained at about the same level as during normal operation, so that the engine torque does not decrease.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The configuration of an EGR control device to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
A
[0009]
The
In addition, the
[0010]
(Embodiment 1)
The first operation of the
FIG. 2 shows a process for determining whether the EGR control is stable. This process is a process that has also been executed in the conventional EGR control device.
FIG. 3 shows an external load on / off control process based on the result of the determination in FIG. The operation in FIG. 2 is executed at predetermined time intervals.
[0011]
In step S1 of FIG. 2, it is determined whether EGR control has been started. This determination is made by checking a flag (under control) in the EFI / ECU. If No in
[0012]
In
[0013]
When the air conditioner switch is turned on and a signal is input to the
In step S21, it is determined whether the EGR control is stable. If it is stored in the
[0014]
As described above, while the EGR control is started and the engine rotation is not stabilized, even if an operation for turning on the
[0015]
In addition, even if it is determined in step S21 that the EGR control is not stable and the
When the on / off control of the external load is performed by another ECU, the off signal of the external load may be transmitted from the
[0016]
Here, a specific method for determining whether or not the engine rotation in step S2 in FIG. 2 is stable will be described.
First, the stability of the engine rotation is determined by time. In this case, when the EGR control is started, the
[0017]
The above-mentioned predetermined time may be a fixed time. However, if the predetermined time is determined by using the engine speed NE and the EGR gas amount as parameters, finer adjustment is possible. In this case, when the engine speed NE increases, the predetermined time also increases. When the EGR gas amount increases, the predetermined time also increases.
In addition, the gas amount can be seen from the opening degree of the EGR valve 5 (output of EFI / ECU) and the air flow rate.
[0018]
Further, the above-mentioned predetermined time can be determined using the engine generated torque as a parameter. In this case, when the engine torque becomes small, the predetermined time is made long.
The engine generated torque is obtained from the engine speed NE and the throttle opening. These pieces of information can be those originally input to the EFI / ECU.
[0019]
The second method for determining the stability of the engine speed is based on the magnitude of the fluctuation of the engine speed NE. The engine speed NE signal enters the EFI / ECU as a rectangular wave. What is necessary is just to look at the variation of the width (pulse length) of this rectangular wave. Specifically, a change every n seconds is detected, and when the amount of change becomes equal to or less than a predetermined value, it is determined that the engine rotation is stabilized.
[0020]
With reference to FIG. 4, a modified example of the process for determining the stability of the EGR control of FIG. 2 will be described. Steps S1-S4 are the same as in FIG. Step S5 is added after Yes in step S1, and it is determined whether or not the vehicle is idling. During idling, the engine generated torque decreases. Therefore, if it is determined that the engine is idling (Yes), the process proceeds to step S3, and it is determined whether the engine rotation is stable.
[0021]
If it is determined that the engine is not idling (No), the engine generated torque has not decreased, and the process proceeds to step S4, where EGR control stability is stored. As described above, when the torque generated by the engine is sufficient, it is immediately determined that the EGR control is stable, whereby the on-control of the external load can be quickly performed. The determination as to whether the vehicle is idling can be made based on the amount of depression of the accelerator pedal.
[0022]
Step S5 may be detection of the N range state instead of detection of the idle state. The N range has a small effect on the engine generated torque and is strong against load fluctuations. Therefore, in step S5, it is determined whether or not the vehicle is in the N range. If not in the N range (Yes), the process proceeds to step S3, and in the case of the N range (No), the process proceeds to step S4.
[0023]
(Embodiment 2)
The second operation of the
In the process of FIG. 5, steps S41 and S43 are processes that have been executed in the conventional EGR control device. That is, when the EGR control is started (step S41), the opening control (normal control) of the
[0024]
In the present embodiment, step S42 is inserted between steps S41 and S43, and it is determined whether the negative pressure of the
[0025]
When the negative pressure of the
[0026]
Therefore, even if the negative pressure of the
[0027]
The determination of the negative pressure of the intake system in step S42 in FIG. 5 can be made based on whether the engine is idling. Since the negative pressure of the intake system increases during idling, if an idle state is detected, step S42 becomes Yes.
In addition, the signal from the pressure sensor provided in the intake system can be used for the determination of the negative pressure in step S42. This signal is originally input to the EFI / ECU.
[0028]
The details of the fine adjustment in step S44 will be described.
In the normal control of the EGR valve 5 (step S43), the valve takes either the open position or the closed position, and the EGR gas flows when in the open position. In the fine adjustment in step S44, control is performed so that the open position is not 100% open but an intermediate position close to the closed position.
[0029]
A specific example of the fine adjustment will be described with reference to FIG.
(A) is applied when the
The EGR control is performed at a cycle of 100 ms. In the illustrated example, the on signal is output for a period of 70% of the EGR control cycle, and the output signal is turned off for the remaining 30% of the period. By outputting such a signal, the opening of the
[0030]
(B) is applied when the
In the illustrated example, the
[0031]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain an EGR control device that can stabilize engine rotation even when engine torque decreases during EGR control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an engine system to which an EGR control device of the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart (part 1) illustrating a first operation of the EGR control device of FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart (part 2) illustrating a first operation of the EGR control device of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart illustrating a modification of the operation in FIG. 2;
FIG. 5 is a flowchart showing a second operation of the EGR control device of FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram illustrating fine adjustment of an EGR valve in the process of FIG. 5;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (12)
エンジン回転が安定しているか否かを判定する判定手段と、
外部負荷をオンオフする外部負荷開閉手段であって、前記EGR検出手段がEGR制御の開始を検出し、前記判定手段がエンジン回転が不安定だと判定したときは、前記外部負荷をオンさせないように制御する外部負荷開閉手段と、
を具備することを特徴とするEGR制御装置。EGR detecting means for detecting that the EGR control has started,
Determining means for determining whether the engine rotation is stable;
External load opening / closing means for turning on / off an external load, wherein when the EGR detection means detects the start of EGR control and the determination means determines that engine rotation is unstable, the external load is not turned on. External load switching means for controlling,
An EGR control device comprising:
前記外部負荷開閉手段は、前記アイドル検出手段がアイドル状態を検出した場合には、前記外部負荷をオンさせない制御を行う請求項1に記載のEGR制御装置。An idle detecting means for detecting an idle state is provided,
2. The EGR control device according to claim 1, wherein the external load switching unit performs control not to turn on the external load when the idle detection unit detects an idle state. 3.
前記外部負荷開閉手段は、前記Nレンジ検出手段がNレンジを検出しない場合には、前記外部負荷をオンさせない制御を行う請求項1に記載のEGR制御装置。N range detecting means for detecting the N range,
2. The EGR control device according to claim 1, wherein the external load switching unit performs control not to turn on the external load when the N range detection unit does not detect the N range. 3.
吸気系の負圧を検出する負圧検出手段と、
EGRバルブの開度を調整する開度調整手段であって、前記EGR検出手段がEGR制御の開始を検出し、前記負圧検出手段が検出した負圧が所定値を超えたときは、EGRガスを減らすように前記開度を微調整する開度調整手段と、
を具備することを特徴とするEGR制御装置。EGR detection means for detecting that EGR control has been started;
Negative pressure detecting means for detecting a negative pressure of the intake system;
An opening adjustment means for adjusting the opening of the EGR valve, wherein the EGR detection means detects the start of EGR control, and when the negative pressure detected by the negative pressure detection means exceeds a predetermined value, the EGR gas Opening adjustment means for finely adjusting the opening so as to reduce
An EGR control device comprising:
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