JP2010096037A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御装置1の要求トルク算出部30は、要求トルクTRQ_DRVを算出する。コントローラ40は、DeNOx触媒温度Tdnxを所定の目標温度Tdnx_TRGTに収束させるように、目標当量比φcombを算出する。コントローラ50は、酸素濃度センサ22の出力値VO2を目標出力値VO2_TRGTに収束させるように、3つのフィードバック補正値Dgair,Dgegr,Dgpostを算出する。コントローラ60は、5つの値TRQ_DRV,φcomb,Dgair,Dgegr,Dgpostに基づいて、燃焼混合気を生成するためのトルク燃料噴射量Gcombと、未燃燃料をDeNOx触媒12に供給するためのポスト燃料噴射量Gpostなどを算出する。
【選択図】図3
Description
できる。
2 ECU(目標出力値設定手段、第1燃料量算出手段、目標空燃比パラメータ算 出手段、空燃比パラメータ補正値算出手段、補正後目標空燃比パラメータ算出 手段、目標新気量算出手段、目標燃料量算出手段、燃料量補正値算出手段、第 2燃料量算出手段、負荷パラメータ検出手段、目標ガス量算出手段、ガス量補 正値算出手段、補正後目標ガス量手段、不活性ガス量制御手段、新気量補正値 算出手段、補正後目標新気量算出手段、新気量制御手段)
3 内燃機関
3a 気筒
6 ターボチャージャ(新気量可変機構)
7 排気還流機構(不活性ガス量可変機構)
9 排気通路(排気系)
10 三元触媒(第1排気浄化装置)
12 DeNOx触媒(第2排気浄化装置)
20 クランク角センサ(負荷パラメータ検出手段)
22 酸素濃度センサ(酸素濃度検出手段)
23 DeNOx触媒温度センサ(排気系温度検出手段)
24 アクセル開度センサ(負荷パラメータ検出手段)
40 DeNOx触媒温度コントローラ(目標空燃比パラメータ算出手段、空燃比パ ラメータ補正値算出手段、補正後目標空燃比パラメータ算出手段)
50 TWC後空燃比コントローラ(目標出力値設定手段、燃料量補正値算出手段、 ガス量補正値算出手段、新気量補正値算出手段)
60 メインコントローラ(第1燃料量算出手段、目標新気量算出手段、目標燃料量 算出手段、第2燃料量算出手段、目標ガス量算出手段、補正後目標ガス量手段 、補正後目標新気量算出手段)
Gcomb トルク燃料噴射量(第1燃料量)
Gpost ポスト燃料噴射量(第2燃料量)
Tdnx DeNOx触媒温度(排気系温度、装置温度)
Tdnx_act 活性温度
VO2 出力値(酸素濃度検出手段の出力値)
VO2_TRGT 目標出力値
VO2_LE 所定のリーン用値(排ガス中の酸素濃度がより高い状態のとき の酸素濃度検出手段の出力値)
VO2_ST 所定のストイキ用値
φcomb_bs 基準当量比(目標空燃比パラメータ)
φcomb_bs1 触媒暖機用値(目標空燃比パラメータのよりリーン側の値)
φcomb_bs2 VO2FB用値
Usmc_tdnx 当量比補正値(空燃比パラメータ補正値)
Tdnx_TRGT 所定の目標温度
φcomb 目標当量比(補正後目標空燃比パラメータ)
Gair_cmd_ff FF新気量(目標新気量)
Gfuel_ff FF燃料量(目標燃料量)
Dgpost FBポスト噴射量(燃料量補正値)
Gpost_ff FFポスト噴射量
NE エンジン回転数(負荷パラメータ)
AP アクセル開度(負荷パラメータ)
Gegr_ff FF・EGR量(目標ガス量)
Dgegr FB・Inert−EGR量(ガス量補正値)
Gegr_cmd 目標Inert−EGR量(補正後目標ガス量)
VO2_IPS 出力フィルタ値
Dgair FB新気量(新気量補正値)
Uadp_gp 適応則入力(制御入力項)
λgp 忘却係数
Claims (14)
- 排ガスを浄化する第1排気浄化装置が排気系に設けられ、新気が気筒内に吸入され、当該気筒内で燃焼させるための燃料が第1燃料として当該気筒内に供給されるとともに、未燃燃料が第2燃料として前記第1排気浄化装置に供給される内燃機関において、前記新気量、前記第1燃料量および前記第2燃料量を制御することによって、前記排気系の温度である排気系温度と、前記第1排気浄化装置よりも下流側の排ガスの空燃比とを制御する内燃機関の制御装置であって、
前記排気系温度を検出する排気系温度検出手段と、
前記第1排気浄化装置よりも下流側に設けられ、排ガス中の酸素濃度を表す検出信号を出力する酸素濃度検出手段と、
前記酸素濃度検出手段の出力値の目標となる目標出力値を設定する目標出力値設定手段と、
前記第1燃料量を算出する第1燃料量算出手段と、
燃焼混合気の空燃比を表す空燃比パラメータの目標となる目標空燃比パラメータを、前記酸素濃度検出手段の前記出力値が前記目標出力値となる燃焼混合気の空燃比パラメータよりもリーン側の値になるように算出する目標空燃比パラメータ算出手段と、
所定のフィードバック制御アルゴリズムを含む第1制御アルゴリズムを用いて、前記前記排気系温度を所定の目標温度に収束させるように、空燃比パラメータ補正値を算出する空燃比パラメータ補正値算出手段と、
前記目標空燃比パラメータを、前記空燃比パラメータ補正値で補正することによって、補正後目標空燃比パラメータを算出する補正後目標空燃比パラメータ算出手段と、
当該補正後目標空燃比パラメータおよび前記第1燃料量に応じて、前記新気量の目標となる目標新気量を算出する目標新気量算出手段と、
当該目標新気量に応じて、前記酸素濃度検出手段の前記出力値が前記目標出力値となる燃焼混合気を生成するのに必要な燃料量を目標燃料量として算出する目標燃料量算出手段と、
所定のフィードバック制御アルゴリズムを含む第2制御アルゴリズムを用いて、前記酸素濃度検出手段の前記出力値を前記目標出力値に収束させるように、燃料量補正値を算出する燃料量補正値算出手段と、
前記目標燃料量、前記第1燃料量および前記燃料量補正値を用いて、前記第2燃料量を算出する第2燃料量算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記第1排気浄化装置は、前記酸素濃度検出手段の前記出力値が前記目標出力値を含む所定出力値域にあるときには、当該所定出力値域にないときよりも高い排ガス浄化能力を有するように構成されており、
前記内燃機関の前記排気系には、前記第1排気浄化装置とは別個の、排ガスを浄化する第2排気浄化装置がさらに設けられており、
前記所定の目標温度は、所定温度域内の値に設定されており、
前記第2排気浄化装置は、前記排気系温度が前記所定温度域内にあるときには、前記所定温度域内にないときよりも高い排ガス浄化能力を有するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は、前記気筒内に供給される不活性ガス量を変更可能な不活性ガス量可変機構を備えており、
前記内燃機関の負荷を表す負荷パラメータを検出する負荷パラメータ検出手段をさらに備え、
前記第1燃料量算出手段は、当該負荷パラメータに応じて、前記第1燃料量を算出し、
前記第1燃料量に応じて、前記不活性ガス量の目標となる目標ガス量を算出する目標ガス量算出手段と、
所定のフィードバック制御アルゴリズムを含む第3制御アルゴリズムを用いて、前記酸素濃度検出手段の前記出力値を前記目標出力値に収束させるように、ガス量補正値を算出するガス量補正値算出手段と、
前記目標ガス量を前記ガス量補正値で補正することによって、補正後目標ガス量を算出する補正後目標ガス量手段と、
当該補正後目標ガス量に応じて、前記不活性ガス量可変機構を制御することによって、前記不活性ガス量を制御する不活性ガス量制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記第3制御アルゴリズムでは、前記酸素濃度検出手段の前記出力値に所定のフィルタ処理を施すことにより、当該出力値の高周波成分が遮断された状態でかつ当該出力値に対して位相遅れのない状態で、出力フィルタ値が算出されるとともに、当該出力フィルタ値が前記目標出力値に収束するように、前記ガス量補正値が算出され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。
- 前記第1制御アルゴリズムでは、前記排気系温度が前記所定温度域にあるときには、前記排気系温度の前記所定の目標温度への収束速度が、前記第3制御アルゴリズムにおける前記出力フィルタ値の前記目標出力値への収束速度よりも遅くなるように構成されているとともに、前記排気系温度が前記所定温度域にないときには、前記排気系温度の前記所定の目標温度への収束速度が、前記第3制御アルゴリズムにおける前記出力フィルタ値の前記目標出力値への収束速度よりも速くなるように構成されていることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記第3制御アルゴリズムでは、前記出力フィルタ値の前記目標出力値への収束速度が、前記第2制御アルゴリズムにおける前記酸素濃度検出手段の前記出力値の前記目標出力値への収束速度よりも遅くなるように設定されていることを特徴とする請求項4または5に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関は、前記新気量を変更可能な新気量可変機構を備えており、
前記内燃機関の負荷を表す負荷パラメータを検出する負荷パラメータ検出手段をさらに備え、
前記第1燃料量算出手段は、当該負荷パラメータに応じて、前記第1燃料量を算出し、
所定のフィードバック制御アルゴリズムを含む第4制御アルゴリズムを用いて、前記酸素濃度検出手段の前記出力値を前記目標出力値に収束させるように、新気量補正値を算出する新気量補正値算出手段と、
前記目標新気量を前記新気量補正値で補正することによって、補正後目標新気量を算出する補正後目標新気量算出手段と、
当該補正後目標新気量に応じて、前記新気量可変機構を制御することによって、前記新気量を制御する新気量制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項2ないし6のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記新気量補正値算出手段は、前記酸素濃度検出手段の前記出力値に所定のフィルタ処理を施すことにより、当該出力値の高周波成分が遮断された状態でかつ当該出力値に対して位相遅れのない状態で、出力フィルタ値を算出するとともに、当該出力フィルタ値が前記目標出力値に収束するように、前記第4制御アルゴリズムを用いて、前記新気量補正値を算出することを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記第1制御アルゴリズムでは、前記排気系温度が前記所定温度域にあるときには、前記排気系温度の前記所定の目標温度への収束速度が、前記第4制御アルゴリズムにおける前記出力フィルタ値の前記目標出力値への収束速度よりも遅くなるように構成されているとともに、前記排気系温度が前記所定温度域にないときには、前記排気系温度の前記所定の目標温度への収束速度が、前記第4制御アルゴリズムにおける前記出力フィルタ値の前記目標出力値への収束速度よりも速くなるように構成されていることを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記第4制御アルゴリズムでは、前記出力フィルタ値の前記目標出力値への収束速度が、前記第2制御アルゴリズムにおける前記酸素濃度検出手段の前記出力値の前記目標出力値への収束速度よりも遅くなるように設定されていることを特徴とする請求項8または9に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記第1制御アルゴリズムでは、前記排気系温度の前記所定の目標温度への収束速度が、前記排気系温度が前記所定温度域にあるときには、前記所定温度域にないときよりも遅くなるように構成されていることを特徴とする請求項2ないし10のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
- 前記第2排気浄化装置は、前記排気系温度が所定の活性温度域にあるときに活性状態となる特性を有しており、
前記目標空燃比パラメータ算出手段は、前記目標空燃比パラメータを、前記排気系温度が前記所定の活性温度域よりも低い温度域にあるときには、当該所定の活性温度域にあるときと比べて、よりリーン側の値になるように算出することを特徴とする請求項2ないし11のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記排気系温度は、前記第2排気浄化装置の温度を表す装置温度であり、
前記第2排気浄化装置は、前記排気系の前記第1排気浄化装置よりも下流側に配置されているとともに、前記装置温度が所定の活性温度域にあるときに活性状態となる特性を有しており、
前記目標出力値設定手段は、前記装置温度が前記所定の活性温度域よりも高い温度域にあること、および前記装置温度の上昇速度が所定速度よりも大きいことの一方の条件が成立しているときには、前記目標出力値を、当該一方の条件が成立していないときと比べて、排ガス中の酸素濃度がより高い状態のときの前記酸素濃度検出手段の出力値に設定することを特徴とする請求項2ないし12のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記第2制御アルゴリズムでは、前記燃料量補正値が、前記酸素濃度検出手段の前記出力値と前記目標出力値との間の定常偏差を補償するための制御入力項を含むように算出されるとともに、当該制御入力項は所定の忘却処理を施しながら算出されることを特徴とする請求項1ないし13のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
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