JP2010236462A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、EGR系を備える内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine having an EGR system.
従来、例えば、特開2007−51566号公報に開示されているように、外部EGR装置を有する内燃機関において、エンジン冷却水の水温が所定温度を超えたときに外部EGRを停止するシステムが提案されている。このシステムでは、エンジンの冷却水がEGRクーラで高温の排ガスと熱交換しないので、エンジンの冷却水の温度上昇を抑制でき、エンジンの過熱を防止できる。 Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-51566, in an internal combustion engine having an external EGR device, a system has been proposed that stops external EGR when the temperature of engine cooling water exceeds a predetermined temperature. ing. In this system, the engine coolant does not exchange heat with the high-temperature exhaust gas by the EGR cooler, so that the temperature rise of the engine coolant can be suppressed and the engine can be prevented from overheating.
内燃機関の高負荷運転時には、冷却水の水温が上昇してオーバーヒートすることが考えられる。上記従来のシステムでは、このオーバーヒートを抑止するために、エンジン冷却水の水温が所定温度を超えたときに外部EGRを即座に停止することとしている。しかしながら、EGR要求はエミッションや燃費等に関連する要求から出されるものであり、可能な限り要求量を満たすことが望ましい。このため、冷却水の水温が所定温度を超えたときに外部EGRを停止してしまう上記従来のシステムでは、EGR要求とオーバーヒートの抑制との両立の観点から、未だ改善の余地を残すものであった。 During high load operation of the internal combustion engine, it is conceivable that the coolant temperature rises and overheats. In the conventional system described above, in order to suppress this overheating, the external EGR is immediately stopped when the temperature of the engine cooling water exceeds a predetermined temperature. However, the EGR request is issued from a request related to emission, fuel consumption, etc., and it is desirable to satisfy the required amount as much as possible. For this reason, the above-described conventional system that stops the external EGR when the coolant temperature exceeds a predetermined temperature still leaves room for improvement from the viewpoint of achieving both EGR requirements and suppression of overheating. It was.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、EGR系を備える内燃機関において、オーバーヒートの抑制とEGR要求とを高い次元で両立することの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 to solve the above-described problems, and provides an internal combustion engine control device capable of achieving both overheat suppression and EGR requirements at a high level in an internal combustion engine having an EGR system. The purpose is to do.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の冷却と前記内燃機関の備えるEGR系の冷却とを同一の冷却系で行う内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の冷却系に対する要求放熱量と前記内燃機関の冷却系の放熱量とに基づいて、EGRを停止した場合に前記冷却系の水温が所定のオーバーヒート温度まで上昇しないための第1水温と、前記第1水温よりも低い所定の第2水温とを設定する水温設定手段と、
前記内燃機関の水温が前記第2水温に達した場合に、前記EGRの量を減量するEGR減量手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention provides a control device for an internal combustion engine that performs cooling of the internal combustion engine and cooling of an EGR system included in the internal combustion engine in the same cooling system.
A first water temperature for preventing the water temperature of the cooling system from rising to a predetermined overheat temperature when the EGR is stopped based on a required heat radiation amount for the cooling system of the internal combustion engine and a heat radiation amount of the cooling system of the internal combustion engine; Water temperature setting means for setting a predetermined second water temperature lower than the first water temperature;
EGR reduction means for reducing the amount of EGR when the water temperature of the internal combustion engine reaches the second water temperature;
It is characterized by providing.
第1の発明によれば、内燃機関の冷却系に対する要求放熱量と放熱量とに基づいて、EGRを停止した場合に冷却系の水温が所定のオーバーヒート温度まで上昇しないための第1水温と、該第1水温よりも低い所定の第2水温とが設定される。そして、内燃機関の水温が当該第2水温を越えた場合にEGR量が減量される。このため、本発明によれば、EGR量を減量しつつEGRが続行されるので、水温が第1の水温に達するまでの期間を長期化させることができる。これにより、水温が第1水温に到達する可能性を効果的に低下させることができるので、オーバーヒートの発生を効果的に抑制するとともに、EGR要求を可能な限り満たすことができる。 According to the first invention, based on the required heat release amount and the heat release amount for the cooling system of the internal combustion engine, the first water temperature for preventing the water temperature of the cooling system from rising to a predetermined overheat temperature when the EGR is stopped, A predetermined second water temperature lower than the first water temperature is set. Then, when the water temperature of the internal combustion engine exceeds the second water temperature, the EGR amount is reduced. For this reason, according to the present invention, since the EGR is continued while reducing the EGR amount, the period until the water temperature reaches the first water temperature can be lengthened. Thereby, since the possibility that the water temperature reaches the first water temperature can be effectively reduced, the occurrence of overheating can be effectively suppressed and the EGR request can be satisfied as much as possible.
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The present invention is not limited to the following embodiments.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1としてのシステム構成を説明するための簡易図である。本実施の形態の内燃機関はEGR系を備えた内燃機関であって、当該内燃機関を冷却するための冷却系とEGRガスを冷却するための冷却系とは同一の冷却系で構成されている。図1に示すとおり、本実施の形態のシステムは、内燃機関の運転状態および外部情報を取得するための種々の手段を備えている。より具体的には、本実施の形態のシステムは、車速を検出するための車速検出手段10、外気温を検出するための外気温検出手段12、エンジン回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段14、エンジン負荷を検出するためのエンジン負荷検出手段16、さらに空燃比を検出するための空燃比検出手段18を備えている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a simplified diagram for explaining a system configuration as a first embodiment of the present invention. The internal combustion engine of the present embodiment is an internal combustion engine having an EGR system, and the cooling system for cooling the internal combustion engine and the cooling system for cooling EGR gas are configured by the same cooling system. . As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment includes various means for acquiring the operating state of the internal combustion engine and external information. More specifically, the system of the present embodiment includes vehicle speed detection means 10 for detecting the vehicle speed, outside air temperature detection means 12 for detecting the outside air temperature, and engine speed detection for detecting the engine speed. Means 14, engine load detection means 16 for detecting the engine load, and air-fuel ratio detection means 18 for detecting the air-fuel ratio are provided.
また、本実施の形態のシステムは、内燃機関の冷却系(ラジエタ等)の放熱量Qrを算出するためのQr算出手段20、および当該冷却系に対する要求放熱量Qwを算出するためのQw算出手段22を備えている。Qr算出手段20では、車速検出手段10によって検出された車速と外気温検出手段12によって検出された外気温とに基づいて、放熱量Qrを算出する。また、Qw算出手段22では、上述したエンジン回転数検出手段14によって検出されたエンジン回転数、エンジン負荷検出手段16によって検出されたエンジン負荷、および空燃比検出手段18によって検出された空燃比に加えて、後述するEGR率補正手段32によって算出されたEGR率に基づいて、要求放熱量Qwを算出する。
Further, the system of the present embodiment includes a Qr calculating means 20 for calculating a heat dissipation amount Qr of a cooling system (radiator or the like) of the internal combustion engine, and a Qw calculating means for calculating a required heat dissipation amount Qw for the cooling system. 22 is provided. The
また、本実施の形態のシステムは、水温のしきい値Tw1およびTw2を算出するためのTw算出手段24を備えている。Tw算出手段24は、Qr算出手段20によって算出された放熱量Qr、およびQw算出手段22によって算出された要求放熱量Qwに基づいて、しきい値Tw1およびTw2を算出する。尚、しきい値Tw2は、EGRを停止しなければ水温が所定のオーバーヒート温度を超えてしまう水温のしきい値を示している。また、しきい値Tw1は、しきい値Tw2よりも小さい温度であって、EGRを現在のEGR率で続行すると、近い将来水温が所定のオーバーヒート温度を越えてしまう水温のしきい値を示している。しきい値Tw1およびTw2は、後述するマップに基づいて算出される。
Further, the system of the present embodiment includes Tw calculation means 24 for calculating the water temperature threshold values Tw1 and Tw2. The
また、本実施の形態の内燃機関はEGR系の制御として、EGR率算出手段30と、EGR率補正手段32とEGR開度出力手段34と、を備えている。EGR率算出手段30では、上述したエンジン回転数検出手段14によって検出されたエンジン回転数、およびエンジン負荷検出手段16によって検出されたエンジン負荷に基づいてEGR率を算出する。EGR率算出手段で算出されたEGR率は、EGR率補正手段32において補正される。EGR開度出力手段34では、補正後のEGR率に基づいて、EGR開度をアクチュエータへ出力する。
Further, the internal combustion engine of the present embodiment includes an EGR rate calculation means 30, an EGR rate correction means 32, and an EGR opening degree output means 34 as EGR system control. The EGR rate calculating means 30 calculates the EGR rate based on the engine speed detected by the engine speed detecting means 14 described above and the engine load detected by the engine load detecting means 16. The EGR rate calculated by the EGR rate calculating unit is corrected by the EGR
また、本実施の形態の内燃機関は燃料制御系として、燃料噴射量算出手段40と噴射量出力手段42とを備えている。燃料噴射量算出手段40では、上述したエンジン回転数検出手段14によって検出されたエンジン回転数、エンジン負荷検出手段16によって検出されたエンジン負荷、および空燃比検出手段18によって検出された空燃比に基づいて、燃料噴射量を算出する。また、噴射量出力手段42では、算出された噴射量をアクチュエータへ出力する。 The internal combustion engine of the present embodiment includes a fuel injection amount calculation means 40 and an injection amount output means 42 as a fuel control system. The fuel injection amount calculating means 40 is based on the engine speed detected by the engine speed detecting means 14 described above, the engine load detected by the engine load detecting means 16, and the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detecting means 18. Thus, the fuel injection amount is calculated. Further, the injection amount output means 42 outputs the calculated injection amount to the actuator.
[実施の形態1の特徴的動作]
次に、図1乃至図4を参照して本実施の形態の内燃機関のシステムの特徴的動作について説明する。本実施の形態のシステムは、内燃機関の水温がTw算出手段24によって算出されたしきい値Tw1を超えた場合に、EGR量が減量されるように制御される。以下では、図2に示すタイミングチャートに沿って、各システムの機能および動作について更に詳細に説明する。
[Characteristic Operation of First Embodiment]
Next, the characteristic operation of the internal combustion engine system of the present embodiment will be described with reference to FIGS. The system according to the present embodiment is controlled so that the EGR amount is reduced when the water temperature of the internal combustion engine exceeds the threshold value Tw1 calculated by the Tw calculating
図2は、内燃機関の高速トーイング登坂時のタイミングチャートの一例を示す。この図に示すように、高負荷運転時には水温が徐々に上昇する。そして、当該水温がTw算出手段24において算出されたしきい値Tw1を超えた場合にEGR率が補正される。 FIG. 2 shows an example of a timing chart during high-speed towing climbing of the internal combustion engine. As shown in this figure, the water temperature gradually rises during high load operation. And when the said water temperature exceeds threshold value Tw1 calculated in the Tw calculation means 24, an EGR rate is correct | amended.
ところで、しきい値Tw1は、近い将来に水温が所定のオーバーヒート温度を超えてしまう水温のしきい値であり、図3に示すマップに従い算出される。図3は、放熱量Qrおよび要求放熱量Qwとしきい値Twとの関係を規定するマップを示す。このマップに示すとおり、しきい値Twは、放熱量Qrが大きいほど大きく、且つ、要求放熱量Qwが大きいほど小さくなるように算出される。また、このマップによれば、Tw1はTw2よりも小さな値に算出される。これにより、放熱量Qrおよび要求放熱量Qwが反映されたしきい値Twを算出することができる。 By the way, the threshold value Tw1 is a threshold value of the water temperature at which the water temperature exceeds a predetermined overheat temperature in the near future, and is calculated according to the map shown in FIG. FIG. 3 shows a map that defines the relationship between the heat dissipation amount Qr, the required heat dissipation amount Qw, and the threshold value Tw. As shown in this map, the threshold value Tw is calculated so as to increase as the heat dissipation amount Qr increases and to decrease as the required heat dissipation amount Qw increases. Further, according to this map, Tw1 is calculated to be smaller than Tw2. Thereby, the threshold value Tw reflecting the heat radiation amount Qr and the required heat radiation amount Qw can be calculated.
EGR率は、当該しきい値Tw1に基づいて補正される。より具体的には、EGR率算出手段30によって算出されたEGR率は、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて算出された値であり、オーバーヒートの可能性に関する情報は何も反映されていない。このため、かかるEGR率に基づいてEGR制御を実行すると、EGR系からの要求放熱量が増加して水温が所定のオーバーヒート温度を超えて上昇してしまうおそれがある。 The EGR rate is corrected based on the threshold value Tw1. More specifically, the EGR rate calculated by the EGR rate calculating means 30 is a value calculated based on the engine speed and the engine load, and no information on the possibility of overheating is reflected. For this reason, if EGR control is executed based on the EGR rate, the required heat release from the EGR system may increase, and the water temperature may rise above a predetermined overheat temperature.
そこで、本実施の形態のシステムでは、EGR率補正手段32を有している。EGR率補正手段では、先ず、現在の水温が上述したTw算出手段から入力されたしきい値Tw1を超えているか否かが判定される。その結果、水温がしきい値Tw1を超えていない場合には、未だオーバーヒートのおそれはないと判断されて、EGR開度出力手段34では、EGR率算出手段30によって算出されたEGR率に基づいてEGR開度が出力される。
Therefore, the system according to the present embodiment includes the EGR
一方、水温がしきい値Tw1を超えている場合には、近い将来オーバーヒートのおそれがあると判断されて、EGR率が補正される。ここでは、具体的には、先ず、EGR係数が算出される。EGR率係数は、入力されたEGR率に乗算することにより当該EGR率を補正するための係数であり、図4に示すマップに従い算出される。図4は、しきい値TwとEGR率係数との関係を規定したマップを示す。このマップによれば、しきい値Tw1は、その値が大きいほど該EGR係数が小さな値として算出される。 On the other hand, when the water temperature exceeds the threshold value Tw1, it is determined that there is a possibility of overheating in the near future, and the EGR rate is corrected. Here, specifically, first, an EGR coefficient is calculated. The EGR rate coefficient is a coefficient for correcting the EGR rate by multiplying the input EGR rate, and is calculated according to the map shown in FIG. FIG. 4 shows a map defining the relationship between the threshold value Tw and the EGR rate coefficient. According to this map, the threshold value Tw1 is calculated such that the larger the value, the smaller the EGR coefficient.
上述したEGR率の補正によれば、水温がしきい値Tw1を越えている場合にはEGR量が減量されるので、EGR系の要求放熱量が減少する。これにより、水温の上昇割合が減少するので、当該水温がしきい値Tw2に達するまでの期間、すなわちEGR率をゼロにするまで期間を長期化することができる。かかる期間が長期化するほど、EGRを停止する可能性が低減される。このため、本実施の形態のシステムによれば、可能な限りEGR要求を満たしつつ、オーバーヒートを効果的に抑制することが可能となる。 According to the correction of the EGR rate described above, when the water temperature exceeds the threshold value Tw1, the EGR amount is reduced, so that the required heat release amount of the EGR system is reduced. As a result, the rate of increase in the water temperature decreases, so that the period until the water temperature reaches the threshold value Tw2, that is, the period until the EGR rate becomes zero can be lengthened. The longer this period is, the less likely it is to stop EGR. For this reason, according to the system of the present embodiment, it is possible to effectively suppress overheating while satisfying the EGR request as much as possible.
また、図2に示すタイミングチャートのように、内燃機関の運転状態が軽負荷運転に移行しない場合には、最終的に水温がTw2に達してしまう。この場合には、図2に示すとおりEGRが停止される。より具体的には、Tw2に対応するEGR係数は、図4に示すマップに従いゼロが算出されている。このため、EGR率は水温がTw2を超えたときにゼロに設定される。これにより、EGRが停止されて水温が低下するため、オーバーヒートを効果的に抑止することができる。 Further, as shown in the timing chart of FIG. 2, when the operation state of the internal combustion engine does not shift to the light load operation, the water temperature eventually reaches Tw2. In this case, EGR is stopped as shown in FIG. More specifically, the EGR coefficient corresponding to Tw2 is calculated to be zero according to the map shown in FIG. For this reason, the EGR rate is set to zero when the water temperature exceeds Tw2. Thereby, since EGR is stopped and water temperature falls, overheating can be suppressed effectively.
以上説明した通り、本実施の形態のシステムによれば、放熱量Qrおよび要求放熱量Qwに基づいてしきい値Tw1およびTw2が算出されるので、オーバーヒートの可能性を当該しきい値に効果的に反映させることができる。 As described above, according to the system of the present embodiment, the threshold values Tw1 and Tw2 are calculated based on the heat dissipation amount Qr and the required heat dissipation amount Qw, so that the possibility of overheating is effective for the threshold value Can be reflected.
また、本実施の形態のシステムによれば、水温がしきい値Tw1を超えた場合に、EGRが減量して継続されるので、EGR運転時間を拡大して燃費の改善を図ることができる。また、EGRの減量によって水温の上昇割合を小さくすることができるので、水温がしきい値Tw2に達するまでの期間を長期化することができる。これにより、オーバーヒートの発生を抑制するとともに、EGRが停止される可能性を効果的に低減することができる。 Further, according to the system of the present embodiment, when the water temperature exceeds the threshold value Tw1, the EGR is reduced and continued, so that the EGR operation time can be extended to improve the fuel consumption. Moreover, since the rate of increase in the water temperature can be reduced by reducing the EGR, the period until the water temperature reaches the threshold value Tw2 can be lengthened. Thereby, while suppressing generation | occurrence | production of overheating, possibility that EGR will be stopped can be reduced effectively.
尚、上述した実施の形態では、しきい値Tw1が前記第1の発明の「第2水温」に、しきい値Tw2が前記第1の発明の「第1水温」に、それぞれ相当している。 In the embodiment described above, the threshold value Tw1 corresponds to the “second water temperature” of the first invention, and the threshold value Tw2 corresponds to the “first water temperature” of the first invention. .
10 車速検出手段
12 外気温検出手段
14 エンジン回転数検出手段
16 エンジン負荷検出手段
18 空燃比検出手段
20 Qr算出手段
22 Qw算出手段
24 Tw算出手段
30 EGR率算出手段
32 EGR率補正手段
34 EGR開度出力手段
40 燃料噴射量算出手段
42 噴射量出力手段
10 vehicle speed detecting means 12 outside air temperature detecting means 14 engine speed detecting means 16 engine load detecting means 18 air-fuel
Claims (1)
前記内燃機関の冷却系に対する要求放熱量と前記内燃機関の冷却系の放熱量とに基づいて、EGRを停止した場合に前記冷却系の水温が所定のオーバーヒート温度まで上昇しないための第1水温と、前記第1水温よりも低い所定の第2水温とを設定する水温設定手段と、
前記内燃機関の水温が前記第2水温に達した場合に、前記EGRの量を減量するEGR減量手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control apparatus for an internal combustion engine that performs cooling of the internal combustion engine and cooling of the EGR system included in the internal combustion engine in the same cooling system,
A first water temperature for preventing the water temperature of the cooling system from rising to a predetermined overheat temperature when the EGR is stopped based on a required heat radiation amount for the cooling system of the internal combustion engine and a heat radiation amount of the cooling system of the internal combustion engine; Water temperature setting means for setting a predetermined second water temperature lower than the first water temperature;
EGR reduction means for reducing the amount of EGR when the water temperature of the internal combustion engine reaches the second water temperature;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009086830A JP2010236462A (en) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | Control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012122356A (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine, and automobile |
CN115045749A (en) * | 2021-09-22 | 2022-09-13 | 长城汽车股份有限公司 | Engine control method and device and vehicle |
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2009
- 2009-03-31 JP JP2009086830A patent/JP2010236462A/en active Pending
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