JP2012041863A - Method of controlling recirculation of exhaust gas of internal combustion engine - Google Patents

Method of controlling recirculation of exhaust gas of internal combustion engine Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of EGR control which can suppress hunting during transition from internal EGR control to external EGR control.SOLUTION: An internal combustion engine includes a variable valve timing mechanism and an EGR mechanism. An EGR control valve is closed when target opening of the EGR control valve is less than a first threshold, and the EGR control valve is opened to attain the target opening when it is the first threshold or larger. The EGR control valve is closed when the opening gets smaller than a second threshold which is smaller than the first threshold after it becomes the first threshold or larger. The first and second thresholds are set so that the larger the difference between valve timing when the EGR control valve opens and valve timing when the EGR control valve closes, the larger the difference between the first and second thresholds. Actual timing to start recirculation of exhaust gas by means of the EGR mechanism is set so that it occurs after the valve timing is changed over to the valve timing for EGR by the EGR mechanism.

Description

本発明は、排気ガスを吸気系に再循環させる排気ガス再循環(以下、EGRと称する)機構及び少なくとも吸気弁と排気弁との一方のバルブタイミングを制御する可変バルブタイミング機構を備える内燃機関における排気ガス再循環制御方法に関するものである。   The present invention relates to an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) mechanism for recirculating exhaust gas to an intake system and a variable valve timing mechanism for controlling at least one valve timing of an intake valve and an exhaust valve. The present invention relates to an exhaust gas recirculation control method.

従来、この種のEGR機構及び可変バルブタイミング機構を備える内燃機関においては、バルブタイミングに応じてEGR量を切り替えるようにそれぞれの機構を制御している。例えば、特許文献1には、第一のバルブタイミングと第一のバルブタイミングより遅くした第二のバルブタイミングとに対してそれぞれ、異なるEGR量を設定して、吸気管内の圧力の急増によるサージングを回避して、スムーズにバルブタイミングを切り替えられるようにしている。   Conventionally, in an internal combustion engine provided with this type of EGR mechanism and variable valve timing mechanism, each mechanism is controlled so as to switch the EGR amount in accordance with the valve timing. For example, in Patent Document 1, different EGR amounts are set for the first valve timing and the second valve timing that is later than the first valve timing, and surging due to a sudden increase in pressure in the intake pipe is performed. By avoiding this, the valve timing can be switched smoothly.

ところで、この種の内燃機関にあっては、可変バルブタイミング機構によりバルブタイミングを変更することにより、排出する既燃ガスの一部をシリンダ内に残留させるいわゆる内部EGR制御と、EGR機構によるいわゆる外部EGR制御とを、内燃機関の運転領域により切り替えるものも知られている。このようなものでは、EGR機構のEGR弁の目標開度を機関回転数と吸気管内圧とで例えばマップを用いて設定しておき、その目標開度が所定値以上となった時点で、内部EGR制御から外部EGR制御に切り替えるようにしている。目標開度は、可変バルブタイミング機構によりバルブタイミングが制御されている間も更新されているが、EGR機構はバルブタイミングが制御されている間はEGR弁を目標開度になるように制御するものではない。   By the way, in this type of internal combustion engine, by changing the valve timing by a variable valve timing mechanism, so-called internal EGR control in which part of the burnt gas to be discharged remains in the cylinder, and so-called external by the EGR mechanism. There is also known one that switches EGR control depending on the operation region of the internal combustion engine. In such a case, the target opening of the EGR valve of the EGR mechanism is set using, for example, a map with the engine speed and the intake pipe internal pressure, and when the target opening becomes a predetermined value or more, the internal opening The EGR control is switched to the external EGR control. The target opening is updated while the valve timing is controlled by the variable valve timing mechanism, but the EGR mechanism controls the EGR valve so as to reach the target opening while the valve timing is controlled. is not.

内部EGR制御から外部EGR制御への切り替えに際しては、バルブタイミングを外部EGR制御のための目標バルブタイミングに変化させ、その後にその時点の目標開度になるようにEGR弁を駆動する構成を採用している。バルブタイミングを先に目標バルブタイミングまで遅角させるため、吸入空気量が増加し、その結果、図5に示すように、吸気管内圧が一時的に低下する。このように吸気管内圧が低下すると、その低下した吸気管内圧に基づいて目標開度を設定するため、目標開度が前記所定値を下回る状態が生じる。   When switching from internal EGR control to external EGR control, the valve timing is changed to the target valve timing for external EGR control, and then the EGR valve is driven to reach the target opening at that time. ing. Since the valve timing is delayed to the target valve timing first, the intake air amount increases, and as a result, the intake pipe pressure temporarily decreases as shown in FIG. When the intake pipe internal pressure decreases in this way, the target opening is set based on the reduced intake pipe internal pressure, and thus the target opening falls below the predetermined value.

このような状態が生じると、内部EGR制御と外部EGR制御とを行き来するモードハンチング状態となる可能性があるため、前記所定値に代えて、EGR弁を開くための判定値となる第一の閾値と閉じるための第二の閾値とを設定して、EGR弁の開閉制御にヒステリシスを持たせるものである。   When such a state occurs, there is a possibility that a mode hunting state in which the internal EGR control and the external EGR control are switched back and forth will be replaced with the predetermined value, which is a first determination value for opening the EGR valve. A threshold value and a second threshold value for closing are set to give hysteresis to the opening / closing control of the EGR valve.

ところで、第一の閾値と第二の閾値とによるヒステリシス要求量を一定に設定する場合、バルブタイミングの設定にあっても燃費が最良となるようにしている関係上、低回転域と高回転域とでヒステリシス要求量が異なってくる。このため、例えば低回転域に合わせてヒステリシス要求量を設定すると、高回転域においてモードハンチングを生じることになり、一方、その逆の設定であると、低回転域で外部EGR制御に円滑に移行できなくなり燃費を低下させる要因になった。   By the way, when the required hysteresis amount by the first threshold value and the second threshold value is set to be constant, the fuel efficiency is optimal even when the valve timing is set. And the hysteresis requirement varies. For this reason, for example, if the hysteresis requirement is set in accordance with the low rotation range, mode hunting occurs in the high rotation range. On the other hand, if the reverse setting is set, the transition to the external EGR control smoothly in the low rotation range. It became impossible to do so and became a factor of reducing fuel consumption.

特開2007‐71075号公報JP 2007-71075 A

そこで本発明は以上の点に着目し、可変バルブタイミング機構とEGR機構とを備える内燃機関において、EGR機構によるEGR制御を実行する際のハンチングの抑制を図ることを目的としている。   Accordingly, the present invention focuses on the above points and aims to suppress hunting when executing EGR control by the EGR mechanism in an internal combustion engine including a variable valve timing mechanism and an EGR mechanism.

すなわち、本発明の内燃機関の排気ガス再循環制御方法は、内燃機関が、排気弁と吸気弁との少なくとも一方のバルブタイミングを制御する可変バルブタイミング機構と、排気ガスの再循環量を制御する再循環制御弁を有する排気ガス再循環機構とを備えてなり、機関回転数と吸気管内圧とに基づいて設定する再循環制御弁の目標開度が、第一の閾値未満である場合には再循環制御弁を閉じておき、第一の閾値以上の時は再循環制御弁を目標開度となるように開き、さらに第一の閾値以上になった後に第一の閾値よりも小なる第二の閾値未満となった際には、再循環制御弁を閉じる内燃機関の排気ガス再循環制御方法であって、再循環制御弁が開く時のバルブタイミングと、再循環制御弁が閉じる時のバルブタイミングとの差異が大きいほど第一の閾値と第二の閾値との差が大きくなるように第一及び第二の閾値を設定し、排気ガス再循環機構による排気ガスの再循環を開始する実際のタイミングを、バルブタイミングを排気ガス再循環機構による排気ガス再循環のためのバルブタイミングに切り替えた後になるように設定することを特徴とする。   That is, according to the exhaust gas recirculation control method for an internal combustion engine of the present invention, the internal combustion engine controls a variable valve timing mechanism that controls the valve timing of at least one of the exhaust valve and the intake valve, and the exhaust gas recirculation amount. An exhaust gas recirculation mechanism having a recirculation control valve, and when the target opening of the recirculation control valve set based on the engine speed and the intake pipe internal pressure is less than the first threshold value The recirculation control valve is closed, and when it is greater than or equal to the first threshold, the recirculation control valve is opened so as to reach the target opening, and after becoming greater than or equal to the first threshold and smaller than the first threshold An exhaust gas recirculation control method for an internal combustion engine that closes the recirculation control valve when the recirculation control valve is less than the second threshold, the valve timing when the recirculation control valve opens, The greater the difference from the valve timing, The first and second threshold values are set so that the difference between the first threshold value and the second threshold value becomes large, and the actual timing for starting the exhaust gas recirculation by the exhaust gas recirculation mechanism is exhausted. It is characterized in that it is set after switching to valve timing for exhaust gas recirculation by the gas recirculation mechanism.

このような構成において、再循環制御弁が開いている場合と閉じている場合との可変バルブタイミング機構によるバルブタイミングの差異が大きくなるほど第一の閾値と第二の閾値との差を大きく設定することで、排気ガス再循環機構による排気ガス再循環制御の際のモードハンチングを抑制することが可能になる。   In such a configuration, the difference between the first threshold value and the second threshold value is set larger as the difference in valve timing by the variable valve timing mechanism between when the recirculation control valve is open and when it is closed is larger. Thus, mode hunting during exhaust gas recirculation control by the exhaust gas recirculation mechanism can be suppressed.

本発明は、以上説明したような構成であり、可変バルブタイミング機構による排気ガス再循環制御から排気ガス再循環機構による排気ガス再循環制御への切り替えの際のモードハンチングを抑制することができ、燃費を向上させることができる。   The present invention is configured as described above, and mode hunting at the time of switching from exhaust gas recirculation control by a variable valve timing mechanism to exhaust gas recirculation control by an exhaust gas recirculation mechanism can be suppressed, Fuel consumption can be improved.

本発明の実施形態の概略構成を示す構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Structure explanatory drawing which shows schematic structure of embodiment of this invention. 同実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。The flowchart which shows the outline of the control procedure of the embodiment. 同実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。The flowchart which shows the outline of the control procedure of the embodiment. 同実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。The flowchart which shows the outline of the control procedure of the embodiment. 従来例の作用説明図。Explanatory drawing of an effect | action of a prior art example.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に1気筒の構成を概略的に示したエンジン100は、例えば自動車に搭載されるものである。このエンジン100は、吸気系1、シリンダ2及び排気系5を備えている。吸気系1には、図示しないアクセルペダルに応じて開閉するスロットルバルブ11が設けてあり、そのスロットルバルブ11の下流には、サージタンク13を一体に有する吸気マニホルド12が取り付けてある。シリンダ2上部に形成される燃焼室23の天井部には、点火プラグ8が取り付けてある。吸気マニホルド12の吸気ポート側端部には、燃料噴射弁3が取り付けてある。この燃料噴射弁3は、後述する電子制御装置4により制御される。さらに、サージタンク13と、O2センサ51、三元触媒52及び排気マニホルド53を備える排気系5との間には、EGR機構6が接続される。 An engine 100 schematically showing the configuration of one cylinder in FIG. 1 is mounted on, for example, an automobile. The engine 100 includes an intake system 1, a cylinder 2, and an exhaust system 5. The intake system 1 is provided with a throttle valve 11 that opens and closes in response to an accelerator pedal (not shown), and an intake manifold 12 that integrally has a surge tank 13 is attached downstream of the throttle valve 11. A spark plug 8 is attached to the ceiling portion of the combustion chamber 23 formed in the upper part of the cylinder 2. A fuel injection valve 3 is attached to an intake port side end of the intake manifold 12. The fuel injection valve 3 is controlled by an electronic control device 4 described later. Further, an EGR mechanism 6 is connected between the surge tank 13 and the exhaust system 5 including the O 2 sensor 51, the three-way catalyst 52, and the exhaust manifold 53.

EGR機構6は、サージタンク13に連通するように一方の端部が接続されるEGR管路61と、そのEGR管路61に設けられてEGR管路61を通過する排気ガスの流量すなわちEGR量を制御するEGR制御弁62とを備えて構成される。EGR管路61の他方の端部は、排気系5に設けられる三元触媒52の上流において排気系5に連通するように排気マニホルド53に接続される。EGR装置6は、EGR制御弁62が制御されるつまり開かれると、排気ガスがEGR制御弁62の開度に応じた流量でEGR管路61を通過して、スロットルバルブ11よりも下流側つまりサージタンク13内に還流させるものである。還流されるEGR量は、EGR制御弁62の開度に依存するもので、EGR制御弁62の開度の制御は、電子制御装置4により行われる。   The EGR mechanism 6 includes an EGR pipe 61 connected at one end so as to communicate with the surge tank 13, and a flow rate of exhaust gas that is provided in the EGR pipe 61 and passes through the EGR pipe 61, that is, an EGR amount And an EGR control valve 62 for controlling the motor. The other end of the EGR pipe 61 is connected to the exhaust manifold 53 so as to communicate with the exhaust system 5 upstream of the three-way catalyst 52 provided in the exhaust system 5. When the EGR control valve 62 is controlled, that is, opened, the EGR device 6 passes the EGR pipe 61 at a flow rate corresponding to the opening degree of the EGR control valve 62 and is located downstream of the throttle valve 11. It is made to recirculate in the surge tank 13. The amount of EGR to be refluxed depends on the opening degree of the EGR control valve 62, and the opening degree of the EGR control valve 62 is controlled by the electronic control unit 4.

このエンジン100は、吸気弁21の開閉タイミング(以下、バルブタイミングと称する)を、吸気管内圧とエンジン回転数とに基づいて設定される目標バルブタイミングになるように変更するための可変バルブタイミング機構9を備えている。可変バルブタイミング機構9は、いわゆる揺動シリンダ機構を利用したもので、吸気カムシャフト91に固定されたロータと、ロータの外側に嵌められるハウジングと、ロータに対してハウジングを回動させるための電磁式4方向切換制御弁であるオイルコントロールバルブ92と、互いに噛み合うように一方をハウジングに取り付けて他方を排気カムシャフト93に固定した一対のギア94,95と、吸気カムシャフト91の端部に取り付けられてクランク角度信号及び気筒判別用信号を出力するクランクセンサ96と、排気カムシャフト93の端部に取り付けられて240°CA(クランク角度)回転する毎に排気カム信号を出力するタイミングセンサ97とを備える構成である。   The engine 100 has a variable valve timing mechanism for changing the opening / closing timing (hereinafter referred to as valve timing) of the intake valve 21 to a target valve timing set based on the intake pipe internal pressure and the engine speed. 9 is provided. The variable valve timing mechanism 9 uses a so-called oscillating cylinder mechanism, and includes a rotor fixed to the intake camshaft 91, a housing fitted outside the rotor, and an electromagnetic for rotating the housing relative to the rotor. An oil control valve 92 which is a four-way switching control valve, a pair of gears 94 and 95 which are attached to the housing and fixed to the exhaust camshaft 93 so as to mesh with each other, and attached to the end of the intake camshaft 91 A crank sensor 96 that outputs a crank angle signal and a cylinder discrimination signal, and a timing sensor 97 that is attached to the end of the exhaust cam shaft 93 and outputs an exhaust cam signal each time it rotates 240 ° CA (crank angle); It is the structure provided with.

このような構成において、吸気弁21の開閉タイミング、つまりバルブタイミングは、電子制御装置4から出力される開閉タイミング信号pにより可変バルブタイミング機構9が作動して変更されるものである。すなわち、可変バルブタイミング機構9は、開閉タイミング信号pを受けると、ハウジングに流出入する作動油の方向及び量をオイルコントロールバルブ92により制御する。これにより、ロータに対するハウジングの相対角度が変化し、吸気カムシャフト91と排気カムシャフト93との間に所望の回転位相差を生じさせて、バルブタイミングを可変制御するものである。つまり、クランクシャフトの回転に対して、排気弁24を常に一定のタイミングで開閉させつつ、吸気弁21のバルブタイミングを変化させることにより、吸気弁21のバルブタイミングと排気弁24のバルブタイミングとの相対位相差を所定角度範囲内で自在に変化させることができる。そして、吸気弁24の開きタイミングを早くすることにより、排気ガスを吸気ポートに吹き戻し吸入空気に混合する、いわゆる内部EGR制御を実施するものとなる。   In such a configuration, the opening / closing timing of the intake valve 21, that is, the valve timing, is changed by the variable valve timing mechanism 9 operated by the opening / closing timing signal p output from the electronic control device 4. That is, when the variable valve timing mechanism 9 receives the opening / closing timing signal p, the oil control valve 92 controls the direction and amount of hydraulic fluid flowing into and out of the housing. As a result, the relative angle of the housing with respect to the rotor changes, and a desired rotational phase difference is generated between the intake camshaft 91 and the exhaust camshaft 93 to variably control the valve timing. That is, the valve timing of the intake valve 21 and the valve timing of the exhaust valve 24 are changed by changing the valve timing of the intake valve 21 while the exhaust valve 24 is always opened and closed with respect to the rotation of the crankshaft. The relative phase difference can be freely changed within a predetermined angle range. Then, by opening the intake valve 24 earlier, so-called internal EGR control is performed in which exhaust gas is blown back to the intake port and mixed with intake air.

電子制御装置4は、中央演算装置41と、記憶装置42と、入力インターフェース43と、出力インターフェース44とを備えてなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。中央演算装置41は、記憶装置42に格納された、以下に説明する種々のプログラムを実行して、エンジン100の運転を制御するものである。中央演算装置41には、エンジン100の運転制御に必要な情報が入力インターフェース43を介して入力されるとともに、中央演算装置41は、燃料制御弁3、排気ガス還流制御弁62、オイルコントロールバルブ92などに対して制御信号を、出力インターフェース44を介して出力する。   The electronic control unit 4 is mainly configured by a microcomputer system including a central processing unit 41, a storage unit 42, an input interface 43, and an output interface 44. The central processing unit 41 controls the operation of the engine 100 by executing various programs described below stored in the storage device 42. Information necessary for operation control of the engine 100 is input to the central processing unit 41 via the input interface 43, and the central processing unit 41 includes the fuel control valve 3, the exhaust gas recirculation control valve 62, and the oil control valve 92. A control signal is output via the output interface 44.

具体的には、入力インターフェース43には、サージタンク13内の圧力を吸気管内圧として検出するための吸気圧センサ71から出力される吸気圧信号a、エンジン回転数を検出するための回転数センサ72から出力される回転数信号b、車速を検出するための車速センサ73から出力される車速信号c、スロットルバルブ11の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ74から出力されるIDL信号d、エンジン100の冷却水温度を検出するための水温センサ76から出力される水温信号f、O2センサ51から出力される電圧信号hなどが入力される。一方、出力インターフェース44からは、点火プラグ8に対して点火信号m、燃料制御弁3に対して燃料噴射信号n、排気ガス還流制御弁62に対してバルブ開閉信号o、可変バルブタイミング機構9のオイルコントロールバルブ92に対して開閉タイミング信号pなどが出力される。 Specifically, the input interface 43 includes an intake pressure signal a output from the intake pressure sensor 71 for detecting the pressure in the surge tank 13 as the intake pipe internal pressure, and a rotation speed sensor for detecting the engine speed. 72, a rotation speed signal b output from the vehicle 72, a vehicle speed signal c output from the vehicle speed sensor 73 for detecting the vehicle speed, an IDL signal d output from the idle switch 74 for detecting the open / closed state of the throttle valve 11, and the engine A water temperature signal f output from the water temperature sensor 76 for detecting the cooling water temperature of 100, a voltage signal h output from the O 2 sensor 51, and the like are input. On the other hand, from the output interface 44, the ignition signal m for the spark plug 8, the fuel injection signal n for the fuel control valve 3, the valve opening / closing signal o for the exhaust gas recirculation control valve 62, the variable valve timing mechanism 9 An opening / closing timing signal p or the like is output to the oil control valve 92.

このような構成において、電子制御装置4は、吸気圧センサ71から出力される吸気圧信号aと回転数センサ72から出力される回転数信号bとを主な情報として、運転状態に応じて設定される係数を用いて燃料噴射量を演算し、燃料噴射量に対応する燃料噴射時間つまり燃料噴射弁3に対する通電時間を決定し、その決定された通電時間により燃料噴射弁3を制御して、燃料を吸気系1に噴射させる。このような燃料噴射制御自体は、この分野で知られているものを適用するものであってよい。   In such a configuration, the electronic control unit 4 sets the intake pressure signal a output from the intake pressure sensor 71 and the rotation speed signal b output from the rotation speed sensor 72 as main information according to the driving state. The fuel injection amount is calculated using the coefficient to determine the fuel injection time corresponding to the fuel injection amount, that is, the energization time for the fuel injection valve 3, and the fuel injection valve 3 is controlled by the determined energization time, Fuel is injected into the intake system 1. Such fuel injection control itself may apply what is known in this field.

また、電子制御装置4は、エンジン回転数と吸気管内圧とに基づいて設定するEGR制御弁62の目標開度が、第一の閾値未満である場合にはEGR制御弁62を閉じておき、第一の閾値以上の場合はEGR制御弁62を目標開度となるように開き、さらに第一の閾値以上になった後に第一の閾値よりも小なる第二の閾値未満となった際には、EGR制御弁62を閉じるものであって、EGR制御弁62が開く時のバルブタイミングと、EGR制御弁62が閉じる時のバルブタイミングとの差異が大きいほど第一の閾値と第二の閾値との差が大きくなるように第一及び第二の閾値を設定し、EGR機構6による排気ガスの再循環を開始する実際のタイミングを、バルブタイミングをEGR機構6による排気ガス再循環のためのバルブタイミングに切り替えた後になるように設定するEGR制御プログラムが電子制御装置4に格納してある。EGR制御プログラムの概略手順を、図2〜4に示す。   Further, the electronic control unit 4 closes the EGR control valve 62 when the target opening of the EGR control valve 62 set based on the engine speed and the intake pipe internal pressure is less than the first threshold, When the EGR control valve 62 is opened to reach the target opening when the first threshold is exceeded, and when the EGR control valve 62 becomes less than the second threshold, which is smaller than the first threshold after becoming the first threshold or more. Is for closing the EGR control valve 62, and the greater the difference between the valve timing when the EGR control valve 62 is opened and the valve timing when the EGR control valve 62 is closed, the larger the first threshold value and the second threshold value are. The first and second threshold values are set so as to increase the difference between the first and second thresholds, the actual timing for starting the exhaust gas recirculation by the EGR mechanism 6, the valve timing for the exhaust gas recirculation by the EGR mechanism 6 Valve timing EGR control program set to be after switching to the are stored in the electronic control unit 4. A schematic procedure of the EGR control program is shown in FIGS.

図2は、EGR制御弁62の目標開度を設定するルーチンであり、エンジン100が運転中は、所定時間毎に繰り返し実行される。まずステップS1では、吸気圧信号aに基づいて吸気管内圧を検出するとともに、回転数信号bに基づいてエンジン回転数を検出する。吸気管内圧とエンジン回転数とは、燃料噴射量を演算する際に検出するものと同一である。   FIG. 2 is a routine for setting the target opening of the EGR control valve 62, and is repeatedly executed at predetermined time intervals while the engine 100 is in operation. First, in step S1, the intake pipe internal pressure is detected based on the intake pressure signal a, and the engine rotational speed is detected based on the rotational speed signal b. The intake pipe internal pressure and the engine speed are the same as those detected when calculating the fuel injection amount.

ステップS2では、検出した吸気管内圧とエンジン回転数とによりマップを検索し、EGR制御弁62の目標開度を設定する。マップは、代表的な吸気管内圧とエンジン回転数とにより目標開度が設定してあるもので、それ以外の吸気管内圧とエンジン回転数とにおいては、補間計算を行って目標開度を設定する。   In step S2, a map is searched based on the detected intake pipe internal pressure and engine speed, and a target opening degree of the EGR control valve 62 is set. In the map, the target opening is set according to typical intake pipe internal pressure and engine speed. For other intake pipe internal pressure and engine speed, interpolation calculation is performed to set the target opening. To do.

次に、可変バルブタイミング機構9における吸気弁21のバルブタイミングを内部EGR制御用のものから外部EGR制御用のものに切り替える制御の手順を、図3により説明する。なお、第一の閾値と第一の閾値より低い第二の閾値とは、初期値が設定してあり、以下に説明する内部EGR制御から外部EGR制御に切り替えられる際に、その時のバルブタイミングに基づいて更新されるものである。第一の閾値の初期値は、EGR制御を切り替えるに際して、ヒステリシスによるモードハンチングが発生しないと推測できる値に設定する。一方、第二の閾値の初期値は、EGR制御弁62の開度をこれ以上小さくした場合は、内部EGR制御を行う方が効果的、つまり燃費の点で有利である値に設定する。これらの設定にあたっては、第二の閾値の初期値を先に決めるものである。   Next, a control procedure for switching the valve timing of the intake valve 21 in the variable valve timing mechanism 9 from that for internal EGR control to that for external EGR control will be described with reference to FIG. Note that initial values are set for the first threshold and the second threshold lower than the first threshold, and when switching from internal EGR control to external EGR control described below, the valve timing at that time is set. It is updated based on this. The initial value of the first threshold is set to a value that can be estimated that mode hunting due to hysteresis does not occur when switching the EGR control. On the other hand, when the opening degree of the EGR control valve 62 is further reduced, the initial value of the second threshold is set to a value that is more effective for internal EGR control, that is, advantageous in terms of fuel consumption. In making these settings, the initial value of the second threshold is determined first.

まずステップS11では、EGR機構6を作動させていない状態で、可変バルブタイミング機構9により内部EGR制御を実施している場合に、目標開度が第一の閾値以上になったか否かを判定する。目標開度が第一の閾値以上になったことを判断した場合は、ステップS12においてバルブタイミングを、外部EGR制御を実行する場合のものに切り替える。具体的には、バルブタイミングを設定された遅角量だけ遅角するもので、これによって内部EGR制御におけるEGR量に相当するシリンダ2に残留する既燃ガスの量を減量するものである。   First, in step S11, it is determined whether or not the target opening is equal to or greater than the first threshold when the internal valve EGR control is performed by the variable valve timing mechanism 9 while the EGR mechanism 6 is not operated. . If it is determined that the target opening is equal to or greater than the first threshold, the valve timing is switched to that for executing external EGR control in step S12. Specifically, the valve timing is retarded by a set retard amount, thereby reducing the amount of burned gas remaining in the cylinder 2 corresponding to the EGR amount in the internal EGR control.

ステップS13では、ステップS12においてバルブタイミングを、内部EGR制御用のものから外部EGR制御用のものに切り替えた後のタイミングで、EGR制御弁62を目標開度に達するまで開く。   In step S13, the EGR control valve 62 is opened until the target opening is reached at the timing after the valve timing is switched from that for internal EGR control to that for external EGR control in step S12.

ステップS14では、EGR制御弁62を制御している間に、バルブタイミングの切り替えに伴って吸気管内圧が低下したことで、目標開度が第二の閾値未満になったか否かを判定する。目標開度が第二の閾値未満になったと判定した場合は、ステップS15において、バルブタイミングを内部EGR制御用のものに切り替える。そしてステップS16において、EGR制御弁62を閉じて、外部EGR制御を中止する。   In step S14, while the EGR control valve 62 is being controlled, it is determined whether or not the target opening has become less than the second threshold because the intake pipe pressure has decreased as the valve timing is switched. If it is determined that the target opening is less than the second threshold, the valve timing is switched to that for internal EGR control in step S15. In step S16, the EGR control valve 62 is closed to stop the external EGR control.

次に、第一の閾値及び第二の閾値の設定の手順を、図4により説明する。   Next, the procedure for setting the first threshold value and the second threshold value will be described with reference to FIG.

第一及び第二の閾値は、EGR制御弁62の開閉時それぞれの場合のバルブタイミングに基づいて設定するもので、まずステップS21では、EGR制御弁62が開く時のバルブタイミングを検出する。この実施形態の場合、このバルブタイミングは一定値に設定してある。したがって、EGR制御弁62を制御している間、つまり外部EGR制御を実施している間は、吸気弁21のバルブタイミングは変更せずに固定されたバルブタイミングとなる。   The first and second threshold values are set based on the valve timing in each case when the EGR control valve 62 is opened and closed. First, in step S21, the valve timing when the EGR control valve 62 is opened is detected. In this embodiment, the valve timing is set to a constant value. Therefore, while the EGR control valve 62 is being controlled, that is, while the external EGR control is being performed, the valve timing of the intake valve 21 is a fixed valve timing without being changed.

ステップS22では、EGR制御弁62が閉じる時のバルブタイミングを検出する。すなわち、運転状態が変化し、EGR制御弁62の目標開度が第二の閾値未満となった時の吸気管内圧とエンジン回転数とに基づいてバルブタイミングを検出する。   In step S22, the valve timing when the EGR control valve 62 is closed is detected. That is, the valve timing is detected based on the intake pipe internal pressure and the engine speed when the operating state changes and the target opening of the EGR control valve 62 becomes less than the second threshold.

ステップS23では、ステップS21及びステップS22により検出したバルブタイミングの差異を演算する。   In step S23, the difference in valve timing detected in steps S21 and S22 is calculated.

ステップS24では、演算した差異の大きさに基づいて第一の閾値と第二の閾値とを設定する。この実施形態の場合、差異が大きくなるほど第一の閾値と第二の閾値との差が大きくなるように、第一の閾値と第二の閾値とを設定する。   In step S24, a first threshold value and a second threshold value are set based on the calculated magnitude of the difference. In the case of this embodiment, the first threshold value and the second threshold value are set so that the difference between the first threshold value and the second threshold value increases as the difference increases.

このような構成において、可変バルブタイミング機構9が作動しており、EGR制御弁62が作動していない、つまり開いていない状態では、可変バルブタイミング機構9により吸気弁21のバルブタイミングを制御することにより、内部EGR制御を実施する。この場合、外部EGR制御におけるEGRガスより温度の高い既燃ガスがシリンダ2内に残るので、低回転域において燃焼温度が低下せず、良好な燃焼を得ることができ、燃費の低下を抑えることができる。   In such a configuration, when the variable valve timing mechanism 9 is operating and the EGR control valve 62 is not operating, that is, not open, the valve timing of the intake valve 21 is controlled by the variable valve timing mechanism 9. Thus, the internal EGR control is performed. In this case, the burned gas having a temperature higher than that of the EGR gas in the external EGR control remains in the cylinder 2, so that the combustion temperature does not decrease in the low rotation range, and good combustion can be obtained, thereby suppressing the reduction in fuel consumption. Can do.

このように可変バルブタイミング機構9が作動している間にあっても、所定周期でステップS1及びステップS2を実行して、EGR制御弁62の目標開度を継続的に設定している。この演算された目標開度の設定と並行して、設定した目標開度と第一及び第二の閾値との関係を監視し、目標開度が第一の閾値以上となった場合にバルブタイミングを外部EGR制御用のものに切り替え(ステップS11及びステップS12)、EGR制御弁62の開度が目標開度になるように開いて(ステップS13)、可変バルブタイミング機構9による内部EGR制御からEGR機構6による外部EGR制御にEGR制御を切り替える。   Thus, even while the variable valve timing mechanism 9 is in operation, the target opening of the EGR control valve 62 is continuously set by executing steps S1 and S2 at a predetermined cycle. In parallel with the setting of the calculated target opening, the relationship between the set target opening and the first and second threshold values is monitored, and when the target opening becomes equal to or greater than the first threshold, the valve timing Is switched to one for external EGR control (steps S11 and S12), and the opening of the EGR control valve 62 is opened so as to reach the target opening (step S13). The EGR control is switched to the external EGR control by the mechanism 6.

この後、ステップS1及びステップS2の実行により設定する目標開度が第二の閾値未満となるまでは(ステップS14において「Yes」)、EGR制御弁62を目標開度になるように開くことを継続する。運転状態の変化により、目標開度が第二の閾値未満となった場合は、バルブタイミングを内部EGR制御用のものに切り替え、EGR制御弁62を閉じる(ステップS15及びステップS16)
このようにEGR制御の切り替えにおいて、EGR制御弁62の開閉時のバルブタイミングの差異を演算し、その差異の大きさに基づいて第一の閾値と第二の閾値との差が変化するように、第一及び第二の閾値を設定している(ステップS21〜ステップS24)。つまり、EGR制御弁62を閉じるバルブタイミングがエンジン100の運転状態に応じて変化するので、第一及び第二の閾値によるヒステリシス要求量についても、運転状態に応じたものに変更することができる。このため、運転状態の如何にかかわらず、内部EGR制御から外部EGR制御に切り替える場合のモードハンチングが発生することを抑制することができる。
Thereafter, the EGR control valve 62 is opened to reach the target opening until the target opening set by the execution of steps S1 and S2 is less than the second threshold (“Yes” in step S14). continue. When the target opening becomes less than the second threshold due to a change in the operating state, the valve timing is switched to that for internal EGR control, and the EGR control valve 62 is closed (step S15 and step S16).
As described above, when switching the EGR control, the difference in valve timing when the EGR control valve 62 is opened and closed is calculated, and the difference between the first threshold value and the second threshold value changes based on the magnitude of the difference. The first and second threshold values are set (steps S21 to S24). That is, since the valve timing for closing the EGR control valve 62 changes according to the operating state of the engine 100, the required hysteresis amount based on the first and second threshold values can also be changed according to the operating state. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of mode hunting when switching from the internal EGR control to the external EGR control regardless of the operating state.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the above embodiment.

上述の実施形態において、EGR制御弁62が開く時のバルブタイミングは一定値としたが、運転状態に応じて設定されるものであってよい。このように、EGR制御弁62の開時バルブタイミングを運転状態に合わせたものにすることにより、第一の閾値と第二の閾値との差をさらに大きくすることができる。   In the above-described embodiment, the valve timing when the EGR control valve 62 is opened is a constant value, but may be set according to the operating state. Thus, the difference between the first threshold value and the second threshold value can be further increased by adjusting the opening valve timing of the EGR control valve 62 to the operating state.

上述の実施形態では、EGR制御弁62が開く時のバルブタイミングと、EGR制御弁62が閉じる時のバルブタイミングとの差異を、それぞれのバルブタイミングを検出して算出するものを説明したが、バルブタイミング及びEGR制御弁62がエンジン回転数と吸気管内圧との関数であることから、それぞれのバルブタイミングを検出することなく、EGR制御弁62が開く時から閉じる時までのエンジン回転数及び吸気管内圧の変化量から直接的に算出するものであってもよい。   In the above-described embodiment, the difference between the valve timing when the EGR control valve 62 is opened and the valve timing when the EGR control valve 62 is closed is calculated by detecting each valve timing. Since the timing and the EGR control valve 62 are a function of the engine speed and the intake pipe internal pressure, the engine speed and the intake pipe from when the EGR control valve 62 is opened to when the EGR control valve 62 is closed are detected without detecting each valve timing. It may be calculated directly from the amount of change in pressure.

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の活用例として、自動車などの車両に搭載されるエンジンが挙げられる。   An application example of the present invention is an engine mounted on a vehicle such as an automobile.

4…電子制御装置
6…EGR機構
9…可変バルブタイミング機構
21…吸気弁
24…排気弁
62…EGR制御弁
71…吸気圧センサ
72…回転数センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Electronic control device 6 ... EGR mechanism 9 ... Variable valve timing mechanism 21 ... Intake valve 24 ... Exhaust valve 62 ... EGR control valve 71 ... Intake pressure sensor 72 ... Speed sensor

Claims (1)

内燃機関が、排気弁と吸気弁との少なくとも一方のバルブタイミングを制御する可変バルブタイミング機構と、排気ガスの再循環量を制御する再循環制御弁を有する排気ガス再循環機構とを備えてなり、機関回転数と吸気管内圧とに基づいて設定する再循環制御弁の目標開度が、第一の閾値未満である場合には再循環制御弁を閉じておき、第一の閾値以上の時は再循環制御弁を目標開度となるように開き、さらに第一の閾値以上になった後に第一の閾値よりも小なる第二の閾値未満となった際には、再循環制御弁を閉じる内燃機関の排気ガス再循環制御方法であって、
再循環制御弁が開く時のバルブタイミングと、再循環制御弁が閉じる時のバルブタイミングとの差異が大きいほど第一の閾値と第二の閾値との差が大きくなるように第一及び第二の閾値を設定し、
排気ガス再循環機構による排気ガスの再循環を開始する実際のタイミングを、バルブタイミングを排気ガス再循環機構による排気ガス再循環のためのバルブタイミングに切り替えた後になるように設定する内燃機関の排気ガス再循環制御方法。
The internal combustion engine includes a variable valve timing mechanism that controls the valve timing of at least one of the exhaust valve and the intake valve, and an exhaust gas recirculation mechanism that has a recirculation control valve that controls the recirculation amount of the exhaust gas. When the target opening of the recirculation control valve set based on the engine speed and the intake pipe internal pressure is less than the first threshold, the recirculation control valve is closed and Opens the recirculation control valve so that it reaches the target opening, and when it becomes less than the second threshold that is smaller than the first threshold after the first threshold is exceeded, the recirculation control valve is An internal combustion engine exhaust gas recirculation control method comprising:
As the difference between the valve timing when the recirculation control valve is opened and the valve timing when the recirculation control valve is closed is larger, the difference between the first threshold value and the second threshold value is larger. Set the threshold of
Exhaust gas from an internal combustion engine that sets the actual timing for starting the exhaust gas recirculation by the exhaust gas recirculation mechanism to be after the valve timing is switched to the valve timing for exhaust gas recirculation by the exhaust gas recirculation mechanism Gas recirculation control method.
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