JP2015086715A - Intake air quantity control device for internal combustion engine - Google Patents

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Hiroo Kinuhata
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake air quantity control device for an internal combustion engine where EGR control is performed, capable of suppressing the occurrence of troubles due to a pressure drop in an intake passage.SOLUTION: In an internal combustion engine 1, exhaust gas recirculation control is performed to recirculate part of exhaust gas as EGR gas into an intake passage 4. A control device 8 controls the quantity of intake air through the opening adjustment of an intake air throttle valve 3 provided in the intake passage 4 of the internal combustion engine 1. When an EGR rate to be regulated by the exhaust gas recirculation control is not higher than a predetermined value, the control device 8 restricts the valve closure amount of the intake air throttle valve so that the concentration of unburnt HC in the exhaust gas is not higher than a predetermined concentration and a pressure in the intake passage 4 on the further downstream side of the intake air than the intake air throttle valve 3 is not lower than a predetermined pressure.

Description

本発明は、内燃機関に吸入される吸気の量を制御する吸気量制御装置に関するものである。   The present invention relates to an intake air amount control device that controls the amount of intake air taken into an internal combustion engine.

内燃機関の吸気通路には、開度調整を通じて吸気の量を制御する吸気調量弁が設けられている。また、例えば特許文献1に記載されているように、車載等の内燃機関に採用される装置として、内燃機関の排気の一部を吸気通路に還流する排気還流装置(以下、EGR装置という)がある。このEGR装置によって排気を還流させると、内燃機関の燃焼温度が低下するようになるため、内燃機関でのNOx発生量の減少させることができる。   The intake passage of the internal combustion engine is provided with an intake air metering valve that controls the amount of intake air through opening adjustment. Further, as described in, for example, Patent Document 1, an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an EGR device) that recirculates a part of the exhaust gas of the internal combustion engine to an intake passage is used as a device employed in an internal combustion engine such as a vehicle. is there. When the exhaust gas is recirculated by the EGR device, the combustion temperature of the internal combustion engine is lowered, so that the amount of NOx generated in the internal combustion engine can be reduced.

こうした排気還流の制御に際しては、吸気通路に還流されるEGRガスの量であるEGR量がEGR制御弁の開度制御を通じて調量されることにより、EGR率[EGR率=EGR量/(EGR量+新気量)]は機関運転状態に応じた比率に調整される。   In such exhaust gas recirculation control, the EGR amount that is the amount of EGR gas recirculated to the intake passage is metered through the opening control of the EGR control valve, whereby the EGR rate [EGR rate = EGR amount / (EGR amount). + New air amount)] is adjusted to a ratio according to the engine operating state.

特開平2−267360号公報JP-A-2-267360

ここで、EGR量が減少してEGR率が低下すると、内燃機関の吸気におけるEGR分圧が低下するため、吸気通路内の圧力が低下する。このようにして吸気通路内の圧力が低下している状態で、吸気調量弁の開度が過剰に閉じ側へと制御されてしまうと、吸気通路内の圧力が更に低下するため、例えば以下のような不都合等が起きるおそれがある。   Here, when the EGR amount decreases and the EGR rate decreases, the EGR partial pressure in the intake air of the internal combustion engine decreases, so the pressure in the intake passage decreases. If the opening of the intake metering valve is excessively controlled to the closed side while the pressure in the intake passage is reduced in this way, the pressure in the intake passage further decreases. There is a risk of such inconvenience.

まず、燃焼室内での圧縮端温度が低下して混合気の着火が不安定になるため、内燃機関からの未燃HCの排出量(濃度)が増加しやすくなる。
また、内燃機関において、クランクケース内よりもシリンダ内の圧力の方が低くなるため、ピストンリングの合口部などから機関潤滑油がシリンダ内に流入する、いわゆるオイル上がりが起きやすくなり、オイル消費量が増大するおそれがある。
First, since the compression end temperature in the combustion chamber decreases and the ignition of the air-fuel mixture becomes unstable, the discharge amount (concentration) of unburned HC from the internal combustion engine tends to increase.
Also, in an internal combustion engine, the pressure in the cylinder is lower than in the crankcase, so the engine lubricating oil tends to flow into the cylinder from the joint of the piston ring, etc., so-called oil rise tends to occur, and oil consumption May increase.

また、内燃機関の吸気行程において、クランクケース内よりもシリンダ内の圧力の方が低い状態で、クランクシャフトの回転によりコネクティングロッドが引き下げられる際に、クランクシャフトとコネクティングロッドとの間を満たしている潤滑油内でキャビテーションが発生する。このキャビテーションで発生した気泡が、圧縮行程に移行した際に破裂して、「パチパチ」といった異音が発生したり、ベアリング表層の剥離等が起きたりするおそれがある。   Also, in the intake stroke of the internal combustion engine, when the connecting rod is pulled down by rotation of the crankshaft in a state where the pressure in the cylinder is lower than in the crankcase, the space between the crankshaft and the connecting rod is satisfied. Cavitation occurs in the lubricating oil. There is a possibility that bubbles generated by the cavitation may burst when moving to the compression stroke, generating abnormal noise such as “cracking”, peeling of the bearing surface layer, or the like.

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、EGR制御が行われる内燃機関において、吸気通路内の圧力低下に起因した不都合の発生を抑えることのできる吸気量制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to control an intake air amount control apparatus capable of suppressing the occurrence of inconvenience due to a pressure drop in an intake passage in an internal combustion engine in which EGR control is performed. Is to provide.

上記課題を解決する内燃機関の吸気量制御装置は、排気の一部をEGRガスとして吸気通路に還流させる排気還流制御が行われる内燃機関に適用されて、その内燃機関の吸気通路に設けられた吸気調量弁の開度調整を通じて吸気の量を制御する。そして、吸気量制御装置は、排気還流制御によって調整されるEGR率が所定値以下のときには、排気中の未燃HC濃度が規定濃度以下であって且つ吸気調量弁よりも吸気下流側の吸気通路内の圧力が規定圧以上であるとの条件を満たすように、吸気調量弁の閉弁量を制限するようにしている。   An intake air amount control device for an internal combustion engine that solves the above problems is applied to an internal combustion engine that performs exhaust gas recirculation control in which a part of exhaust gas is recirculated to an intake passage as EGR gas, and is provided in the intake passage of the internal combustion engine. The amount of intake air is controlled by adjusting the opening of the intake metering valve. Then, when the EGR rate adjusted by the exhaust gas recirculation control is equal to or less than a predetermined value, the intake air amount control device has an unburned HC concentration in the exhaust gas that is not more than a specified concentration and is located downstream of the intake air metering valve. The valve closing amount of the intake metering valve is limited so that the condition that the pressure in the passage is equal to or higher than the specified pressure is satisfied.

同構成によれば、EGRガスが減少してEGR率が所定値以下になると、上記条件を満たすように吸気調量弁の閉弁量が制限される。そのため、EGR率が低下している状態で吸気調量弁が過剰に閉じ側に制御されることにより、同吸気調量弁よりも吸気下流側の吸気通路内の圧力が過度に低くなることを抑えることができる。そして、これにより上述したような不都合の発生、例えば未燃HCの排出量増大、オイル消費量の増大、異音の発生、ベアリングの損傷等を抑えることが可能になる。   According to this configuration, when the EGR gas decreases and the EGR rate falls below a predetermined value, the closing amount of the intake metering valve is limited so as to satisfy the above condition. Therefore, the pressure in the intake passage on the downstream side of the intake air becomes excessively low by controlling the intake air metering valve to the closed side excessively while the EGR rate is reduced. Can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of inconveniences as described above, for example, an increase in the amount of unburned HC discharged, an increase in oil consumption, the occurrence of abnormal noise, damage to the bearings, and the like.

一実施形態の内燃機関の吸気量制御装置について、これが適用される内燃機関の吸排気系を示す模式図。1 is a schematic diagram showing an intake / exhaust system of an internal combustion engine to which the intake air amount control device for an internal combustion engine of one embodiment is applied. 最終絞り弁開度を設定するためのブロック図。The block diagram for setting the final throttle valve opening. 閉じ側ガード値を算出するためのブロック図。The block diagram for calculating a closing side guard value. EGR率比と補間係数との対応関係を示すグラフ。The graph which shows the correspondence of an EGR rate ratio and an interpolation factor. EGR率と閉じ側ガード値との対応関係を示すグラフ。The graph which shows the correspondence of an EGR rate and a closing side guard value. 吸気絞り弁の開度が閉じ側ガード値で制限されているときのEGR率とHC濃度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between an EGR rate and HC density | concentration when the opening degree of an intake throttle valve is restrict | limited by the closing side guard value. 吸気絞り弁の開度が閉じ側ガード値で制限されているときのEGR率と吸気圧との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between an EGR rate and the intake pressure when the opening degree of an intake throttle valve is restrict | limited by the close side guard value.

以下、内燃機関の吸気量制御装置を具体化した一実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。
図1に、本実施形態における吸気量制御装置が設けられたディーゼルエンジン(以下、内燃機関という)の吸排気系を示す。この図1に示すように、内燃機関1には吸気通路4が接続されている。吸気通路4の途中にはサージタンク2が設けられている。また、吸気通路4にあってサージタンク2の吸気上流側には、吸入空気量を調量する吸気調量弁としての吸気絞り弁3が設けられている。
Hereinafter, an embodiment in which an intake air amount control device for an internal combustion engine is embodied will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an intake / exhaust system of a diesel engine (hereinafter referred to as an internal combustion engine) provided with an intake air amount control device in the present embodiment. As shown in FIG. 1, an intake passage 4 is connected to the internal combustion engine 1. A surge tank 2 is provided in the intake passage 4. An intake throttle valve 3 as an intake air adjustment valve for adjusting the intake air amount is provided in the intake passage 4 and upstream of the intake of the surge tank 2.

内燃機関1には、排気通路6が接続されており、この排気通路6の途中には、排気圧を利用して吸入空気を過給する可変容量型のターボチャージャ13が設けられている。このターボチャージャ13において、排気通路6が接続されるタービンハウジング13bには、排気流量を調整するノズルベーンが設けられており、このノズルベーンの開度は機関運転状態に応じて変更される。例えば低負荷領域ではノズルベーンの開度が小さくされることにより、排気流量が少ない場合でも排気流速は増大されて排気の動圧が大きくされる。また、高負荷領域ではノズルベーンの開度が大きくされることにより、排気流量が多いときの排気の圧力損失が低減される。   An exhaust passage 6 is connected to the internal combustion engine 1, and a variable capacity turbocharger 13 that supercharges intake air using exhaust pressure is provided in the middle of the exhaust passage 6. In the turbocharger 13, a turbine vane 13b to which the exhaust passage 6 is connected is provided with a nozzle vane for adjusting the exhaust flow rate, and the opening degree of the nozzle vane is changed according to the engine operating state. For example, by reducing the opening of the nozzle vane in the low load region, even if the exhaust flow rate is small, the exhaust flow velocity is increased and the exhaust dynamic pressure is increased. Further, by increasing the opening degree of the nozzle vanes in the high load region, the pressure loss of the exhaust gas when the exhaust gas flow rate is large is reduced.

ターボチャージャ13において、吸気通路4が接続されるコンプレッサハウジング13aと吸気絞り弁3との間の吸気通路4にはインタークーラ14が設けられている。このインタークーラ14によって、ターボチャージャ13の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。   In the turbocharger 13, an intercooler 14 is provided in the intake passage 4 between the compressor housing 13 a to which the intake passage 4 is connected and the intake throttle valve 3. The intercooler 14 cools the intake air whose temperature has risen due to supercharging of the turbocharger 13.

また、排気通路6の途中にあって、ターボチャージャ13のタービンハウジング13bの排気下流には、排気を浄化する触媒7が設けられている。
他方、内燃機関1には、排気の一部をEGRガスとして吸気通路4に還流する排気還流装置(以下、EGR装置という)が設けられている。このEGR装置には、排気通路6にあってタービンハウジング13bの排気上流から分岐されたEGRガス還流通路10が設けられており、このEGRガス還流通路10は上記サージタンク2に接続されている。また、EGRガス還流通路10の途中には、EGRガスと冷却水との間で熱交換を行うEGRクーラ12や、EGRガス還流通路10を流れるEGRガスの量を調整するEGR制御弁11、EGRクーラ12を迂回して排気を流すバイパス通路15などが配設されている。バイパス通路15には、同バイパス通路15を開閉するバイパス弁16が設けられている。
Further, in the middle of the exhaust passage 6, a catalyst 7 for purifying the exhaust is provided downstream of the turbine housing 13 b of the turbocharger 13.
On the other hand, the internal combustion engine 1 is provided with an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an EGR device) that recirculates a part of the exhaust gas to the intake passage 4 as EGR gas. The EGR device is provided with an EGR gas recirculation passage 10 which is provided in the exhaust passage 6 and is branched from the exhaust upstream of the turbine housing 13 b, and the EGR gas recirculation passage 10 is connected to the surge tank 2. Further, in the middle of the EGR gas recirculation passage 10, an EGR cooler 12 that exchanges heat between the EGR gas and the cooling water, an EGR control valve 11 that adjusts the amount of EGR gas flowing through the EGR gas recirculation passage 10, EGR A bypass passage 15 and the like that flow exhaust gas around the cooler 12 are disposed. The bypass passage 15 is provided with a bypass valve 16 for opening and closing the bypass passage 15.

排気通路6を通る排気の一部はEGRガスとしてEGRガス還流通路10に導入され、EGRクーラ12にて熱交換された後、吸気通路4へ還流されて新気とともに再び内燃機関1の燃焼室に導入される。こうした排気還流制御を実行してEGRガスを還流させることにより、混合気の燃焼温度が低下してNOxの発生量が低減される。なお、排気還流制御の実行に際しては、機関運転状態、例えば機関回転速度NEや内燃機関1の機関負荷を示す燃料噴射量Q等に基づき、目標EGR率EPが設定される(目標EGR率EPは「0」以上「1」以下の値)。そして、EGR制御弁11の開度が目標EGR率EPに対応した開度に調整されることにより、実際のEGR率[EGR率=EGR量/(EGR量+新気量)]は、機関運転状態に適した状態に調整される。   A part of the exhaust gas passing through the exhaust passage 6 is introduced into the EGR gas recirculation passage 10 as EGR gas, heat exchanged by the EGR cooler 12, and then recirculated to the intake passage 4 and again with the fresh air, the combustion chamber of the internal combustion engine 1 again. To be introduced. By performing such exhaust gas recirculation control to recirculate the EGR gas, the combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered and the amount of NOx generated is reduced. When executing the exhaust gas recirculation control, the target EGR rate EP is set based on the engine operating state, for example, the fuel injection amount Q indicating the engine speed NE or the engine load of the internal combustion engine 1 (the target EGR rate EP is “0” or more and “1” or less). Then, the actual EGR rate [EGR rate = EGR amount / (EGR amount + fresh air amount)] is determined by the engine operation by adjusting the opening degree of the EGR control valve 11 to an opening degree corresponding to the target EGR rate EP. It is adjusted to a state suitable for the state.

内燃機関1の機関運転状態等は各種センサによって検出される。例えば、クランク角センサ60によって、内燃機関1のクランクシャフトの回転角度、すなわちクランク角度が検出され、その検出信号に基づいて機関回転速度NEが算出される。また、エアフロメータ61によって、内燃機関1に吸入される空気の量である吸入空気量GAが検出される。また、吸気圧センサ62によって、サージタンク2内の吸気圧PMが検出される。また、吸気温センサ63によって、インタークーラ14を通過した後の吸入空気の温度である吸気温度THAが検出される。また、水温センサ64によって、内燃機関1の冷却水の温度である水温THWが検出される。また、大気圧センサ65によって、大気圧PAが検出される。また、アクセルセンサ67によって、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル操作量ACCPが検出される。また、吸気絞り弁センサ68によって、吸気絞り弁3の開度である絞り弁開度TAが検出される。   The engine operating state of the internal combustion engine 1 is detected by various sensors. For example, the crank angle sensor 60 detects the rotation angle of the crankshaft of the internal combustion engine 1, that is, the crank angle, and calculates the engine rotation speed NE based on the detection signal. The air flow meter 61 detects an intake air amount GA that is the amount of air taken into the internal combustion engine 1. The intake pressure sensor 62 detects the intake pressure PM in the surge tank 2. The intake air temperature sensor 63 detects the intake air temperature THA, which is the temperature of the intake air after passing through the intercooler 14. Further, the water temperature sensor 64 detects a water temperature THW that is the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 1. The atmospheric pressure PA is detected by the atmospheric pressure sensor 65. Further, the accelerator operation amount ACCP, which is the amount of depression of the accelerator pedal, is detected by the accelerator sensor 67. Further, the throttle valve opening TA, which is the opening of the intake throttle valve 3, is detected by the intake throttle valve sensor 68.

なお、本実施形態では、吸気絞り弁3が全開になっている状態を同吸気絞り弁3の基準動作位置としており、この全開状態を「絞り弁開度TA=0%」という。そして、吸気絞り弁3の全閉状態を「絞り弁開度TA=100%」とし、吸気絞り弁3の開度は0%〜100%の間で調整される。従って、絞り弁開度TAの値が小さくなるほど、吸気絞り弁3は開き側に動作し、吸入空気量GAは多くなる。   In the present embodiment, the state where the intake throttle valve 3 is fully opened is defined as the reference operation position of the intake throttle valve 3, and this fully open state is referred to as “throttle valve opening degree TA = 0%”. The fully closed state of the intake throttle valve 3 is “throttle valve opening degree TA = 100%”, and the opening degree of the intake throttle valve 3 is adjusted between 0% and 100%. Therefore, as the value of the throttle valve opening TA decreases, the intake throttle valve 3 operates on the open side, and the intake air amount GA increases.

内燃機関1の各種制御は、制御装置8によって行われる。この制御装置8は、各種制御にかかる演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果が一時的に記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。制御装置8は、各種センサにて検出された機関運転状態に応じて、内燃機関1の燃料噴射制御や、吸気絞り弁3の開度を目標開度に調整する開度制御、あるいは上記EGR制御弁11の開度制御を通じた上記排気還流制御等を行う。   Various controls of the internal combustion engine 1 are performed by the control device 8. The control device 8 includes a CPU that executes arithmetic processing related to various controls, a ROM that stores programs and data necessary for the control, a RAM that temporarily stores the arithmetic results of the CPU, and signals between the outside and the outside. The input / output port for inputting / outputting is provided. The control device 8 controls the fuel injection control of the internal combustion engine 1, the opening degree control for adjusting the opening degree of the intake throttle valve 3 to the target opening degree, or the EGR control according to the engine operating state detected by various sensors. The exhaust gas recirculation control is performed through the opening degree control of the valve 11.

ところで、NOxの発生量を抑えるには、EGR量を可能な限り増やすことが望ましい。そこで、本実施形態では、低負荷運転領域などにおいて、吸気絞り弁3の開度をできるだけ閉じ側に制御することにより、大量のEGRガスを還流させるようにしている。   By the way, in order to suppress the generation amount of NOx, it is desirable to increase the EGR amount as much as possible. Therefore, in this embodiment, a large amount of EGR gas is recirculated by controlling the opening degree of the intake throttle valve 3 as close as possible in a low load operation region or the like.

ここで、EGRガス還流通路10内でのデポジットの堆積等により、EGR量が本来の量に対して不足している場合などには、内燃機関1の吸気におけるEGR分圧が低下するため、吸気通路4内の圧力である上記吸気圧PMが低下してしまう。   Here, since the EGR partial pressure in the intake air of the internal combustion engine 1 decreases when the EGR amount is insufficient with respect to the original amount due to deposit accumulation or the like in the EGR gas recirculation passage 10, the intake air The intake pressure PM that is the pressure in the passage 4 is reduced.

また、吸気圧PMの低下を招くEGR量の減少は、EGRガス還流通路10内でのデポジットの堆積等によるものの他に、例えば以下のようなものもある。
混合気が燃焼すると水蒸気が発生する。この水蒸気は、EGRガスを冷却するEGRクーラ12で冷却されることにより凝縮水になる。この凝縮水が吸気系に溜まらないように、機関運転状態に応じてEGR量を意図的に減量し、新気の量を増やして排気の飽和水蒸気圧を高め、凝縮水の発生を抑えるようにすることもある。また、吸気温度の上昇や大気圧の低下によって空気密度が低下すると圧縮端温度が低くなるため、こうした圧縮端温度の低下を抑えるために、意図的にEGR量を減量して新気の量を増やすこともある。
Further, the decrease in the amount of EGR that causes a decrease in the intake pressure PM includes, for example, the following in addition to the deposit caused in the EGR gas recirculation passage 10.
When the air-fuel mixture burns, water vapor is generated. The water vapor becomes condensed water by being cooled by the EGR cooler 12 that cools the EGR gas. In order to prevent this condensed water from accumulating in the intake system, the amount of EGR is intentionally reduced according to engine operating conditions, the amount of fresh air is increased to increase the saturated water vapor pressure of the exhaust, and the generation of condensed water is suppressed. Sometimes. Also, if the air density decreases due to an increase in intake air temperature or a decrease in atmospheric pressure, the compression end temperature decreases. Therefore, in order to suppress such a decrease in compression end temperature, the EGR amount is intentionally decreased to reduce the amount of fresh air. May increase.

こうしたEGR量の減少によって吸気圧PMが低下しているときに、吸気絞り弁3の開度が過剰に閉じ側へと制御されてしまうと、吸気圧PMが更に低下するため、例えば以下のような不都合が起きるおそれがある。   When the intake pressure PM is reduced due to such a decrease in the EGR amount and the opening degree of the intake throttle valve 3 is excessively controlled to the closed side, the intake pressure PM further decreases. May cause inconvenience.

まず、燃焼室内での圧縮端温度が低下して混合気の着火が不安定になるため、内燃機関1からの未燃HCの排出量(濃度)が増加しやすくなる。このようにして未燃HCの排出量が増加してしまうと、EGRガスを冷却するEGRクーラ12や、ターボチャージャ13のノズルベーンなどに未燃HCが付着してデポジットが堆積し、それらEGRクーラ12やノズルベーンなどの機能低下を招くおそれがある。また、内燃機関1の軽負荷運転が連続して多用されると、排気温度が低い軽負荷運転中において触媒7などの排気系機能部品に未燃HCが蓄積される。その後、排気温度が高くなる高負荷運転を行う際において、触媒7が活性化する前に、蓄積された未燃HCが排気通路6から白煙状態で排出されてしまう。   First, since the compression end temperature in the combustion chamber decreases and the ignition of the air-fuel mixture becomes unstable, the discharge amount (concentration) of unburned HC from the internal combustion engine 1 tends to increase. When the discharge amount of unburned HC increases in this way, the unburned HC adheres to the EGR cooler 12 that cools the EGR gas, the nozzle vanes of the turbocharger 13, and the like, and deposits accumulate, and these EGR coolers 12 And there is a risk of deteriorating functions such as nozzle vanes. Further, when the light load operation of the internal combustion engine 1 is frequently used continuously, unburned HC accumulates in the exhaust system functional parts such as the catalyst 7 during the light load operation where the exhaust temperature is low. Thereafter, when performing a high load operation in which the exhaust temperature becomes high, the accumulated unburned HC is discharged from the exhaust passage 6 in a white smoke state before the catalyst 7 is activated.

また、内燃機関1において、クランクケース内よりもシリンダ内の圧力の方が低くなるため、ピストンリングの合口部などから機関潤滑油がシリンダ内に流入する、いわゆるオイル上がりが起きやすくなり、オイル消費量が増大するおそれがある。   Further, in the internal combustion engine 1, since the pressure in the cylinder is lower than that in the crankcase, the so-called oil rise that the engine lubricating oil flows into the cylinder from the joint portion of the piston ring or the like easily occurs, and the oil consumption The amount may increase.

また、内燃機関1の吸気行程において、クランクケース内よりもシリンダ内の圧力の方が低い状態で、クランクシャフトの回転によりコネクティングロッドが引き下げられる際に、クランクシャフトとコネクティングロッドとの間を満たしている潤滑油内でキャビテーションが発生する。このキャビテーションで発生した気泡が、圧縮行程に移行した際に破裂し、「パチパチ」という異音が発生したり、ベアリング表層の剥離等が起きたりするおそれがある。   Further, in the intake stroke of the internal combustion engine 1, when the connecting rod is pulled down by the rotation of the crankshaft when the pressure in the cylinder is lower than that in the crankcase, the space between the crankshaft and the connecting rod is filled. Cavitation occurs in the lubricant. The bubbles generated by the cavitation may burst at the time of transition to the compression stroke, and may generate an abnormal noise “cracking” or may cause peeling of the bearing surface layer.

そこで、本実施形態では、EGR制御によって調整されるEGR率が所定値以下のときには、排気中の未燃HC濃度が規定濃度以下であって且つ吸気圧PMが規定圧以上であるとの条件を満たすように、吸気絞り弁3の閉弁量を制限するようにしている。以下、こうした閉弁量の制限について説明する。   Therefore, in the present embodiment, when the EGR rate adjusted by the EGR control is equal to or lower than a predetermined value, the condition that the unburned HC concentration in the exhaust is equal to or lower than the specified concentration and the intake pressure PM is equal to or higher than the specified pressure is set. The valve closing amount of the intake throttle valve 3 is limited so as to satisfy the condition. Hereinafter, such restriction on the valve closing amount will be described.

図2に、吸気絞り弁3の目標開度である最終絞り弁開度TAFを算出するためのブロック図を示す。この最終絞り弁開度TAFは、制御装置8によって所定周期毎に算出される。   FIG. 2 is a block diagram for calculating the final throttle valve opening degree TAF that is the target opening degree of the intake throttle valve 3. The final throttle valve opening TAF is calculated by the control device 8 at predetermined intervals.

同図2に示すように、ベース開度設定部100は、吸気絞り弁3の目標開度のベース値であるベース開度TABを機関回転速度NE及び内燃機関1の燃料噴射量Qに基づいて設定する。このベース開度設定部100には、吸気通路4にEGRガスを還流させるEGR実行時用に最適化された設定マップと、EGRガスを還流させないEGRカット時用に最適化された設定マップとがそれぞれ用意されている。そして、EGR実行中には、EGR実行時用の設定マップを使って、目標EGR率EPに対応した新気の量を得ることのできるベース開度TABが機関回転速度NE及び内燃機関1の燃料噴射量Qに基づいて設定される。一方、EGRカット時には、EGRカット時用の設定マップを使って機関回転速度NE及び内燃機関1の燃料噴射量Qに基づき、ベース開度TABが設定される。   As shown in FIG. 2, the base opening setting unit 100 determines the base opening TAB, which is the base value of the target opening of the intake throttle valve 3, based on the engine speed NE and the fuel injection amount Q of the internal combustion engine 1. Set. The base opening setting unit 100 includes a setting map optimized for EGR execution for recirculating EGR gas to the intake passage 4 and a setting map optimized for EGR cut that does not recirculate EGR gas. Each is prepared. During EGR execution, the base opening degree TAB that can obtain the amount of fresh air corresponding to the target EGR rate EP using the setting map for EGR execution is the engine rotation speed NE and the fuel of the internal combustion engine 1. It is set based on the injection amount Q. On the other hand, at the time of EGR cut, the base opening degree TAB is set based on the engine rotational speed NE and the fuel injection amount Q of the internal combustion engine 1 using the setting map for EGR cut.

なお、本実施形態では、機関負荷を示す値として燃料噴射量Qを利用するようにしているが、この他の値、例えばアクセル操作量ACCPを利用してもよい。
気圧補正係数設定部110は、大気圧PAに基づいて気圧補正係数K1を設定する。
In the present embodiment, the fuel injection amount Q is used as a value indicating the engine load. However, other values such as the accelerator operation amount ACCP may be used.
The atmospheric pressure correction coefficient setting unit 110 sets the atmospheric pressure correction coefficient K1 based on the atmospheric pressure PA.

吸気温補正係数設定部120は、吸気温度THAに基づいて吸気温補正係数K2を設定する。
水温補正係数設定部130は、水温THWに基づいて水温補正係数K3を設定する。
The intake air temperature correction coefficient setting unit 120 sets the intake air temperature correction coefficient K2 based on the intake air temperature THA.
The water temperature correction coefficient setting unit 130 sets the water temperature correction coefficient K3 based on the water temperature THW.

環境補正係数算出部140は、上記気圧補正係数K1及び上記吸気温補正係数K2及び上記水温補正係数K3の乗算値を算出し、その算出された乗算値を環境補正係数KEとして設定する。   The environmental correction coefficient calculation unit 140 calculates a multiplication value of the atmospheric pressure correction coefficient K1, the intake air temperature correction coefficient K2, and the water temperature correction coefficient K3, and sets the calculated multiplication value as the environmental correction coefficient KE.

第1絞り弁開度算出部150は、上記ベース開度TABに上記環境補正係数KEを乗算した値である第1絞り弁開度TAEを算出する。この第1絞り弁開度TAEの算出により、吸気絞り弁3のベース開度TABは、大気圧PA及び吸気温度THA及び水温THWに応じて環境補正される。   The first throttle valve opening calculation unit 150 calculates a first throttle valve opening TAE that is a value obtained by multiplying the base opening TAB by the environment correction coefficient KE. By calculating the first throttle valve opening TAE, the base opening TAB of the intake throttle valve 3 is environmentally corrected according to the atmospheric pressure PA, the intake air temperature THA, and the water temperature THW.

こうして第1絞り弁開度TAEが算出されると、最終絞り弁開度設定部160は、吸気絞り弁3の最終的な目標開度である最終絞り弁開度TAFを設定する。この最終絞り弁開度設定部160では、上述した閉じ側ガード値TAG及び第1絞り弁開度TAEのうちで値の小さい方が最終絞り弁開度TAFに設定される。従って、第1絞り弁開度TAEが閉じ側ガード値TAGよりも小さいとき、つまり第1絞り弁開度TAEが閉じ側ガード値TAGよりも開き側の開度になっている場合には、第1絞り弁開度TAEが最終絞り弁開度TAFに設定される。一方、第1絞り弁開度TAEが閉じ側ガード値TAGよりも大きいとき、つまり第1絞り弁開度TAEが閉じ側ガード値TAGよりも閉じ側の開度になっている場合には、閉じ側ガード値TAGが最終絞り弁開度TAFに設定されることにより、吸気絞り弁3の開度は、閉じ側ガード値TAGよりも閉じ側の開度にならないように制限される。   When the first throttle valve opening degree TAE is calculated in this way, the final throttle valve opening degree setting unit 160 sets the final throttle valve opening degree TAF that is the final target opening degree of the intake throttle valve 3. In the final throttle valve opening setting section 160, the smaller one of the above-mentioned closing side guard value TAG and first throttle valve opening TAE is set as the final throttle valve opening TAF. Therefore, when the first throttle valve opening degree TAE is smaller than the closing guard value TAG, that is, when the first throttle valve opening degree TAE is an opening degree that is more open than the closing guard value TAG, One throttle valve opening TAE is set to the final throttle valve opening TAF. On the other hand, when the first throttle valve opening TAE is larger than the closing guard value TAG, that is, when the first throttle valve opening TAE is closer to the closing side than the closing guard value TAG, the first throttle valve opening TAE is closed. By setting the side guard value TAG to the final throttle valve opening degree TF, the opening degree of the intake throttle valve 3 is limited so as not to be the opening degree on the closing side with respect to the closing side guard value TAG.

こうして最終絞り弁開度TAFが設定されると、絞り弁開度TAが最終絞り弁開度TAFと一致するように吸気絞り弁3の開度が調整される。
次に、吸気絞り弁3の閉じ過ぎを抑える値であって、同吸気絞り弁3の閉弁量を制限する上記閉じ側ガード値TAGについてその算出手順を説明する。
When the final throttle valve opening degree TAF is thus set, the opening degree of the intake throttle valve 3 is adjusted so that the throttle valve opening degree TA coincides with the final throttle valve opening degree TAF.
Next, a procedure for calculating the closing guard value TAG, which is a value that suppresses excessive closing of the intake throttle valve 3 and restricts the closing amount of the intake throttle valve 3, will be described.

図3に、閉じ側ガード値TAGを算出するためのブロック図を示す。なお、この閉じ側ガード値TAGも、制御装置8によって所定周期毎に算出される。
まず、補正開始EGR率設定部200は、機関回転速度NE及び燃料噴射量Qに基づいて補正開始EGR率EHSを設定する。補正開始EGR率EHSは、目標EGR率EPまたは推定EGR率ESのいずれかが、上述したような吸気圧PMの低下に起因した不都合の発生が懸念される程度に低くなっているか否かを判断するための値であり、予めの実験等により、機関回転速度NE及び燃料噴射量Qに対応した値がマップ等に設定されている。なお、補正開始EGR率EHSは、「0」以上「1」以下の値である。
FIG. 3 shows a block diagram for calculating the closing guard value TAG. The closing guard value TAG is also calculated by the control device 8 every predetermined period.
First, the correction start EGR rate setting unit 200 sets the correction start EGR rate EHS based on the engine speed NE and the fuel injection amount Q. The correction start EGR rate EHS determines whether either the target EGR rate EP or the estimated EGR rate ES is low enough to cause the occurrence of inconvenience due to the decrease in the intake pressure PM as described above. The value corresponding to the engine speed NE and the fuel injection amount Q is set in the map or the like by a preliminary experiment or the like. The correction start EGR rate EHS is a value not less than “0” and not more than “1”.

次に、目標EGR率読込部210は、現在設定されている目標EGR率EPを読み込み、推定EGR率読込部220は、現在算出されている推定EGR率ESを読み込む。なお、推定EGR率ESは、現状のEGR率の推定値であり、吸気温度THA及び吸気圧PM及び吸入空気量GA等に基づいて算出される。また、推定EGR率ESは、「0」以上「1」以下の値である。   Next, the target EGR rate reading unit 210 reads the currently set target EGR rate EP, and the estimated EGR rate reading unit 220 reads the currently calculated estimated EGR rate ES. The estimated EGR rate ES is an estimated value of the current EGR rate, and is calculated based on the intake air temperature THA, the intake pressure PM, the intake air amount GA, and the like. Further, the estimated EGR rate ES is a value of “0” or more and “1” or less.

EGR率比算出部230は、目標EGR率読込部210に読み込まれた目標EGR率EPと、推定EGR率読込部220に読み込まれた推定EGR率ESとを参照して、次式(1)からEGR率比ERPを算出する。なお、EGR率比ERPは、「0」以上「1」以下の値であり、次式(1)の右辺の値が「1」を超えている場合には、EGR率比ERPは「1」に設定される。   The EGR rate ratio calculation unit 230 refers to the target EGR rate EP read by the target EGR rate reading unit 210 and the estimated EGR rate ES read by the estimated EGR rate reading unit 220, from the following equation (1): The EGR rate ratio ERP is calculated. The EGR rate ratio ERP is a value not less than “0” and not more than “1”. When the value on the right side of the following equation (1) exceeds “1”, the EGR rate ratio ERP is “1”. Set to


ERP=min(EP、ES)/EHS …(1)
ERP:EGR率比
EP:目標EGR率
ES:推定EGR率
EHS:補正開始EGR率

式(1)から分かるように、目標EGR率EP及び推定EGR率ESのうちで値の小さい方が選択されて、その選択値が補正開始EGR率EHSにて除算される。従って、目標EGR率EP及び推定EGR率ESのうちのいずれかの選択値が補正開始EGR率EHSを超えている場合、または同じである場合には、EGR率比ERPは「1」になる。

ERP = min (EP, ES) / EHS (1)
ERP: EGR ratio
EP: Target EGR rate
ES: Estimated EGR rate EHS: Correction start EGR rate

As can be seen from Equation (1), the smaller one of the target EGR rate EP and the estimated EGR rate ES is selected, and the selected value is divided by the correction start EGR rate EHS. Accordingly, when any selected value of the target EGR rate EP and the estimated EGR rate ES exceeds the correction start EGR rate EHS or is the same, the EGR rate ratio ERP becomes “1”.

一方、目標EGR率EP及び推定EGR率ESのうちのいずれかの選択値が補正開始EGR率EHSを下回っている場合には、EGR率比ERPは「1」よりも小さい値になる。また、このようにして目標EGR率EP及び推定EGR率ESのうちのいずれかの選択値が補正開始EGR率EHSを下回っている場合には、吸気絞り弁3の開度は、EGR実行時に適した開度からEGRカット時に適した開度に向けて徐々に変更されていく。   On the other hand, when any selected value of the target EGR rate EP and the estimated EGR rate ES is lower than the correction start EGR rate EHS, the EGR rate ratio ERP becomes a value smaller than “1”. Further, when the selected value of either the target EGR rate EP or the estimated EGR rate ES is below the correction start EGR rate EHS, the opening degree of the intake throttle valve 3 is suitable for EGR execution. The opening is gradually changed from the opening to the opening suitable for EGR cut.

EGR率比算出部230にてEGR率比ERPが算出されると、補間係数設定部240は、EGR率比ERPに基づいて補間係数K4を設定する。
図4に示すように、補間係数K4は、「0」以上「1」以下の値であり、EGR率比ERPとは直線状の線形関係になっている。つまり、EGR率比ERPがそのまま補間係数K4の値になるように設定されており、例えばEGR率比ERPが「0」の場合には、補間係数K4は「0」に設定され、EGR率比ERPが「1」の場合には、補間係数K4は「1」に設定され、EGR率比ERPが「0.5」の場合には、補間係数K4は「0.5」に設定される。なお、こうしたEGR率比ERPと補間係数K4との対応関係は一例であり、例えば同図4に二点鎖線にて示すように、曲線状の線形関係となるようにEGR率比ERPと補間係数K4との対応関係を設定してもよい。
When the EGR rate ratio ERP is calculated by the EGR rate ratio calculation unit 230, the interpolation coefficient setting unit 240 sets the interpolation coefficient K4 based on the EGR rate ratio ERP.
As shown in FIG. 4, the interpolation coefficient K4 is a value between “0” and “1” and has a linear linear relationship with the EGR rate ratio ERP. That is, the EGR rate ratio ERP is set to the value of the interpolation coefficient K4 as it is. For example, when the EGR rate ratio ERP is “0”, the interpolation coefficient K4 is set to “0”, and the EGR rate ratio When the ERP is “1”, the interpolation coefficient K4 is set to “1”, and when the EGR rate ratio ERP is “0.5”, the interpolation coefficient K4 is set to “0.5”. The correspondence relationship between the EGR rate ratio ERP and the interpolation coefficient K4 is merely an example. For example, as shown by a two-dot chain line in FIG. 4, the EGR rate ratio ERP and the interpolation coefficient have a curved linear relationship. A correspondence relationship with K4 may be set.

こうして補間係数K4が設定されると、最終補間係数設定部260は、徐変後補間係数K4K及び補間係数設定部240で設定された補間係数K4のうちで値の小さい方を最終補間係数K4Fに設定する。なお、徐変後補間係数K4Kは、補間係数徐変部250で算出される値であり、この補間係数徐変部250では、最終補間係数K4Fの前回値に所定の徐変量が加算された値を徐変後補間係数K4Kとして設定する。こうした最終補間係数K4Fの設定により、補間係数設定部240で設定された補間係数K4が急激に変化したとしても、最終補間係数K4Fの急変は抑えられる。   When the interpolation coefficient K4 is set in this way, the final interpolation coefficient setting unit 260 sets the smaller one of the interpolated coefficient K4K after the gradual change and the interpolation coefficient K4 set by the interpolation coefficient setting unit 240 as the final interpolation coefficient K4F. Set. The post-gradual change interpolation coefficient K4K is a value calculated by the interpolation coefficient gradual change unit 250. In this interpolation coefficient gradual change unit 250, a value obtained by adding a predetermined gradual change amount to the previous value of the final interpolation coefficient K4F. Is set as the interpolation coefficient K4K after gradual change. By such setting of the final interpolation coefficient K4F, even if the interpolation coefficient K4 set by the interpolation coefficient setting unit 240 changes suddenly, a sudden change in the final interpolation coefficient K4F can be suppressed.

次に、EGRカット時閉じ側ガード値設定部270は、機関回転速度NE及び燃料噴射量Qに基づいてEGRカット時閉じ側ガード値TACGを設定する。このEGRカット時閉じ側ガード値TACGは、排気通路6にEGRガスを還流させないEGRカット時において、排気中のHC濃度が規定の制約HC濃度HCL以下であって、且つ吸気圧PMが規定の制約吸気圧PML以上であるとの条件を満たすことのできる吸気絞り弁3の閉じ側への最大開度である。吸気絞り弁3がこのEGRカット時閉じ側ガード値TACGよりも閉じ側の開度になると、吸気圧PMの過剰な低下による上記不都合の発生が起きやすくなる。なお、機関回転速度NE及び燃料噴射量QとEGRカット時閉じ側ガード値TACGとの対応関係は、予めの実験等により求められている。   Next, the EGR cut closing guard value setting unit 270 sets the EGR cutting closing guard value TACG based on the engine speed NE and the fuel injection amount Q. The closing side guard value TACG at the time of EGR cut is such that the HC concentration in the exhaust gas is equal to or less than a predetermined restriction HC concentration HCL and the intake pressure PM is a predetermined restriction at the time of EGR cut in which the EGR gas is not recirculated to the exhaust passage 6. This is the maximum opening to the closing side of the intake throttle valve 3 that can satisfy the condition that the intake pressure is PML or higher. If the opening of the intake throttle valve 3 is closer to the closing side than the closing side guard value TACG during EGR cut, the above-described inconvenience is likely to occur due to an excessive decrease in the intake pressure PM. Note that the correspondence relationship between the engine speed NE and the fuel injection amount Q and the EGR cut closing guard value TACG is obtained through experiments or the like in advance.

また、EGR実行時閉じ側ガード値設定部280は、機関回転速度NE及び燃料噴射量Qに基づいてEGR実行時閉じ側ガード値TAEGを設定する。このEGR実行時閉じ側ガード値TAEGは、排気通路6にEGRガスを還流させるEGR実行時において、排気中のHC濃度が規定の制約HC濃度HCL以下であって、且つ吸気圧PMが規定の制約吸気圧PML以上であるとの条件を満たすことのできる吸気絞り弁3の閉じ側への最大開度である。吸気絞り弁3がこのEGR実行時閉じ側ガード値TAEGよりも閉じ側の開度になると、吸気圧PMの過剰な低下による上記不都合の発生が起きやすくなる。なお、機関回転速度NE及び燃料噴射量QとEGR実行時閉じ側ガード値TAEGとの対応関係も、予めの実験等により求められている。なお、同一の機関回転速度NE及び同一の燃料噴射量Qにおいて、EGR実行時閉じ側ガード値TAEGの値は、EGRカット時閉じ側ガード値TACGの値に比べて大きい値に、つまり閉じ側の値に設定される。   Further, the EGR execution closing side guard value setting unit 280 sets the EGR execution closing side guard value TAEG based on the engine speed NE and the fuel injection amount Q. The closing side guard value TAEG at the time of EGR execution is such that the HC concentration in the exhaust gas is equal to or less than a predetermined restriction HC concentration HCL and the intake pressure PM is a predetermined restriction at the time of EGR execution for recirculating EGR gas to the exhaust passage 6. This is the maximum opening to the closing side of the intake throttle valve 3 that can satisfy the condition that the intake pressure is PML or higher. If the intake throttle valve 3 has an opening closer to the closing side than the closing side guard value TAEG at the time of EGR execution, the above-described inconvenience is likely to occur due to an excessive decrease in the intake pressure PM. It should be noted that the correspondence relationship between the engine speed NE and the fuel injection amount Q and the EGR execution side closing side guard value TAEG is also obtained through experiments and the like in advance. Note that, at the same engine speed NE and the same fuel injection amount Q, the value of the closing guard value TAEG at the time of EGR execution is larger than the value of the closing guard value TACG at the time of EGR cut, that is, the closing side guard value TACG. Set to a value.

次に、閉じ側ガード値算出部290は、次式(2)から最終的な閉じ側ガード値TAGを算出する。

TAG=TACG−(TACG−TAEG)×K4F …(2)
TAG:閉じ側ガード値
TACG:EGRカット時閉じ側ガード値
TAEG:EGR実行時閉じ側ガード値
K4F:最終補間係数

上記式(2)から分かるように、閉じ側ガード値TAGは、EGRカット時閉じ側ガード値TACG及びEGR実行時閉じ側ガード値TAEGの各値の間を補間する値として算出される。
Next, the closing guard value calculation unit 290 calculates a final closing guard value TAG from the following equation (2).

TAG = TACG− (TACG−TAEG) × K4F (2)
TAG: Close side guard value TACG: Close side guard value at EGR cut TAEG: Close side guard value at EGR execution
K4F: Final interpolation coefficient

As can be seen from the above equation (2), the closing guard value TAG is calculated as an interpolated value between the EGR cut closing guard value TACG and the EGR execution closing guard value TAEG.

そして、この算出された閉じ側ガード値TAGを使って、先の図1に示した最終絞り弁開度設定部160では、吸気絞り弁3の閉じ側への開度制限が行われる。
次に、図5〜図7を参照しつつ、本実施形態の作用を説明する。なお、図5においては、上記式(1)の「min(EP、ES)」の項において推定EGR率ESが選択された場合の閉じ側ガード値TAGの推移についてその一例を示すが、上記式(1)の「min(EP、ES)」の項で目標EGR率EPが選択された場合も、同様な態様で閉じ側ガード値TAGは推移する。ただし、EGR制御弁11の開度が変化してから実際のEGR率が変化するまでの間にはある程度の応答遅れが存在する。そのため、上記式(1)の「min(EP、ES)」の項において、EGR制御弁11の制御目標値である目標EGR率EPが選択された場合には、実際のEGR率を示す推定EGR率ESが選択された場合と比較して、より早い時期に閉じ側ガード値TAGの算出が行われる。従って、例えば実際のEGR率が低下して吸気圧PMが過剰に低下してしまう前に、吸気絞り弁3の閉じ側への開度制限を実施しておくことが可能になる。
Then, the final throttle valve opening setting unit 160 shown in FIG. 1 uses the calculated closing guard value TAG to limit the opening of the intake throttle valve 3 to the closing side.
Next, the effect | action of this embodiment is demonstrated, referring FIGS. FIG. 5 shows an example of the transition of the closed-side guard value TAG when the estimated EGR rate ES is selected in the “min (EP, ES)” section of the above formula (1). Even when the target EGR rate EP is selected in the “min (EP, ES)” item of (1), the closing side guard value TAG changes in the same manner. However, a certain amount of response delay exists between the time when the opening degree of the EGR control valve 11 changes and the time when the actual EGR rate changes. Therefore, when the target EGR rate EP that is the control target value of the EGR control valve 11 is selected in the term “min (EP, ES)” of the above equation (1), the estimated EGR indicating the actual EGR rate is selected. The closing side guard value TAG is calculated at an earlier time than when the rate ES is selected. Therefore, for example, before the intake pressure PM is excessively decreased due to a decrease in the actual EGR rate, it is possible to limit the opening of the intake throttle valve 3 to the closing side.

一方、上記式(1)の「min(EP、ES)」の項において、実際のEGR率を示す推定EGR率ESが選択された場合には、EGRガス還流通路10内でのデポジットの堆積等により、目標EGR率に対応した本来のEGR量に対して実際のEGR量が不足している場合などおいて、吸気絞り弁3の閉じ側への開度制限を実施することが可能になる。   On the other hand, when the estimated EGR rate ES indicating the actual EGR rate is selected in the term “min (EP, ES)” of the above formula (1), deposits and the like in the EGR gas recirculation passage 10 Thus, in the case where the actual EGR amount is insufficient with respect to the original EGR amount corresponding to the target EGR rate, it is possible to limit the opening of the intake throttle valve 3 to the closing side.

推定EGR率ES(または目標EGR率EP)が上述した補正開始EGR率EHSを下回ると、上述したように、吸気絞り弁3の開度は、EGR実行時に適した開度からEGRカット時に適した開度に向けて徐々に変更されていく。また、推定EGR率ES(または目標EGR率EP)が上述した補正開始EGR率EHSを下回ると、EGR率比ERPは「1」よりも小さい値になり、補間係数K4の急変等が無い限り、最終補間係数K4FはEGR率比ERPと同じ値に設定される。そして推定EGR率ESが小さいときほど、上記式(1)の分母に対して分子の値が小さくなるため、EGR率比ERPはより小さい値になり、最終補間係数K4Fも小さくなる。このようにして最終補間係数K4Fが小さくなると、上記式(2)から分かるように、閉じ側ガード値TAGは、EGRカット時閉じ側ガード値TACGに近づいていくため、吸気絞り弁3の閉じ側の制限値(=閉じ側ガード値TAG)は、吸気絞り弁3がより開く方向へと変化する。   When the estimated EGR rate ES (or the target EGR rate EP) falls below the correction start EGR rate EHS described above, the opening degree of the intake throttle valve 3 is suitable from the opening degree suitable for EGR execution to that suitable for EGR cut as described above. It gradually changes toward the opening. Further, when the estimated EGR rate ES (or the target EGR rate EP) falls below the correction start EGR rate EHS described above, the EGR rate ratio ERP becomes a value smaller than “1”, and unless there is a sudden change in the interpolation coefficient K4, etc. The final interpolation coefficient K4F is set to the same value as the EGR rate ratio ERP. As the estimated EGR rate ES is smaller, the value of the numerator is smaller than the denominator of the above formula (1), so the EGR rate ratio ERP is smaller and the final interpolation coefficient K4F is also smaller. When the final interpolation coefficient K4F is reduced in this way, as can be seen from the above equation (2), the closing guard value TAG approaches the closing guard value TACG at the time of EGR cut, so the closing side of the intake throttle valve 3 is closed. The limit value (= closed guard value TAG) changes in the direction in which the intake throttle valve 3 opens more.

つまり、図5に示すように、推定EGR率ESが低いときほど閉じ側ガード値TAGの値は小さくなる。そのためEGR分圧が低いときほど、閉じ側ガード値TAGによって吸気絞り弁3の閉じ側開度が制限されているときの同吸気絞り弁3の開度は開き側になり、吸入空気量は多くなる。従って、EGR量の減少によって吸気圧PMの低下量が多くなるときほど、最小吸入空気量は多くなるため、吸気圧PMの過剰な低下が抑えられる。   That is, as shown in FIG. 5, the closer the estimated EGR rate ES is, the smaller the closed guard value TAG is. Therefore, as the EGR partial pressure is lower, the opening degree of the intake throttle valve 3 when the closing side opening degree of the intake throttle valve 3 is limited by the closing side guard value TAG becomes the open side, and the intake air amount increases. Become. Accordingly, as the amount of decrease in the intake pressure PM increases due to the decrease in the EGR amount, the minimum intake air amount increases, so that an excessive decrease in the intake pressure PM can be suppressed.

また、上述したように上記式(2)で用いるEGRカット時閉じ側ガード値TACG及びEGR実行時閉じ側ガード値TAEGは、ともに排気中のHC濃度が規定の制約HC濃度HCL以下であって、且つ吸気圧PMが規定の制約吸気圧PML以上であるとの条件を満たすことのできる吸気絞り弁3の開度が設定されている。従って、これらEGRカット時閉じ側ガード値TACG及びEGR実行時閉じ側ガード値TAEGの間を補間する値である閉じ側ガード値TAGによって吸気絞り弁3の開度が制限されている場合には、図6に示すように、推定EGR率ES(または目標EGR率EP)が変化してもHC濃度(線L1)は制約HN濃度HCL以下に維持される。そして、閉じ側ガード値TAGにて吸気絞り弁3の開度が制限されている場合には、図7に示すように、推定EGR率ES(または目標EGR率EP)が変化しても吸気圧PM(線L2)は、制約吸気圧PML以上に維持される。   Further, as described above, the EGR cut closing guard value TACG and the EGR execution closing guard value TAEG used in the above equation (2) both have an HC concentration in the exhaust gas that is equal to or less than a prescribed restricted HC concentration HCL. Further, the opening degree of the intake throttle valve 3 is set so as to satisfy the condition that the intake pressure PM is equal to or higher than a prescribed restricted intake pressure PML. Therefore, when the opening degree of the intake throttle valve 3 is limited by the closing guard value TAG which is a value interpolating between the EGR cut closing guard value TACG and the EGR execution closing guard value TAEG, As shown in FIG. 6, even if the estimated EGR rate ES (or the target EGR rate EP) changes, the HC concentration (line L1) is maintained below the restricted HN concentration HCL. When the opening degree of the intake throttle valve 3 is limited by the closing side guard value TAG, as shown in FIG. 7, even if the estimated EGR rate ES (or the target EGR rate EP) changes, the intake pressure PM (line L2) is maintained at or above the restricted intake pressure PML.

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)EGRガスが減少して推定EGR率ES又は目標EGR率EPのいずれかが補正開始EGR率EHS以下になると、排気中の未燃のHC濃度が制約HC濃度HCL以下であって且つ吸気圧PMが制約吸気圧PML以上になるとの条件を満たすように、吸気絞り弁3の閉弁量は閉じ側ガード値TAGによって制限される。そのため、推定EGR率ESや目標EGR率EPが低下している状態で吸気絞り弁3が過剰に閉じ側に制御されることにより、吸気絞り弁3よりも吸気下流側の吸気通路4内の圧力が過度に低くなることを抑えることができる。そして、これにより上述したような不都合の発生、例えば未燃HCの排出量増大、オイル消費量の増大、異音の発生、ベアリングの損傷等を抑えることが可能になる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the EGR gas decreases and either the estimated EGR rate ES or the target EGR rate EP falls below the correction start EGR rate EHS, the unburned HC concentration in the exhaust gas is below the restricted HC concentration HCL and The valve closing amount of the intake throttle valve 3 is limited by the closing guard value TAG so as to satisfy the condition that the atmospheric pressure PM becomes equal to or higher than the restricted intake pressure PML. Therefore, the pressure in the intake passage 4 on the intake downstream side of the intake throttle valve 3 is controlled by excessively controlling the intake throttle valve 3 to the closed side while the estimated EGR rate ES and the target EGR rate EP are decreasing. Can be suppressed from becoming excessively low. As a result, it is possible to suppress the occurrence of inconveniences such as those described above, for example, an increase in the amount of unburned HC discharged, an increase in oil consumption, the occurrence of abnormal noise, and damage to the bearing.

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・EGR率比算出部230では、目標EGR率EP及び推定EGR率ESのうちで値の小さい方を選択するようにした。この他、そうした選択処理を省略して、EGR率比ERPを推定EGR率ESに基づいて算出したり、目標EGR率EPに基づいて算出したりしてもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the EGR rate ratio calculation unit 230, the smaller one of the target EGR rate EP and the estimated EGR rate ES is selected. In addition, such selection processing may be omitted, and the EGR rate ratio ERP may be calculated based on the estimated EGR rate ES, or may be calculated based on the target EGR rate EP.

・上記式(1)にて算出されるEGR率比ERPが「1」よりも小さい値である場合に、目標EGR率EP及び推定EGR率ESのうちのいずれかの選択値が補正開始EGR率EHSを下回っていると判断するようにした。この他、目標EGR率EPや推定EGR率ESを補正開始EGR率EHSと直接比較して、目標EGR率EPや推定EGR率ESが補正開始EGR率EHSを下回っているか否かを判断してもよい。そして、目標EGR率EPや推定EGR率ESが補正開始EGR率EHSを下回っていると判断された場合には、目標EGR率EPまたは推定EGR率ESと補正開始EGR率EHSとの乖離度合に応じて補間係数K4を設定するようにしてもよい。   When the EGR rate ratio ERP calculated by the above equation (1) is a value smaller than “1”, one of the target EGR rate EP and the estimated EGR rate ES is selected as the correction start EGR rate. Judging that it is below EHS. In addition, the target EGR rate EP and the estimated EGR rate ES may be directly compared with the correction start EGR rate EHS to determine whether the target EGR rate EP and the estimated EGR rate ES are below the correction start EGR rate EHS. Good. When it is determined that the target EGR rate EP or the estimated EGR rate ES is lower than the correction start EGR rate EHS, the target EGR rate EP or the estimated EGR rate ES and the correction start EGR rate EHS depend on the degree of divergence. Thus, the interpolation coefficient K4 may be set.

・上記式(2)による閉じ側ガード値TAGの算出は一例であり、他の態様にて閉じ側ガード値TAGを算出してもよい。
・補間係数徐変部250や最終補間係数設定部260を省略し、補間係数設定部240で設定された補間係数K4を使って上記式(2)から閉じ側ガード値TAGを算出してもよい。
The calculation of the closing side guard value TAG by the above equation (2) is an example, and the closing side guard value TAG may be calculated in another manner.
The closed side guard value TAG may be calculated from the above equation (2) using the interpolation coefficient K4 set by the interpolation coefficient setting unit 240, omitting the interpolation coefficient gradual change unit 250 and the final interpolation coefficient setting unit 260. .

・上記実施形態の内燃機関はディーゼルエンジンであったが、ガソリンエンジンでも同様に実施することができる。なお、一般に、ガソリンエンジンでは、吸気調量弁(例えばスロットルバルブなど)が全閉になっている状態を基準動作位置とすることが多い。従って、ガソリンエンジンの場合には、例えば吸気調量弁の全閉状態を「吸気調量弁の開度=0%」とし、吸気調量弁の全開状態を「吸気調量弁の開度=100%」とする。この場合には、吸気調量弁の開度が大きくなるほど、吸気調量弁は開き側に動作し、吸入空気量GAは多くなる。つまり上述したディーゼルエンジンの場合には、吸気調量弁の開度の値(0%〜100%)が小さくなるほど、吸入空気量GAは多くなったが、上記ガソリンエンジンの場合には、吸気調量弁の開度の値(0%〜100%)が大きくなるほど、吸入空気量GAは多くなる。このように吸気調量弁の開度の値と吸入空気量の変化方向とが逆になる点を考慮して上記閉じ側ガード値TAGの設定等を行うようにすれば、ガソリンエンジンの場合にも吸気圧PMの過剰な低下による不都合の発生、例えばオイル消費量の増大、異音の発生、ベアリングの損傷等を抑えることが可能になる。   -Although the internal combustion engine of the said embodiment was a diesel engine, it can implement similarly with a gasoline engine. In general, in a gasoline engine, the reference operation position is often set to a state in which an intake metering valve (for example, a throttle valve) is fully closed. Accordingly, in the case of a gasoline engine, for example, the fully closed state of the intake metering valve is “opening of the intake metering valve = 0%”, and the fully open state of the intake metering valve is “opening of the intake metering valve = 100% ". In this case, as the opening of the intake metering valve increases, the intake metering valve operates to open, and the intake air amount GA increases. In other words, in the case of the diesel engine described above, the intake air amount GA increases as the opening value (0% to 100%) of the intake air adjustment valve decreases. As the value of the amount valve opening (0% to 100%) increases, the intake air amount GA increases. In this way, in the case of a gasoline engine, if the closing side guard value TAG is set in consideration of the point that the value of the opening of the intake metering valve and the change direction of the intake air amount are reversed. In addition, it is possible to suppress the occurrence of inconvenience due to excessive reduction of the intake pressure PM, for example, increase in oil consumption, generation of abnormal noise, damage to the bearing, and the like.

1…内燃機関、2…サージタンク、3…吸気絞り弁、4…吸気通路、6…排気通路、7…触媒、8…電子制御装置、10…EGRガス還流通路、11…EGR制御弁、12…EGRクーラ、13…ターボチャージャ、13a…コンプレッサハウジング、13b…タービンハウジング、14…インタークーラ、15…バイパス通路、16…バイパス弁、60…クランク角センサ、61…エアフロメータ、62…吸気圧センサ、63…吸気温センサ、64…水温センサ、65…大気圧センサ、67…アクセルセンサ、68…吸気絞り弁センサ、100…ベース開度設定部、110…気圧補正係数設定部、120…気温補正係数設定部、130…水温補正係数設定部、140…環境補正係数算出部、150…第1絞り弁開度算出部、160…最終絞り弁開度設定部、200…補正開始EGR率設定部、210…目標EGR率読込部、220…推定EGR率読込部、230…EGR率比算出部、240…補間係数設定部、250…補間係数徐変部、260…最終補間係数設定部、270…EGRカット時閉じ側ガード値設定部、280…EGR実行時閉じ側ガード値設定部、290…閉じ側ガード値算出部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Surge tank, 3 ... Intake throttle valve, 4 ... Intake passage, 6 ... Exhaust passage, 7 ... Catalyst, 8 ... Electronic control unit, 10 ... EGR gas recirculation passage, 11 ... EGR control valve, 12 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... EGR cooler, 13 ... Turbocharger, 13a ... Compressor housing, 13b ... Turbine housing, 14 ... Intercooler, 15 ... Bypass passage, 16 ... Bypass valve, 60 ... Crank angle sensor, 61 ... Air flow meter, 62 ... Intake pressure sensor , 63 ... intake air temperature sensor, 64 ... water temperature sensor, 65 ... atmospheric pressure sensor, 67 ... accelerator sensor, 68 ... intake throttle valve sensor, 100 ... base opening setting unit, 110 ... atmospheric pressure correction coefficient setting unit, 120 ... air temperature correction Coefficient setting unit, 130 ... Water temperature correction coefficient setting unit, 140 ... Environment correction coefficient calculation unit, 150 ... First throttle valve opening calculation unit, 160 ... Final throttle Valve opening setting unit, 200 ... correction start EGR rate setting unit, 210 ... target EGR rate reading unit, 220 ... estimated EGR rate reading unit, 230 ... EGR rate ratio calculation unit, 240 ... interpolation coefficient setting unit, 250 ... interpolation coefficient Gradual change unit, 260... Final interpolation coefficient setting unit, 270... EGR cut closing side guard value setting unit, 280... EGR execution closing side guard value setting unit, 290.

Claims (1)

排気の一部をEGRガスとして吸気通路に還流させる排気還流制御が行われる内燃機関に適用されて、前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気調量弁の開度調整を通じて吸気の量を制御する吸気量制御装置であって、
前記排気還流制御によって調整されるEGR率が所定値以下のときには、排気中の未燃HC濃度が所定濃度以下であって且つ前記吸気調量弁よりも吸気下流側の吸気通路内の圧力が所定圧以上となるように、前記吸気調量弁の閉弁量を制限する
ことを特徴とする内燃機関の吸気量制御装置。
Applied to an internal combustion engine in which exhaust gas recirculation control is performed to recirculate part of the exhaust gas as EGR gas to the intake passage, and the amount of intake air is controlled by adjusting the opening of an intake air metering valve provided in the intake passage of the internal combustion engine An intake air amount control device,
When the EGR rate adjusted by the exhaust gas recirculation control is equal to or less than a predetermined value, the unburned HC concentration in the exhaust gas is equal to or lower than the predetermined concentration, and the pressure in the intake passage on the intake downstream side of the intake metering valve is predetermined. An intake air amount control device for an internal combustion engine, wherein the valve closing amount of the intake air metering valve is limited so as to be equal to or higher than the pressure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012017708A (en) * 2010-07-09 2012-01-26 Daihatsu Motor Co Ltd Method of controlling intake throttle valve for internal combustion engine

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