JP2016188628A - Control device of 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関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
従来、例えば特許文献1に開示されるように、内燃機関の排気ガスの一部をEGRガスとして吸気側に還流させて、再び燃焼室へ導入するEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置が知られている。EGR装置は、排気通路と吸気通路を接続するEGR通路を備える。EGR通路には、開閉制御可能なEGRバルブが設けられている。また、特許文献1には、予混合燃焼割合の推定値に基づいてEGR率を制御する構成が開示されている。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, for example, an EGR (Exhaust Gas Recirculation) device is known in which a part of exhaust gas of an internal combustion engine is recirculated to the intake side as EGR gas and introduced into the combustion chamber again. . The EGR device includes an EGR passage that connects the exhaust passage and the intake passage. In the EGR passage, an EGR valve capable of opening and closing is provided. Patent Document 1 discloses a configuration for controlling the EGR rate based on the estimated value of the premixed combustion ratio.
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。 The applicant has recognized the following documents including the above-mentioned documents as related to the present invention.
今後、排気制約が厳しくなる中で、より高精度のEGR制御が必要となる。高精度のEGR制御を実現するために、各気筒における実EGR率を算出できることが望まれる。気筒単位でのEGR率の算出手法について、発明者は、鋭意研究の末、他の燃焼状態を変えずに、EGR率のみを変化させた場合における周波数特性(周波数と加振力の関係)の変化を見出した。具体的には、EGR率を高めると、燃焼室径に基づいて定まる共鳴1次周波数のピーク位置が低周波側に移動し、ピーク位置における加振力が大きくなる。逆に、EGR率を低めると、共鳴1次周波数のピーク位置が高周波側に移動し、ピーク位置における加振力が小さくなる。これに加えて、3kHz付近の低周波域の加振力は、EGR率を高めると大きくなり、EGR率を低めると小さくなることも見出した。 In the future, more precise EGR control will be required as exhaust restrictions become more severe. In order to realize highly accurate EGR control, it is desired that the actual EGR rate in each cylinder can be calculated. As for the calculation method of the EGR rate for each cylinder, the inventor has studied the frequency characteristics (relationship between frequency and excitation force) when only the EGR rate is changed without changing other combustion states after earnest research. I found a change. Specifically, when the EGR rate is increased, the peak position of the resonance primary frequency determined based on the combustion chamber diameter moves to the low frequency side, and the excitation force at the peak position increases. Conversely, when the EGR rate is lowered, the peak position of the resonance primary frequency moves to the high frequency side, and the excitation force at the peak position becomes smaller. In addition to this, it has also been found that the excitation force in the low frequency region near 3 kHz increases as the EGR rate increases and decreases as the EGR rate decreases.
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、周波数解析を用いて、筒内圧センサの出力信号から実EGR率と目標EGR率とのズレを判断し、実EGR率を目標EGR率に近づけるようにEGRバルブの開度を適切に調節することが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. By using frequency analysis, a deviation between the actual EGR rate and the target EGR rate is determined from the output signal of the in-cylinder pressure sensor, and the actual EGR rate is calculated. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can appropriately adjust the opening degree of an EGR valve so as to approach a target EGR rate.
この発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の気筒内の圧力に応じた信号を出力する筒内圧センサと、
前記気筒に接続された排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に還流させるEGR通路に設けられたEGRバルブと、
周波数解析を用いて、前記筒内圧センサの出力信号から、周波数毎に加振力を算出する周波数解析手段と、
前記周波数解析手段により算出された加振力がピークとなる共鳴1次周波数から、目標EGR率又は目標EGR量に応じて定めた目標共鳴1次周波数を減じた値を第1の差、前記共鳴1次周波数における加振力から、前記目標共鳴1次周波数に応じて定めた目標加振力を減じた値を第2の差、前記共鳴1次周波数よりも周波数が低い低周波数における低周波域加振力から、前記低周波数について前記目標EGR率又は前記目標EGR量に応じて定めた目標低周波域加振力を減じた値を第3の差とし、前記第1の差が正値、前記第2の差が負値、および前記第3の差が負値である場合に、前記EGRバルブの開度を現開度よりも大きくする手段と、
前記第1の差が負値、前記第2の差が正値、および前記第3の差が正値である場合に、前記EGRバルブの開度を前記現開度よりも小さくする手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a control device for an internal combustion engine,
An in-cylinder pressure sensor that outputs a signal corresponding to the pressure in the cylinder of the internal combustion engine;
An EGR valve provided in an EGR passage that recirculates a part of the exhaust flowing through the exhaust passage connected to the cylinder to the intake passage;
Frequency analysis means for calculating an excitation force for each frequency from the output signal of the in-cylinder pressure sensor using frequency analysis;
A value obtained by subtracting the target resonance primary frequency determined according to the target EGR rate or the target EGR amount from the resonance primary frequency at which the excitation force calculated by the frequency analyzing means reaches a peak is the first difference, and the resonance A value obtained by subtracting the target excitation force determined according to the target resonance primary frequency from the excitation force at the primary frequency is a second difference, and a low frequency region at a low frequency lower than the resonance primary frequency. A value obtained by subtracting the target low-frequency region excitation force determined according to the target EGR rate or the target EGR amount for the low frequency from the excitation force is set as a third difference, and the first difference is a positive value, Means for making the opening of the EGR valve larger than the current opening when the second difference is a negative value and the third difference is a negative value;
Means for making the opening of the EGR valve smaller than the current opening when the first difference is a negative value, the second difference is a positive value, and the third difference is a positive value; It is characterized by providing.
この発明によれば、周波数解析を用いて、筒内圧センサの出力信号から実EGR率と目標EGR率とのズレを判断することができる。そして、ズレの状態に応じて、実EGR率を目標EGR率に近づけるようにEGRバルブの開度を適切に調節することができる。そのため、排気性能や燃費の悪化を抑制することができる。特に、本発明によれば、各気筒について周波数解析を行うことができるため、気筒毎にバラツキがある実EGR率を個別に計測し、各気筒に対応するEGRバルブを個別に制御することができる。そのため、各気筒における実EGR率を目標EGR率に近づけることができる。よって、今後、排気制約が厳しくなる中で、高精度のEGR制御が可能となる。加えて、筒内圧センサの出力信号を用いることで、高い頻度(例えば、1サイクル毎)でEGRバルブを制御でき、高精度のEGR制御が可能となる。 According to this invention, it is possible to determine the deviation between the actual EGR rate and the target EGR rate from the output signal of the in-cylinder pressure sensor using frequency analysis. Then, the opening degree of the EGR valve can be appropriately adjusted so that the actual EGR rate approaches the target EGR rate according to the state of deviation. Therefore, deterioration of exhaust performance and fuel consumption can be suppressed. In particular, according to the present invention, frequency analysis can be performed for each cylinder, so that the actual EGR rate with variation for each cylinder can be individually measured, and the EGR valve corresponding to each cylinder can be individually controlled. . Therefore, the actual EGR rate in each cylinder can be brought close to the target EGR rate. Therefore, highly accurate EGR control will be possible in the future as exhaust restrictions become stricter. In addition, by using the output signal of the in-cylinder pressure sensor, the EGR valve can be controlled with high frequency (for example, every cycle), and highly accurate EGR control can be performed.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail 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.
実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を説明するための図である。図1に示すシステムは内燃機関10を備えている。内燃機関10は、4つの気筒12を有する。図1には、4つの気筒12が示されているが、気筒数はこれに限定されるものではない。各気筒12には、筒内圧に応じた信号を出力する筒内圧センサ14が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of an internal combustion engine and an intake / exhaust system thereof according to Embodiment 1 of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an
内燃機関10には、インテークマニホールド16およびエキゾーストマニホールド18が接続されている。インテークマニホールド16には、吸気通路20が接続されている。エキゾーストマニホールド18には、排気通路22が接続されている。なお、本実施の形態においては、インテークマニホールド16および吸気通路20が、本発明に係る吸気通路に相当し、エキゾーストマニホールド18および排気通路22が、本発明に係る排気通路に相当する。
An
吸気通路20には、ターボチャージャ24のコンプレッサ24aが設置されている。排気通路22には、ターボチャージャ24のタービン24bが設置されている。
A
吸気通路20におけるコンプレッサ24aより下流側には、インタークーラ(図示省略)、およびスロットルバルブ(図示省略)が設けられている。吸気通路20におけるコンプレッサ24aより上流側には、エアフローメータ(図示省略)が設けられている。
An intercooler (not shown) and a throttle valve (not shown) are provided downstream of the
排気通路22におけるタービン24bより下流側には、触媒(図示省略)が設けられている。
A catalyst (not shown) is provided downstream of the
内燃機関10の吸排気系には、排気系を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入し再循環させるためのEGRシステムが設けられている。本実施形態に係るEGRシステムは、高圧EGR装置26および低圧EGR装置28を備えている。
The intake / exhaust system of the
高圧EGR装置26は、高圧EGR通路30、高圧EGRクーラ32、および高圧EGRバルブ34を備えている。高圧EGR通路30は、その上流端がエキゾーストマニホールド18に接続されており、その下流端がインテークマニホールド16に接続されている。具体的には、高圧EGR通路30の下流部には、気筒毎に分岐した複数の通路が形成されている。同様に、インテークマニホールド16の下流部には、気筒毎に分岐した複数の通路が形成されている。高圧EGR通路30の下流部に形成された各通路は、インテークマニホールド16の下流部に形成された各通路にそれぞれ接続されている。高圧EGR通路30の下流部に形成された各通路には、高圧EGRバルブ34がそれぞれ設けられている。
The high pressure EGR
本実施形態では、高圧EGR通路30を通ってエキゾーストマニホールド18からインテークマニホールド16に導入されるEGRガスを高圧EGRガスと称する場合もある。高圧EGRバルブ34は、その開度を変更することで、高圧EGR通路30の流路断面積を変更し、インテークマニホールド16に導入される高圧EGRガスの流量(高圧EGRガス量)を調節する。
In the present embodiment, the EGR gas introduced from the
高圧EGR通路30には、高圧EGRクーラ32が設けられている。高圧EGRクーラ32は、高圧EGR通路30を流れる高圧EGRガスと内燃機関10の冷却水との間で熱交換を行うことで、高圧EGRガスを冷却する。
A high pressure EGR
低圧EGR装置28は、低圧EGR通路35、低圧EGRクーラ36、および低圧EGRバルブ37を備えている。低圧EGR通路35は、その上流端がタービン24bよりも下流側かつ触媒よりも上流側の排気通路22に接続されており、その下流端がエアフローメータよりも下流側かつコンプレッサ24aよりも上流側の吸気通路20に接続されている。
The low
本実施形態では、低圧EGR通路35を通って排気通路22から吸気通路20に導入されるEGRガスを低圧EGRガスと称する場合もある。低圧EGR通路35には、低圧EGRクーラ36が設けられている。低圧EGRクーラ36は、低圧EGR通路35を流れる低圧EGRガスと内燃機関10の冷却水との間で熱交換を行うことで、低圧EGRガスを冷却する。
In the present embodiment, the EGR gas introduced from the
低圧EGRクーラ36よりも下流側の低圧EGR通路35には、低圧EGRバルブ37が設けられている。低圧EGRバルブ37は、その開度を変更することで、低圧EGR通路35の流路断面積を変更し、吸気通路20に導入される低圧EGRガスの流量(低圧EGRガス量)を調節する。
A low
以上説明したように構成された内燃機関10にはECU(Electronic Control Unit)50が併設されている。ECU50は、各種プログラムやデータを記憶するメモリ、各種プログラムを実行し演算するプロセッサ、各種プログラムの演算に用いられるデータを入力する入力インタフェース、各種プログラムの演算結果に基づいた指示を出力する出力インタフェースを備える。
The
ECU50の入力インタフェースには、上述したエアフローメータ、筒内圧センサ14に加え、エンジン回転速度に応じた信号を出力するクランク角センサ、アクセル開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサ等の内燃機関10の運転状態を取得するための各種センサが電気的に接続されている。また、ECU50の出力インタフェースには、上述したスロットルバルブ、高圧EGRバルブ34、低圧EGRバルブ37に加え、気筒内に燃料を供給するための燃料噴射装置(図示上略)等の内燃機関10の運転状態を制御するための各種アクチュエータが電気的に接続されている。ECU50は、各種センサの出力信号と上述の各種プログラムとに基づいて上記各種アクチュエータを駆動させることにより、内燃機関10の運転状態を制御する。また、ECU50は、筒内圧センサ14の出力信号を、クランク角度と同期させてAD変換して取得する機能を有している。これにより、AD変換の分解能が許す範囲で、任意のクランク角タイミングにおける筒内圧に応じた信号を検出することができる。
In addition to the air flow meter and the in-
[実施の形態1における特徴的制御]
本実施形態のシステムでは、ECU50は、取得した運転状態に応じた目標EGR率を決定し、目標EGR率を達成するように、上述した各種アクチュエータの動作量を決定する。また、ECU50は、周波数解析を用いて、筒内圧センサ14の出力信号から、周波数毎に加振力を算出する周波数解析処理を実行する。周波数解析の手法として、例えばフーリエ変換をベースとしたスペクトル解析が用いられる。スペクトル解析により、元の信号について、どの様な周波数成分がどの程度分布しているのかを知ることができる。
[Characteristic Control in Embodiment 1]
In the system of the present embodiment, the
発明者の鋭意研究によって、他の燃焼状態を変えずに、EGR率のみを変化させた場合における周波数特性(周波数と加振力の関係)の変化が分かった。具体的には、EGR率を高めると、燃焼室径に基づいて定まる共鳴1次周波数のピーク位置が低周波側に移動し、ピーク位置における加振力が大きくなる。逆に、EGR率を低めると、共鳴1次周波数のピーク位置が高周波側に移動し、ピーク位置における加振力が小さくなることが分かった。これに加えて、3kHz付近の低周波域の加振力は、EGR率を高めると大きくなり、EGR率を低めると小さくなることも分かった。 The inventors' diligent research has revealed changes in frequency characteristics (relationship between frequency and excitation force) when only the EGR rate is changed without changing other combustion states. Specifically, when the EGR rate is increased, the peak position of the resonance primary frequency determined based on the combustion chamber diameter moves to the low frequency side, and the excitation force at the peak position increases. Conversely, it was found that when the EGR rate was lowered, the peak position of the resonance primary frequency moved to the high frequency side, and the excitation force at the peak position was reduced. In addition to this, it was also found that the excitation force in the low frequency region around 3 kHz increases as the EGR rate increases and decreases as the EGR rate decreases.
図2は、筒内圧センサ14の出力信号を周波数解析した結果の一例を示す図である。図2の実線60は、目標EGR率に応じた周波数特性であり、ECU50に予め記憶された周波数特性である。破線62は、実EGR率に応じた周波数特性であり、ECU50が周波数解析を用いて筒内圧センサ14の出力信号から算出した周波数特性である。図2の破線62に示す周波数特性は、実EGR率が目標EGR率に比して高い場合の周波数特性である。実線60と破線62とのズレで示されるように、実EGR率が目標EGR率に比して高い場合には、共鳴1次周波数のピーク位置が低周波側に移動し、ピーク位置における加振力が大きくなり、3kHz付近の低周波数の加振力は大きくなる。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a result of frequency analysis of the output signal of the in-
ところで、図2においては、低周波数を3kHz付近の周波数をとしているがこれに限定されるものではない。低周波数は、本発明を適用する内燃機関の構成によって異なり、共鳴1次周波数よりも低い周波数であり、例えば5kHz以下の周波数である。 In FIG. 2, the low frequency is set to a frequency in the vicinity of 3 kHz, but the present invention is not limited to this. The low frequency varies depending on the configuration of the internal combustion engine to which the present invention is applied, and is a frequency lower than the resonance primary frequency, for example, a frequency of 5 kHz or less.
なお、共鳴周波数の算出式は次式で表わされる。
c:音速
κ:比熱比
R:気体定数
T:絶対温度
F:共鳴周波数
D:径の長さ(例えば燃焼室径)
α:モード係数(1次の場合は1、2次の場合は2)
The calculation formula for the resonance frequency is expressed by the following equation.
c: Sonic velocity κ: Specific heat ratio R: Gas constant T: Absolute temperature F: Resonance frequency D: Diameter length (for example, combustion chamber diameter)
α: Mode coefficient (1 for the first order, 2 for the second order)
本実施形態のシステムでは、ECU50は、上述した周波数特性の変化から実EGR率と目標EGR率とのズレを判定し、実EGR率を目標EGR率に近づけるように高圧EGRバルブ34の開度を制御する。
In the system of the present embodiment, the
具体的に説明する。以下の説明において、周波数解析処理により算出された加振力がピークとなる共鳴1次周波数Fclfから、目標EGR率に応じて定めた目標共鳴1次周波数Fclftを減じた値を第1の差と称する。共鳴1次周波数Fclfにおける加振力Fcleから、目標共鳴1次周波数Fclftに応じて定めた目標加振力Fcletを減じた値を第2の差と称する。共鳴1次周波数Fclfよりも周波数が低い低周波数(例えば3kHz付近)における低周波域加振力Fleから、この低周波数について目標EGR率に応じて定めた目標低周波域加振力Fletを減じた値を第3の差と称する。また、ECU50は、目標EGR率毎に、対応する目標共鳴1次周波数Fclft、目標加振力Fclet、目標低周波域加振力Fletを記憶している。また、上述の低周波数は、内燃機関の構成に応じて予め定められているものとする。
This will be specifically described. In the following description, a value obtained by subtracting the target resonance primary frequency Fclft determined according to the target EGR rate from the resonance primary frequency Fcflf at which the excitation force calculated by the frequency analysis processing reaches a peak is referred to as a first difference. Called. A value obtained by subtracting the target excitation force Fclet determined in accordance with the target resonance primary frequency Fclft from the excitation force Fcle at the resonance primary frequency Fclf is referred to as a second difference. The target low frequency excitation force Flet determined according to the target EGR rate for this low frequency is subtracted from the low frequency excitation force Fle at a low frequency (for example, around 3 kHz) lower than the resonance primary frequency Fclf. The value is referred to as the third difference. Further, the
ここで、第1の差が正値、第2の差が負値、および第3の差が負値である場合に、実EGR率は目標EGR率に比して低いと判断できる。この場合、ECU50は、高圧EGRバルブ34の開度を現開度よりも大きくする制御信号を出力する。
Here, when the first difference is a positive value, the second difference is a negative value, and the third difference is a negative value, it can be determined that the actual EGR rate is lower than the target EGR rate. In this case, the
また、第1の差が負値、第2の差が正値、および第3の差が正値である場合に、実EGR率は目標EGR率に比して高いと判断できる。この場合、ECU50は、高圧EGRバルブ34の開度を現開度よりも小さくする制御信号を出力する。
Further, when the first difference is a negative value, the second difference is a positive value, and the third difference is a positive value, it can be determined that the actual EGR rate is higher than the target EGR rate. In this case, the
なお、第1〜第3の差の絶対値が大きいほど、高圧EGRバルブ34の開度の変化量を大きく設定してもよい。
In addition, you may set the variation | change_quantity of the opening degree of the high
(フローチャート)
図3は、上述の動作を実現するために、ECU50が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本制御ルーチンは、各気筒について所定のサイクル毎に繰り返し実行される。
(flowchart)
FIG. 3 is a flowchart of a control routine executed by the
図3に示すルーチンでは、まず、ステップ100において、ECU50は、現運転領域(負荷、回転速度)がEGR導入領域であるか否かを判定する。ECU50には、運転領域と目標EGR率との関係を定めたマップ等が予め記憶されている。現運転領域に対応する目標EGR率が0より高い場合にEGR導入領域であると判定可能である。
In the routine shown in FIG. 3, first, in
ステップ102において、ECU50は、筒内圧センサ14に圧縮・膨張工程における筒内圧を計測させ、筒内圧センサ14の出力信号を入力する。
In
ステップ104において、ECU50は、周波数解析を用いて、筒内圧センサ14の出力信号から、周波数毎に加振力を算出する。
In
ステップ106において、ECU50は、周波数解析処理により算出された加振力がピークとなる共鳴1次周波数Fclf、共鳴1次周波数Fclfにおける加振力Fcle、および共鳴1次周波数Fclfよりも周波数が低い低周波数における低周波域加振力Fleを検出する。上述の低周波数は、内燃機関の構成に応じて予め定められECU50に記憶されている。
In
ステップ108において、ECU50は、目標EGR率に応じて定めた目標共鳴1次周波数Fclft、目標共鳴1次周波数Fclftに応じて定めた目標加振力Fclet、および低周波数について目標EGR率に応じて定めた目標低周波域加振力Fletを読み出す。目標共鳴1次周波数Fclft、目標加振力Fclet、目標低周波域加振力Fletは、目標EGR率毎に予め定められECU50に記憶されている。
In
ステップ110において、ECU50は、上述した第1の差が正値(Fclf>Fclft)、第2の差が負値(Fcle<Fclet)、および第3の差が負値(Fle<Flet)であるか否かを判定する。判定条件が成立する場合には、実EGR率は目標EGR率に比して低い状態にある。この場合、ECU50は、ステップ112の処理に進む。
In
ステップ112において、ECU50は、高圧EGRバルブ34の開度を現開度よりも大きくする制御信号を出力する。その後、本ルーチンは終了され、次サイクルにおいて再実行される。
In
ステップ110において、判定条件が成立しない場合、ECU50は、ステップ114の処理に進む。ステップ114において、ECU50は、第1の差が負値(Fclf<Fclft)、第2の差が正値(Fcle>Fclet)、および第3の差が正値(Fle>Flet)であるか否かを判定する。判定条件が成立する場合には、実EGR率は目標EGR率に比して高い状態にある。この場合、ECU50は、ステップ116の処理に進む。
If the determination condition is not satisfied in
ステップ116において、ECU50は、高圧EGRバルブ34の開度を現開度よりも小さくする制御信号を出力する。その後、本ルーチンは終了され、次サイクルにおいて再実行される。
In
以上説明したように、図3に示すルーチンによれば、周波数解析を用いて、筒内圧センサ14の出力信号から実EGR率と目標EGR率とのズレを判断することができる。そして、ズレの状態に応じて、実EGR率を目標EGR率に近づけるように高圧EGRバルブ34の開度を適切に調節することができる。特に、本発明によれば、各気筒について周波数解析を行うことができるため、気筒毎にバラツキがある実EGR率を個別に計測し、各気筒に対応する高圧EGRバルブ34を個別に制御することができる。そのため、各気筒における実EGR率を目標EGR率に近づけることができる。よって、今後、排気制約が厳しくなる中で、高精度のEGR制御が可能となる。加えて、筒内圧センサの出力信号を用いることで、高い頻度(例えば、1サイクル毎)で高圧EGRバルブ34を制御でき、高精度のEGR制御が可能となる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 3, it is possible to determine the difference between the actual EGR rate and the target EGR rate from the output signal of the in-
(変形例)
上述した実施の形態1のシステムにおいては、気筒毎に設けられた高圧EGRバルブ34を個別に制御することで、気筒毎に好適なEGR制御を実現できる。ところで、本発明は、高圧EGRバルブ34が気筒毎に設けられていない内燃機関においても適用できる。例えば、高圧EGR通路30に1つの高圧EGRバルブ34が設けられた構成であっても適用できる。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
(Modification)
In the system of the first embodiment described above, EGR control suitable for each cylinder can be realized by individually controlling the high-
なお、上述した実施の形態1のシステムにおいては、実EGR率を目標EGR率に一致させるように制御しているが、実EGR率は実EGR量であってもよく、目標EGR率は目標EGR量であってもよい。 In the system of the first embodiment described above, the actual EGR rate is controlled so as to coincide with the target EGR rate. However, the actual EGR rate may be the actual EGR amount, and the target EGR rate is the target EGR rate. It may be an amount.
実施の形態2.
[実施の形態2のシステム構成]
次に、図4〜図5を参照して本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態のシステムは図1に示す構成において、ECU50に後述する図5のルーチンを実施させることで実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
[System Configuration of Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of the present embodiment can be realized by causing the
[実施の形態2における特徴的制御]
上述した実施の形態1では、気筒内のEGR率によって異なる周波数特性を用いて実EGR率を目標EGR率に近づけるEGR制御を実現している。ところで、周波数特性のズレの要因として凝縮水の発生も考えられる。そこで、実施の形態2では、凝縮水が発生しやすい運転領域以外の運転領域において、実施の形態1と同様のEGR制御を行うこととする。
[Characteristic Control in Embodiment 2]
In the first embodiment described above, EGR control is realized in which the actual EGR rate is brought close to the target EGR rate using frequency characteristics that differ depending on the EGR rate in the cylinder. By the way, generation | occurrence | production of condensed water is also considered as a factor of the shift | offset | difference of a frequency characteristic. Therefore, in the second embodiment, EGR control similar to that in the first embodiment is performed in an operation region other than the operation region where condensed water is likely to be generated.
図4は、凝縮水が発生しやすい運転領域について説明するための図である。図4の破線領域は、低回転、かつ中・高負荷領域を示す。低回転、中・高負荷領域では、高回転領域に比して目標EGR率が低くインテークマニホールド16内の温度が低い。また、排気空燃比が低く水の発生量が多い。そのため、凝縮水が発生し蒸発しにくい。そこで、実施の形態2のシステムでは、凝縮水が発生しにくい、低回転、中・高負荷領域以外の運転領域において周波数解析を用いたEGR制御を行うこととした。
FIG. 4 is a diagram for explaining an operation region in which condensed water is likely to be generated. The broken line area in FIG. 4 indicates a low rotation and medium / high load area. In the low rotation, medium / high load region, the target EGR rate is lower than that in the high rotation region, and the temperature in the
(フローチャート)
図5は、上述の機能を実現するために、ECU50が実行する制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、ステップ101の処理がステップ100とステップ102との間に追加されている点を除き、図3に示すルーチンと同様である。以下、図5において、図3に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
(flowchart)
FIG. 5 is a flowchart of a control routine executed by the
図5に示すルーチンでは、ECU50は、ステップ100の処理後、ステップ101の処理を実行する。ステップ101において、ECU50は、低回転、かつ中・高負荷域、かつ定常運転であるか否かを判定する。判定条件が成立する場合には、本ルーチンは終了され、次サイクルにおいて再実行される。一方、ステップ101において、判定条件が成立しない場合、ECU50は、ステップ102以降の処理を実行する。
In the routine shown in FIG. 5, the
以上説明したように、図5に示すルーチンによれば、凝縮水が発生しやすい運転領域以外の運転領域において、周波数解析を用いて、筒内圧センサ14の出力信号から実EGR率と目標EGR率とのズレを判断することができる。そして、ズレの状態に応じて、実EGR率を目標EGR率に近づけるように高圧EGRバルブ34の開度を適切に調節することができる。そのため、実施の形態2のシステムによれば、凝縮水の発生による周波数特性のズレへの影響を取り除いて、実EGR率と目標EGR率とのズレを実施の形態1に比して精度高く算出することができるため、高精度のEGR制御が可能となる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 5, the actual EGR rate and the target EGR rate are calculated from the output signal of the in-
10 内燃機関
12 気筒
14 筒内圧センサ
16 インテークマニホールド
18 エキゾーストマニホールド
20 吸気通路
22 排気通路
24 ターボチャージャ
24a コンプレッサ
24b タービン
26 高圧EGR装置
28 低圧EGR装置
30 高圧EGR通路
32 高圧EGRクーラ
34 高圧EGRバルブ
35 低圧EGR通路
36 低圧EGRクーラ
37 低圧EGRバルブ
Fcle 加振力
Fclf 共鳴1次周波数
Fle 低周波域加振力
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記気筒に接続された排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に還流させるEGR通路に設けられたEGRバルブと、
周波数解析を用いて、前記筒内圧センサの出力信号から、周波数毎に加振力を算出する周波数解析手段と、
前記周波数解析手段により算出された加振力がピークとなる共鳴1次周波数から、目標EGR率又は目標EGR量に応じて定めた目標共鳴1次周波数を減じた値を第1の差、前記共鳴1次周波数における加振力から、前記目標共鳴1次周波数に応じて定めた目標加振力を減じた値を第2の差、前記共鳴1次周波数よりも周波数が低い低周波数における低周波域加振力から、前記低周波数について前記目標EGR率又は前記目標EGR量に応じて定めた目標低周波域加振力を減じた値を第3の差とし、前記第1の差が正値、前記第2の差が負値、および前記第3の差が負値である場合に、前記EGRバルブの開度を現開度よりも大きくする手段と、
前記第1の差が負値、前記第2の差が正値、および前記第3の差が正値である場合に、前記EGRバルブの開度を前記現開度よりも小さくする手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An in-cylinder pressure sensor that outputs a signal corresponding to the pressure in the cylinder of the internal combustion engine;
An EGR valve provided in an EGR passage that recirculates a part of the exhaust flowing through the exhaust passage connected to the cylinder to the intake passage;
Frequency analysis means for calculating an excitation force for each frequency from the output signal of the in-cylinder pressure sensor using frequency analysis;
A value obtained by subtracting the target resonance primary frequency determined according to the target EGR rate or the target EGR amount from the resonance primary frequency at which the excitation force calculated by the frequency analyzing means reaches a peak is the first difference, and the resonance A value obtained by subtracting the target excitation force determined according to the target resonance primary frequency from the excitation force at the primary frequency is a second difference, and a low frequency region at a low frequency lower than the resonance primary frequency. A value obtained by subtracting the target low-frequency region excitation force determined according to the target EGR rate or the target EGR amount for the low frequency from the excitation force is set as a third difference, and the first difference is a positive value, Means for making the opening of the EGR valve larger than the current opening when the second difference is a negative value and the third difference is a negative value;
Means for making the opening of the EGR valve smaller than the current opening when the first difference is a negative value, the second difference is a positive value, and the third difference is a positive value;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015069685A JP2016188628A (en) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Control device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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Family
ID=57240222
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2016188628A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114370360A (en) * | 2020-10-14 | 2022-04-19 | 广州汽车集团股份有限公司 | Air intake manifold and exhaust gas recirculation system with same |
-
2015
- 2015-03-30 JP JP2015069685A patent/JP2016188628A/en active Pending
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