JP2017020437A - Egr control system of internal combustion engine, internal combustion engine, and egr control method of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、EGR通路にEGRバルブを有して構成されるEGRシステムを備えた内燃機関で、この内燃機関の気筒内酸素濃度に基づいて、EGRバルブの開度を制御する内燃機関のEGR制御システム、内燃機関、及び内燃機関のEGR制御方法に関する。 The present invention is an internal combustion engine equipped with an EGR system having an EGR valve in an EGR passage, and the EGR control of the internal combustion engine controls the opening degree of the EGR valve based on the in-cylinder oxygen concentration of the internal combustion engine. The present invention relates to a system, an internal combustion engine, and an EGR control method for the internal combustion engine.
一般的に、車両に搭載されるディーゼルエンジン等の内燃機関には、排気ガスに含まれる窒素酸化物の濃度を一定濃度以下に制御するために、EGRシステムが備えられる。このEGRシステムは、図1に示すように、内燃機関10の排気通路13と吸気通路12を接続するEGR通路14と、このEGR通路14に設けられるEGRクーラー15、EGRバルブ16等により構成されるシステム1である。このEGRシステム1により、排気通路13を通過する排気ガスGの一部(EGRガス)Geを、EGR通路14を経由して吸気通路12に還流させて、新気Aと共に気筒11c内に供給することで、気筒11c内での燃焼温度を低下させ、排気ガスGに含まれる窒素酸化物の濃度を制御している。一般的に、気筒11c内での燃焼温度が低下するにつれて、排気ガスGに含まれる窒素酸化物の濃度が低減することが知られている。
In general, an internal combustion engine such as a diesel engine mounted on a vehicle is provided with an EGR system in order to control the concentration of nitrogen oxides contained in exhaust gas to a certain concentration or less. As shown in FIG. 1, the EGR system includes an
これに関連して、内燃機関の負荷にかかわらず低圧EGRの流量を一定となるようにフィードフォワード制御するとともに、排気中の酸素濃度が一定となるように、高圧EGRの流量をその目標値にフィードバック制御する内燃機関の排気還流制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In this connection, feed-forward control is performed so that the flow rate of the low pressure EGR is constant regardless of the load of the internal combustion engine, and the flow rate of the high pressure EGR is set to the target value so that the oxygen concentration in the exhaust gas is constant. An exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine that performs feedback control has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
一方、発明者らは、図3に示すようなEGR制御システム40Xで、エンジン回転数及び燃料噴射量等のエンジン運転状態に基づいて算出される第1NOx濃度目標値(基本NOx濃度目標値)Nt1に、実際の排気ガスG中のNOx濃度がなるように、気筒内酸素濃度に基づいて、EGRバルブ16の開度を制御することを考えてきた。
On the other hand, the inventors use the
すなわち、EGRバルブ16の開度を制御する目標開度の制御量Cは、気筒内酸素濃度目標値Dtを基に第4制御部44のフィードフォワード制御で算出される基本制御量(プリ制御量)Caに、気筒内酸素濃度目標値Dtと、各種センサからの入力を基に算出される気筒内酸素濃度の計算値Dcとの差(誤差)ΔD(=Dt−Dc)を基に第5制御部45のフィードバック制御(PID制御)で算出される補正制御量Cbを加算してバルブ制御量Cが算出される(C=Ca+Cb)。
That is, the control amount C of the target opening degree that controls the opening degree of the
より詳細に説明すると、吸気流量センサ21、吸気圧力センサ22、吸気温度センサ23、排気ラムダセンサ24などの吸気系センサ群Sg1からの検出値を基に、第1制御部41Xで、NOx濃度算出値Ncが算出される。それと共に、NOx濃度検出値Ndを基本としてNOx濃度算出値Ncによる算出値を補正する値を用いて、制御用の算出値を補正するとの考えに基づいて、NOx補正部46で、NOx濃度センサ20の検出値であるNOx濃度検出値Ndが入力され、このNOx濃度検出値NdとNOx濃度算出値NcとからNOx補正係数(補正比率)NCf=Nd/Ncが算出される。
More specifically, the
一方、エンジン回転数及び燃料噴射量に基づいてマップデータを参照する等して、第1NOx濃度目標値Nt1が算出され、この第1NOx濃度目標値Nt1に対して、第2制御部42で、スモークリミットを考慮して第2NOx濃度目標値Nt2が算出され、更に、内燃機関の運転状態が定常状態であるときに、NOx補正係数NCfを乗じて、第3NOx濃度目標値Nt3(=Nt2×NCf=Nt2×Nd/Nc)(NOx濃度目標値)が算出される。また、内燃機関の運転状態が過渡状態であるときには、NOx補正係数NCfによる補正を行わず、補正比率を1として、第3NOx濃度目標値Nt3が算出される(Nt3=Nt2×1=Nt2)。
On the other hand, the first NOx concentration target value Nt1 is calculated by referring to the map data based on the engine speed and the fuel injection amount, and the
この第3NOx濃度目標値Nt3に対して、第3制御部43で、気筒内酸素濃度目標値Dtが算出され、第4制御部44でフィードフォワード制御(プリ制御)の目標値である基本制御量(プリ制御量)Caが算出される。それと共に、第5制御部45で、気筒内酸素濃度目標値Dtと第1制御部41Xで算出された気筒内酸素濃度算出値Dcとを入力して、フィードバック制御(PID制御)の目標値である補正制御量Cbが算出される。加算部47で、この基本制御量Caと補正制御量Cbとが加算されてバルブ制御量Cが算出される。このバルブ制御量CでEGRバルブ16の開度が調整制御される。
With respect to the third NOx concentration target value Nt3, the
そして、このEGR制御においては、このNOx補正係数NCfによる第2NOx濃度目標値Nt2に対する補正を、内燃機関の運転状態が定常状態の時にのみ行っている。すなわち、内燃機関の運転状態が定常状態であるときに、NOx補正係数NCfによる補正を行って、第3NOx濃度目標値Nt3を算出している(Nt3=Nt2×NCf)。なお、内燃機関の運転状態が過渡状態であるときには、NOx補正係数NCfによる補正を行わず、NOx補正係数NCfを1として、第3NOx濃度目標値Nt3を算出している(Nt3=Nt2×1=Nt2)。 In this EGR control, correction for the second NOx concentration target value Nt2 by the NOx correction coefficient NCf is performed only when the operating state of the internal combustion engine is in a steady state. That is, when the operating state of the internal combustion engine is in a steady state, the third NOx concentration target value Nt3 is calculated by performing correction using the NOx correction coefficient NCf (Nt3 = Nt2 × NCf). When the operating state of the internal combustion engine is in a transient state, the NOx correction coefficient NCf is not corrected, and the NOx correction coefficient NCf is set to 1 to calculate the third NOx concentration target value Nt3 (Nt3 = Nt2 × 1 = Nt2).
上記のEGR制御によるNOx制御においては、気筒内酸素濃度目標値Dtに対応するNOxに関係するパラメータをNOx濃度(第1NOx濃度目標値Nt1、第2NOx濃度目標値Nt2、第3NOx濃度目標値Nt3)としている。 In the NOx control based on the EGR control described above, parameters related to NOx corresponding to the in-cylinder oxygen concentration target value Dt are the NOx concentration (first NOx concentration target value Nt1, second NOx concentration target value Nt2, third NOx concentration target value Nt3). It is said.
この制御と同様に、一般的には、NOx制御では、排気ガスに含まれるNOxの濃度を基に制御しているが、実際に外気に排出されるNOxとして問題にされるべきは、NOxの濃度よりもNOxの排出量であるNOx質量と考えられる。このNOx質量は、NOx濃度に排気ガス流量を乗じて得られるが、排気ガス流量は、吸気量と燃料量に関係する。この吸気量(質量)は、言い換えれば、吸気通路に設けられるターボ式過給機等の過給機による過給量に相当し、大気圧、大気温度、過給圧、過給温度等に関係する。 Similar to this control, in general, in NOx control, control is based on the concentration of NOx contained in the exhaust gas. However, what should be considered as NOx actually discharged into the outside air is the NOx control. The NOx mass, which is the amount of NOx emitted rather than the concentration, is considered. The NOx mass is obtained by multiplying the NOx concentration by the exhaust gas flow rate, and the exhaust gas flow rate is related to the intake air amount and the fuel amount. In other words, this intake amount (mass) corresponds to the amount of supercharging by a turbocharger such as a turbocharger provided in the intake passage, and is related to atmospheric pressure, atmospheric temperature, supercharging pressure, supercharging temperature, etc. To do.
そのため、例えば、エンジンの過渡状態において、過給量が増加しているにもかかわらず、NOx濃度一定で制御した場合には、NOx濃度と排気ガス流量の掛算の結果であるNOx質量は過給量の増加に伴って増加してしまい、逆に、過給量が減少しているにもかかわらず、NOx濃度一定で制御した場合には、NOx質量は過給量の減少に伴って減少することになる。 For this reason, for example, when the engine is in a transient state and the supercharging amount is increased but the NOx concentration is controlled to be constant, the NOx mass resulting from the multiplication of the NOx concentration and the exhaust gas flow rate is supercharged. In contrast, when the control is performed at a constant NOx concentration, the NOx mass decreases with a decrease in the supercharging amount even though the supercharging amount decreases. It will be.
そして、NOx濃度の目標値に合わせて過給量の増減時におけるEGR弁を制御する場合には、過給量が増加した場合には排出されるNOx質量は多くなり、過給量が減少した場合には排出されるNOx質量は少なくなるので、NOx濃度を目標にした場合には、必ずしも、全体で考えた時に、内燃機関から排出されるNOx質量を効率よく減少できているか否かの把握が難しいという問題がある。 And when controlling the EGR valve at the time of increase / decrease of the supercharging amount according to the target value of NOx concentration, when the supercharging amount increases, the NOx mass discharged increases and the supercharging amount decreases. In some cases, the amount of NOx discharged becomes small. Therefore, when the NOx concentration is targeted, it is not always possible to grasp whether the NOx mass discharged from the internal combustion engine can be efficiently reduced when considered as a whole. There is a problem that is difficult.
さらに、内燃機関の過渡状態において排気ガス流量が変化しているときにNOx濃度でEGR制御すると、排気ガス流量の変化に応じて排気通路へ排出されるNOx質量が変化し、排気ガス浄化処理装置における還元剤の供給量の制御などへの影響が大きいという問題がある。特に、トラックやバスの市街地運転などにおいては、内燃機関の運転状態で過渡状態が多くなるため、この問題はNOx浄化の向上の面では重要となる。 Further, when the EGR control is performed with the NOx concentration when the exhaust gas flow rate is changing in the transient state of the internal combustion engine, the NOx mass discharged to the exhaust passage changes according to the change in the exhaust gas flow rate, and the exhaust gas purification processing device There is a problem that the influence on the control of the supply amount of the reducing agent is large. In particular, in urban driving of trucks and buses, since the transient state increases in the operating state of the internal combustion engine, this problem is important in terms of improving NOx purification.
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、EGR通路にEGRバルブを有して構成されるEGRシステムを備えた内燃機関で、この内燃機関の気筒内酸素濃度に基づいて、EGRバルブの開度を制御する内燃機関のEGRシステムにおいて、特に、NOx濃度でなくNOx質量を気筒内酸素濃度の目標値の算出に用いて、NOx制御の制御精度を向上させることができ、また、排気ガス浄化処理装置におけるNOx処理を容易にすることができる内燃機関のEGR制御システム、内燃機関、及び内燃機関のEGR制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is an internal combustion engine including an EGR system configured to have an EGR valve in an EGR passage. In the EGR system for an internal combustion engine that controls the opening degree of the EGR valve based on the above, it is possible to improve the control accuracy of the NOx control, particularly using the NOx mass instead of the NOx concentration for calculating the target value of the in-cylinder oxygen concentration. Another object of the present invention is to provide an EGR control system for an internal combustion engine, an internal combustion engine, and an EGR control method for an internal combustion engine that can facilitate NOx treatment in an exhaust gas purification processing apparatus.
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関のEGR制御システムは、EGR通路にEGRバルブを有して構成されるEGRシステムを備えた内燃機関で、気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御する内燃機関のEGR制御システムにおいて、前記EGRシステムを制御する制御装置が、排気ガス中に排出されるNOx量の制御の目標値であるNOx質量目標値に対応する気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御するように構成される。 An EGR control system for an internal combustion engine of the present invention for achieving the above object is an internal combustion engine including an EGR system configured to have an EGR valve in an EGR passage, and is based on an in-cylinder oxygen concentration target value. In the EGR control system for an internal combustion engine that controls the opening degree of the EGR valve, the control device that controls the EGR system corresponds to a NOx mass target value that is a target value for controlling the amount of NOx discharged into the exhaust gas. The opening degree of the EGR valve is controlled based on the in-cylinder oxygen concentration target value.
すなわち、本発明では、EGRバルブの開度の制御量(NOx制御の制御量)を算出するための気筒内酸素濃度の目標値を算出するためのNOxに関するパラメータを、先行技術のNOx濃度ではなく、NOx質量とする。このNOx質量は、NOx濃度に排気ガス流量(質量)等を乗じて得られるが、この排気ガス流量は、内燃機関の運転状態が過渡状態であると大きく変動する。また、過給機の製品別のバラツキや経年変化により過給圧が変化するので、この影響も受ける。 In other words, in the present invention, the parameter relating to NOx for calculating the target value of the in-cylinder oxygen concentration for calculating the control amount of the opening degree of the EGR valve (control amount of NOx control) is not the NOx concentration of the prior art. , NOx mass. The NOx mass is obtained by multiplying the NOx concentration by the exhaust gas flow rate (mass) or the like, and this exhaust gas flow rate varies greatly when the operating state of the internal combustion engine is in a transient state. In addition, the supercharging pressure changes due to variations in the turbocharger products and changes over time.
そのため、先行技術においては、NOx濃度目標値にEGR制御を追従させているため、特に、過渡状態においては、NOx濃度が一定でもNOx質量は増減してしまうという問題があったが、本発明では、NOx濃度目標値ではなくNOx質量目標値にEGR制御を追従させているので、内燃機関の運転状態が過渡状態で排気ガス流量が変動しても、NOx質量の増減を回避できる。 Therefore, since the EGR control is made to follow the NOx concentration target value in the prior art, there is a problem that the NOx mass increases or decreases even in the transient state even if the NOx concentration is constant. Since the EGR control is made to follow the NOx mass target value instead of the NOx concentration target value, even if the operating state of the internal combustion engine is in a transitional state and the exhaust gas flow rate fluctuates, increase / decrease in the NOx mass can be avoided.
したがって、この構成によれば、EGRバルブの開度の制御量、即ち、NOx制御の制御量を算出するための気筒内酸素濃度の目標値に対応するNOxに関するパラメータを、従来技術のNOx濃度ではなく、NOx質量とするので、特に、内燃機関の運転状態が過渡状態であるときにおける、排出されるNOx質量を把握でき、全体として排出されるNOx質量をより精度よく把握できるようになり、気筒から排気通路へ流出するNOx排出量に対する対策を効率よく行うことができ、排出されるNOx質量の全体量を減少し易くなる。 Therefore, according to this configuration, the NOx parameter corresponding to the target value of the in-cylinder oxygen concentration for calculating the control amount of the opening degree of the EGR valve, that is, the control amount of NOx control, Since the NOx mass is used, the exhausted NOx mass can be grasped especially when the operating state of the internal combustion engine is in a transient state, and the exhausted NOx mass can be grasped more accurately and the cylinder can be grasped more accurately. Thus, it is possible to efficiently take measures against the NOx emission amount flowing out from the exhaust passage, and to easily reduce the total amount of NOx mass to be discharged.
さらに、気筒から排気通路中に排出されるNOx排出量に関して、濃度ベースから質量ベースにすることにより、排気ガス処理における還元剤の供給量などの演算で排気ガス流量の変動に対する考慮や排気ガス流量の補正を考慮する必要が無くなるので、これらの演算が簡略化されると共に、排気ガス浄化のための制御も容易となる。 Further, regarding the NOx emission amount discharged from the cylinder into the exhaust passage, by changing from the concentration base to the mass base, consideration is given to fluctuations in the exhaust gas flow rate in calculation of the reducing agent supply amount in the exhaust gas processing, and the exhaust gas flow rate. Therefore, these calculations are simplified, and control for exhaust gas purification is facilitated.
上記の内燃機関のEGR制御システムにおいて、前記制御装置が、前記内燃機関の運転状態が過渡状態にあるときに、前記NOx質量目標値を予め設定されるマップデータを参照する等して、この参照された前記NOx質量目標値に対応する気筒内酸素濃度目標値を算出して、この気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御するように構成される。この構成によれば、排気ガス中のNOx処理を安定して行なうことができるようになる。 In the EGR control system of the internal combustion engine, the control device refers to the map data in which the NOx mass target value is set in advance when the operating state of the internal combustion engine is in a transient state. The in-cylinder oxygen concentration target value corresponding to the NOx mass target value is calculated, and the opening degree of the EGR valve is controlled based on the in-cylinder oxygen concentration target value. According to this configuration, the NOx treatment in the exhaust gas can be stably performed.
また、上記の内燃機関のEGR制御システムにおいて、排気通路にNOx濃度検出装置を設け、前記制御装置が、吸気に関係するセンサの検出値からNOx質量算出値を算出し、かつ、前記NOx濃度検出装置の検出値であるNOx濃度実測値から質量換算器を介してNOx質量実測値を算出した後、前記NOx質量算出値と前記NOx質量実測値とからNOx補正係数を算出し、さらに、エンジン運転状態に基づいて基本NOx質量目標値を算出し、該基本NOx質量目標値と前記NOx補正係数とから、前記NOx質量目標値を算出するように構成される。 Also, in the EGR control system for an internal combustion engine, a NOx concentration detection device is provided in an exhaust passage, and the control device calculates a NOx mass calculation value from a detection value of a sensor related to intake air, and the NOx concentration detection After calculating the actual NOx mass value via the mass converter from the actual NOx concentration value detected by the apparatus, a NOx correction coefficient is calculated from the NOx mass calculated value and the actual NOx mass actual value, and further engine operation is performed. A basic NOx mass target value is calculated based on the state, and the NOx mass target value is calculated from the basic NOx mass target value and the NOx correction coefficient.
この構成によれば、基本NOx質量目標値の補正に用いるNOx補正係数を、NOx濃度でなくNOx質量に換算してから算出しているので、過給量の影響及び過給量に相当する吸気量に影響する大気圧や大気温度等の影響を入れた形で、NOx補正係数を算出できるので、基本NOx質量目標値の補正をより精度よく行うことができる。 According to this configuration, since the NOx correction coefficient used for correcting the basic NOx mass target value is calculated after being converted to NOx mass instead of NOx concentration, the influence of the supercharging amount and the intake air corresponding to the supercharging amount Since the NOx correction coefficient can be calculated with the influence of atmospheric pressure, atmospheric temperature, etc. affecting the amount, the basic NOx mass target value can be corrected more accurately.
あるいは、上記の内燃機関のEGR制御システムにおいて、排気通路にNOx濃度検出装置を設け、前記制御装置が、吸気に関係するセンサの検出値からNOx濃度算出値を算出し、かつ、前記NOx濃度検出装置の検出値であるNOx濃度実測値を検出した後、前記NOx濃度算出値と前記NOx濃度実測値とからNOx補正係数を算出し、さらに、エンジン運転状態に基づいて基本NOx質量目標値を算出し、該基本NOx質量目標値と前記NOx補正係数とから、前記NOx質量目標値を算出するように構成される。 Alternatively, in the above EGR control system for an internal combustion engine, a NOx concentration detection device is provided in an exhaust passage, and the control device calculates a NOx concentration calculation value from a detection value of a sensor related to intake air, and the NOx concentration detection After detecting the measured NOx concentration value, which is the detection value of the device, a NOx correction coefficient is calculated from the calculated NOx concentration value and the measured NOx concentration value, and further, a basic NOx mass target value is calculated based on the engine operating state The NOx mass target value is calculated from the basic NOx mass target value and the NOx correction coefficient.
この構成によれば、センサから求めた実際の計測値から算出したNOx濃度算出値とNOx濃度センサから検出したNOx濃度実測値との違いをNOx質量目標値に反映できるので、気筒内酸素濃度目標値による制御精度をより向上することができ、特に、内燃機関の運転状態が過渡状態であるときにおける、NOx制御の制御精度を向上させることができる。 According to this configuration, the difference between the calculated NOx concentration value calculated from the actual measured value obtained from the sensor and the actual measured NOx concentration value detected from the NOx concentration sensor can be reflected in the NOx mass target value. The control accuracy according to the value can be further improved, and in particular, the control accuracy of the NOx control can be improved when the operating state of the internal combustion engine is in a transient state.
また、上記の内燃機関のEGR制御システムを搭載した内燃機関は、上記の内燃機関のEGR制御システムと同様の作用効果を奏することができる。 An internal combustion engine equipped with the EGR control system for an internal combustion engine can achieve the same effects as the EGR control system for the internal combustion engine.
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関のEGR制御方法は、EGR通路にEGRバルブを有して構成されるEGRシステムを備えた内燃機関で、気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御する内燃機関のEGR制御方法において、排気ガス中に排出されるNOx量の制御の目標値であるNOx質量目標値に対応する気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御することを特徴とする方法である。 An EGR control method for an internal combustion engine according to the present invention for achieving the above object is an internal combustion engine having an EGR system having an EGR valve in an EGR passage, and is based on a target value of oxygen concentration in a cylinder. Then, in the EGR control method for an internal combustion engine for controlling the opening degree of the EGR valve, based on the in-cylinder oxygen concentration target value corresponding to the NOx mass target value, which is a target value for controlling the amount of NOx discharged into the exhaust gas. Then, the opening degree of the EGR valve is controlled.
また、上記の内燃機関のEGR制御方法において、前記内燃機関の運転状態が過渡状態にあるときに、前記NOx質量目標値を予め設定されるマップデータを参照する等して、この参照された前記NOx質量目標値に対応する気筒内酸素濃度目標値を算出して、この気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御する。 Further, in the above-described EGR control method for an internal combustion engine, when the operating state of the internal combustion engine is in a transient state, the NOx mass target value is referred to, for example, by referring to map data set in advance. A cylinder oxygen concentration target value corresponding to the NOx mass target value is calculated, and the opening degree of the EGR valve is controlled based on the cylinder oxygen concentration target value.
これらの方法によれば、上記の内燃機関のEGR制御システムと同様の作用効果を奏することができる。 According to these methods, the same operational effects as those of the EGR control system for the internal combustion engine can be obtained.
本発明の内燃機関のEGR制御システム、内燃機関、及び内燃機関のEGR制御方法によれば、EGR通路にEGRバルブを有して構成されるEGRシステムを備えた内燃機関で、この内燃機関の気筒内酸素濃度に基づいて、EGRバルブの開度を制御する内燃機関のEGRシステムにおいて、NOx濃度でなくNOx質量を気筒内酸素濃度の目標値の算出に用いて、特に、内燃機関の運転状態が過渡状態であるときにおける、NOx制御の制御精度を向上させることができ、また、排気ガス浄化処理装置におけるNOx処理を容易にすることができる。 According to the EGR control system for an internal combustion engine, the internal combustion engine, and the EGR control method for an internal combustion engine of the present invention, an internal combustion engine having an EGR system configured to have an EGR valve in an EGR passage, the cylinder of the internal combustion engine In an EGR system for an internal combustion engine that controls the opening degree of an EGR valve based on the internal oxygen concentration, the NOx concentration, not the NOx concentration, is used for calculating the target value of the in-cylinder oxygen concentration. It is possible to improve the control accuracy of the NOx control in the transient state, and to facilitate the NOx processing in the exhaust gas purification processing device.
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関のEGR制御システム、内燃機関、及び内燃機関のEGR制御方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る実施の形態の内燃機関は、本発明に係る実施の形態の内燃機関のEGR制御システム40を備えて構成され、後述する内燃機関のEGR制御システム40が奏する作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
Hereinafter, an EGR control system for an internal combustion engine, an internal combustion engine, and an EGR control method for an internal combustion engine according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The internal combustion engine of the embodiment according to the present invention is configured to include the
図1に示すように、本発明に係る実施の形態の内燃機関(以下エンジン)10は、EGRシステム1を備えて構成され、エンジン本体11と吸気通路12と排気通路13とEGR通路14を備えている。このEGR通路14は、排気通路13と吸気通路12とを接続して設けられ、上流側より順に、エンジン冷却水を冷却媒体とするEGRクーラー15、EGRバルブ16が設けられている。
As shown in FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 10 according to an embodiment of the present invention includes an
そして、大気から導入される新気Aが、必要に応じて、EGR通路14から吸気マニホールド11aに流入するEGRガスGeを伴って、気筒(シリンダ)11c内の燃焼室に送られ、燃焼室にて燃料噴射装置(図示しない)より噴射された燃料と混合圧縮されて、燃料が燃焼することで、エンジン10に動力を発生させる。そして、エンジン10で燃焼により発生した排気ガスGが、排気マニホールド11bから排気通路13に流出するが、その一部はEGR通路14にEGRガスGeとして流れ、残りの排気ガスGa(=G−Ge)は、排気浄化処理装置(図示しない)により浄化処理された後、マフラー(図示しない)を経由して大気へ放出される。
Then, fresh air A introduced from the atmosphere is sent to the combustion chamber in the cylinder (cylinder) 11c together with the EGR gas Ge flowing into the
また、吸気通路12には、吸気系センサ群Sg1を構成する、吸気流量を検出する吸気流量センサ(MAFセンサ)21、吸気圧力を検出する吸気圧力センサ22及び吸気温度を検出する吸気温度センサ23が設けられるとともに、排気通路13には、排気系センサ群Sg2を構成する、排気ガス中のNOx濃度を検出するNOx濃度センサ20と、排気の空気過剰率を検出する排気ラムダセンサ24が設けられる。これらのセンサ20〜24の信号は、予め設定された制御時間毎に、後述する制御装置30に送信される。
Further, in the intake passage 12, an intake flow sensor (MAF sensor) 21 that detects the intake flow rate, an
また、本発明の内燃機関のEGRシステム1を制御するEGR制御システム40のための制御装置30が備えられる。この制御装置30は、吸気系センサ群Sg1のセンサ21〜23と排気系センサ群Sg2のセンサ20、24より送信された信号に基づいて、予め設定された制御時間毎に、センサ20〜24の検出値を算出するとともに、必要な検出値のデータを記憶する。この制御装置30は、通常は、エンジン10の運転状態全般を制御するエンジンコントロールユニット(ECU)に組み込まれるが、独立して設けてもよい。
Moreover, the
ここで、EGRバルブ16の開度を制御する目標開度の制御量Cは、気筒内酸素濃度目標値Dtを基に第4制御部44のフィードフォワード制御で算出される基本制御量(プリ制御量)Caに、気筒内酸素濃度目標値Dtと、各種センサからの入力を基に算出される気筒内酸素濃度算出値Dcとの差(誤差)ΔD(=Dt−Dc)を基に第5制御部45のフィードバック制御(PID制御)で算出される補正制御量Cbを加算してバルブ制御量Cが算出される(C=Ca+Cb)。
Here, the control amount C of the target opening that controls the opening of the
そして、本発明では、EGRシステム1を制御する制御装置30を、排気ガスG中に排出されるNOx量の制御の目標値であるNOx質量目標値Nt3gに対応する気筒内酸素濃度目標値Dtに基づいて、EGRバルブ16の開度を制御するように構成する。
In the present invention, the
つまり、EGRバルブ16の開度の制御量(NOx制御の制御量)Cを算出するための気筒内酸素濃度目標値Dtを算出するためのNOxに関するパラメータを、先行技術のNOx濃度ではなく、NOx質量とする。このNOx質量は、NOx濃度に排気ガス流量(質量)等を乗じて得られるが、この排気ガス流量は、エンジン運転状態が過渡状態であると大きく変動する。また、過給機の製品別のバラツキや経年変化により過給圧が変化するので、この影響も受ける。 That is, the parameter relating to NOx for calculating the in-cylinder oxygen concentration target value Dt for calculating the control amount of the opening degree of the EGR valve 16 (control amount of NOx control) C is not the NOx concentration of the prior art but the NOx. Mass. This NOx mass is obtained by multiplying the NOx concentration by the exhaust gas flow rate (mass) or the like, but this exhaust gas flow rate varies greatly when the engine operating state is in a transient state. In addition, the supercharging pressure changes due to variations in the turbocharger products and changes over time.
そのため、先行技術においては、NOx濃度目標値Nt3にEGR制御を追従させているため、特に、過渡状態においては、NOx濃度が一定でもNOx質量は増減してしまうという問題があったが、本発明では、NOx濃度目標値Nt3ではなくNOx質量目標値Nt3gにEGR制御を追従させることにより、エンジン運転状態が過渡状態で排気ガス流量が変動する状況下にあっても、NOx質量の増減を回避できる。 Therefore, in the prior art, the EGR control is made to follow the NOx concentration target value Nt3. In particular, in the transient state, there is a problem that the NOx mass increases or decreases even if the NOx concentration is constant. Then, by causing EGR control to follow the NOx mass target value Nt3g instead of the NOx concentration target value Nt3, increase / decrease in NOx mass can be avoided even when the engine operating state is in a transient state and the exhaust gas flow rate varies. .
また、制御装置30を、エンジン運転状態が過渡状態にあるときに、NOx質量目標値Nt3gを予め設定されるマップデータを参照する等して、この参照されたNOx質量目標値Nt3gに対応する気筒内酸素濃度目標値Dtを算出して、この気筒内酸素濃度目標値Dtに基づいて、EGRバルブ16の開度を制御すると、ンジン運転状態が過渡状態であっても、排気ガスG中のNOx処理を安定して行なうことができる。
In addition, when the engine operating state is in a transient state, the
より詳細に説明すると、第1制御部41では、吸気流量センサ21、吸気圧力センサ22、吸気温度センサ23、排気ラムダセンサ24などの吸気系センサ群Sg1からの検出値を基に、NOx濃度算出値Ncと気筒内酸素濃度算出値Dcを算出する。
More specifically, the
この気筒内酸素濃度算出値Dcの算出に際しても内部EGRガスを考慮することが好ましい。つまり、気筒内で発生するNOx量に関係するのは、気筒内の全排気ガス量に対する気筒内酸素濃度算出値Dcであるので、気筒内の全排気ガス量に対する気筒内酸素濃度算出値Dcを、吸気量と酸素濃度、外部EGRガスの排気ガス量と酸素濃度だけで算出せずに、内部EGRガスの排気ガス量と酸素濃度を考慮に入れて、気筒内酸素濃度算出値Dcを算出することが好ましい。 It is preferable to consider the internal EGR gas when calculating the cylinder oxygen concentration calculation value Dc. That is, since the NOx amount generated in the cylinder is related to the in-cylinder oxygen concentration calculation value Dc with respect to the total exhaust gas amount in the cylinder, the in-cylinder oxygen concentration calculation value Dc with respect to the total exhaust gas amount in the cylinder is The in-cylinder oxygen concentration calculation value Dc is calculated in consideration of the exhaust gas amount and oxygen concentration of the internal EGR gas, without calculating only the intake air amount and oxygen concentration, and the exhaust gas amount and oxygen concentration of the external EGR gas. It is preferable.
そして、この気筒内酸素濃度算出値Dcと燃焼温度の推定値などから気筒内で発生するNOx量及び気筒内から排出される排気ガスのNOx濃度を算出し、NOx濃度算出値Ncとする。さらに、吸気に関係する吸気系センサ群Sg1の検出値から吸気ガス流量(質量)を算出し、この吸気ガス流量と燃料噴射量を足し合わせた排気ガス流量をNOx濃度算出値Ncに乗じてNOx質量算出値Ncgを算出する。 Then, the NOx amount generated in the cylinder and the NOx concentration of the exhaust gas exhausted from the cylinder are calculated from the calculated oxygen concentration value Dc in the cylinder and the estimated value of the combustion temperature, and set as the NOx concentration calculated value Nc. Further, the intake gas flow rate (mass) is calculated from the detected value of the intake system sensor group Sg1 related to intake air, and the NOx concentration calculated value Nc is multiplied by the exhaust gas flow rate obtained by adding the intake gas flow rate and the fuel injection amount to NOx. The calculated mass value Ncg is calculated.
それと共に、NOx濃度センサ20で検出される検出値を基本として算出される補正値を用いて、制御用の算出値を補正するとの考えに基づいて、NOx濃度センサ20の検出値であるNOx濃度実測値Ndから質量換算器48を介してNOx質量算出値Ndgを算出し、NOx補正部46で、NOx質量算出値NcgとNOx質量算出値NdgとからNOx補正係数NCfgを算出する。
At the same time, based on the idea that the calculated value for control is corrected using the correction value calculated based on the detected value detected by the
一方、第2制御部42では、エンジン回転数及び燃料噴射量に基づいてマップデータを参照する等して、第1NOx質量目標値(基本NOx質量目標値)Nt1gが算出され、この第1NOx質量目標値Nt1gが入力される第2制御部42では、排気ラムダセンサ24の検出値を入力して、この第1NOx質量目標値Nt1gではスモークが発生することが、予め設定してある計算式やマップデータ等から予測される場合には、スモークが発生しないようなNOx濃度を第2NOx質量目標値Nt2gとする。所謂スモークリミットを行う。なお、スモークが発生する可能性が無い場合は、そのまま、第1NOx質量目標値Nt1gを第2NOx質量目標値Nt2gとする。これにより第2NOx質量目標値Nt2gを算出する。
On the other hand, the
更に、内燃機関の運転状態が定常状態であるときには、NOx補正係数NCfgを乗じて、第3NOx質量目標値Nt3g(=Nt2g×NCfg=Nt2g×Ndg/Ncg)を算出する。一方、過渡状態であるときには、NOx補正係数NCfgによる補正を行わず、補正比率を1として、第3NOx質量目標値Nt3gを算出する(Nt3g=Nt2g×1=Nt2g)。つまり、この基本NOx質量目標値Nt1gとNOx補正係数NCfgとから、NOx質量目標値Nt3gを算出する。 Furthermore, when the operating state of the internal combustion engine is in a steady state, the NOx correction coefficient NCfg is multiplied to calculate a third NOx mass target value Nt3g (= Nt2g × NCfg = Nt2g × Ndg / Ncg). On the other hand, in the transient state, the third NOx mass target value Nt3g is calculated with the correction ratio set to 1 without performing the correction using the NOx correction coefficient NCfg (Nt3g = Nt2g × 1 = Nt2g). That is, the NOx mass target value Nt3g is calculated from the basic NOx mass target value Nt1g and the NOx correction coefficient NCfg.
この構成によれば、第2NOx質量目標値Nt2gの補正に用いるNOx補正係数NCfgを、NOx濃度でなくNOx質量に換算してから算出しているので、過給量の影響及び過給量に相当する吸気量に影響する大気圧や大気温度等の影響を入れた形で、NOx補正係数NCfgを算出できるので、第2NOx質量目標値Nt2gの補正をより精度よく行うことができる。 According to this configuration, the NOx correction coefficient NCfg used for correcting the second NOx mass target value Nt2g is calculated after being converted to NOx mass instead of the NOx concentration, which corresponds to the influence of the supercharging amount and the supercharging amount. Since the NOx correction coefficient NCfg can be calculated with the influence of atmospheric pressure, atmospheric temperature, etc. affecting the intake air amount to be corrected, the second NOx mass target value Nt2g can be corrected more accurately.
また、第2制御部42では、図3に示す先行技術と同様に、NOx濃度算出値Ncを算出し、かつ、NOx濃度センサ20の検出値であるNOx濃度実測値Ndを検出した後、NOx濃度算出値NcとNOx濃度実測値NdとからNOx補正係数NCf=Nd/Ncを算出し、このNOx補正係数NCfと第1NOx質量目標値Nt1gとから、NOx質量目標値Nt3gを算出するように構成してもよい。この場合は、NOx補正係数NCfは、NOx質量ベースではなくNOx濃度ベースで算出されることになる。なお、厳密には、第2NOx質量目標値Nt2gにNOx補正係数NCfを乗じてNOx質量目標値Nt3gを算出する。
Further, the
このNOx補正係数NCfを用いる場合は、センサから求めた実際の計測値から算出したNOx濃度算出値NcとNOx濃度センサ20から検出したNOx濃度実測値Ndとの違いを第3NOx質量目標値Nt3gに反映できるので、気筒内酸素濃度目標値Dtによる制御精度をより向上することができ、特に、エンジン運転状態が過渡状態であるときにおける、NOx制御の制御精度を向上させることができる。
When this NOx correction coefficient NCf is used, the difference between the NOx concentration calculation value Nc calculated from the actual measurement value obtained from the sensor and the NOx concentration actual measurement value Nd detected from the
そして、第3制御部43では、吸気圧力センサ22及び吸気温度センサ23の検出値を入力して、この第3NOx質量目標値Nt3gに対して、気筒内酸素濃度目標値Dtを算出する。第4制御部44で、この算出された気筒内酸素濃度目標値Dtに対して、フィードフォワード制御(プリ制御)の目標値である基本制御量(プリ制御量)Caを算出する。この基本制御量Caの算出に際しても、内部EGRガスを考慮することが好ましい。
Then, the
なお、この第4制御部44では、EGRバルブ16の前後に設けた差圧センサ(図示しない)で検出したEGRバルブ16の前後圧力、EGRバルブ16の下流のEGR通路14に設けた温度センサ(図示しない)で検出したEGRガスGeの温度等を用いて、より正確なEGRガスGeの流量とEGRバルブ16の開度の関係を求めておくことが好ましい。
In the
つまり、気筒内で発生するNOx量に関係する気筒内の全排気ガス量に対する気筒内酸素濃度目標値Dtを、気筒内の排気ガス量と酸素濃度が、内部EGRガスの排気ガス量と酸素濃度と、外部EGRガスの排気ガス量と酸素濃度と決まることを利用して、気筒内の酸素濃度の目標値である気筒内酸素濃度目標値Dtから、外部EGRの酸素濃度目標値Dtoを算出し、外部EGRにおけるEGRガス量Geを算出して、このEGRガス量Geを供給できるEGRバルブ16の開度をプリ制御量Caとする。
That is, the in-cylinder oxygen concentration target value Dt with respect to the total exhaust gas amount in the cylinder related to the NOx amount generated in the cylinder, the exhaust gas amount and oxygen concentration in the cylinder, and the exhaust gas amount and oxygen concentration in the internal EGR gas And the oxygen concentration target value Dto of the external EGR is calculated from the in-cylinder oxygen concentration target value Dt, which is the target value of the oxygen concentration in the cylinder, using the determination of the exhaust gas amount and the oxygen concentration of the external EGR gas. Then, the EGR gas amount Ge in the external EGR is calculated, and the opening degree of the
また、それと並行して、第5制御部45で、第3制御部43で第3NOx質量目標値Nt3gに対して算出された気筒内酸素濃度目標値Dtと第1制御部41で算出された気筒内酸素濃度算出値Dcとを入力して、フィードバック制御(PID制御)の目標値である補正制御量Cbを算出する。そして、加算部47で、この基本制御量Caと補正制御量Cbとを加算してバルブ制御量Cを算出する。このバルブ制御量CでEGRバルブ16の開度を調整制御する。
In parallel with this, the
より理解を深めるために、図3に示す先行技術のEGR制御システム40Xと比較すると、図2に示す本発明に係る実施の形態のEGR制御システム40は、3つの相違点がある。
For further understanding, the
1点目は、エンジン回転数及び燃料噴射量等のエンジン運転状態に基づいて算出される第1NOx濃度目標値(基本NOx濃度目標値)Nt1を第1NOx質量目標値(基本NOx質量目標値)Nt1gに換算することである。 The first point is that the first NOx concentration target value (basic NOx concentration target value) Nt1 calculated based on the engine operating state such as the engine speed and the fuel injection amount is changed to the first NOx mass target value (basic NOx mass target value) Nt1g. Is to convert to
2点目は、第1制御部41内に、NOx濃度からNOx質量への質量換算機能(図2におけるd/g)を設け、この質量換算機能により、NOx濃度算出値NcをNOx質量算出値Ncgに換算することである。
The second point is that the
3点目は、NOx濃度からNOx質量への換算を行う質量換算器48を設けて、NOx濃度センサ20の検出値であるNOx濃度実測値Ndからこの質量換算器48を介してNOx質量実測値Ndgを算出した後、NOx質量算出値NcgとNOx質量実測値NdgとからNOx補正係数NCfgを算出する点である。
The third point is that a
以上より、本発明に係る実施の形態の内燃機関のEGR制御システム40は、EGR通路14にEGRバルブ16を有して構成されるEGRシステム1を備えたエンジン10で、気筒内酸素濃度目標値Dtに基づいて、EGRバルブ16の開度を制御する内燃機関のEGR制御システム40において、EGRシステム1を制御する制御装置30が、排気ガスG中に排出されるNOx量の制御の目標値であるNOx質量目標値Ntg3に対応する気筒内酸素濃度目標値Dtに基づいて、EGRバルブ16の開度を制御するように構成される。
As described above, the
また、制御装置30が、エンジン運転状態が過渡状態にあるときに、NOx質量目標値Nt3gを予め設定されるマップデータを参照する等して、この参照されたNOx質量目標値Nt3gに対応する気筒内酸素濃度目標値Dtを算出して、この気筒内酸素濃度目標値Dtに基づいて、EGRバルブ16の開度を制御するように構成される。
In addition, when the engine operating state is in a transient state, the
また、排気通路13にNOx濃度センサ20を設け、制御装置30が、吸気に関係するセンサの検出値からNOx質量算出値Ncgを算出し、かつ、NOx濃度センサ20の検出値であるNOx濃度実測値Ndから質量換算器48を介してNOx質量実測値Ndgを算出した後、NOx質量算出値NcgとNOx質量実測値NdgとからNOx補正係数NCfg(=Ndg/Ncg)を算出し、さらに、エンジン運転状態に基づいて基本NOx質量目標値Nt1gを算出し、この基本NOx質量目標値Nt1gとNOx補正係数NCfgとからNOx質量目標値Nt3gを算出するように構成される。
Further, the
あるいは、排気通路13にNOx濃度センサ20を設け、制御装置30が、吸気に関係するセンサの検出値からNOx濃度算出値Ncを算出し、かつ、NOx濃度センサ20の検出値であるNOx濃度実測値Ndを検出した後、NOx濃度算出値NcとNOx濃度実測値NdとからNOx補正係数NCf(=Nd/Nc)を算出し、さらに、エンジン運転状態に基づいて基本NOx質量目標値Nt1gを算出し、この基本NOx質量目標値Nt1gとNOx補正係数NCfとから、NOx質量目標値Nt3gを算出するように構成される。
Alternatively, the
次に、上記の内燃機関のEGR制御システム40における、内燃機関のEGR制御方法について説明する。この方法は、EGR通路14にEGRバルブ16を有して構成されるEGRシステム1を備えたエンジン10で、気筒内酸素濃度目標値Dtに基づいて、EGRバルブ16の開度を制御する内燃機関のEGR制御方法であり、この方法において、排気ガスG中に排出されるNOx量の制御の目標値であるNOx質量目標値Nt3gに対応する気筒内酸素濃度目標値Dtに基づいて、EGRバルブ16の開度を制御することを特徴とする。
Next, an EGR control method for the internal combustion engine in the
また、エンジン運転状態が過渡状態にあるときに、NOx質量目標値Nt3gを予め設定されるマップデータを参照する等して、この参照されたNOx質量目標値Nt3gに対応する気筒内酸素濃度目標値Dtを算出して、この気筒内酸素濃度目標値Dtに基づいて、EGRバルブ16の開度を制御する。
In addition, when the engine operating state is in a transient state, the target oxygen concentration target value in the cylinder corresponding to the referred NOx mass target value Nt3g is obtained by referring to the preset map data for the NOx mass target value Nt3g. Dt is calculated, and the opening degree of the
上記の構成の内燃機関のEGR制御システム40、エンジン(内燃機関)10及び内燃機関のEGR制御方法によれば、EGR通路14にEGRバルブ16を有して構成されるEGRシステム1を備えたエンジン10で、このエンジン10の気筒内酸素濃度Dtに基づいて、EGRバルブ16の開度を制御する内燃機関のEGRシステムにおいて、NOx濃度でなくNOx質量を気筒内酸素濃度の目標値Dtの算出に用いて、特に、エンジン運転状態が過渡状態であるときにおける、NOx制御の制御精度を向上させることができ、また、排気ガス浄化処理装置におけるNOx処理を容易にすることができる。
According to the
すなわち、本発明では、EGRバルブ16の開度の制御量(NOx制御の制御量)を算出するための気筒内酸素濃度の目標値Dtを算出するためのNOxに関するパラメータを、先行技術のNOx濃度ではなく、NOx質量とする。 That is, in the present invention, the NOx concentration parameter for calculating the target value Dt of the in-cylinder oxygen concentration for calculating the control amount of the opening degree of the EGR valve 16 (the control amount of NOx control) is used as the NOx concentration of the prior art. Instead, the mass is NOx.
そのため、先行技術においては、NOx濃度目標値Nt3にEGR制御を追従させているため、特に、過渡状態においては、NOx濃度が一定でもNOx質量は増減してしまうという問題があったが、本発明では、NOx濃度目標値Nt3ではなくNOx質量目標値Nt3gにEGR制御を追従させているので、エンジン運転状態が過渡状態で排気ガス流量が変動しても、NOx質量の増減を回避できる。 Therefore, in the prior art, the EGR control is made to follow the NOx concentration target value Nt3. In particular, in the transient state, there is a problem that the NOx mass increases or decreases even if the NOx concentration is constant. Since the EGR control is made to follow the NOx mass target value Nt3g instead of the NOx concentration target value Nt3, even if the engine operating state is in a transitional state and the exhaust gas flow rate fluctuates, increase / decrease in the NOx mass can be avoided.
したがって、EGRバルブ16の開度の制御量、即ち、NOx制御の制御量を算出するための気筒内酸素濃度の目標値Dtに対応するNOxに関するパラメータを、従来技術のNOx濃度ではなく、NOx質量とするので、特に、エンジン運転状態が過渡状態であるときにおける、排出されるNOx質量を把握でき、全体として排出されるNOx質量をより精度よく把握できるようになり、気筒11cから排気通路14へ流出するNOx排出量に対する対策を効率よく行うことができ、排出されるNOx質量の全体量を減少し易くなる。
Therefore, the NOx parameter corresponding to the target value Dt of the in-cylinder oxygen concentration for calculating the control amount of the opening degree of the
さらに、気筒11cから排気通路14中に排出されるNOx排出量に関して、濃度ベースから質量ベースにすることにより、排気ガス処理における還元剤の供給量などの演算で排気ガス流量の変動に対する考慮や排気ガス流量の補正を考慮する必要が無くなるので、これらの演算が簡略化されると共に、排気ガス浄化のための制御も容易となる。
Further, regarding the NOx emission amount discharged from the
1 内燃機関のEGRシステム
10 エンジン(内燃機関)
11 エンジン本体
11a 吸気マニホールド
11b 排気マニホールド
11c 気筒
12 吸気通路
13 排気通路
14 EGR通路
15 EGRクーラー
16 EGRバルブ
20 NOx濃度センサ(NOx濃度検出装置)
21 吸気流量センサ(MAFセンサ)
22 吸気圧力センサ
23 吸気温度センサ
24 排気ラムダセンサ
30 制御装置
40、40X 内燃機関のEGR制御システム
41、41X 第1制御部
42 第2制御部
43 第3制御部
44 第4制御部
45 第5制御部
46 NOx補正部
47 加算部
48 質量換算器
A 新気
C EGRバルブの開度の制御量
Ca EGRバルブの開度の基本制御量
Cb EGRバルブの開度の補正制御量
Dt 気筒内酸素濃度目標値
Dc 気筒内酸素濃度算出値
Nt1 第1NOx濃度目標値(基本NOx濃度目標値)
Nt2 第2NOx濃度目標値
Nt3 第3NOx濃度目標値(NOx濃度目標値)
Nt1g 第1NOx質量目標値(基本NOx質量目標値)
Nt2g 第2NOx質量目標値
Nt3g 第3NOx質量目標値(NOx質量目標値)
Nc NOx濃度算出値
Ncg NOx質量算出値
Nd NOx濃度検出値(NOx濃度実測値)
Ndg NOx質量算出値
G、Ga 排気ガス
Ge EGRガス
NCf、NCfg NOx補正係数
Sg1 吸気系センサ群
1 EGR system for
11
21 Intake flow sensor (MAF sensor)
22
Nt2 Second NOx concentration target value Nt3 Third NOx concentration target value (NOx concentration target value)
Nt1g First NOx mass target value (basic NOx mass target value)
Nt2g Second NOx mass target value Nt3g Third NOx mass target value (NOx mass target value)
Nc NOx concentration calculation value Ncg NOx mass calculation value Nd NOx concentration detection value (NOx concentration actual measurement value)
Ndg NOx mass calculation value G, Ga exhaust gas Ge EGR gas NCf, NCfg NOx correction coefficient Sg1 Intake system sensor group
Claims (7)
前記EGRシステムを制御する制御装置が、
排気ガス中に排出されるNOx量の制御の目標値であるNOx質量目標値に対応する気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御するように構成されたことを特徴とする内燃機関のEGR制御システム。 An internal combustion engine having an EGR system configured to have an EGR valve in an EGR passage, wherein the opening degree of the EGR valve is controlled based on an in-cylinder oxygen concentration target value.
A control device for controlling the EGR system,
The opening degree of the EGR valve is controlled based on a cylinder oxygen concentration target value corresponding to a NOx mass target value, which is a target value for controlling the amount of NOx discharged into the exhaust gas. An EGR control system for an internal combustion engine.
前記内燃機関の運転状態が過渡状態にあるときに、前記NOx質量目標値を予め設定されるマップデータを参照する等して、この参照された前記NOx質量目標値に対応する気筒内酸素濃度目標値を算出して、この気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御するように構成された請求項1に記載の内燃機関のEGR制御システム。 The control device is
When the operating state of the internal combustion engine is in a transient state, the in-cylinder oxygen concentration target corresponding to the referenced NOx mass target value is obtained by referring to map data in which the NOx mass target value is set in advance. The EGR control system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the EGR control system is configured to calculate a value and control an opening degree of the EGR valve based on the in-cylinder oxygen concentration target value.
前記制御装置が、
吸気に関係するセンサの検出値からNOx質量算出値を算出し、かつ、前記NOx濃度検出装置の検出値であるNOx濃度実測値から質量換算器を介してNOx質量実測値を算出した後、前記NOx質量算出値と前記NOx質量実測値とからNOx補正係数を算出し、
さらに、エンジン運転状態に基づいて基本NOx質量目標値を算出し、該基本NOx質量目標値と前記NOx補正係数とから、前記NOx質量目標値を算出するように構成された請求項1又は2に記載の内燃機関のEGR制御システム。 A NOx concentration detection device is provided in the exhaust passage,
The control device is
After calculating a NOx mass calculation value from a detection value of a sensor related to intake air, and calculating a NOx mass measurement value via a mass converter from a NOx concentration measurement value that is a detection value of the NOx concentration detection device, A NOx correction coefficient is calculated from the calculated NOx mass value and the actual measured NOx mass value,
Further, the basic NOx mass target value is calculated based on the engine operating state, and the NOx mass target value is calculated from the basic NOx mass target value and the NOx correction coefficient. An EGR control system for an internal combustion engine as described.
前記制御装置が、
吸気に関係するセンサの検出値からNOx濃度算出値を算出し、かつ、前記NOx濃度検出装置の検出値であるNOx濃度実測値を検出した後、前記NOx濃度算出値と前記NOx濃度実測値とからNOx補正係数を算出し、
さらに、エンジン運転状態に基づいて基本NOx質量目標値を算出し、該基本NOx質量目標値と前記NOx補正係数とから、前記NOx質量目標値を算出するように構成された請求項1又は2に記載の内燃機関のEGR制御システム。 A NOx concentration detection device is provided in the exhaust passage,
The control device is
After calculating a NOx concentration calculation value from a detection value of a sensor related to intake air and detecting a NOx concentration actual measurement value that is a detection value of the NOx concentration detection device, the NOx concentration calculation value and the NOx concentration actual measurement value are NOx correction coefficient is calculated from
Further, the basic NOx mass target value is calculated based on the engine operating state, and the NOx mass target value is calculated from the basic NOx mass target value and the NOx correction coefficient. An EGR control system for an internal combustion engine as described.
排気ガス中に排出されるNOx量の制御の目標値であるNOx質量目標値に対応する気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御することを特徴とする内燃機関のEGR制御方法。 In an internal combustion engine having an EGR system configured to have an EGR valve in an EGR passage, the EGR control method for an internal combustion engine that controls the opening degree of the EGR valve based on a target value of oxygen concentration in a cylinder.
An opening of the EGR valve is controlled based on a cylinder oxygen concentration target value corresponding to a NOx mass target value, which is a target value for controlling the amount of NOx discharged into the exhaust gas. EGR control method.
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