JP2018076838A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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悠志 芝池
Yushi Shibaike
悠志 芝池
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憲保 足立
正憲 服部
Masanori Hattori
正憲 服部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve misfire resistance at the deceleration of a vehicle, in an internal combustion engine in which an EGR gas is refluxed to an intake passage.SOLUTION: A control device of an internal combustion engine comprises a variable compression ratio mechanism 10, an EGR passage 14 and an EGR control valve 15, and controls the internal combustion engine 1 which is mounted to a vehicle. The control device of the internal combustion engine reduces an opening of the EGR valve at a deceleration requirement of the vehicle, maximizes a mechanical compression ratio in a part of cylinders when fuel supply to a part of the cylinders 2 is stopped, predicts the transition of a misfire limit EGR rate and an actual EGR rate at the deceleration of the vehicle about the cylinder to which the fuel supply is not stopped, and sets the mechanical compression ratio so that a minimum value between the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate at the deceleration of the vehicle becomes maximum.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本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、車両に搭載される内燃機関において、排気通路を流れる排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に還流させることが知られている(例えば、特許文献1〜4)。斯かる内燃機関において車両の減速が要求されると、目標機関負荷率が低下し、これに伴い失火限界EGR率が低下する。この場合、所望の減速性能を得るべく吸入空気量を急激に減少させると、実EGR率が失火限界EGR率よりも高くなり、失火が発生する。   Conventionally, in an internal combustion engine mounted on a vehicle, it is known that a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage is recirculated to the intake passage as EGR gas (for example, Patent Documents 1 to 4). When deceleration of the vehicle is required in such an internal combustion engine, the target engine load factor decreases, and the misfire limit EGR rate decreases accordingly. In this case, if the intake air amount is rapidly decreased to obtain a desired deceleration performance, the actual EGR rate becomes higher than the misfire limit EGR rate, and misfire occurs.

特開2016−50500号公報JP, 2006-50500, A 特開2013−11271号公報JP 2013-11271 A 特開2010−36780号公報JP 2010-36780 A 国際公開第2014/141751号International Publication No. 2014/141551

そこで、特許文献1に記載の内燃機関では、所望の減速性能を得つつ失火の発生を抑制すべく、車両の減速要求時に一部の気筒への燃料供給を停止する。この結果、燃料供給が停止されていない気筒の一気筒当たりの機関負荷率を高めることができ、失火限界EGR率の低下を抑制することができる。   Therefore, in the internal combustion engine described in Patent Document 1, the fuel supply to some cylinders is stopped when the vehicle is requested to decelerate in order to suppress the occurrence of misfire while obtaining the desired deceleration performance. As a result, the engine load factor per cylinder in which the fuel supply is not stopped can be increased, and a decrease in the misfire limit EGR rate can be suppressed.

しかしながら、斯かる制御が実行された場合であっても、車両の減速要求時に多量のEGRガスが還流されている場合等には、実EGR率が失火限界EGR率よりも高くなり、失火が発生するおそれがある。   However, even when such control is executed, when a large amount of EGR gas is recirculated at the time of vehicle deceleration request, the actual EGR rate becomes higher than the misfire limit EGR rate, and misfire occurs. There is a risk.

そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、吸気通路にEGRガスが還流される内燃機関において、車両の減速時における失火耐性を向上させることにある。   Accordingly, in view of the above problems, an object of the present invention is to improve misfire resistance at the time of deceleration of a vehicle in an internal combustion engine in which EGR gas is recirculated in an intake passage.

上記課題を解決するために、本発明では、気筒毎に機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、排気通路を流れる排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に還流させるEGR通路と、該EGR通路に設けられると共に前記EGRガスの量を調整するEGR制御弁とを備えると共に車両に搭載される内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置において、
前記車両の減速要求時に前記EGR制御弁の開度を小さくすると共に一部の気筒への燃料供給を停止した場合には、該一部の気筒における機械圧縮比を最大にし、且つ、燃料供給が停止されない気筒について、前記車両の減速中における失火限界EGR率及び実EGR率の推移を予測し、前記車両の減速中における失火限界EGR率と実EGR率との差の最小値が最大になるように機械圧縮比を設定することを特徴とする、内燃機関の制御装置が提供される。
In order to solve the above problems, in the present invention, a variable compression ratio mechanism that can change the mechanical compression ratio for each cylinder, an EGR passage that recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage as EGR gas, An internal combustion engine control device that is provided in the EGR passage and includes an EGR control valve that adjusts an amount of the EGR gas and controls an internal combustion engine mounted on a vehicle.
When the opening of the EGR control valve is reduced and the fuel supply to some cylinders is stopped when the vehicle is requested to decelerate, the mechanical compression ratio in the some cylinders is maximized, and the fuel supply is For cylinders that are not stopped, the transition of the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during deceleration of the vehicle is predicted, and the minimum value of the difference between the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during deceleration of the vehicle is maximized. A control device for an internal combustion engine is provided in which a mechanical compression ratio is set.

本発明によれば、吸気通路にEGRガスが還流される内燃機関において、車両の減速時における失火耐性を向上させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the misfire tolerance at the time of deceleration of a vehicle can be improved in the internal combustion engine in which EGR gas recirculates to the intake passage.

図1は、本発明に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an internal combustion engine to which a control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied. 図2は、可変長コンロッドの概略的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a variable length connecting rod. 図3は、失火限界EGR率と機関負荷率KLとの関係を示すマップである。FIG. 3 is a map showing the relationship between the misfire limit EGR rate and the engine load factor KL. 図4は、機械圧縮比が高圧縮比又は低圧縮比であるときの休止気筒における概略的なPV線図の部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of a schematic PV diagram in the idle cylinder when the mechanical compression ratio is a high compression ratio or a low compression ratio. 図5は、車両の減速時におけるEGR制御弁の開度等のタイムチャートである。FIG. 5 is a time chart of the opening degree of the EGR control valve at the time of deceleration of the vehicle. 図6は、本発明の実施形態における内燃機関の制御ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a control routine of the internal combustion engine in the embodiment of the present invention. 図7は、本実施形態において用いられる失火限界EGR率及び実EGR率の予測モデルを示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a prediction model of the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate used in the present embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are assigned to similar components.

<内燃機関全体の説明>
図1は、本発明に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関1を概略的に示す図である。内燃機関1は、点火プラグによって混合気が点火される火花点火式内燃機関であり、車両に搭載される。
<Description of the internal combustion engine as a whole>
FIG. 1 is a diagram schematically showing an internal combustion engine 1 to which a control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied. The internal combustion engine 1 is a spark ignition type internal combustion engine in which an air-fuel mixture is ignited by an ignition plug, and is mounted on a vehicle.

内燃機関1は、複数の気筒2が設けられた機関本体3を備える。本実施形態では、気筒2の数は四つである。各気筒2には吸気マニホルド4及び排気マニホルド5が接続されている。   The internal combustion engine 1 includes an engine body 3 provided with a plurality of cylinders 2. In the present embodiment, the number of cylinders 2 is four. An intake manifold 4 and an exhaust manifold 5 are connected to each cylinder 2.

吸気マニホルド4は吸気管6を介してターボチャージャ(過給機)7のコンプレッサ7aの出口に連結される。コンプレッサ7aの入口は吸気管6を介してエアクリーナ8に連結される。吸気管6内にはステップモータ等により駆動されるスロットル弁9が配置される。さらに、吸気管6周りには吸気管6内を流れる吸入空気を冷却するためのインタークーラ13が配置される。なお、インタークーラ13は吸気マニホルド4に内蔵されていてもよい。吸気マニホルド4及び吸気管6は、空気を各気筒2内に導く吸気通路を形成する。   The intake manifold 4 is connected to an outlet of a compressor 7 a of a turbocharger (supercharger) 7 through an intake pipe 6. The inlet of the compressor 7 a is connected to the air cleaner 8 through the intake pipe 6. A throttle valve 9 driven by a step motor or the like is disposed in the intake pipe 6. Further, an intercooler 13 for cooling the intake air flowing through the intake pipe 6 is disposed around the intake pipe 6. The intercooler 13 may be built in the intake manifold 4. The intake manifold 4 and the intake pipe 6 form an intake passage that guides air into each cylinder 2.

一方、排気マニホルド5は排気管27を介してターボチャージャ7のタービン7bの入口に連結される。タービン7bの出口は排気管27を介して排気浄化触媒29に連結される。排気浄化触媒29は、例えば、排気ガス中のHC、CO、NOx等を浄化する三元触媒である。排気マニホルド5及び排気管27は、混合気の燃焼によって生じた排気ガスを各気筒2から排出する排気通路を形成する。   On the other hand, the exhaust manifold 5 is connected to the inlet of the turbine 7 b of the turbocharger 7 via the exhaust pipe 27. The outlet of the turbine 7 b is connected to the exhaust purification catalyst 29 via the exhaust pipe 27. The exhaust purification catalyst 29 is, for example, a three-way catalyst that purifies HC, CO, NOx, etc. in the exhaust gas. The exhaust manifold 5 and the exhaust pipe 27 form an exhaust passage through which exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture is discharged from each cylinder 2.

排気通路と吸気通路とは排気ガス再循環通路(EGR通路)14を介して互いに連結される。EGR通路14は、排気通路を流れる排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に還流させる。また、EGR通路14には電子制御式のEGR制御弁15が設けられている。EGR制御弁15は、排気通路から吸気通路に還流されるEGRガスの量を調整する。さらに、EGR通路14には、EGRガスを冷却するEGRクーラ16が設けられている。   The exhaust passage and the intake passage are connected to each other via an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 14. The EGR passage 14 recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage as EGR gas. The EGR passage 14 is provided with an electronically controlled EGR control valve 15. The EGR control valve 15 adjusts the amount of EGR gas recirculated from the exhaust passage to the intake passage. Further, the EGR passage 14 is provided with an EGR cooler 16 for cooling the EGR gas.

本実施形態では、EGR通路14は排気浄化触媒29よりも下流側の排気通路とコンプレッサ7aよりも上流側の吸気通路とに接続されている。したがって、内燃機関1はいわゆる低圧ループ方式(LPL方式)のEGRシステムを備える。なお、内燃機関1は他の方式のEGRシステムを備えていてもよい。例えば、内燃機関1はいわゆる高圧ループ方式(HPL方式)のEGRシステムを備えていてもよい。この場合、EGR通路は例えば排気マニホルド5と吸気マニホルド4とに接続される。   In the present embodiment, the EGR passage 14 is connected to the exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst 29 and the intake passage upstream of the compressor 7a. Therefore, the internal combustion engine 1 includes a so-called low pressure loop type (LPL type) EGR system. The internal combustion engine 1 may include another type of EGR system. For example, the internal combustion engine 1 may include a so-called high-pressure loop (HPL) EGR system. In this case, the EGR passage is connected to, for example, the exhaust manifold 5 and the intake manifold 4.

内燃機関1の各種制御は電子制御ユニット(ECU)80によって実行される。したがって、ECU80は内燃機関1の制御装置として機能する。ECU80はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス81によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)82、RAM(ランダムアクセスメモリ)83、CPU(マイクロプロセッサ)84、入力ポート85及び出力ポート86を備える。負荷センサ101、エアフロメータ102及びスロットル開度センサ103の出力が、対応するAD変換器87を介して入力ポート85に入力される。   Various controls of the internal combustion engine 1 are executed by an electronic control unit (ECU) 80. Therefore, the ECU 80 functions as a control device for the internal combustion engine 1. The ECU 80 is a digital computer, and includes a ROM (read only memory) 82, a RAM (random access memory) 83, a CPU (microprocessor) 84, an input port 85, and an output port 86 that are connected to each other by a bidirectional bus 81. Outputs of the load sensor 101, the air flow meter 102, and the throttle opening sensor 103 are input to the input port 85 via the corresponding AD converter 87.

負荷センサ101は、アクセルペダル120の踏込み量に比例した出力電圧を発生させる。したがって、負荷センサ101は機関負荷を検出する。エアフロメータ102は、吸気通路においてエアクリーナ8とコンプレッサ7aとの間に配置され、吸気管6内を流れる空気流量を検出する。スロットル開度センサ103はスロットル弁9の開度(スロットル開度)を検出する。   The load sensor 101 generates an output voltage proportional to the depression amount of the accelerator pedal 120. Therefore, the load sensor 101 detects the engine load. The air flow meter 102 is disposed between the air cleaner 8 and the compressor 7 a in the intake passage, and detects the flow rate of air flowing through the intake pipe 6. The throttle opening sensor 103 detects the opening (throttle opening) of the throttle valve 9.

さらに、入力ポート85には、クランクシャフトが例えば15°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ108が接続され、クランク角センサ108によって機関回転数が検出される。   Further, the input port 85 is connected with a crank angle sensor 108 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, 15 °, and the crank angle sensor 108 detects the engine speed.

一方、出力ポート86は、対応する駆動回路88を介して、燃料噴射弁20、スロットル弁駆動用ステップモータ及びEGR制御弁15に接続されている。燃料噴射弁20は、例えば、気筒2内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁である。なお、燃料噴射弁20は、吸気ポート内に燃料を噴射するポート燃料噴射弁であってもよい。ECU80は、燃料噴射弁20から噴射される燃料の噴射タイミング及び噴射量を制御する。   On the other hand, the output port 86 is connected to the fuel injection valve 20, the throttle valve driving step motor, and the EGR control valve 15 through a corresponding drive circuit 88. The fuel injection valve 20 is, for example, an in-cylinder fuel injection valve that injects fuel into the cylinder 2. The fuel injection valve 20 may be a port fuel injection valve that injects fuel into the intake port. The ECU 80 controls the injection timing and amount of fuel injected from the fuel injection valve 20.

ECU80は、スロットル弁駆動用ステップモータを介してスロットル弁9の開度を制御することによって、気筒2内に供給される吸入空気量を制御する。また、ECU80は、EGR制御弁15の開度を制御することによって、吸気通路に還流されるEGRガスの量を制御する。   The ECU 80 controls the amount of intake air supplied into the cylinder 2 by controlling the opening degree of the throttle valve 9 via a throttle valve driving step motor. Further, the ECU 80 controls the amount of EGR gas recirculated to the intake passage by controlling the opening degree of the EGR control valve 15.

内燃機関1は気筒2毎に機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を更に備える。可変圧縮比機構は、例えば、図2に示されたような可変長コンロッド10である。図2は、可変長コンロッド10の概略的な断面図である。可変長コンロッド10は各気筒2に設けられる。   The internal combustion engine 1 further includes a variable compression ratio mechanism that can change the mechanical compression ratio for each cylinder 2. The variable compression ratio mechanism is, for example, a variable length connecting rod 10 as shown in FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the variable length connecting rod 10. A variable length connecting rod 10 is provided in each cylinder 2.

可変長コンロッド10では、クランクピンを受容するクランク受容開口41の中心とピストンピンを受容するピストンピン受容開口32dの中心との間の長さ、すなわち可変長コンロッド10の有効長さを変更することによって機械圧縮比を変更する。図2(A)に示されるように、可変長コンロッド10の有効長さが長くなる(L1になる)と、ピストン40が圧縮上死点にあるときの燃焼室容積が小さくなり、機械圧縮比が増大する。一方、図2(B)に示すように、可変長コンロッド10の有効長さが短くなる(L2になる)と、ピストン40が圧縮上死点にあるときの燃焼室容積が大きくなり、機械圧縮比が低下する。したがって、可変長コンロッド10は機械圧縮比を高圧縮比及び低圧縮比の二段階に変更することができる。   In the variable length connecting rod 10, the length between the center of the crank receiving opening 41 for receiving the crank pin and the center of the piston pin receiving opening 32 d for receiving the piston pin, that is, the effective length of the variable length connecting rod 10 is changed. To change the mechanical compression ratio. As shown in FIG. 2A, when the effective length of the variable-length connecting rod 10 is increased (becomes L1), the combustion chamber volume when the piston 40 is at the compression top dead center is reduced, and the mechanical compression ratio is increased. Will increase. On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the effective length of the variable length connecting rod 10 is reduced (becomes L2), the combustion chamber volume when the piston 40 is at the compression top dead center is increased, and mechanical compression is performed. The ratio decreases. Therefore, the variable length connecting rod 10 can change the mechanical compression ratio into two stages of a high compression ratio and a low compression ratio.

可変長コンロッド10では、油圧ピストン機構33、34によって偏心部材32を回動させることによって有効長さを変更する。油圧ピストン機構33、34への作動油の供給は、可変長コンロッド本体31の外部の油供給装置によって作動される流れ方向切換機構35によって制御される。可変長コンロッド本体31の外部の油供給装置は、対応する駆動回路88を介してECU80の出力ポート86に接続される。したがって、ECU80は油供給装置を介して各気筒2における機械圧縮比を制御することができる。   In the variable length connecting rod 10, the effective length is changed by rotating the eccentric member 32 by the hydraulic piston mechanisms 33 and 34. The supply of hydraulic oil to the hydraulic piston mechanisms 33 and 34 is controlled by a flow direction switching mechanism 35 that is operated by an oil supply device outside the variable length connecting rod body 31. An oil supply device outside the variable length connecting rod body 31 is connected to an output port 86 of the ECU 80 via a corresponding drive circuit 88. Therefore, the ECU 80 can control the mechanical compression ratio in each cylinder 2 via the oil supply device.

可変長コンロッド10は、特開2016−118181号公報に記載されているような公知技術であるため、その構成及び制御の詳細な説明は省略する。なお、可変圧縮比機構は、特開2016−118180号公報に記載されているような、機械圧縮比を三段階に変更可能な可変長コンロッドであってもよい。また、可変圧縮比機構は、気筒毎に機械圧縮比を変更可能であれば、任意の構成を有することができる。   Since the variable length connecting rod 10 is a known technique as described in JP-A-2006-118181, a detailed description of its configuration and control is omitted. The variable compression ratio mechanism may be a variable length connecting rod that can change the mechanical compression ratio in three stages, as described in JP-A-2006-118180. Further, the variable compression ratio mechanism can have any configuration as long as the mechanical compression ratio can be changed for each cylinder.

なお、気筒配列、吸排気系の構成及び過給機の有無のような内燃機関1の具体的な構成は、図1に示した構成と異なっていてもよい。   The specific configuration of the internal combustion engine 1 such as the cylinder arrangement, the intake / exhaust configuration, and the presence or absence of a supercharger may be different from the configuration shown in FIG.

<内燃機関の制御>
上述したような内燃機関1において車両の減速が要求されると、目標機関負荷率が低下する。図3から分かるように、機関負荷率KLが低下すると、失火限界EGR率も低下する。EGR率とは、気筒2内に供給される全ガス量(吸入空気量とEGRガス量との合計)に対するEGRガス量の割合である。また、失火限界EGR率とは、気筒2内で失火が発生するときのEGR率の下限値である。
<Control of internal combustion engine>
When deceleration of the vehicle is required in the internal combustion engine 1 as described above, the target engine load factor decreases. As can be seen from FIG. 3, when the engine load factor KL decreases, the misfire limit EGR rate also decreases. The EGR rate is the ratio of the EGR gas amount to the total gas amount (the sum of the intake air amount and the EGR gas amount) supplied into the cylinder 2. Further, the misfire limit EGR rate is a lower limit value of the EGR rate when misfire occurs in the cylinder 2.

車両の減速が要求されたときには、そのときの機関運転状態に応じた量のEGRガスが吸入通路に還流されている。このため、車両の減速要求時にEGR制御弁15の開度を小さくしても、実EGR率の低下にはある程度の時間を要する。特に、内燃機関1のEGRシステムがLPL方式である場合、HPL方式に比べて、より多くのEGRガスが吸入通路に還流されるため、実EGR率の低下はより遅くなる。したがって、目標機関負荷率を実現すべく吸入空気量を急激に減少させると、実EGR率が失火限界EGR率よりも高くなり、失火が発生する場合がある。   When deceleration of the vehicle is requested, an amount of EGR gas corresponding to the engine operating state at that time is recirculated to the intake passage. For this reason, even if the opening degree of the EGR control valve 15 is reduced when the vehicle is requested to decelerate, a certain amount of time is required to decrease the actual EGR rate. In particular, when the EGR system of the internal combustion engine 1 is an LPL system, more EGR gas is recirculated to the intake passage as compared with the HPL system, so that the decrease in the actual EGR rate becomes slower. Therefore, if the intake air amount is rapidly decreased to achieve the target engine load factor, the actual EGR rate becomes higher than the misfire limit EGR rate, and misfire may occur.

そこで、本実施形態の内燃機関の制御装置は、車両の減速時における失火耐性を向上させるべく以下の制御を実行する。内燃機関の制御装置は、車両の減速要求時の実EGR率が所定値以上の場合、EGR制御弁15の開度を小さくすると共に一部の気筒2への燃料供給を停止する。この結果、燃料供給が停止されていない気筒2(以下、「燃焼気筒」という)の一気筒当たりの機関負荷率を高めることができ、失火限界EGR率の低下を抑制することができる。また、燃焼気筒の機関負荷率を高めることで、EGRガスの掃気が促進され、実EGR率の低下を早めることができる。したがって、車両の減速要求時に一部の気筒2への燃料供給を停止することによって、車両の減速時における失火耐性を向上させることができる。   Therefore, the control device for an internal combustion engine of the present embodiment executes the following control in order to improve misfire resistance when the vehicle is decelerated. The control device for the internal combustion engine reduces the opening of the EGR control valve 15 and stops the fuel supply to some cylinders 2 when the actual EGR rate at the time of vehicle deceleration request is equal to or greater than a predetermined value. As a result, it is possible to increase the engine load factor per cylinder 2 in which the fuel supply is not stopped (hereinafter referred to as “combustion cylinder”), and to suppress a decrease in the misfire limit EGR rate. Further, by increasing the engine load factor of the combustion cylinder, scavenging of the EGR gas is promoted, and the decrease in the actual EGR rate can be accelerated. Therefore, by stopping the fuel supply to some of the cylinders 2 when the vehicle is requested to decelerate, it is possible to improve the misfire resistance when the vehicle decelerates.

しかしながら、上記の制御が実行された場合であっても、車両の減速要求時に大量のEGRガスが吸気通路に還流されている場合等には、実EGR率が失火限界EGR率よりも高くなり、失火が発生するおそれがある。そこで、本実施形態では、車両の減速時における失火耐性をより向上させるべく、各気筒2の機械圧縮比を以下のように制御する。   However, even when the above control is executed, the actual EGR rate becomes higher than the misfire limit EGR rate when a large amount of EGR gas is recirculated to the intake passage when the vehicle is requested to decelerate. There is a risk of misfire. Therefore, in the present embodiment, the mechanical compression ratio of each cylinder 2 is controlled as follows in order to further improve the misfire resistance during deceleration of the vehicle.

内燃機関の制御装置は、車両の減速要求時にEGR制御弁15の開度を小さくすると共に一部の気筒2への燃料供給を停止した場合には、燃料供給を停止した気筒2(以下、「休止気筒」という)における機械圧縮比を最大にする。例えば、内燃機関1が機械圧縮比を二段階に変更する可変圧縮比機構を備えている場合、内燃機関の制御装置は休止気筒の機械圧縮比を高圧縮比側に設定する。   When the control device for the internal combustion engine reduces the opening of the EGR control valve 15 at the time of deceleration request of the vehicle and stops the fuel supply to some of the cylinders 2, the cylinder 2 that has stopped the fuel supply (hereinafter, “ Maximize the mechanical compression ratio in the "rest cylinder". For example, when the internal combustion engine 1 includes a variable compression ratio mechanism that changes the mechanical compression ratio in two stages, the control device for the internal combustion engine sets the mechanical compression ratio of the idle cylinder to the high compression ratio side.

図4は、機械圧縮比が高圧縮比又は低圧縮比であるときの休止気筒における概略的なPV線図の部分拡大図である。図中の実線は機械圧縮比が高圧縮比(ε=16)である場合を示し、図中の破線は機械圧縮比が低圧縮比(ε=10)である場合を示す。   FIG. 4 is a partially enlarged view of a schematic PV diagram in the idle cylinder when the mechanical compression ratio is a high compression ratio or a low compression ratio. A solid line in the figure indicates a case where the mechanical compression ratio is a high compression ratio (ε = 16), and a broken line in the figure indicates a case where the mechanical compression ratio is a low compression ratio (ε = 10).

高圧縮比における筒内容積の最小値は低圧縮比における筒内容積の最小値よりも小さい。このため、高圧縮比におけるポンプ損は図4の斜線部分の面積だけ低圧縮比に比べて増加する。また、高圧縮比における冷却損は低圧縮比における冷却損よりも大きく、高圧縮比における膨張時の圧力は低圧縮比における膨張時の圧力よりも低い。したがって、休止気筒における機械圧縮比を最大にすることによって、休止気筒における負の仕事量を増大させ、ひいては燃焼気筒の機関負荷率をより高めることができる。この結果、失火限界EGR率が高められるため、車両の減速時における失火耐性をより向上させることができる。   The minimum value of the cylinder volume at the high compression ratio is smaller than the minimum value of the cylinder volume at the low compression ratio. For this reason, the pump loss at the high compression ratio increases by the area of the shaded portion in FIG. 4 as compared with the low compression ratio. Further, the cooling loss at the high compression ratio is larger than the cooling loss at the low compression ratio, and the pressure at the expansion at the high compression ratio is lower than the pressure at the expansion at the low compression ratio. Therefore, by maximizing the mechanical compression ratio in the deactivated cylinder, the negative work amount in the deactivated cylinder can be increased, and as a result, the engine load factor of the combustion cylinder can be further increased. As a result, since the misfire limit EGR rate is increased, the misfire resistance during deceleration of the vehicle can be further improved.

図5は、燃焼気筒における機械圧縮比、車両の減速時におけるEGR制御弁15の開度、スロットル弁9の開度(スロットル開度)、機関負荷率KL、失火限界EGR率及び実EGR率のタイムチャートである。図中の実線は車両の減速要求後に機械圧縮比が低圧縮比に設定された場合を示し、図中の破線は車両の減速要求後に機械圧縮比が高圧縮比に設定された場合を示す。   FIG. 5 shows the mechanical compression ratio in the combustion cylinder, the opening degree of the EGR control valve 15 at the time of deceleration of the vehicle, the opening degree of the throttle valve 9 (throttle opening degree), the engine load factor KL, the misfire limit EGR rate, and the actual EGR rate. It is a time chart. The solid line in the figure shows the case where the mechanical compression ratio is set to a low compression ratio after the vehicle is requested to decelerate, and the broken line in the figure shows the case where the mechanical compression ratio is set to a high compression ratio after the vehicle is requested to decelerate.

図示した例では、時刻t0から時刻t1まで機械圧縮比が低圧縮比に設定され、時刻t1において、車両の減速が要求される。これに伴い、EGRガス量を減少させるべくEGR制御弁15の開度が小さくされると共に、機関負荷率KLを低下させるべくスロットル開度が小さくされる。   In the illustrated example, the mechanical compression ratio is set to a low compression ratio from time t0 to time t1, and deceleration of the vehicle is requested at time t1. Along with this, the opening degree of the EGR control valve 15 is reduced to reduce the amount of EGR gas, and the throttle opening degree is reduced to reduce the engine load factor KL.

機関負荷率KLが同一の場合、失火限界EGR率は、機械圧縮比が高いほど高くなる。このため、時刻t1後、高圧縮比における失火限界EGR率は低圧縮比における失火限界EGR率よりも高くなる。しかしながら、高圧縮比における熱効率は低圧縮比に比べて高い。このため、出力トルクを目標トルクまで低下させるためには、高圧縮比における機関負荷率KLを低圧縮比に比べて低くする必要がある。この結果、車両の減速時には、高圧縮比における失火限界EGR率と低圧縮比における失火限界EGR率との差が小さくなる。また、機関負荷率KLが高い低圧縮比では、高圧縮比に比べて、EGRガスの掃気が促進され、実EGR率の低下が速くなる。   When the engine load factor KL is the same, the misfire limit EGR rate increases as the mechanical compression ratio increases. For this reason, after time t1, the misfire limit EGR rate at the high compression ratio becomes higher than the misfire limit EGR rate at the low compression ratio. However, the thermal efficiency at a high compression ratio is higher than at a low compression ratio. For this reason, in order to reduce the output torque to the target torque, it is necessary to lower the engine load factor KL at the high compression ratio than at the low compression ratio. As a result, when the vehicle decelerates, the difference between the misfire limit EGR rate at the high compression ratio and the misfire limit EGR rate at the low compression ratio becomes small. Further, at a low compression ratio where the engine load factor KL is high, scavenging of the EGR gas is promoted and the actual EGR rate decreases more rapidly than at a high compression ratio.

したがって、燃焼気筒については、車両の減速要求時の機関運転状態、減速要求による目標トルク等に応じて、失火耐性に有利な機械圧縮比が異なる。このため、内燃機関の制御装置は、燃焼気筒について、車両の減速中における失火限界EGR率及び実EGR率の推移を予測し、車両の減速中における失火限界EGR率と実EGR率との差の最小値が最大になるように機械圧縮比を設定する。このことによって、車両の減速時における失火耐性をより向上させることができる。   Therefore, for the combustion cylinder, the mechanical compression ratio advantageous for misfire resistance differs depending on the engine operating state at the time of deceleration request of the vehicle, the target torque by the deceleration request, and the like. For this reason, the control device for the internal combustion engine predicts the transition of the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during deceleration of the vehicle for the combustion cylinder, and calculates the difference between the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during deceleration of the vehicle. Set the mechanical compression ratio so that the minimum value is maximized. This can further improve the misfire resistance during deceleration of the vehicle.

以下、図6のフローチャートを参照して、上述した制御について詳細に説明する。図6は、本発明の実施形態における内燃機関の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、内燃機関1の始動後、ECU80によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。   Hereinafter, the control described above will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a control routine of the internal combustion engine in the embodiment of the present invention. This control routine is repeatedly executed at predetermined time intervals by the ECU 80 after the internal combustion engine 1 is started.

最初に、ステップS101では、燃料カット(FC)条件が成立しているか否かが判定される。例えば、アクセルペダル120の踏込み量が第一閾値以下であり且つ機関回転数がアイドリング時の回転数よりも高い所定の回転数以上であるときに燃料カット条件が成立していると判定され、アクセルペダル120の踏込み量が第一閾値よりも大きく又は機関回転数がアイドリング時の回転数よりも高い所定の回転数未満であるときに燃料カット条件が成立していないと判定される。第一閾値は例えばゼロである。   First, in step S101, it is determined whether a fuel cut (FC) condition is satisfied. For example, it is determined that the fuel cut condition is satisfied when the amount of depression of the accelerator pedal 120 is equal to or less than a first threshold and the engine speed is equal to or higher than a predetermined speed higher than the idling speed. It is determined that the fuel cut condition is not satisfied when the amount of depression of the pedal 120 is greater than the first threshold or the engine speed is less than a predetermined speed higher than the idling speed. The first threshold is, for example, zero.

ステップS101において燃料カット条件が成立していると判定された場合、本制御ルーチンはステップS102に進む。ステップS102では、全気筒2への燃料供給が停止される。   When it is determined in step S101 that the fuel cut condition is satisfied, the present control routine proceeds to step S102. In step S102, the fuel supply to all cylinders 2 is stopped.

次いで、ステップS103において出力トルクが目標トルク以下であるか否かが判定される。出力トルクが目標トルクよりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップS104に進む。ステップS104では、休止気筒における負の仕事量を増大させて出力トルクを低下させるべく、休止気筒における機械圧縮比Rε、すなわち全気筒における機械圧縮比が高くされる。例えば、可変圧縮比機構によって機械圧縮比が二段階に変更される場合、休止気筒における機械圧縮比Rεは高圧縮比側に設定される。   Next, in step S103, it is determined whether or not the output torque is equal to or less than the target torque. When it is determined that the output torque is larger than the target torque, the present control routine proceeds to step S104. In step S104, the mechanical compression ratio Rε in the idle cylinder, that is, the mechanical compression ratio in all the cylinders, is increased in order to increase the negative work amount in the idle cylinder and reduce the output torque. For example, when the mechanical compression ratio is changed in two stages by the variable compression ratio mechanism, the mechanical compression ratio Rε in the idle cylinder is set to the high compression ratio side.

ステップS104の後、本制御ルーチンは終了する。一方、ステップS103において出力トルクが目標トルク以下であると判定された場合、機械圧縮比が変更されることなく、本制御ルーチンは終了する。   After step S104, this control routine ends. On the other hand, when it is determined in step S103 that the output torque is equal to or less than the target torque, the present control routine ends without changing the mechanical compression ratio.

ステップS101において燃料カット条件が成立していないと判定された場合、本制御ルーチンはステップS105に進む。ステップS105では、車両の減速要求が有るか否かが判定される。例えば、アクセルペダル120の踏込み量が第二閾値以下であるときに車両の減速要求が有ると判定され、アクセルペダル120の踏込み量が第二閾値よりも大きいときに車両の減速要求が無いと判定される。第二閾値は、ステップS101における第一閾値よりも大きい値である。ステップS105において車両の減速要求が有ると判定された場合、本制御ルーチンはステップS106に進む。   When it is determined in step S101 that the fuel cut condition is not satisfied, the present control routine proceeds to step S105. In step S105, it is determined whether there is a vehicle deceleration request. For example, it is determined that there is a vehicle deceleration request when the amount of depression of the accelerator pedal 120 is less than or equal to the second threshold, and it is determined that there is no vehicle deceleration request when the amount of depression of the accelerator pedal 120 is greater than the second threshold. Is done. The second threshold value is larger than the first threshold value in step S101. If it is determined in step S105 that there is a vehicle deceleration request, the control routine proceeds to step S106.

ステップS106では、部分気筒休止条件が成立しているか否かが判定される。例えば、車両の減速要求時の実EGR率が所定値以上の場合には部分気筒休止条件が成立していると判定され、車両の減速要求時の実EGR率が所定値未満の場合には部分気筒休止条件が成立していないと判定される。車両の減速要求時の実EGR率は、例えば、エアフロメータ102によって検出された空気流量、EGR制御弁15の開度等に基づいて算出される。   In step S106, it is determined whether the partial cylinder deactivation condition is satisfied. For example, when the actual EGR rate at the time of vehicle deceleration request is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the partial cylinder deactivation condition is satisfied, and when the actual EGR rate at the time of vehicle deceleration request is less than the predetermined value, partial It is determined that the cylinder deactivation condition is not satisfied. The actual EGR rate at the time of the vehicle deceleration request is calculated based on, for example, the air flow rate detected by the air flow meter 102, the opening degree of the EGR control valve 15, and the like.

ステップS106において部分気筒休止条件が成立していると判定された場合、本制御ルーチンはステップS107に進む。ステップS107では、吸入通路に還流されるEGRガスの量を減少させるべく、EGR制御弁15の開度が小さくされる。例えば、ステップS107において、EGR制御弁15を閉弁してEGR制御弁15の開度をゼロにする。   When it is determined in step S106 that the partial cylinder deactivation condition is satisfied, the present control routine proceeds to step S107. In step S107, the opening degree of the EGR control valve 15 is reduced to reduce the amount of EGR gas recirculated to the suction passage. For example, in step S107, the EGR control valve 15 is closed to make the opening degree of the EGR control valve 15 zero.

次いで、ステップS108では、燃焼気筒における機関負荷率を高めるべく、一部の気筒2への燃料供給が停止される。次いで、ステップS109では、燃焼気筒における機関負荷率を更に高めるべく、休止気筒における機械圧縮比Rεが最大値εmaxにされる。例えば、可変圧縮比機構によって機械圧縮比が二段階に変更される場合、休止気筒における機械圧縮比Rεは高圧縮比側に設定される。   Next, in step S108, the fuel supply to some cylinders 2 is stopped in order to increase the engine load factor in the combustion cylinders. Next, in step S109, the mechanical compression ratio Rε in the idle cylinder is set to the maximum value εmax in order to further increase the engine load factor in the combustion cylinder. For example, when the mechanical compression ratio is changed in two stages by the variable compression ratio mechanism, the mechanical compression ratio Rε in the idle cylinder is set to the high compression ratio side.

次いで、ステップS110では、燃焼気筒について、車両の減速中における失火限界EGR率及び実EGR率の推移が予測される。具体的な予測方法については後述する。次いで、ステップS111では、ステップS110における予測結果に基づいて、車両の減速中における失火限界EGR率と実EGR率との差の最小値が最大になるように燃料気筒における機械圧縮比Cεが最適な機械圧縮比εoptに設定される。ステップS111の後、本制御ルーチンは終了する。   Next, in step S110, the transition of the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during the deceleration of the vehicle is predicted for the combustion cylinder. A specific prediction method will be described later. Next, in step S111, based on the prediction result in step S110, the mechanical compression ratio Cε in the fuel cylinder is optimized so that the minimum value of the difference between the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during deceleration of the vehicle is maximized. The mechanical compression ratio εopt is set. After step S111, this control routine ends.

また、ステップS105において車両の減速要求が無いと判定された場合、又はステップS106において部分気筒休止条件が成立していないと判定された場合、本制御ルーチンはステップS112に進む。ステップS112では、通常制御が実行され、全ての気筒2に燃料が供給され、機関運転状態に応じて各気筒2における機械圧縮比が設定される。ステップS112の後、本制御ルーチンは終了する。   If it is determined in step S105 that there is no vehicle deceleration request, or if it is determined in step S106 that the partial cylinder deactivation condition is not satisfied, the present control routine proceeds to step S112. In step S112, normal control is executed, fuel is supplied to all the cylinders 2, and the mechanical compression ratio in each cylinder 2 is set according to the engine operating state. After step S112, this control routine ends.

<失火限界EGR率及び実EGR率の予測>
図6のステップS110における失火限界EGR率及び実EGR率の予測は例えば以下のような方法によって行われる。
<Prediction of misfire limit EGR rate and actual EGR rate>
The prediction of the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate in step S110 of FIG. 6 is performed by the following method, for example.

図7は、本実施形態において用いられる失火限界EGR率及び実EGR率の予測モデルを示すブロック図である。予測モデルでは、入力パラメータの一つとしてスロットル開度TAが用いられる。車両の減速中における時間Δt毎のスロットル開度の値は、車両の減速開始時におけるスロットル開度の変化量から推定可能である。車両の減速開始時におけるスロットル開度の変化量はスロットル開度センサ103によって検出される。時間Δt毎のスロットル開度の値を予測モデルに入力してループ計算を行うことによって、車両の減速中における失火限界EGR率及び実EGR率の推移を予測することができる。   FIG. 7 is a block diagram showing a prediction model of the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate used in the present embodiment. In the prediction model, the throttle opening degree TA is used as one of the input parameters. The value of the throttle opening at every time Δt during deceleration of the vehicle can be estimated from the amount of change in the throttle opening at the start of deceleration of the vehicle. The amount of change in the throttle opening at the start of deceleration of the vehicle is detected by a throttle opening sensor 103. By inputting the value of the throttle opening for each time Δt into the prediction model and performing a loop calculation, it is possible to predict the transition of the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during deceleration of the vehicle.

また、燃焼気筒における機械圧縮比は、車両の減速開始時には、そのときの機関運転状態に応じた値に設定されている。例えば、車両の減速開始時に、燃焼気筒における機関負荷率が低圧縮比側に設定されていたと仮定する。この場合、機械圧縮比が低圧縮比側に設定された場合の車両の減速中における失火限界EGR率及び実EGR率を算出するためには、車両の減速開始時に検出されたスロットル開度の変化量を用いればよい。   Further, the mechanical compression ratio in the combustion cylinder is set to a value corresponding to the engine operating state at the time of starting deceleration of the vehicle. For example, it is assumed that the engine load factor in the combustion cylinder is set to the low compression ratio side at the start of deceleration of the vehicle. In this case, in order to calculate the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during deceleration of the vehicle when the mechanical compression ratio is set to the low compression ratio side, the change in the throttle opening detected at the start of deceleration of the vehicle The amount may be used.

一方、機械圧縮比が高圧縮比側に設定される場合、低圧縮比側に比べて機関効率が高くなるため、車両の減速のために必要なスロットル開度の変化量(低下量)が大きくなる。このため、機械圧縮比が高圧縮比側に設定されたときの車両の減速中における失火限界EGR率及び実EGR率を算出するためには、機械圧縮比が低圧縮比側に設定されているときに検出されたスロットル開度の変化量とは異なる値を用いる必要がある。この値は、マップ又は計算式を用いて、機械圧縮比が低圧縮比側に設定されているときに検出されたスロットル開度の変化量に基づいて算出される。この手法は、機械圧縮比が三段階以上に切替えられるような場合にも適用される。   On the other hand, when the mechanical compression ratio is set on the high compression ratio side, the engine efficiency is higher than on the low compression ratio side, so the amount of change (decrease) in the throttle opening required for vehicle deceleration is large. Become. For this reason, in order to calculate the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during deceleration of the vehicle when the mechanical compression ratio is set to the high compression ratio side, the mechanical compression ratio is set to the low compression ratio side. It is necessary to use a value different from the detected amount of change in the throttle opening. This value is calculated based on the amount of change in the throttle opening detected when the mechanical compression ratio is set to the low compression ratio side using a map or a calculation formula. This method is also applied when the mechanical compression ratio is switched to three or more stages.

以下、予測モデルを構成する各種モデルの機能について簡単に説明する。スロットルモデルM1では、スロットル開度TAと、過給圧Pcmpと、スロットル下流圧Pmと、インタークーラ出口温度Ticとが入力され、スロットル流量mtが算出される。過給圧Pcmpは、インタークーラ13とスロットル弁9との間の吸気通路内の圧力であり、インタークーラモデルM6において算出される。スロットル下流圧Pmは、スロットル弁9の下流側の吸気通路内の圧力であり、インマニモデルM2において算出される。インタークーラ出口温度Ticは、インタークーラ13とスロットル弁9との間の吸気通路内の温度であり、インタークーラモデルM6において算出される。スロットル流量mtは、単位時間当たりにスロットル弁9を通過するガスの流量である。スロットルモデルM1では、特開2008−101626号公報に記載されたようなスロットルモデルと同様の計算が行われる。   Hereinafter, functions of various models constituting the prediction model will be briefly described. In the throttle model M1, the throttle opening TA, the supercharging pressure Pcmp, the throttle downstream pressure Pm, and the intercooler outlet temperature Tic are input, and the throttle flow rate mt is calculated. The supercharging pressure Pcmp is the pressure in the intake passage between the intercooler 13 and the throttle valve 9, and is calculated in the intercooler model M6. The throttle downstream pressure Pm is a pressure in the intake passage on the downstream side of the throttle valve 9, and is calculated in the intake manifold model M2. The intercooler outlet temperature Tic is a temperature in the intake passage between the intercooler 13 and the throttle valve 9, and is calculated in the intercooler model M6. The throttle flow rate mt is a flow rate of gas passing through the throttle valve 9 per unit time. The throttle model M1 performs the same calculation as the throttle model described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-101626.

インマニモデルM2では、スロットルモデルM1において算出されたスロットル流量mtと、インタークーラ出口温度Ticと、筒内流入ガス流量mcとが入力され、インマニ圧力Pmが算出される。筒内流入ガス流量mcは、単位時間当たりに気筒2内に流入するガスの流量であり、吸気弁モデルM3において算出される。インマニ圧力Pmは吸気マニホルド4内の圧力である。インマニモデルM2では、特開2008−101626号公報に記載されたような吸気管モデルと同様の計算が行われる。   In the intake manifold model M2, the throttle flow rate mt calculated in the throttle model M1, the intercooler outlet temperature Tic, and the in-cylinder inflow gas flow rate mc are input, and the intake manifold pressure Pm is calculated. The in-cylinder inflow gas flow rate mc is a flow rate of gas flowing into the cylinder 2 per unit time, and is calculated in the intake valve model M3. The intake manifold pressure Pm is the pressure in the intake manifold 4. In the intake manifold model M2, the same calculation as that of the intake pipe model as described in JP 2008-101626 A is performed.

吸気弁モデルM3では、インマニモデルM2において算出されたインマニ圧力Pm等が入力され、筒内流入ガス流量mcが算出される。吸気弁モデルM3では、特開2008−101626号公報に記載されたような吸気弁モデルと同様の計算が行われる。   In the intake valve model M3, the intake manifold pressure Pm and the like calculated in the intake manifold model M2 are input, and the cylinder inflow gas flow rate mc is calculated. In the intake valve model M3, the same calculation as that of the intake valve model as described in JP 2008-101626 A is performed.

ターボ回転数モデルM4では、ウエストゲートバルブ(図示せず)の操作量によって推定されるウエストゲートバルブ開度wgvと、吸気弁モデルM3において算出された筒内流入ガス流量mcとが入力され、ターボ回転数Ntbが算出される。なお、ウエストゲートバルブ開度wgvの代わりにウエストゲートバルブのダイヤフラム差圧dPwgvが用いられてもよい。ターボ回転数モデルM4は、特開2012−241625号公報又は国際公開第2012/070100号に記載されたようなターボ回転数モデルと同様である。   In the turbo rotation speed model M4, the wastegate valve opening wgv estimated by the operation amount of the wastegate valve (not shown) and the cylinder inflow gas flow rate mc calculated in the intake valve model M3 are input. The rotation speed Ntb is calculated. Note that the diaphragm differential pressure dPwgv of the wastegate valve may be used instead of the wastegate valve opening wgv. The turbo rotation speed model M4 is the same as the turbo rotation speed model as described in JP2012-241625A or International Publication No. 2012/070100.

コンプレッサモデルM5では、ターボ回転数モデルM4において算出されたターボ回転数Ntb、インタークーラモデルM6において算出された過給圧Pcmp等が入力され、コンプレッサ流量mcmp及びコンプレッサ下流温度Tcmpが算出される。コンプレッサ流量mcmpは、単位時間当たりにコンプレッサ7aを通過するガスの流量である。コンプレッサ下流温度Tcmpは、コンプレッサ7aとインタークーラ13との間の吸気通路内の温度である。コンプレッサモデルM5は、特開2012−241625号公報又は国際公開第2012/070100号に記載されたようなコンプレッサモデルと同様である。   In the compressor model M5, the turbo speed Ntb calculated in the turbo speed model M4, the supercharging pressure Pcmp calculated in the intercooler model M6, and the like are input, and the compressor flow rate mcmp and the compressor downstream temperature Tcmp are calculated. The compressor flow rate mcmp is a flow rate of gas passing through the compressor 7a per unit time. The compressor downstream temperature Tcmp is the temperature in the intake passage between the compressor 7a and the intercooler 13. The compressor model M5 is the same as the compressor model described in JP2012-241625A or International Publication No. 2012/070100.

インタークーラモデルM6では、コンプレッサモデルM5において算出されたコンプレッサ流量mcmp及びコンプレッサ下流温度Tcmp等が入力され、過給圧Pcmp及びインタークーラ出口温度Ticが算出される。インタークーラモデルM6は、特開2012−241625号公報又は国際公開第2012/070100号に記載されたようなインタークーラモデルと同様である。   In the intercooler model M6, the compressor flow rate mcmp and the compressor downstream temperature Tcmp calculated in the compressor model M5 are input, and the supercharging pressure Pcmp and the intercooler outlet temperature Tic are calculated. The intercooler model M6 is the same as the intercooler model described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-241625 or International Publication No. 2012/070100.

上記の予測モデルを用いた計算を繰り返すことによって、車両の減速開始時に、車両の減速中における時間Δt毎の筒内流入ガス流量mcを算出することができる。また、マップ又は計算式を用いて、筒内流入ガス流量mc及び機関回転数に基づいて、機関負荷率KLが算出される。さらに、図3に示したようなマップを用いて、機関負荷率KLに基づいて、失火限界EGR率が算出される。したがって、上述した方法によれば、車両の減速開始時に、車両の減速中における失火限界EGR率の推移を予測することができる。なお、機械圧縮比が高圧縮比側及び低圧縮比側の二段階に切り替えられる場合、失火限界EGR率と機関負荷率KLとの関係を示すマップとして、機械圧縮比に応じた二種類のマップが用意される。   By repeating the calculation using the prediction model, the in-cylinder inflow gas flow rate mc for each time Δt during deceleration of the vehicle can be calculated at the start of deceleration of the vehicle. Further, the engine load factor KL is calculated based on the in-cylinder inflow gas flow rate mc and the engine speed using a map or a calculation formula. Further, the misfire limit EGR rate is calculated based on the engine load factor KL using the map as shown in FIG. Therefore, according to the method described above, the transition of the misfire limit EGR rate during deceleration of the vehicle can be predicted at the start of deceleration of the vehicle. In addition, when the mechanical compression ratio is switched to two stages of the high compression ratio side and the low compression ratio side, two types of maps corresponding to the mechanical compression ratio are shown as maps showing the relationship between the misfire limit EGR rate and the engine load factor KL. Is prepared.

一方、車両の減速中における実EGR率は以下のように算出される。EGR弁モデルM7では、スロットルモデルM1において算出されたスロットル流量mtと、EGR制御弁15の開度θeとが入力され、EGR制御弁通過ガス流量megrが算出される。   On the other hand, the actual EGR rate during deceleration of the vehicle is calculated as follows. In the EGR valve model M7, the throttle flow rate mt calculated in the throttle model M1 and the opening degree θe of the EGR control valve 15 are input, and the EGR control valve passage gas flow rate megr is calculated.

次いで、EGRガス遅れモデルM8では、EGR弁モデルM7において算出されたEGR制御弁通過ガス流量megr等が入力され、筒内流入EGRガス流量mcegrが算出される。EGRガス遅れモデルM8は、特許文献2(特開2013−11271号公報)に記載されたEGRガス遅れモデルと同様であり、新気合流遅れモデルと、吸気管移流遅れモデルと、インマニ充填遅れモデルと、吸気ポート移流遅れモデルとを含む。   Next, in the EGR gas delay model M8, the EGR control valve passage gas flow rate megr calculated in the EGR valve model M7 is input, and the in-cylinder inflow EGR gas flow rate mcegr is calculated. The EGR gas delay model M8 is the same as the EGR gas delay model described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-11271), and is a fresh air convection delay model, an intake pipe advection delay model, and an intake manifold filling delay model. And an intake port advection delay model.

上記の予測モデルを用いた計算を繰り返すことによって、車両の減速開始時に、車両の減速中における時間Δt毎の筒内流入EGRガス流量mcegrを算出することができる。また、時間Δt毎の筒内流入EGRガス流量mcegr及び筒内流入ガス流量mcに基づいて、時間Δt毎の実EGR率が算出される。したがって、上述した方法によれば、車両の減速開始時に、車両の減速中における実EGR率の推移を予測することができる。   By repeating the calculation using the prediction model, the in-cylinder inflow EGR gas flow rate mcegr at every time Δt during deceleration of the vehicle can be calculated at the start of deceleration of the vehicle. Further, the actual EGR rate for each time Δt is calculated based on the in-cylinder inflow EGR gas flow rate mcegr and the in-cylinder inflow gas flow rate mc for each time Δt. Therefore, according to the method described above, the transition of the actual EGR rate during deceleration of the vehicle can be predicted at the start of deceleration of the vehicle.

なお、上述した予測モデルは、内燃機関1の構成(ターボチャージャの有無、エアバイパスバルブの有無、EGRシステムの種類等)に応じて適宜変更可能である。例えば、内燃機関に設けられたEGRシステムがHPL方式のEGRシステムである場合、車両の減速中における失火限界EGR率及び実EGR率を算出するための予測モデルとして、特開2008−101626号公報の図10又は国際公開第2012/070100号の図1に記載されたようなモデルが用いられてもよい。   Note that the prediction model described above can be changed as appropriate according to the configuration of the internal combustion engine 1 (whether a turbocharger is present, whether an air bypass valve is present, the type of EGR system, etc.). For example, when the EGR system provided in the internal combustion engine is an HPL EGR system, a prediction model for calculating the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during deceleration of the vehicle is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-101626. A model as described in FIG. 10 or FIG. 1 of WO 2012/070100 may be used.

以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。   The preferred embodiments according to the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.

1 内燃機関
2 気筒
10 可変長コンロッド(可変圧縮比機構)
14 EGR通路
15 EGR制御弁
80 電子制御ユニット(ECU)
1 Internal combustion engine 2 Cylinder 10 Variable length connecting rod (variable compression ratio mechanism)
14 EGR passage 15 EGR control valve 80 Electronic control unit (ECU)

Claims (1)

気筒毎に機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、排気通路を流れる排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に還流させるEGR通路と、該EGR通路に設けられると共に前記EGRガスの量を調整するEGR制御弁とを備えると共に車両に搭載される内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置において、
前記車両の減速要求時に前記EGR制御弁の開度を小さくすると共に一部の気筒への燃料供給を停止した場合には、該一部の気筒における機械圧縮比を最大にし、且つ、燃料供給が停止されない気筒について、前記車両の減速中における失火限界EGR率及び実EGR率の推移を予測し、前記車両の減速中における失火限界EGR率と実EGR率との差の最小値が最大になるように機械圧縮比を設定することを特徴とする、内燃機関の制御装置。
A variable compression ratio mechanism that can change the mechanical compression ratio for each cylinder, an EGR passage that recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage as EGR gas, and an amount of the EGR gas provided in the EGR passage An internal combustion engine control device for controlling an internal combustion engine mounted on a vehicle and an EGR control valve for adjusting
When the opening of the EGR control valve is reduced and the fuel supply to some cylinders is stopped when the vehicle is requested to decelerate, the mechanical compression ratio in the some cylinders is maximized, and the fuel supply is For cylinders that are not stopped, the transition of the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during deceleration of the vehicle is predicted, and the minimum value of the difference between the misfire limit EGR rate and the actual EGR rate during deceleration of the vehicle is maximized. A control device for an internal combustion engine, characterized in that a mechanical compression ratio is set in the internal combustion engine.
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