JP2020105949A

JP2020105949A - Engine device

Info

Publication number: JP2020105949A
Application number: JP2018243945A
Authority: JP
Inventors: 嘉寿中村; Yoshihisa Nakamura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-07-09

Abstract

To improve exhaust emission control performance by a catalyst attached to an exhaust pipe.SOLUTION: An engine device includes: an engine having first and second banks, an intake pipe connected to the first and the second banks, first and second exhaust pipes respectively connected to the first and the second banks, and first and second catalysts respectively arranged in the first and the second exhaust pipes; and an exhaust recirculation device 60 having a communication pipe 62 communicating the upstream side of the second catalyst in the second exhaust pipe and the intake pipe, and an exhaust recirculation valve 64 arranged in the communication pipe. When recirculation of the exhaust gas is carried out by the exhaust recirculation device 60, at least one of a lean determination value, a rich determination value, and a gain used for air-fuel ratio feedback control in fuel injection control is changed between the first bank and the second bank.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、エンジン装置に関する。 The present invention relates to an engine device.

従来、この種のエンジン装置としては、エンジンとＥＧＲ装置とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、エンジンは、第１，第２バンク、第１，第２バンクに接続される吸気管、第１，第２バンクにそれぞれ接続される第１，第２排気管、第１，第２排気管にそれぞれ配置される第１，第２触媒を有する。ＥＧＲ装置は、第２排気管における第２触媒よりも上流側と吸気管とを連絡するＥＧＲ通路、ＥＧＲ通路に配置されるＥＧＲ弁バルブを有する。 Conventionally, as this type of engine device, a device including an engine and an EGR device has been proposed (for example, refer to Patent Document 1). Here, the engine includes first and second banks, intake pipes connected to the first and second banks, first and second exhaust pipes respectively connected to the first and second banks, and first and second banks. It has first and second catalysts respectively arranged in the exhaust pipe. The EGR device has an EGR passage that connects the intake pipe with an upstream side of the second catalyst in the second exhaust pipe, and an EGR valve valve arranged in the EGR passage.

特開２００９−１３７５３１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2009-137531

上述のエンジン装置では、ＥＧＲ弁を開成しているときには、第２バンクから第２排気管に排出される排気の一部が吸気管に還流するから、第１触媒に流れる排気量と第２触媒に流れる排気量とは異なる。このため、第１バンクの気筒と第２バンクの気筒とで同一の燃料噴射制御を行なうと、触媒により排気を十分に浄化できていない可能性がある。 In the above-described engine device, when the EGR valve is opened, a part of the exhaust gas discharged from the second bank to the second exhaust pipe recirculates to the intake pipe, so the amount of exhaust gas flowing to the first catalyst and the second catalyst It is different from the amount of exhaust flowing through. Therefore, if the same fuel injection control is performed in the cylinders of the first bank and the cylinders of the second bank, there is a possibility that exhaust gas cannot be sufficiently purified by the catalyst.

本発明のエンジン装置は、排気管に取り付けられた触媒による排気の浄化性能を向上させることを主目的とする。 The engine device of the present invention mainly aims to improve exhaust gas purification performance by a catalyst attached to an exhaust pipe.

本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The engine device of the present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned main object.

本発明のエンジン装置は、
第１，第２バンク、前記第１，第２バンクに接続される吸気管、前記第１，第２バンクにそれぞれ接続される第１，第２排気管、前記第１，第２排気管にそれぞれ配置される第１，第２触媒を有するエンジンと、
前記第２排気管における前記第２触媒よりも上流側と前記吸気管とを連絡する連絡管、前記連絡管に配置される排気再循環バルブを有する排気再循環装置と、
前記エンジンと前記排気再循環装置とを制御する制御装置と、
を備えるエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記排気再循環装置による排気の再循環が行なわれているときに、前記第１バンクと前記第２バンクとで燃料噴射制御における空燃比フィードバック制御に用いるリーン判定値、リッチ判定値、ゲインのうちの少なくとも１つを変更する、
ことを要旨とする。 The engine device of the present invention is
First and second banks, intake pipes connected to the first and second banks, first and second exhaust pipes respectively connected to the first and second banks, and first and second exhaust pipes An engine having first and second catalysts respectively arranged,
An exhaust gas recirculation device having a communication pipe connecting the upstream side of the second catalyst in the second exhaust pipe with the intake pipe; and an exhaust gas recirculation valve arranged in the communication pipe.
A control device for controlling the engine and the exhaust gas recirculation device;
An engine device comprising:
When the exhaust gas recirculation is being performed by the exhaust gas recirculation device, the control device includes a lean determination value and a rich determination value used for air-fuel ratio feedback control in fuel injection control between the first bank and the second bank. Change at least one of value, gain,
That is the summary.

この本発明のエンジン装置では、排気再循環装置による排気の再循環が行なわれているときに、第１バンクと第２バンクとで空燃比フィードバック制御に用いるリーン判定値、リッチ判定値、ゲインのうちの少なくとも１つを変更する。これにより、第１バンクの気筒および第２バンクの気筒についてそれぞれ適切な燃料噴射制御を行なうことができるから、第１，第２触媒による排気の浄化性能を向上させることができる。 In the engine device of the present invention, when the exhaust gas recirculation device is recirculating the exhaust gas, the lean judgment value, the rich judgment value, and the gain of the first bank and the second bank used for the air-fuel ratio feedback control are controlled. Change at least one of them. As a result, appropriate fuel injection control can be performed for each of the cylinders of the first bank and the cylinders of the second bank, so that the exhaust gas purification performance by the first and second catalysts can be improved.

こうした本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記第１バンクの気筒についての前記リーン判定値として、前記第２バンクの気筒についての前記リーン判定値よりも理論空燃比に近い値を用いるものとしてもよい。また、前記制御装置は、前記第１バンクの気筒についての前記リッチ判定値として、前記第２バンクの気筒についての前記リッチ判定値よりも理論空燃比に近い値を用いるものとしてもよい。さらに、前記制御装置は、前記第１バンクの気筒についての前記ゲインとして、前記第２バンクの気筒についての前記ゲインよりも小さい値を用いるものとしてもよい。これらのようにすれば、第１バンクの気筒および第２バンクの気筒についてそれぞれより適切な燃料噴射制御を行なうことができる。 In the engine device of the present invention as described above, the control device uses a value closer to the theoretical air-fuel ratio than the lean determination value for the cylinder of the second bank as the lean determination value for the cylinder of the first bank. May be Further, the control device may use, as the rich determination value for the cylinder of the first bank, a value closer to a theoretical air-fuel ratio than the rich determination value for the cylinder of the second bank. Further, the control device may use a value smaller than the gain for the cylinder of the second bank as the gain for the cylinder of the first bank. By doing so, more appropriate fuel injection control can be performed for each of the cylinders of the first bank and the cylinders of the second bank.

本発明の一実施例としてのエンジン装置２０の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the engine apparatus 20 as one Example of this invention. 各気筒についての空燃比フィードバック制御におけるゲインＧａｆを設定する際の様子について説明する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a state when setting a gain Gaf in air-fuel ratio feedback control for each cylinder. ＥＣＵ７０により実行される制御用値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of a control value setting routine executed by the ECU 70.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described using examples.

図１は、本発明の一実施例としてのエンジン装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のエンジン装置２０は、一般的な自動車や各種のハイブリッド自動車などに搭載され、図示するように、エンジン２２と電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）７０とを備える。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an engine device 20 as an embodiment of the present invention. The engine device 20 of the embodiment is mounted on a general automobile or various hybrid automobiles, and includes an engine 22 and an electronic control unit (hereinafter, referred to as “ECU”) 70 as illustrated.

エンジン２２は、ガソリンや軽油などの燃料を用いて各気筒の吸気、圧縮、膨張（爆発燃焼）、排気の各行程により動力を出力する第１，第２バンク３２Ａ，３２Ｂ（それぞれ２気筒や３気筒など）を有する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エアクリーナ２４Ａ，２４Ｂにより清浄された空気を吸気管２６Ａ，２６Ｂを介して吸気管２６Ｃで合流させてスロットルバルブ２８およびインテークマニホールド３０を介して吸入すると共に各燃料噴射弁から燃料を噴射して空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を各吸気バルブを介してエンジン本体３２の各燃焼室に吸入し、各点火プラグによる電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられる各ピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する。エンジン本体３２の第１バンク３２Ａの各燃焼室から各排気バルブおよびエキゾーストマニホールド３４Ａを介して排気管３６Ａに排出される排気は、触媒３８Ａ，４０Ａを介して外気に排出される。また、エンジン本体３２の第２バンク３２Ｂの各燃焼室から各排気バルブおよびエキゾーストマニホールド３４Ｂを介して排気管３６Ｂに排出される排気は、触媒３８Ｂ，４０Ｂを介して外気に排出される。触媒３８Ａ，３８Ｂ，４０Ａ，４０Ｂは、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する。 The engine 22 uses a fuel such as gasoline or light oil to output power in each stroke of intake, compression, expansion (explosive combustion), and exhaust of each cylinder, and first and second banks 32A and 32B (two cylinders and three cylinders, respectively). It is configured as an internal combustion engine having a cylinder). The engine 22 merges the air cleaned by the air cleaners 24A and 24B into the intake pipe 26C via the intake pipes 26A and 26B, sucks the air through the throttle valve 28 and the intake manifold 30, and removes fuel from each fuel injection valve. Inject to mix air and fuel. Then, this air-fuel mixture is sucked into each combustion chamber of the engine body 32 through each intake valve, exploded and combusted by electric sparks from each spark plug, and the reciprocating motion of each piston pushed down by the energy causes the crankshaft to rotate. Convert into movement. Exhaust gas discharged from each combustion chamber of the first bank 32A of the engine body 32 to each exhaust pipe 36A through each exhaust valve and the exhaust manifold 34A is discharged to the outside air via the catalysts 38A and 40A. Further, the exhaust gas discharged from the combustion chambers of the second bank 32B of the engine body 32 to the exhaust pipe 36B via the exhaust valves and the exhaust manifold 34B is discharged to the outside air via the catalysts 38B and 40B. The catalysts 38A, 38B, 40A, 40B purify harmful components such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx).

このエンジン２２は、排気のエネルギを用いて過給する過給機５０Ａ，５０Ｂも備える。過給機５０Ａ，５０Ｂは、吸気管２６Ａ，２６Ｂに配置されるコンプレッサ５２Ａ，５２Ｂと、排気管３６Ａ，３６Ｂにおける触媒３８Ａ，３８Ｂよりも上流側に配置されると共に連結軸５３Ａ，５３Ｂを介してコンプレッサ５２Ａ，５２Ｂに接続されるタービン５４Ａ，５４Ｂと、排気管３６Ａ，３６Ｂにおけるタービン５４Ａ，５４Ｂの上流側と下流側（タービン５４Ａ，５４Ｂと触媒３８Ａ，３８Ｂとの間）とを連絡（バイパス）するバイパス管３７Ａ，３７Ｂに配置されるウェイストゲートバルブ５６Ａ，５６Ｂとを有する。この過給機５０Ａ，５０Ｂは、ウェイストゲートバルブ５６Ａ，５６Ｂの開度を調整することにより、バイパス管３７Ａ，３７Ｂを流れる排気の流量とタービン５４Ａ，５４Ｂを流れる排気の流量との分配比を調整し、タービン５４Ａ，５４Ｂの回転駆動力を調整し、コンプレッサ５２Ａ，５２Ｂによる圧縮空気量を調整し、吸気管２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃにおけるコンプレッサ５２Ａ，５２Ｂとスロットルバルブ２８との間の圧力（以下、「スロットル前吸気圧」という）を調整する。なお、エンジン２２は、ウェイストゲートバルブ５６Ａ，５６Ｂが全開のときには、過給機５０Ａ，５０Ｂが取り付けられていない自然吸気タイプのエンジンと同様に動作可能になっている。 The engine 22 also includes superchargers 50A and 50B that supercharge using the energy of exhaust gas. The superchargers 50A, 50B are arranged upstream of the compressors 52A, 52B arranged in the intake pipes 26A, 26B and the catalysts 38A, 38B in the exhaust pipes 36A, 36B, and via the connecting shafts 53A, 53B. The turbines 54A and 54B connected to the compressors 52A and 52B and the upstream and downstream sides of the turbines 54A and 54B in the exhaust pipes 36A and 36B (between the turbines 54A and 54B and the catalysts 38A and 38B) are connected (bypass). Waste gate valves 56A and 56B arranged in the bypass pipes 37A and 37B. The superchargers 50A and 50B adjust the distribution ratio between the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass pipes 37A and 37B and the flow rate of the exhaust gas flowing through the turbines 54A and 54B by adjusting the opening degrees of the waste gate valves 56A and 56B. Then, the rotational driving force of the turbines 54A, 54B is adjusted, the amount of compressed air by the compressors 52A, 52B is adjusted, and the pressure between the compressors 52A, 52B and the throttle valve 28 in the intake pipes 26A, 26B, 26C (hereinafter, Adjust the "intake pressure before throttle"). It should be noted that the engine 22 can operate in the same manner as a naturally aspirated engine to which the superchargers 50A and 50B are not attached when the waste gate valves 56A and 56B are fully opened.

エンジン２２には、排気を吸気に還流する排気再循環装置（以下、「ＥＧＲ装置」という）６０が取り付けられている。ＥＧＲ装置６０は、排気管３６Ｂにおけるタービン５４Ｂよりも上流側と吸気管２６Ｃにおけるスロットルバルブ２８よりも下流側とを連絡するＥＧＲ管６２と、ＥＧＲ管６２に配置されるＥＧＲバルブ６４とを有する。このＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲバルブ６４の開度を調節することにより、排気管３６Ｂの不燃焼ガスとしての排気の還流量を調節して吸気管２６Ｃに還流する。以下、この還流を「ＥＧＲ」といい、還流量を「ＥＧＲ量」という。ＥＧＲを行なっているときには、エンジン本体３２の各燃焼室には、空気と排気と燃料との混合気が吸入される。 An exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as “EGR device”) 60 that recirculates exhaust gas to intake air is attached to the engine 22. The EGR device 60 has an EGR pipe 62 that connects an upstream side of the turbine 54B in the exhaust pipe 36B and a downstream side of the throttle valve 28 in the intake pipe 26C, and an EGR valve 64 arranged in the EGR pipe 62. The EGR device 60 adjusts the opening degree of the EGR valve 64 to adjust the recirculation amount of the exhaust gas as the non-combustion gas in the exhaust pipe 36B and recirculate it to the intake pipe 26C. Hereinafter, this recirculation is referred to as "EGR", and the recirculation amount is referred to as "EGR amount". During the EGR, a mixture of air, exhaust gas and fuel is drawn into each combustion chamber of the engine body 32.

ＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。ＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサからのクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。また、吸気管２６Ａ，２６Ｂにおけるエアクリーナ２４Ａ，２４Ｂとコンプレッサ５２Ａ，５２Ｂとの間に取り付けられたエアフローメータ７１Ａ，７１Ｂからの吸入空気量Ｑａ１，Ｑａ２や、吸気管２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃにおけるコンプレッサ５２Ａ，５２Ｂとスロットルバルブ２８との間に取り付けられた圧力センサ７２からの圧力（上述のスロットル前吸気圧）Ｐｉｎ１、吸気管２６Ｃにおけるスロットルバルブ２８よりも下流側（詳細には、ＥＧＲ管６２との接続位置よりも下流側）に取り付けられた圧力センサ７４からの圧力（以下、「スロットル後吸気圧」という）Ｐｉｎ２、スロットルバルブ２８の開度を検出する開度センサからの開度ＴＨも挙げることができる。さらに、排気管３６Ａにおける触媒３８Ａの上流側および下流側に取り付けられた空燃比センサ７６Ａ，７８Ａからの空燃比ＡＦｆ１，ＡＦｒ１や、排気管３６Ｂにおける触媒３８Ｂの上流側および下流側に取り付けられた空燃比センサ７６Ｂ，７８Ｂからの空燃比ＡＦｆ２，ＡＦｒ２も挙げることができる。加えて、ウェイストゲートバルブ５６Ａ，５６Ｂの開度を検出する開度センサからの開度Ｏｗｓｔや、ＥＧＲバルブ６４の開度を検出する開度センサからの開度Ｏｅｇｒも挙げることができる。 Although not shown, the ECU 70 is configured as a microprocessor including a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM that stores a processing program, a RAM that temporarily stores data, an input/output port, and a communication port. .. Signals from various sensors are input to the ECU 70 via an input port. The signals input to the ECU 70 include, for example, a crank angle θcr from a crank angle sensor that detects the crank angle of the crankshaft of the engine 22 and a cooling water temperature Tw from a water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water of the engine 22. Can be mentioned. Further, the intake air amounts Qa1 and Qa2 from the air flow meters 71A and 71B mounted between the air cleaners 24A and 24B in the intake pipes 26A and 26B and the compressors 52A and 52B, and the compressor 52A in the intake pipes 26A, 26B and 26C, respectively. 52B from the pressure sensor 72 mounted between the throttle valve 28 and the throttle valve 28 (the above-described intake air pressure before the throttle) Pin1 and the intake pipe 26C on the downstream side of the throttle valve 28 (specifically, the connection with the EGR pipe 62). A pressure (hereinafter, referred to as "throttle intake air pressure") Pin2 from a pressure sensor 74 mounted downstream of the position, and an opening TH from an opening sensor that detects the opening of the throttle valve 28 may also be mentioned. it can. Further, the air-fuel ratios AFf1 and AFr1 from the air-fuel ratio sensors 76A and 78A mounted on the upstream side and the downstream side of the catalyst 38A in the exhaust pipe 36A, and the air-fuel ratios mounted on the upstream side and the downstream side of the catalyst 38B in the exhaust pipe 36B. The air-fuel ratios AFf2 and AFr2 from the fuel ratio sensors 76B and 78B can also be mentioned. In addition, the opening degree Owst from the opening degree sensor that detects the opening degree of the waste gate valves 56A and 56B and the opening degree Oegr from the opening degree sensor that detects the opening degree of the EGR valve 64 can also be mentioned.

ＥＣＵ７０からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力される。ＥＣＵ７０から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ２８への制御信号や、燃料噴射弁への制御信号、点火プラグへの制御信号、ウェイストゲートバルブ５６Ａ，５６Ｂへの制御信号、ＥＧＲバルブ６４への制御信号を挙げることができる。 Various control signals for controlling the operation of the engine 22 are output from the ECU 70 via the output port. The signals output from the ECU 70 include, for example, a control signal to the throttle valve 28, a control signal to the fuel injection valve, a control signal to the spark plug, a control signal to the waste gate valves 56A and 56B, and an EGR valve 64. Control signals can be mentioned.

ＥＣＵ７０は、クランク角センサからのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算する。また、ＥＣＵ７０は、エアフローメータ７１Ａ，７１Ｂからの吸入空気量Ｑａ１，Ｑａ２の和とエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて負荷率（エンジン２２の各気筒の燃焼室の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際の吸入される空気の容積の割合）ＫＬを演算する。 The ECU 70 calculates the rotation speed Ne of the engine 22 based on the crank angle θcr from the crank angle sensor. Further, the ECU 70 determines the load factor (with respect to the stroke volume per cycle of the combustion chamber of each cylinder of the engine 22) based on the sum of the intake air amounts Qa1 and Qa2 from the air flow meters 71A and 71B and the rotation speed Ne of the engine 22. The ratio of the actual volume of air taken in in one cycle) KL is calculated.

こうして構成された実施例のエンジン装置２０では、ＥＣＵ７０は、エンジン２２が目標負荷率ＫＬ＊で運転されるように、スロットルバルブ２８の開度を制御する吸入空気量制御や、燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御，点火プラグの点火時期を制御する点火制御，ウェイストゲートバルブ５６Ａ，５６Ｂの開度を制御する過給制御、ＥＧＲバルブ６４の開度を制御するＥＧＲ制御などを行なう。点火制御や過給制御、ＥＧＲ制御については説明を省略する。 In the engine device 20 of the embodiment configured as described above, the ECU 70 controls the intake air amount that controls the opening degree of the throttle valve 28 so that the engine 22 operates at the target load factor KL*, and controls the fuel injection valve. Fuel injection control for controlling the fuel injection amount, ignition control for controlling the ignition timing of the spark plug, supercharging control for controlling the opening of the waste gate valves 56A and 56B, EGR control for controlling the opening of the EGR valve 64, etc. To do. Descriptions of the ignition control, the supercharging control, and the EGR control are omitted.

吸入空気量制御では、目標負荷率ＫＬ＊に基づいて目標吸入空気量Ｑａ＊を設定し、吸入空気量Ｑａ１，Ｑａ２の和が目標吸入空気量Ｑａ＊となるようにスロットルバルブ２８の目標開度ＴＨ＊を設定し、スロットルバルブ２８の開度ＴＨが目標開度ＴＨ＊となるようにスロットルバルブ２８を制御する。 In the intake air amount control, the target intake air amount Qa* is set based on the target load factor KL*, and the target opening degree of the throttle valve 28 is set so that the sum of the intake air amounts Qa1 and Qa2 becomes the target intake air amount Qa*. TH* is set and the throttle valve 28 is controlled so that the opening TH of the throttle valve 28 becomes the target opening TH*.

燃料噴射制御では、第１，第２バンク３２Ａ，３２Ｂの各気筒について、負荷率ＫＬと空燃比フィードバック制御におけるゲインＧａｆとを用いて式（１）により目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定し、設定した目標燃料噴射量Ｑｆ＊の燃料噴射が行なわれるように各燃料噴射弁を制御する。式（１）中、「Ｑｆｂａｓ」は、負荷率ＫＬが１００％のときの目標燃料噴射量である。 In the fuel injection control, the target fuel injection amount Qf* is set and set by the equation (1) using the load factor KL and the gain Gaf in the air-fuel ratio feedback control for each cylinder of the first and second banks 32A and 32B. Each fuel injection valve is controlled so that the target fuel injection amount Qf* is injected. In Expression (1), “Qfbas” is the target fuel injection amount when the load factor KL is 100%.

Qf*=Qfbas×KL×(1＋Gaf) (1) Qf*=Qfbas×KL×(1+Gaf) (1)

図２は、各気筒についての空燃比フィードバック制御におけるゲインＧａｆを設定する際の様子について説明する説明図である。図中、「空燃比ＡＦ」としては、第１バンク３２Ａの各気筒については空燃比センサ７８Ａにより検出される空燃比ＡＦｒ１が用いられ、第２バンク３２Ｂの各気筒については空燃比センサ７８Ｂにより検出される空燃比ＡＦｒ２が用いられる。また、「ＡＦｓｔ」は、理論空燃比（例えば１４．６）であり、「ＡＦｌｅ」はリーン判定値であり、「ＡＦｒｉ」は、リッチ判定値である。図示するように、ゲインＧａｆが値Ｇｓのときに空燃比ＡＦがリッチ判定値ＡＦｒｉ以下に至ると、空燃比ＡＦがリッチになったと判断し、ゲインＧａｆを値Ｇｓから値（−Ｇｓ）に切り替える。これにより、目標燃料噴射量Ｑｆ＊を少なくし、空燃比ＡＦがリーン側になるようにする。また、ゲインＧａｆが値（−Ｇｓ）のときに空燃比ＡＦがリーン判定値ＡＦｌｅ以上に至ると、空燃比ＡＦがリーンになったと判断し、フィードバックゲインＧａｆを値（−Ｇｓ）から値Ｇｓに切り替える。これにより、目標燃料噴射量Ｑｆ＊を多くし、空燃比ＡＦがリッチ側になるようにする。このようして空燃比ＡＦをリッチ側やリーン側にすることにより、触媒３８Ａ，３８Ｂ，４０Ａ，４０Ｂの酸素吸蔵機能を活用し、リーン側のときには、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）の浄化性能を高くし、リッチ側のときには、窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化性能を高くすることができる。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining how the gain Gaf is set in the air-fuel ratio feedback control for each cylinder. In the figure, as the "air-fuel ratio AF", the air-fuel ratio AFr1 detected by the air-fuel ratio sensor 78A is used for each cylinder of the first bank 32A, and the air-fuel ratio sensor 78B is detected for each cylinder of the second bank 32B. The air-fuel ratio AFr2 is used. Further, “AFst” is the theoretical air-fuel ratio (for example, 14.6), “AFle” is the lean determination value, and “AFri” is the rich determination value. As illustrated, when the air-fuel ratio AF reaches the rich determination value AFri or less when the gain Gaf is the value Gs, it is determined that the air-fuel ratio AF has become rich, and the gain Gaf is switched from the value Gs to the value (-Gs). .. As a result, the target fuel injection amount Qf* is reduced so that the air-fuel ratio AF is on the lean side. When the air-fuel ratio AF reaches the lean determination value AFle or more when the gain Gaf is the value (-Gs), it is determined that the air-fuel ratio AF has become lean, and the feedback gain Gaf is changed from the value (-Gs) to the value Gs. Switch. As a result, the target fuel injection amount Qf* is increased so that the air-fuel ratio AF is on the rich side. In this way, by making the air-fuel ratio AF rich or lean, the oxygen storage function of the catalysts 38A, 38B, 40A, 40B is utilized, and when lean, carbon monoxide (CO) or hydrocarbons (HC). ) Is improved, and the purification performance of nitrogen oxides (NOx) can be improved on the rich side.

次に、こうして構成された実施例のエンジン装置２０の動作、特に、ＥＧＲ装置６０によりＥＧＲを行なっているときの、エンジン２２の各気筒の燃料噴射制御における目標燃料噴射量Ｑｆ＊の設定に用いる制御用値（値Ｇｓ、リーン判定値ＡＦｌｅ、リッチ判定値ＡＦｒｉ）を設定する際の処理について説明する。図３は、ＥＣＵ７０により実行される制御用値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ＥＧＲ装置６０によりＥＧＲを行なっているときに繰り返し実行される。 Next, it is used for the operation of the engine device 20 of the embodiment configured in this way, particularly for setting the target fuel injection amount Qf* in the fuel injection control of each cylinder of the engine 22 when the EGR device 60 is performing EGR. The process of setting the control value (value Gs, lean determination value AFle, rich determination value AFri) will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a control value setting routine executed by the ECU 70. This routine is repeatedly executed while EGR is being performed by the EGR device 60.

図３の制御用値設定ルーチンが実行されると、ＥＣＵ７０は、最初に、次回に燃料噴射を行なう次回噴射気筒が第１，第２バンク３２Ａ，３２Ｂのうちの何れのバンクの気筒であるかを判定する（ステップＳ１００，Ｓ１０２）。ここで、第２バンク３２Ｂの各気筒は、排気管３６Ｂ（ＥＧＲ装置６０のＥＧＲ管６２が取り付けられた排気管）に対応する気筒（以下、「ＥＧＲ取出気筒」という）であり、第１バンク３２Ａの各気筒は、排気管３６Ａに対応する気筒（以下、「ＥＧＲ非取出気筒」という）であるから、ステップＳ１００の処理は、次回噴射気筒がＥＧＲ非取出気筒であるかＥＧＲ取出気筒であるかを判定する処理となる。 When the control value setting routine of FIG. 3 is executed, the ECU 70 first determines which bank of the first and second banks 32A and 32B is the next injection cylinder in which fuel is injected next time. Is determined (steps S100 and S102). Here, each cylinder of the second bank 32B is a cylinder corresponding to the exhaust pipe 36B (exhaust pipe to which the EGR pipe 62 of the EGR device 60 is attached) (hereinafter, referred to as “EGR extraction cylinder”), and the first bank. Since each cylinder of 32A is a cylinder corresponding to the exhaust pipe 36A (hereinafter, referred to as "EGR non-extracting cylinder"), the process of step S100 is the EGR non-extracting cylinder or the EGR non-extracting cylinder for the next injection cylinder. This is the process of determining whether or not.

次回噴射気筒が第２バンク３２Ｂの気筒であると判定したときには、次回噴射気筒はＥＧＲ取出気筒である判断し、値Ｇｓに所定値Ｇｓ１を設定し（ステップＳ１１０）、リーン判定値ＡＦｌｅに所定値ＡＦｌｅ１を設定し（ステップＳ１２０）、リッチ判定値ＡＦｒｉに所定値ＡＦｒｉ１を設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定値Ｇｓ１としては、例えば、０．０６や０．０７、０．０８などが用いられ、所定値ＡＦｌｅ１としては、例えば、理論空燃比ＡＦｓｔよりも０．０９や０．１０、０．１１など大きい値が用いられ、所定値ＡＦｒｉ１としては、例えば、理論空燃比ＡＦｓｔよりも０．０９や０．１０、０．１１など小さい値が用いられる。 When it is determined that the next injection cylinder is the cylinder of the second bank 32B, it is determined that the next injection cylinder is the EGR extraction cylinder, the value Gs is set to the predetermined value Gs1 (step S110), and the lean determination value AFle is set to the predetermined value. AFle1 is set (step S120), the rich determination value AFri is set to the predetermined value AFri1 (step S130), and this routine is ended. Here, for example, 0.06, 0.07, 0.08 or the like is used as the predetermined value Gs1, and as the predetermined value AFle1, for example, 0.09, 0.10, 0 is higher than the theoretical air-fuel ratio AFst. A large value such as 0.11 is used, and the predetermined value AFri1 is, for example, a value that is smaller than the theoretical air-fuel ratio AFst such as 0.09, 0.10, or 0.11.

次回噴射気筒が第１バンク３２Ａの気筒であると判定したときには、次回噴射気筒はＥＧＲ非取出気筒である判断し、値Ｇｓに所定値Ｇｓ１よりも小さい所定値Ｇｓ２を設定し（ステップＳ１４０）、リーン判定値ＡＦｌｅに所定値ＡＦｌｅ１よりも小さい所定値ＡＦｌｅ２を設定し（ステップＳ１５０）、リッチ判定値ＡＦｒｉに所定値ＡＦｒｉ１よりも大きい所定値ＡＦｒｉ２を設定して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定値Ｇｓ２としては、例えば、０．０２や０．０３、０．０４などが用いられ、所定値ＡＦｌｅ２としては、例えば、理論空燃比ＡＦｓｔよりも０．０４や０．０５、０．０６など大きい値が用いられ、所定値ＡＦｒｉ２としては、例えば、理論空燃比ＡＦｓｔよりも０．０４や０．０５、０．０６など小さい値が用いられる。 When it is determined that the next injection cylinder is the cylinder of the first bank 32A, it is determined that the next injection cylinder is the EGR non-extracting cylinder, and the value Gs is set to the predetermined value Gs2 smaller than the predetermined value Gs1 (step S140), The lean determination value AFle is set to a predetermined value AFle2 smaller than the predetermined value AFle1 (step S150), the rich determination value AFri is set to a predetermined value AFri2 larger than the predetermined value AFri1 (step S160), and this routine is ended. .. Here, for example, 0.02, 0.03, 0.04 or the like is used as the predetermined value Gs2, and as the predetermined value AFle2, for example, 0.04, 0.05, 0 is higher than the theoretical air-fuel ratio AFst. A large value such as 0.06 is used, and as the predetermined value AFri2, for example, a value such as 0.04, 0.05, or 0.06 smaller than the theoretical air-fuel ratio AFst is used.

ＥＧＲ装置６０によりＥＧＲを行なっているときには、ＥＧＲ取出気筒から排気管３６Ｂに排出される排気の一部がＥＧＲ装置６０を介して吸気管２６Ｃに還流する。このため、触媒３８Ａ，４０Ａに流れる排気量が触媒３８Ｂ，４０Ｂに流れる排気量に比して多いから、触媒３８Ａ，３８Ｂや触媒４０Ａ，４０Ｂの浄化性能を考慮すると、第１バンク３２Ａの気筒についての空燃比フィードバック制御では、第２バンク３２Ｂの気筒についての空燃比フィードバック制御に比して、フィードバックゲインＧａｆの振れ幅（値ｋｓと値（−ｋｓ）との差分）を小さくし、且つ、リーン判定値ＡＦｌｅやリッチ判定値ＡＦｒｉを理論空燃比に近づけるのが好ましい。このように、各気筒について、値Ｇｓやリーン判定値ＡＦｌｅ、リッチ判定値ＡＦｒｉを設定し、これらを用いた空燃比フィードバック制御を用いて燃料噴射制御を行なうことにより、触媒３８Ａ，３８Ｂ，４０Ａ，４０Ｂにより十分に浄化性能を発揮させることができる。この結果、触媒３８Ａ，３８Ｂ，４０Ａ，４０Ｂによる排気の浄化性能を向上させることができる。 When performing EGR by the EGR device 60, a part of the exhaust gas discharged from the EGR extraction cylinder to the exhaust pipe 36B is returned to the intake pipe 26C via the EGR device 60. Therefore, the amount of exhaust gas flowing through the catalysts 38A, 40A is larger than the amount of exhaust gas flowing through the catalysts 38B, 40B. Therefore, considering the purification performance of the catalysts 38A, 38B and the catalysts 40A, 40B, the cylinders of the first bank 32A In the air-fuel ratio feedback control of No. 2, as compared with the air-fuel ratio feedback control for the cylinders of the second bank 32B, the swing width of the feedback gain Gaf (the difference between the value ks and the value (-ks)) is made small, and the lean lean It is preferable to bring the determination value AFle and the rich determination value AFri close to the theoretical air-fuel ratio. As described above, the value Gs, the lean determination value AFle, and the rich determination value AFri are set for each cylinder, and the fuel injection control is performed using the air-fuel ratio feedback control using these values, whereby the catalysts 38A, 38B, 40A, With 40B, the purification performance can be sufficiently exhibited. As a result, the exhaust gas purification performance of the catalysts 38A, 38B, 40A, 40B can be improved.

以上説明した実施例のエンジン装置２０では、ＥＧＲ装置６０によりＥＧＲを行なっているときには、ＥＧＲ取出気筒についての燃料噴射制御とＥＧＲ非取出気筒についての燃料噴射制御とで、燃料噴射制御における空燃比フィードバック制御に用いるリーン判定値ＡＦｌｅやリッチ判定値ＡＦｒｉ、ゲインＧを変更する。これにより、触媒３８Ａ，３８Ｂ，４０Ａ，４０Ｂによる排気の浄化性能を向上させることができる。 In the engine device 20 of the embodiment described above, when the EGR device 60 is performing EGR, the air-fuel ratio feedback in the fuel injection control is performed by the fuel injection control for the EGR-extracting cylinder and the fuel injection control for the EGR non-extracting cylinder. The lean determination value AFle, the rich determination value AFri, and the gain G used for control are changed. As a result, the exhaust gas purification performance of the catalysts 38A, 38B, 40A, 40B can be improved.

実施例のエンジン装置２０では、次回噴射気筒がＥＧＲ取出気筒（第２バンク３２Ｂの気筒）であるかＥＧＲ非取出気筒（第１バンク３２Ａの気筒）であるかに応じて、値Ｇｓ、リーン判定値ＡＦｌｅ、リッチ判定値ＡＦｒｉを変更するものとしたが、値Ｇｓ、リーン判定値ＡＦｌｅ、リッチ判定値ＡＦｒｉのうちの一部だけを変更するものとしてもよい。 In the engine device 20 of the embodiment, depending on whether the next injection cylinder is the EGR taking-out cylinder (cylinder of the second bank 32B) or the EGR non-taking-out cylinder (cylinder of the first bank 32A), the value Gs, the lean determination is made. Although the value AFle and the rich determination value AFri are changed, only a part of the value Gs, the lean determination value AFle, and the rich determination value AFri may be changed.

実施例のエンジン装置２０では、過給機５０Ａ，５０Ｂを備えるものとしたが、こうした過給機５０Ａ，５０Ｂを備えないものとしてもよい。 Although the engine device 20 of the embodiment includes the superchargers 50A and 50B, the engine device 20 may not include the superchargers 50A and 50B.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、ＥＧＲ装置６０が「排気再循環装置」に相当する。 Correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the engine 22 corresponds to the “engine” and the EGR device 60 corresponds to the “exhaust gas recirculation device”.

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section of means for solving the problem is the same as the embodiment described in the section of the means for solving the problem. Since this is an example for specifically explaining the mode for carrying out the invention, it does not limit the elements of the invention described in the column of means for solving the problem. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description in that column, and the embodiment is the invention of the invention described in the column of means for solving the problem. This is just a specific example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments are possible within the scope not departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented.

本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the engine device manufacturing industry and the like.

２０エンジン装置、２２エンジン、２４Ａ，２４Ｂエアクリーナ、２６吸気管
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ吸気管、２８スロットルバルブ、３０インテークマニホールド、３２エンジン本体、３２Ａ第１バンク、３２Ｂ第２バンク、３４Ａ，３４Ｂエキゾーストマニホールド、３６Ａ，３６Ｂ排気管、３７Ａバイパス管、３８Ａ，３８Ｂ，４０Ａ，４０Ｂ触媒、５０Ａ，５０Ｂ過給機、５２Ａ，５２Ｂコンプレッサ、５３Ａ，５３Ｂ連結軸、５４Ａ，５４Ｂタービン、５６Ａ，５６Ｂウェイストゲートバルブ、６０ＥＧＲ装置、６２ＥＧＲ管、６４ＥＧＲバルブ、７０ＥＣＵ、７２，７４圧力センサ、７６Ａ，７６Ｂ，７８Ａ，７８Ｂ空燃比センサ。 20 engine device, 22 engine, 24A, 24B air cleaner, 26 intake pipe 26A, 26B, 26C intake pipe, 28 throttle valve, 30 intake manifold, 32 engine body, 32A first bank, 32B second bank, 34A, 34B exhaust manifold , 36A, 36B exhaust pipe, 37A bypass pipe, 38A, 38B, 40A, 40B catalyst, 50A, 50B supercharger, 52A, 52B compressor, 53A, 53B connecting shaft, 54A, 54B turbine, 56A, 56B wastegate valve, 60 EGR device, 62 EGR pipe, 64 EGR valve, 70 ECU, 72, 74 pressure sensor, 76A, 76B, 78A, 78B air-fuel ratio sensor.

Claims

First and second banks, intake pipes connected to the first and second banks, first and second exhaust pipes respectively connected to the first and second banks, and first and second exhaust pipes An engine having first and second catalysts respectively arranged,
An exhaust gas recirculation device having a communication pipe connecting the upstream side of the second catalyst in the second exhaust pipe with the intake pipe; and an exhaust gas recirculation valve arranged in the communication pipe.
A control device for controlling the engine and the exhaust gas recirculation device;
An engine device comprising:
When the exhaust gas recirculation is being performed by the exhaust gas recirculation device, the control device includes a lean determination value and a rich determination value used for air-fuel ratio feedback control in fuel injection control between the first bank and the second bank. Change at least one of value, gain,
Engine equipment.