JP2985506B2 - Fuel injection timing control device - Google Patents

Fuel injection timing control device

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JP2985506B2
JP2985506B2 JP4142784A JP14278492A JP2985506B2 JP 2985506 B2 JP2985506 B2 JP 2985506B2 JP 4142784 A JP4142784 A JP 4142784A JP 14278492 A JP14278492 A JP 14278492A JP 2985506 B2 JP2985506 B2 JP 2985506B2
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exhaust gas
fuel injection
gas recirculation
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opening
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス再循環装置を
具備する内燃機関において、各気筒毎に設けられた燃料
噴射装置の燃料噴射時期を独立して制御するための燃料
噴射時期制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection timing control device for independently controlling the fuel injection timing of a fuel injection device provided for each cylinder in an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation device. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】排気ガス再循環は、排気ガスの一部を燃
焼室に再循環させ、排気ガスの主成分である不活性ガス
の有する熱容量により燃焼温度を下げてNOx の発生量
を減少させるものである。排気ガス再循環は、一方で希
薄燃焼によるトルク低下を伴うために、燃焼室内の混合
気全体に占める再循環させる排気ガス量の割合は機関運
転状態に応じて制御される。
2. Description of the Related Art In exhaust gas recirculation, a part of the exhaust gas is recirculated to a combustion chamber, and the combustion temperature is reduced by the heat capacity of an inert gas which is a main component of the exhaust gas to reduce the amount of NOx generated. Things. On the other hand, since the exhaust gas recirculation involves a decrease in torque due to lean combustion, the ratio of the amount of exhaust gas to be recirculated to the entire air-fuel mixture in the combustion chamber is controlled in accordance with the operating state of the engine.

【0003】排気ガス再循環の停止時には燃焼室内の混
合気濃度は均一化した方が良好な燃焼が実現されるが、
排気ガス再循環の実行時には希薄燃焼となるために、燃
焼室の上層部ほど高濃度の混合気が形成されるようにし
た方が着火性の向上により良好な燃焼が実現される。
[0003] When the exhaust gas recirculation is stopped, better combustion is realized by making the mixture concentration in the combustion chamber uniform.
Since lean combustion occurs during the execution of exhaust gas recirculation, it is preferable that the higher concentration of the air-fuel mixture be formed in the upper part of the combustion chamber to achieve better combustion by improving ignitability.

【0004】特開昭63−253136号公報には、排
気ガス再循環の実行時において、燃料噴射時期を遅角す
ることにより、混合気を成層化させ、燃焼を改善する燃
料噴射時期制御装置が記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-253136 discloses a fuel injection timing control device that stratifies the air-fuel mixture and improves combustion by delaying the fuel injection timing when performing exhaust gas recirculation. Are listed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、再循環排気ガス量の割合によって最適な成層化の度
合が存在するために、燃料噴射時期の遅角制御は、再循
環排気ガス量の割合を決定する機関運転状態を基に行な
われる。
In the above-mentioned prior art, since there is an optimum degree of stratification depending on the ratio of the recirculated exhaust gas amount, the retard control of the fuel injection timing is performed by controlling the recirculated exhaust gas amount. The determination is performed based on the engine operating state for determining the ratio.

【0006】それにより、排気ガス再循環通路に設けら
れる排気ガス量制御弁等の経時変化によって所望の排気
ガス量が再循環されなくなると、燃料噴射時期の遅角タ
イミングがずれて混合気の最適な成層化の度合が実現で
きなくなる。
If the desired amount of exhaust gas is not recirculated due to a change over time in an exhaust gas amount control valve or the like provided in the exhaust gas recirculation passage, the timing of retarding the fuel injection timing is shifted to optimize the mixture. A high degree of stratification cannot be realized.

【0007】従って、本発明の目的は、所望の排気ガス
量が再循環されなくなっても常に最適な成層化の度合を
実現することができる燃料噴射時期制御装置を提供する
ことである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel injection timing control device which can always realize an optimum degree of stratification even if a desired amount of exhaust gas is not recirculated.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明による燃料噴射時期制御装置は、排気ガス
再循環装置を具備する内燃機関の各気筒毎に設けられた
燃料噴射装置の燃料噴射時期を独立して制御するための
燃料噴射時期制御装置において、排気ガス再循環を実行
する各運転状態毎の当初設定開度に応じて前記排気ガス
再循環装置の排気ガス量制御弁を制御する排気ガス量制
御手段と、前記各運転状態において前記排気ガス量制御
弁の前記当初設定開度に基づき算出された排気ガス再循
環率が大きいほど燃料噴射終了時期を遅角側にする遅角
制御手段と、排気ガス再循環を実行する機関定常時の特
定運転状態におけるトルク変動を監視する監視手段と、
前記トルク変動が許容範囲内に存在するように前記特定
運転状態における前記当初設定開度を新たな開度に制御
する開度制御手段とを具備し、前記特定運転状態は、算
出された前記排気ガス再循環率が所定値以上の運転状態
であり、前記開度制御手段によって前記特定運転状態に
おける前記当初設定開度が前記新たな開度に制御された
場合には、前記各運転状態における前記特定運転状態以
外の任意の運転状態において、前記当初設定開度を、前
記特定運転状態における前記当初設定開度と前記新たな
開度との比によって補正し、補正後の開度に基づいて新
たな前記排気ガス再循環率を算出し、前記新たな排気ガ
ス再循環率に応じて前記遅角制御手段を実施することを
特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a fuel injection timing control device according to the present invention comprises a fuel injection device provided for each cylinder of an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation device. In a fuel injection timing control device for independently controlling a fuel injection timing, an exhaust gas amount control valve of the exhaust gas recirculation device is controlled according to an initially set opening degree for each operation state in which exhaust gas recirculation is performed. An exhaust gas amount control means for controlling, and a delay of setting the fuel injection end timing to a more retarded side as the exhaust gas recirculation rate calculated based on the initially set opening degree of the exhaust gas amount control valve in each of the operating states is larger. Angle control means, monitoring means for monitoring torque fluctuations in a specific operating state during steady state of the engine that performs exhaust gas recirculation,
Opening control means for controlling the initially set opening in the specific operating state to a new opening so that the torque fluctuation is within an allowable range, wherein the specific operating state is calculated based on the calculated exhaust gas. When the gas recirculation rate is in an operating state equal to or higher than a predetermined value, and the opening degree control means controls the initially set opening degree in the specific operating state to the new opening degree, In an arbitrary operation state other than the specific operation state, the initial setting opening is corrected by a ratio between the initial setting opening and the new opening in the specific operation state, and a new opening is set based on the corrected opening. The exhaust gas recirculation rate is calculated, and the retard control means is implemented according to the new exhaust gas recirculation rate.

【0009】[0009]

【作用】前述の燃料噴射時期制御装置は、排気ガス再循
環装置を具備する内燃機関の各気筒毎に設けられた燃料
噴射装置の燃料噴射時期を独立して制御するための燃料
噴射時期制御装置において、排気ガス量制御手段が、排
気ガス再循環を実行する各運転状態毎の当初設定開度に
応じて排気ガス再循環装置の排気ガス量制御弁を制御
し、遅角制御手段が、各運転状態において排気ガス量制
御弁の当初設定開度に基づき算出された排気ガス再循環
率が大きいほど燃料噴射終了時期を遅角側とし、監視手
段が、排気ガス再循環を実行する機関定常時の特定運転
状態におけるトルク変動を監視し、開度制御手段が、ト
ルク変動が許容範囲内に存在するように特定運転状態に
おける当初設定開度を新たな開度に制御し、特定運転状
態は、算出された排気ガス再循環率が所定値以上の運転
状態であり、開度制御手段によって特定運転状態におけ
る当初設定開度が新たな開度に制御された場合には、各
運転状態における特定運転状態以外の任意の運転状態に
おいて、当初設定開度を、特定運転状態における当初設
定開度と新たな開度との比によって補正し、補正後の開
度に基づいて算出された新たな排気ガス再循環率に応じ
て遅角制御手段を実施する。
The aforementioned fuel injection timing control device is a fuel injection timing control device for independently controlling the fuel injection timing of a fuel injection device provided for each cylinder of an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation device. In, the exhaust gas amount control means controls the exhaust gas amount control valve of the exhaust gas recirculation device according to the initially set opening degree for each operating state performing the exhaust gas recirculation, the retard control means, In the operating state, the larger the exhaust gas recirculation rate calculated based on the initially set opening degree of the exhaust gas amount control valve, the more the fuel injection end timing is set to the retard side, and the monitoring means performs the exhaust gas recirculation when the engine is in a steady state. The torque change in the specific operation state is monitored, and the opening degree control means controls the initially set opening degree in the specific operation state to a new opening degree so that the torque fluctuation is within an allowable range. Calculated emissions If the gas recirculation rate is in an operating state equal to or higher than a predetermined value, and the opening degree control means controls the initially set opening degree in the specific operating state to a new opening degree, any operating state other than the specific operating state in each operating state In the operating state, the initially set opening is corrected by the ratio of the initially set opening and the new opening in the specific operating state, and a new exhaust gas recirculation rate calculated based on the corrected opening is obtained. The retard control means is implemented accordingly.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明が適用される内燃機関の断面
図である。同図において、1は燃焼室であり、二つの吸
気弁2(一方は図示されていない)を介して吸気通路3
が、また二つの排気弁4(一方は図示されていない)を
介して排気通路5がそれぞれ連通している。吸気通路3
は、上流側においてエアクリーナ6に接続され、途中に
設けられたサージタンク7から分岐して他気筒へ通じて
いる。サージタンク7の上流側にはスロットルバルブ8
が、その上流側には吸入空気量を測定するエアフローメ
ータ9が設けられている。
1 is a sectional view of an internal combustion engine to which the present invention is applied. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a combustion chamber, and an intake passage 3 is provided through two intake valves 2 (one of which is not shown).
However, the exhaust passages 5 communicate with each other via two exhaust valves 4 (one is not shown). Intake passage 3
Is connected to an air cleaner 6 on the upstream side, branches off from a surge tank 7 provided on the way, and communicates with another cylinder. A throttle valve 8 is provided upstream of the surge tank 7.
However, an air flow meter 9 for measuring the amount of intake air is provided on the upstream side.

【0011】吸気通路3は、サージタンク7の下流側に
おいて二又に分岐して各吸気弁2へ通じ、一方は垂れ壁
10が形成されたヘリカルポート3a であり、他方はそ
れを閉鎖可能な吸気制御弁(図示せず)が設けられたス
トレートポート(図示せず)である。両ポートの隔壁に
は、両吸気弁2へ向けて燃料を噴射するための燃料噴射
装置11が、各気筒毎に設けられている。
The intake passage 3 is bifurcated on the downstream side of the surge tank 7 and communicates with each intake valve 2. One is a helical port 3a having a hanging wall 10, and the other is a helical port 3a which can be closed. It is a straight port (not shown) provided with an intake control valve (not shown). A fuel injection device 11 for injecting fuel toward both intake valves 2 is provided for each cylinder on the partition wall of both ports.

【0012】サージタンク7と排気通路5は、排気ガス
再循環通路12により連通され、排気ガス再循環通路1
2には、再循環させる排気ガス量を制御するための排気
ガス量制御弁13が設けられている。
The surge tank 7 and the exhaust passage 5 are communicated with each other by an exhaust gas recirculation passage 12.
2 is provided with an exhaust gas amount control valve 13 for controlling the amount of exhaust gas to be recirculated.

【0013】排気ガス量制御弁13を開くと、サージタ
ンク7に生じる負圧により排気ガスがサージタンク7に
流入し、排気ガス再循環が実行される。この時、吸気制
御弁によりストレートポートを閉鎖することで、排気ガ
スを含む吸気がヘリカルポート3a だけを通って燃焼室
1へ供給され、燃焼室1内に強いスワールが形成される
ために、燃焼を改善することができる。この吸気制御弁
の詳細な制御については説明を省略する。
When the exhaust gas amount control valve 13 is opened, the exhaust gas flows into the surge tank 7 due to the negative pressure generated in the surge tank 7, and the exhaust gas is recirculated. At this time, by closing the straight port by the intake control valve, the intake air containing the exhaust gas is supplied to the combustion chamber 1 only through the helical port 3a, and a strong swirl is formed in the combustion chamber 1. Can be improved. The detailed control of the intake control valve will not be described.

【0014】燃料噴射装置11の燃料噴射開始及び終了
時期の制御は、排気ガス量制御弁13の開閉制御と共に
制御装置14により行なわれる。制御装置14には、前
述のエアフローメータ9と、燃焼室1に取付けられた燃
焼圧センサ15と、エンジン回転数を検出する回転セン
サ16等が電気的に接続されている。
The control of the fuel injection start and end timings of the fuel injection device 11 is performed by the control device 14 together with the opening and closing control of the exhaust gas amount control valve 13. The control device 14 is electrically connected to the above-described air flow meter 9, a combustion pressure sensor 15 attached to the combustion chamber 1, a rotation sensor 16 for detecting an engine speed, and the like.

【0015】機関運転状態が高速高負荷時などのように
高トルクを必要とする時は、排気ガス量制御弁13は閉
弁され、排気ガス再循環は停止される。この時は、燃焼
室1内の混合気濃度は均一化した方が良好な燃焼が得ら
れるため、吸気行程開始時点では燃料噴射は終了させ、
この均一化を実現させる。
When the engine operating state requires a high torque, such as at a high speed and a high load, the exhaust gas amount control valve 13 is closed and the exhaust gas recirculation is stopped. At this time, since better combustion can be obtained when the mixture concentration in the combustion chamber 1 is made uniform, the fuel injection is terminated at the start of the intake stroke.
This uniformization is realized.

【0016】しかし、排気ガス量制御弁13が開弁さ
れ、排気ガス再循環が実行される時は、希薄燃焼となる
ために燃焼室1内の混合気は上層部ほど高濃度となるよ
うに成層化される方が着火性の向上により良好な燃焼が
得られるため、燃料噴射終了時期を遅角させてこの成層
化を実現させる。
However, when the exhaust gas amount control valve 13 is opened and the exhaust gas recirculation is executed, the mixture in the combustion chamber 1 becomes higher in the upper layer because the mixture becomes lean. Since better combustion can be obtained by improving stratification by stratification, the stratification is realized by retarding the fuel injection end timing.

【0017】吸入空気と再循環排気ガスの合計量に対す
る再循環排気ガス量の割合(以下EGR率)によって最
適な燃焼が得られる成層化の度合が変化するために、燃
料噴射終了時期の遅角の程度はEGR率によって制御さ
れる。この制御は、図2に示すように、EGR率が大き
くなるにつれて遅角の程度を大きくし成層化の度合を高
めるものである。この時、点火時期は同図に示すように
EGR率が小さくなるにつれて遅らされる。
Since the degree of stratification for obtaining optimum combustion varies depending on the ratio of the amount of recirculated exhaust gas to the total amount of intake air and recirculated exhaust gas (hereinafter referred to as EGR rate), the fuel injection end timing is retarded. Is controlled by the EGR rate. As shown in FIG. 2, this control increases the degree of retardation and increases the degree of stratification as the EGR rate increases. At this time, the ignition timing is delayed as the EGR rate decreases as shown in FIG.

【0018】図3に、燃料噴射終了時期の遅角の程度を
EGR率最大時のものに固定する場合(点線)と、EG
R率の減少によって小さくする場合(実線)におけるE
GR率に対するトルク変動と燃費率の比較を示す。いず
れも後者の方が優っていることがわかる。
FIG. 3 shows a case where the degree of retardation of the fuel injection end timing is fixed to that at the time of the maximum EGR rate (dotted line).
E in the case of decreasing by decreasing the R rate (solid line)
7 shows a comparison between a torque variation and a fuel efficiency rate with respect to a GR rate. In each case, the latter is superior.

【0019】従来において、EGR率に対するこの燃料
噴射終了時期の遅角制御は、EGR率を決定する機関運
転状態を基に行われていた。それにより、排気ガス量制
御弁13の経時変化及び吸気系のデポジット付着等によ
り、所望のEGR率が実現されなくなると、燃料噴射終
了時期の遅角の程度にずれが生じ、最適な燃焼が得られ
る成層化の度合が実現されなり、燃焼が悪化する。
Conventionally, the retard control of the fuel injection end timing with respect to the EGR rate has been performed based on the engine operating state which determines the EGR rate. As a result, if the desired EGR rate cannot be realized due to the change over time of the exhaust gas amount control valve 13 and the adhesion of the deposit to the intake system, the degree of retardation of the fuel injection end timing is shifted, and optimal combustion is obtained. The degree of stratification that is achieved is realized, and the combustion deteriorates.

【0020】従って、この問題を解決するために、本実
施例の制御装置14は図4に示すフローチャートに従っ
て排気ガス量制御弁13の制御と燃料噴射装置11の燃
料噴射開始及び終了時期の設定を行なう。
Therefore, in order to solve this problem, the control device 14 of the present embodiment controls the exhaust gas amount control valve 13 and sets the fuel injection start and end timings of the fuel injection device 11 according to the flowchart shown in FIG. Do.

【0021】まずステップ101において、排気ガス再
循環が実行される運転状態の時に回転センサから得られ
る回転数の変化量ΔNEと、回転センサとエアフローメ
ータ9から得られる一回転当りの吸入空気量の変化量Δ
G/Nが、定常状態を示すそれぞれの所定値a,b未満
かどうかが判断される。いずれも所定値未満の時は、ス
テップ102においてサージタンク7と排気通路5の差
圧ΔPが計算される。エアフローメータ9から得られる
単位時間当たりの吸入空気重量Ga (g/s)から、サ
ージタンク7内圧力P1と排気通路5内圧力P2はそれ
ぞれ次式で表わされ、 P1=αGa2,P2=βGa2 よって、差圧ΔPは次式により求められる。 ΔP=(α−β)Ga2=γGa2(α、β,γは定数)
First, at step 101, the amount of change .DELTA.NE in the number of revolutions obtained from the rotation sensor and the amount of intake air per revolution obtained from the rotation sensor and the air flow meter 9 in the operating state in which exhaust gas recirculation is performed. Change Δ
It is determined whether G / N is less than respective predetermined values a and b indicating a steady state. If both are less than the predetermined value, the differential pressure ΔP between the surge tank 7 and the exhaust passage 5 is calculated in step 102. From the intake air weight Ga (g / s) per unit time obtained from the air flow meter 9, the pressure P1 in the surge tank 7 and the pressure P2 in the exhaust passage 5 are expressed by the following equations, respectively: P1 = αGa 2 , P2 = From βGa 2 , the differential pressure ΔP is obtained by the following equation. ΔP = (α−β) Ga 2 = γGa 2 (α, β, and γ are constants)

【0022】次にステップ103において、現在の回転
数NE及び現在の負荷として使用される一回転当りの吸
入空気量G/Nにより、この運転状態における最適なE
GR率が得られるように排気ガス量制御弁13の開度S
(排気ガス量制御弁13を駆動するステップモータのス
テップ数)が設定されているマップ(図示せず)に従っ
て排気ガス量制御弁13が開閉制御され、ステップ10
4に進む。
Next, in step 103, the optimum E in this operating state is determined by the current rotational speed NE and the intake air amount G / N per one rotation used as the current load.
The opening degree S of the exhaust gas amount control valve 13 so that the GR rate can be obtained.
The opening and closing of the exhaust gas amount control valve 13 is controlled according to a map (not shown) in which (the number of steps of the step motor for driving the exhaust gas amount control valve 13) is set.
Proceed to 4.

【0023】ステップ104において、現在の運転状態
が最小燃費となるEGR率での運転領域かどうかが判断
され、この運転領域の時はステップ105において、燃
焼圧センサ15から得られる燃焼圧力を基にこの時のト
ルク変動DTRQが計算され、このトルク変動DTRQ
が許容範囲の上限側cを越えているかどうかが判断され
る。
In step 104, it is determined whether or not the current operating state is in the operating range at the EGR rate at which the fuel efficiency becomes minimum. In this operating range, in step 105, based on the combustion pressure obtained from the combustion pressure sensor 15, The torque fluctuation DTRQ at this time is calculated, and this torque fluctuation DTRQ is calculated.
Is larger than the upper limit c of the allowable range.

【0024】この運転領域は、EGR率を要求値に維持
しないと大きなトルク変動を生じる領域であり、排気ガ
ス量制御弁13の経時変化等により再循環排気ガス量が
過剰となり、許容範囲の上限側cを越えるようになれ
ば、ステップ106においてこの時の排気ガス量制御弁
13の開度SF は1が減少される。また許容範囲の上限
側cを越えていなければステップ107に進み許容範囲
の下限側d未満であるかどうかが判断される。肯定され
れば再循環排気ガス量が不足しており、ステップ108
においてこの時の排気ガス量制御弁13の開度SF は1
が増加される。
This operating region is a region where a large torque fluctuation occurs unless the EGR rate is maintained at a required value. The amount of recirculated exhaust gas becomes excessive due to a change with time of the exhaust gas amount control valve 13, and the upper limit of the allowable range if the exceeding side c, the opening S F of the exhaust gas amount control valve 13 at this time in step 106 1 is reduced. If the value does not exceed the upper limit c of the allowable range, the process proceeds to step 107, and it is determined whether the value is less than the lower limit d of the allowable range. If affirmative, the recirculation exhaust gas amount is insufficient, and step 108
The opening S F of the exhaust gas amount control valve 13 at this time in 1
Is increased.

【0025】いずれの時もステップ109に進み、ステ
ップ103で使用される排気ガス量制御弁13の開度マ
ップは更新され、ステップ111へ進む。またステップ
107において否定された場合、すなわちトルク変動D
TRQが許容範囲内にある時は開度SF はそのまま維持
され、ステップ110へ進む。
In any case, the process proceeds to step 109, the opening degree map of the exhaust gas amount control valve 13 used in step 103 is updated, and the process proceeds to step 111. If the result in Step 107 is negative, that is, the torque fluctuation D
Opening S F when TRQ is within the allowable range is maintained, the process proceeds to step 110.

【0026】ステップ110において、この時の再循環
排気ガス量Geが計算される。再循環排気ガス量Ge
は、ステップ102において計算された差圧ΔPと排気
ガス量制御弁13の開度とに比例するものであり、次式
によりより求められる。 Ge=K1×SF0×ΔP(K1は定数) ここで、K1は、排気ガス量制御弁13の経時変化及び
吸気系のデポジット付着等が起きていないとして設定さ
れた値であり、この時の排気ガス量制御弁の実際の開度
はSF となっているが、上式においては当初設定値SF0
が使用される。
In step 110, the recirculated exhaust gas amount Ge at this time is calculated. Recirculated exhaust gas amount Ge
Is proportional to the differential pressure ΔP calculated in step 102 and the opening of the exhaust gas amount control valve 13, and is obtained by the following equation. Ge = K1 × S F0 × ΔP (K1 is a constant) Here, K1 is a value set on the assumption that there is no change over time of the exhaust gas amount control valve 13 and no deposition of the intake system or the like has occurred. The actual opening of the exhaust gas amount control valve is S F , but in the above equation, the initial set value S F0
Is used.

【0027】またステップ104において、現在の運転
状態が最小燃費となるEGR率での運転領域でない時、
及びステップ109において排気ガス量制御弁13の開
度マップを更新した後に、ステップ111においてこの
時の再循環排気ガス量Ge が計算される。ステップ11
0と同様に、再循環排気ガス量Ge は差圧ΔPとステッ
プ103において決定されたこの時の排気ガス量制御弁
13の開度Sから求められるが、ステップ109におい
て更新された最小燃費となるEGR率での運転時の排気
ガス量制御弁13の開度SF により補正され、次式によ
り求められる。Ge =K1×SF0/SF ×S×ΔP(K
1は定数)この式において、SF0は最小燃費となるEG
R率での運転時の排気ガス量制御弁13の開度の当初設
定値である。この補正は、排気ガス量制御弁13の経時
変化及び吸気系へのデポジット付着等によりステップ1
09における更新が行なわれた以後に有効となるもので
ある。
If it is determined in step 104 that the current operating state is not in the operating range at the EGR rate at which the fuel efficiency becomes minimum,
After the opening degree map of the exhaust gas amount control valve 13 is updated in step 109, the recirculated exhaust gas amount Ge at this time is calculated in step 111. Step 11
Similarly to 0, the recirculated exhaust gas amount Ge is obtained from the differential pressure ΔP and the opening degree S of the exhaust gas amount control valve 13 at this time determined in step 103, and becomes the minimum fuel efficiency updated in step 109. is corrected by the opening S F of the exhaust gas amount control valve 13 during operation of the EGR rate is obtained by the following expression. Ge = K1 × S F0 / S F × S × ΔP (K
(1 is a constant) In this equation, S F0 is the minimum fuel consumption EG
This is the initial set value of the opening of the exhaust gas amount control valve 13 during operation at the R rate. This correction is performed in step 1 due to the change over time of the exhaust gas amount control valve 13 and the attachment of a deposit to the intake system.
It becomes effective after the update in 09 is performed.

【0028】次にステップ112において、実際のEG
R率Wが計算される。EGR率Wはステップ102にお
いて測定された単位時間当たりの吸入空気量Ga とステ
ップ110又は111において計算された再循環排気ガ
ス量Ge から前述したように次式により求められる。 W=Ge /(Ga +Ge )
Next, at step 112, the actual EG
The R rate W is calculated. The EGR rate W is obtained from the intake air amount Ga per unit time measured in step 102 and the recirculated exhaust gas amount Ge calculated in step 110 or 111 by the following equation as described above. W = Ge / (Ga + Ge)

【0029】これによりEGR率Wが求められ、ステッ
プ113においてこのEGR率Wを使用して次式により
燃料噴射終了時期Injt が決定される。 Injt =K2×W+Injt0(K2は定数) この式において、Injt0は排気ガス再循環を停止した時
の燃料噴射時期であり、K2×Wが遅角時間となる。
Thus, the EGR rate W is obtained, and in step 113, the fuel injection end timing Injt is determined by using the EGR rate W by the following equation. Injt = K2 × W + Injt 0 (K2 is a constant) In this equation, Injt 0 is the fuel injection timing when the exhaust gas recirculation is stopped, and K2 × W is the retard time.

【0030】次にステップ114において、この燃料噴
射終了時期Injt と各機関運転状態の必要燃料量から逆
算される燃料噴射開始時期Injt ′が設定される。
Next, at step 114, a fuel injection start timing Injt 'which is calculated back from the fuel injection end timing Injt and the required fuel amount in each engine operating state is set.

【0031】ステップ101において現在の運転状態が
定常時でない時は経時変化による再循環排気ガス量の増
減がなくても大きなトルク変動を生じる可能性があり、
そのためにそのまま終了する。
If the current operating state is not steady in step 101, a large torque fluctuation may occur even if the amount of recirculated exhaust gas does not increase or decrease due to aging.
Therefore, the process ends.

【0032】図5は、排気ガス量制御弁13の開度に対
するトルク変動と再循環排気ガス量の計算値を示すグラ
フであり、点線は排気ガス量制御弁13の経時変化前で
あり、実線は再循環排気ガス量が増加側への経時変化後
を示す。
FIG. 5 is a graph showing the torque fluctuation with respect to the opening degree of the exhaust gas amount control valve 13 and the calculated value of the recirculated exhaust gas amount. Represents the time after the amount of recirculated exhaust gas changes with time to the increasing side.

【0033】トルク変動のグラフに示すように、最小燃
費となるEGR率での運転において、経時変化前は当初
マップに設定されている排気ガス量制御弁の開度SF0
トルク変動を許容範囲の上限側cと下限側dの間とする
ことができたが、経時変化により再循環排気ガス量が増
加するとトルク変動は実線のようになり、この開度S F0
ではトルク変動が許容範囲の上限側cを越えるようにな
るために、前述のフローチャートにより1ステップ開度
を減少させ、トルク変動を許容範囲内となるようにす
る。
As shown in the torque fluctuation graph, the minimum fuel
In the operation at the EGR rate which becomes expensive,
The opening degree S of the exhaust gas amount control valve set in the mapF0so
Set the torque fluctuation between the upper limit side c and the lower limit side d of the allowable range.
But the amount of recirculated exhaust gas increased due to aging.
When applied, the torque fluctuation becomes as shown by the solid line, and the opening S F0
In this case, the torque fluctuation exceeds the upper limit c of the allowable range.
In order to achieve this, one-step opening
So that the torque fluctuation is within the allowable range.
You.

【0034】排気ガス量制御弁の全ての開度において、
同様な割合で再循環排気ガス量が増加していることにな
り、再循環排気ガス量の計算値Ge は、SF0/(SF0
1)によって補正され、実線に示す正確な再循環排気ガ
ス量が得られる。
At all opening degrees of the exhaust gas amount control valve,
This means that the amount of recirculated exhaust gas increases at a similar rate, and the calculated value of the amount of recirculated exhaust gas Ge is S F0 / (S F0
Corrected by 1), an accurate recirculated exhaust gas amount shown by the solid line is obtained.

【0035】この値を基に、燃料噴射終了時期の遅角時
間が計算されるために、ずれを生じることはなく最適な
燃焼となる成層化が実現される。
Since the retardation time of the fuel injection end timing is calculated based on this value, stratification that achieves optimal combustion without deviation is realized.

【0036】図4に示すフローチャートにおいて、ステ
ップ109における最小燃費となるEGR率での運転時
の排気ガス量制御弁の開度の更新は、このフローチャー
トが常時繰り返えされており、1サイクルの間の経時変
化に対して、大幅な再循環排気ガス量の増減は考えられ
ないために、1ステップの増減でトルク変動を許容範囲
内とすることができることに基づいているが、信頼性を
向上するために、マップ更新の直前にトルク変動の判断
を追加し、許容範囲内にない時はさらに開度の増減を繰
り返えすようにすることも可能である。
In the flow chart shown in FIG. 4, the updating of the opening of the exhaust gas amount control valve at the time of operation at the EGR rate that minimizes fuel consumption in step 109 is repeated at all times. Since it is unlikely that the amount of recirculated exhaust gas increases or decreases over time, the torque fluctuation can be kept within the allowable range by one step increase / decrease, but reliability is improved. To this end, it is possible to add a determination of the torque fluctuation immediately before updating the map, and when it is not within the allowable range, it is also possible to repeatedly increase and decrease the opening.

【0037】[0037]

【発明の効果】排気ガス量制御弁の経時変化及び吸気系
のデポジット付着等の原因により、排気ガス再循環の実
行時において再循環排気ガス量が増減するようになる
と、排気ガス再循環率が所定値以上で多量の排気ガスが
再循環される機関定常時の特定運転状態においては、特
に再循環排気ガス量の増加によって大きなトルク変動を
生じるために、トルク変動が許容範囲内に存在するよう
に排気ガス量制御弁の当初設定開度を新たな開度に制御
する必要がある。本発明は、こうして必要とされる特定
運転状態における排気ガス量制御弁の開度制御を利用し
て、特定運転状態以外の任意の運転状態において、排気
ガス量制御弁の当初設定開度を、特定運転状態の当初設
定開度と新たな開度との比によって補正し、こうして補
正された実際に相当する開度に基づいて実際の排気ガス
再循環率を算出するようになっている。各運転状態にお
いて、排気ガス再循環率が大きいほど、燃料噴射終了時
期を遅角側とすれば、気筒内において最適な成層化が実
現されて燃焼が良好なものとなることが判っており、本
発明は、こうして算出された正確な排気ガス再循環率に
基づき燃料噴射時期の遅角制御が実施されるために、排
気ガス量制御弁の経時変化及び吸気系のデポジット付着
等によって実際の排気ガス再循環率が変化しても最適に
成層化された良好な燃焼を実現することができる。
When the amount of recirculated exhaust gas increases or decreases during the execution of exhaust gas recirculation due to a change with time of the exhaust gas amount control valve and a deposit on the intake system, the exhaust gas recirculation rate is reduced. In a specific operating state during steady state of the engine in which a large amount of exhaust gas is recirculated at a predetermined value or more, a large torque variation occurs particularly due to an increase in the amount of recirculated exhaust gas, so that the torque variation is within an allowable range. It is necessary to control the initially set opening of the exhaust gas amount control valve to a new opening. The present invention utilizes the opening degree control of the exhaust gas amount control valve in the specific operation state thus required, and in any operation state other than the specific operation state, sets the initially set opening degree of the exhaust gas amount control valve to: The actual exhaust gas recirculation rate is calculated on the basis of the corrected opening corresponding to the actually set opening and the new opening in the specific operating state. It has been found that, in each operating state, as the exhaust gas recirculation rate increases, the fuel injection end timing is set to the retard side, whereby optimal stratification is realized in the cylinder and combustion is improved, According to the present invention, since the retard control of the fuel injection timing is performed based on the accurate exhaust gas recirculation rate calculated in this manner, the actual exhaust gas is controlled by the change over time of the exhaust gas amount control valve and the deposition of the intake system. Optimum stratified good combustion can be realized even if the gas recirculation rate changes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による燃料噴射制御装置が適用される内
燃機関の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an internal combustion engine to which a fuel injection control device according to the present invention is applied.

【図2】EGR率に対する燃料噴射終了時期と点火時期
とを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a fuel injection end timing and an ignition timing with respect to an EGR rate.

【図3】EGR率に対するトルク変動と燃費率と燃料噴
射終了時期を示すグラフであり、点線は燃料噴射終了時
期をEGR率最大時の値に固定した場合、実線は燃料噴
射終了時期をEGR率の減少に伴い早くする場合を示
す。
FIG. 3 is a graph showing a torque variation with respect to an EGR rate, a fuel consumption rate, and a fuel injection end time. This shows the case where it is made faster with the decrease of

【図4】本発明による燃料噴射装置の噴射開始及び終了
時期の設定と排気ガス量制御弁の開閉制御のためのフロ
ーチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for setting the injection start and end timings of the fuel injection device according to the present invention and controlling the opening and closing of the exhaust gas amount control valve.

【図5】排気ガス量制御弁の開度に対するトルク変動と
再循環排気ガス量の計算値のグラフであり、点線は経時
変化前、実線は再循環排気ガス量の増加側の経時変化後
である。
FIG. 5 is a graph of the torque fluctuation with respect to the opening degree of the exhaust gas amount control valve and the calculated value of the recirculated exhaust gas amount, with the dotted line before the change over time and the solid line after the change over time on the increasing side of the recirculated exhaust gas amount. is there.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…吸気通路 5…排気通路 8…スロットルバルブ 9…エアフローメータ 11…燃料噴射装置 12…排気ガス再循環通路 13…排気ガス量制御弁 14…制御装置 15…燃焼圧センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Intake passage 5 ... Exhaust passage 8 ... Throttle valve 9 ... Air flow meter 11 ... Fuel injection device 12 ... Exhaust gas recirculation passage 13 ... Exhaust gas amount control valve 14 ... Control device 15 ... Combustion pressure sensor

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−271651(JP,A) 特開 平4−224254(JP,A) 特開 昭63−253136(JP,A) 特開 平2−233853(JP,A) 特開 昭63−68729(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/00 - 45/00 F02M 25/07 Continuation of the front page (56) References JP-A-1-276551 (JP, A) JP-A-4-224254 (JP, A) JP-A-63-253136 (JP, A) JP-A-2-223853 (JP) , A) JP-A-63-68729 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F02D 41/00-45/00 F02M 25/07

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 排気ガス再循環装置を具備する内燃機関
の各気筒毎に設けられた燃料噴射装置の燃料噴射時期を
独立して制御するための燃料噴射時期制御装置におい
て、排気ガス再循環を実行する各運転状態毎の当初設定
開度に応じて前記排気ガス再循環装置の排気ガス量制御
弁を制御する排気ガス量制御手段と、前記各運転状態に
おいて前記排気ガス量制御弁の前記当初設定開度に基づ
き算出された排気ガス再循環率が大きいほど燃料噴射終
了時期を遅角側にする遅角制御手段と、排気ガス再循環
を実行する機関定常時の特定運転状態におけるトルク変
動を監視する監視手段と、前記トルク変動が許容範囲内
に存在するように前記特定運転状態における前記当初設
定開度を新たな開度に制御する開度制御手段とを具備
し、前記特定運転状態は、算出された前記排気ガス再循
環率が所定値以上の運転状態であり、前記開度制御手段
によって前記特定運転状態における前記当初設定開度が
前記新たな開度に制御された場合には、前記各運転状態
における前記特定運転状態以外の任意の運転状態におい
て、前記当初設定開度を、前記特定運転状態における前
記当初設定開度と前記新たな開度との比によって補正
し、補正後の開度に基づいて新たな前記排気ガス再循環
率を算出し、前記新たな排気ガス再循環率に応じて前記
遅角制御手段を実施することを特徴とする燃料噴射時期
制御装置。
1. A fuel injection timing control device for independently controlling a fuel injection timing of a fuel injection device provided for each cylinder of an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation device, wherein the exhaust gas recirculation is performed. An exhaust gas amount control means for controlling an exhaust gas amount control valve of the exhaust gas recirculation device according to an initially set opening degree for each operating state to be executed; and the initial state of the exhaust gas amount control valve in each operating state. A retard control unit that retards the fuel injection end timing as the exhaust gas recirculation rate calculated based on the set opening degree increases, and a torque fluctuation in a specific operating state during steady state of the engine that executes exhaust gas recirculation. Monitoring means for monitoring, and opening control means for controlling the initially set opening in the specific operating state to a new opening so that the torque fluctuation is within an allowable range, wherein the specific operating state is In the case where the calculated exhaust gas recirculation rate is in an operating state equal to or greater than a predetermined value, and the opening degree control means controls the initially set opening degree in the specific operating state to the new opening degree, In any operation state other than the specific operation state in each of the operation states, the initial setting opening is corrected by a ratio between the initial setting opening and the new opening in the specific operation state, and A fuel injection timing control device, wherein a new exhaust gas recirculation rate is calculated based on an opening degree, and the retard control means is implemented according to the new exhaust gas recirculation rate.
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