JP3161291B2 - Excess air ratio control device for turbocharged engine - Google Patents

Excess air ratio control device for turbocharged engine

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JP3161291B2 JP17105795A JP17105795A JP3161291B2 JP 3161291 B2 JP3161291 B2 JP 3161291B2 JP 17105795 A JP17105795 A JP 17105795A JP 17105795 A JP17105795 A JP 17105795A JP 3161291 B2 JP3161291 B2 JP 3161291B2
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に搭載さ
れるターボ過給機付ディーゼルエンジン等の有害排出成
分の低減に用いられる、空気過剰率制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excess air ratio control device used to reduce harmful emission components of a turbocharged diesel engine mounted on an automobile or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンの主たる有害排出成
分としては、燃料分布の不均一等による黒煙や未燃HC
等の他、高温下での燃焼に起因するNOX が挙げられ
る。ディーゼルエンジンにおけるNOX 低減手段として
は、余剰酸素が多いためにガソリンエンジンのような還
元触媒が適用できず、燃料噴射時期の遅延(タイミング
リタード)や水噴射が研究されている。しかし、前者は
出力や燃費の低下とCOやHCの増加が避けられず、後
者は水噴射装置や水タンクの搭載や潤滑油への水混入等
の問題がある。そこで、構造が比較的簡便で弊害も少な
いことから、不活性物質である排気ガスをEGRガスと
して燃焼室に還流させる排気ガス再循環(EGR)装置
の実用化が進められている。
2. Description of the Related Art The main harmful emission components of diesel engines include black smoke and unburned HC due to uneven fuel distribution.
Other like include NO X due to combustion at high temperatures. The NO X reduction means in a diesel engine, can not be reduced catalyst applications, such as gasoline engine for surplus oxygen is large, the fuel injection timing delay (timing retard) or water injection is studied. However, in the former case, the output and fuel consumption are inevitably reduced and CO and HC are increased. In the latter case, there are problems such as mounting of a water injection device and a water tank and mixing of water into lubricating oil. Therefore, practical use of an exhaust gas recirculation (EGR) device for recirculating exhaust gas, which is an inert substance, as EGR gas to a combustion chamber is being promoted because of its relatively simple structure and little adverse effect.

【0003】ディーゼルエンジン用のEGR装置では、
EGRガスの還流量(以下、EGR量と記す)が過剰に
なると、空気過剰率の低下による吐煙の悪化やHCの急
増,燃費の低下の他、遊離カーボンやパティキュレート
の混入によるエンジンオイルの劣化から機関耐久性の低
下等が起こる。したがって、これらの不具合を極力抑え
ながらNOX の低減を図るためには、定常運転時はもと
より過渡運転時等においても、空気過剰率を適正な範囲
に保持することが望ましい。
In an EGR device for a diesel engine,
When the recirculation amount of the EGR gas (hereinafter, referred to as EGR amount) becomes excessive, smoke emission is deteriorated due to a decrease in the excess air ratio, a sudden increase in HC, fuel consumption is reduced, and engine oil due to mixing of free carbon and particulates is reduced. Deterioration causes a decrease in engine durability and the like. Therefore, in order to reduce NO X while suppressing these problems as much as possible, it is desirable to maintain the excess air ratio in an appropriate range not only during steady operation but also during transient operation.

【0004】一方、ディーゼルエンジンでは、排気量当
たりの出力を増大させるため、ターボ過給機を装着した
ものが多い。ターボ過給機は、排気ガスエネルギー(排
気圧力)を利用して過給を行うもので、排気マニホール
ド等に取付けられたタービンと、これと同軸で吸気系に
配設されたコンプレッサとから構成されている。周知の
ように、ターボ過給機の仕事量すなわち過給圧力は排気
圧力に依存し、低負荷・低回転域では小さく、高負荷・
高回転域では大きくなる。また、ターボ過給機には、運
転者のアクセル操作により燃料供給量が増大しても、移
送遅れ等により排気圧力が上昇するまでに若干の時間が
掛かることや、タービンおよびコンプレッサの慣性によ
りその回転が瞬時には立上らないことから、固有の応答
遅れ(ターボラグ)が存在する。
On the other hand, many diesel engines are equipped with a turbocharger in order to increase the output per displacement. The turbocharger performs supercharging by using exhaust gas energy (exhaust pressure), and includes a turbine mounted on an exhaust manifold or the like and a compressor coaxially disposed in an intake system. ing. As is well known, the work amount of the turbocharger, i.e., the supercharging pressure, depends on the exhaust pressure, and is small in a low-load / low-speed range, and is high in a high-load / low-speed range.
It becomes large in the high rotation range. In addition, even if the fuel supply amount increases due to the driver's accelerator operation, it takes a little time for the exhaust pressure to rise due to transfer delay, etc. Since the rotation does not rise instantaneously, there is an inherent response delay (turbo lag).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ターボ過給機付ディー
ゼルエンジンにEGR装置を装着した場合、加速運転時
において、以下に述べる問題があった。スロットルバル
ブのないディーゼルエンジンでは、運転者がアクセルペ
ダルを踏込むことにより、燃焼室内への燃料噴射量が増
加して、定常運転から加速運転に移行する。すなわち、
所定空燃比の混合気が供給される吸気管噴射型のガソリ
ンエンジン等とは異なり、吸気量とは無関係に燃料噴射
量が増加し、これにより発生トルクが増大して加速が行
われる。したがって、燃焼室内の空気過剰率は吸気量と
燃料噴射量とから決まることになり、加速運転時には大
きく変動することになる。つまり、加速運転のごく初期
には燃料噴射量の増加により空気過剰率が一瞬小さくな
るが、排気圧力の上昇に伴ってターボ過給機による過給
圧力が上昇すると、吸気量の増大に応じて空気過剰率も
急激に大きくなる。そのため、加速運転の全期間を考慮
した場合、有害排出ガス成分の増加は問題とならない程
度に抑えられる。
When an EGR device is mounted on a turbocharged diesel engine, there are the following problems during acceleration operation. In a diesel engine without a throttle valve, when the driver steps on the accelerator pedal, the amount of fuel injected into the combustion chamber increases, and the operation shifts from steady operation to accelerated operation. That is,
Unlike an intake pipe injection type gasoline engine or the like to which an air-fuel mixture having a predetermined air-fuel ratio is supplied, the fuel injection amount is increased irrespective of the intake air amount, whereby the generated torque is increased and acceleration is performed. Therefore, the excess air ratio in the combustion chamber is determined by the intake air amount and the fuel injection amount, and greatly fluctuates during the acceleration operation. In other words, at the very beginning of the acceleration operation, the excess air ratio decreases momentarily due to the increase in the fuel injection amount, but if the supercharging pressure by the turbocharger increases with the increase in the exhaust pressure, the air intake amount increases. The excess air ratio also increases rapidly. Therefore, when the entire period of the acceleration operation is considered, the increase of the harmful exhaust gas component is suppressed to a level that does not cause a problem.

【0006】ところが、EGR装置が装着されたターボ
過給機付ディーゼルエンジンでは、排気系からのEGR
ガスの取り出しをタービンの上流から行っているため、
EGR装置の作動時(EGRガスの還流時)には上昇し
た排気圧力の無視できない部分が吸気系に流出すること
になる。その結果、過給圧力の上昇率も小さくなり、空
気過剰率の低下に起因して、有害排出ガス成分の増加が
もたらされていた。また、空気過剰率の低下を防ぐべ
く、無条件に燃料噴射量を抑制した場合、加速力が当然
に低下し、ドライバビリティが悪化する不具合があっ
た。更に、公知のリニア空燃比センサ等を用いた場合に
も、空気過剰率をリアルタイムに検出することが難しい
ため、燃料噴射量の抑制を適切に行うことは殆ど不可能
であった。
However, in a turbocharged diesel engine equipped with an EGR device, the EGR from the exhaust system
Because gas is taken out from the upstream of the turbine,
When the EGR device is operated (when EGR gas is recirculated), a non-negligible portion of the increased exhaust pressure flows out to the intake system. As a result, the rate of increase of the supercharging pressure is also small, and the harmful exhaust gas component is increased due to the decrease of the excess air rate. Further, when the fuel injection amount is unconditionally suppressed in order to prevent a decrease in the excess air ratio, the acceleration force naturally decreases and drivability deteriorates. Further, even when a known linear air-fuel ratio sensor or the like is used, it is almost impossible to appropriately control the fuel injection amount because it is difficult to detect the excess air ratio in real time.

【0007】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、比較的簡便な装置構成を採りながら、加速力の確保
と有害排出ガス成分の低減とを両立させることを可能と
した、ターボ過給機付エンジンの空気過剰率制御装置を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has a turbocharged system capable of achieving both the securing of acceleration force and the reduction of harmful exhaust gas components while adopting a relatively simple apparatus configuration. It is an object of the present invention to provide an excess air ratio control device for a motorized engine.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
1では、車両に搭載されたエンジンの排気ガスによりタ
ービンを駆動して当該エンジンへの吸気を過給するター
ボ過給機と、同ターボ過給機の上流側の排気通路から取
り出した排気ガスの一部を上記エンジンの吸気通路に還
流させる排気ガス再循環装置と、上記エンジンの吸気圧
力を検出する吸気圧力検出手段と、上記エンジンの排気
圧力を検出する排気圧力検出手段と、上記吸気圧力検出
手段によって検出された吸気圧力と上記排気圧力検出手
段によって検出された排気圧力とに基づき、上記排気ガ
ス再循環装置による排気ガスの還流量を推定する排気ガ
ス還流量推定手段と、上記排気ガス再循環装置による排
気ガス還流量を含む上記エンジンの吸気量を検出する吸
気量検出手段と、上記吸気量検出手段によって検出され
た吸気量と、所定の回数だけ前に推定された空気過剰率
と、上記排気ガス還流量推定手段により推定された排気
ガスの還流量とに基づき、上記エンジンの等価吸入新気
量を推定する等価吸入新気量推定手段と、上記車両のア
クセルペダルの操作量に応じて上記エンジンの燃料供給
量を設定する燃料供給量設定手段と、同燃料供給量設定
手段によって設定された燃料供給量に基づき、上記エン
ジンに燃料を供給する燃料供給手段と、同燃料供給量設
定手段によって設定された燃料供給量と上記等価吸入新
気量推定手段によって推定された等価吸入新気量とに基
づき、上記エンジンの空気過剰率を推定する空気過剰率
推定手段と、同空気過剰率推定手段によって推定された
空気過剰率が所定の許容範囲にあるか否かを判定する判
定手段と、同判定手段により上記空気過剰率が上記許容
範囲から外れたと判定されると、上記排気ガス再循環装
置を閉鎖方向に駆動する排気ガス再循環制御手段とを備
えたターボ過給機付エンジンの空気過剰率制御装置を提
案する。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, in a first aspect of the present invention, there is provided a turbocharger for driving a turbine by exhaust gas of an engine mounted on a vehicle to supercharge intake air to the engine. An exhaust gas recirculation device that recirculates a part of exhaust gas extracted from an exhaust passage on an upstream side of a turbocharger to an intake passage of the engine; an intake pressure detecting unit that detects intake pressure of the engine; Exhaust pressure detecting means for detecting the exhaust pressure of the exhaust gas, and exhaust gas recirculation by the exhaust gas recirculation device based on the intake pressure detected by the intake pressure detecting means and the exhaust pressure detected by the exhaust pressure detecting means. Exhaust gas recirculation amount estimating means for estimating a flow rate, intake air amount detecting means for detecting an intake air amount of the engine including an exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation device, The engine based on the intake air amount detected by the intake air amount detecting means, the excess air ratio estimated a predetermined number of times earlier, and the exhaust gas recirculation amount estimated by the exhaust gas recirculation amount estimating means. Equivalent intake new air amount estimating means for estimating an equivalent intake new air amount; fuel supply amount setting means for setting a fuel supply amount of the engine according to an operation amount of an accelerator pedal of the vehicle; A fuel supply unit for supplying fuel to the engine based on the fuel supply amount set by the fuel supply amount setting unit, and a fuel supply amount set by the fuel supply amount setting unit and an equivalent intake estimated by the equivalent intake fresh air amount estimation unit. The excess air ratio estimating means for estimating the excess air ratio of the engine based on the fresh air amount and the excess air ratio estimated by the excess air ratio estimating means are within a predetermined allowable range. Determining means for determining whether or not the excess air ratio is out of the allowable range; andexhaust gas recirculation control means for driving the exhaust gas recirculation device in a closing direction when the determining means determines that the excess air ratio is outside the allowable range. We propose a system for controlling the excess air ratio of an engine with a turbocharger.

【0009】また、請求項2では、請求項1の空気過剰
率制御装置において、上記燃料供給手段は上記エンジン
の燃焼室内に直接燃料を噴射するものを提案する。ま
た、請求項3では、請求項1または2の空気過剰率制御
装置において、上記等価吸入新気量推定手段は、上記吸
気量から上記排気ガスの還流量を上記空気過剰率で除し
た値を減ずることにより等価吸入新気量を推定するもの
を提案する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the fuel supply means injects fuel directly into a combustion chamber of the engine. According to a third aspect of the present invention, in the excess air ratio control device of the first or second aspect, the equivalent intake fresh air amount estimating means calculates a value obtained by dividing the recirculation amount of the exhaust gas by the excess air ratio from the intake air amount. We propose a method of estimating the equivalent intake fresh air volume by reducing it.

【0010】また、好ましい態様として、請求項1〜3
の空気過剰率制御装置において、上記空気過剰率推定手
段は、空気過剰率の推定を上記エンジンの一行程毎に行
のがよい。また、請求項では、請求項1〜の空気
過剰率制御装置において、上記判定手段により上記空気
過剰率が上記許容範囲から外れたと判定されると、上記
アクセルペダルの操作量に拘わらず、上記燃料供給量の
増大を抑制する抑制手段を更に備えたものを提案する。
In a preferred embodiment , claims 1 to 3 are provided.
In the excess air ratio control apparatus, the excess air rate estimating means, it is preferable to estimate the excess air ratio for each one stroke of the engine. According to a fourth aspect , in the excess air ratio control device according to the first to third aspects, when the determination unit determines that the excess air ratio is out of the allowable range, regardless of the operation amount of the accelerator pedal, It is proposed to further provide a suppression means for suppressing the increase in the fuel supply amount.

【0011】また、好ましい態様として、請求項の空
気過剰率制御装置において、上記抑制手段は、上記燃料
供給量を前回の値に保持することにより上記抑制を行う
のがよい。また、他の好ましい態様として、請求項
空気過剰率制御装置において、上記抑制手段は、上記排
気ガス再循環装置の閉鎖方向への駆動が開始されてから
所定時間経過後に、上記抑制を解除するのがよい
In a preferred aspect , in the air excess ratio control device according to claim 4 , the suppression means performs the suppression by holding the fuel supply amount at a previous value.
Is good . In another preferred embodiment , in the air excess ratio control device according to claim 4 , the suppression means cancels the suppression after a predetermined time has elapsed since the driving of the exhaust gas recirculation device in the closing direction was started. Good to do .

【0012】また、さらに好ましい態様として、請求項
の空気過剰率制御装置において、上記抑制手段は、上
記判定手段により上記空気過剰率が上記許容範囲に復帰
したと判定されると、上記抑制を解除するのがよい
[0012] Further , as a further preferred embodiment ,
In the excess air ratio control device of 4, the suppression means preferably releases the suppression when the determination means determines that the excess air ratio has returned to the allowable range.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る空気過剰率制御装置の一実施形態を詳細に説明す
る。図1は、EGR装置が取付けられたエンジン制御シ
ステムの概略構成図であり、同図において1は自動車用
の直列4気筒ディーゼルエンジンエンジン(以下、単に
エンジンと記す)を示す。エンジン1のシリンダヘッド
2には、渦流室3が形成されると共に、この渦流室3に
燃料を噴射する燃料噴射ノズル4が各気筒毎に取り付け
られている。エンジン1には電子ガバナ5を有する分配
型の燃料噴射ポンプ6が付設されており、燃料噴射管7
を介して、各燃料噴射ノズル4に燃料を供給する。尚、
燃料噴射ポンプ6は、エンジン1の図示しないクランク
シャフトにより駆動されると共に、ECU(エンジン制
御ユニット)8に制御された電子ガバナ5により燃料の
噴射時期や噴射期間が設定される。図中、9はシリンダ
ヘッド2に取付けられて冷却水温Tw を検出する水温セ
ンサであり、10は燃料噴射ポンプ6に取り付けられて
エンジン回転速度Ne を検出するNe センサである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an excess air ratio control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine control system to which an EGR device is attached. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an in-line four-cylinder diesel engine (hereinafter simply referred to as engine) for an automobile. A swirl chamber 3 is formed in a cylinder head 2 of the engine 1, and a fuel injection nozzle 4 for injecting fuel into the swirl chamber 3 is attached to each cylinder. The engine 1 is provided with a distribution type fuel injection pump 6 having an electronic governor 5.
The fuel is supplied to each fuel injection nozzle 4 via the. still,
The fuel injection pump 6 is driven by a crankshaft (not shown) of the engine 1, and a fuel injection timing and an injection period are set by an electronic governor 5 controlled by an ECU (engine control unit) 8. In the figure, 9 is a water temperature sensor attached to the cylinder head 2 for detecting the cooling water temperature Tw, and 10 is a Ne sensor attached to the fuel injection pump 6 for detecting the engine rotation speed Ne.

【0014】シリンダヘッド2には、吸気マニホールド
11を介して、図示しないエアクリーナからの新気を導
入する吸気管12が接続しており、その管路にはターボ
過給機13のコンプレッサ14とインタークーラ15と
が配設されている。図中、16は吸気温度Ta を検出す
る吸気温センサ、17は吸気圧力(Manifold Absolute
Pressure)Pb を検出するブースト圧センサであり、い
ずれも吸気マニホールド11に取り付けられている。ま
た、シリンダヘッド2には、排気マニホールド20を介
して、ターボ過給機13のタービン21と排気管22と
が接続している。図中、23は過給圧の過上昇時に排気
マニホールド20からタービン21の下流に排気ガスを
逃がすウエストゲートバルブであり、24はウエストゲ
ートアクチュエータである。また、25は排気ガス中の
COやHCを浄化する酸化触媒である。
An intake pipe 12 for introducing fresh air from an air cleaner (not shown) is connected to the cylinder head 2 via an intake manifold 11, and the pipeline is connected to a compressor 14 of a turbocharger 13 and an interface. A cooler 15 is provided. In the figure, 16 is an intake air temperature sensor for detecting the intake air temperature Ta, and 17 is an intake pressure (Manifold Absolute).
Pressure) is a boost pressure sensor that detects Pb, and both are attached to the intake manifold 11. The turbine 21 of the turbocharger 13 and an exhaust pipe 22 are connected to the cylinder head 2 via an exhaust manifold 20. In the figure, reference numeral 23 denotes a wastegate valve for releasing exhaust gas from the exhaust manifold 20 to the downstream of the turbine 21 when the boost pressure is excessively increased, and reference numeral 24 denotes a wastegate actuator. An oxidation catalyst 25 purifies CO and HC in the exhaust gas.

【0015】一方、排気マニホールド20と吸気マニホ
ールド11とはEGRパイプ30を介して連通されてお
り、このEGRパイプ30の管路が吸気マニホールド1
1側に設けられたEGR弁31の弁体32により開放・
遮断されるようになっている。EGR弁31は負圧作動
式で、弁体32,ダイヤフラム33,リターンスプリン
グ34,負圧室35からなっている。図中、36はEG
R弁31の開度AE を検出するEGRポジションセンサ
である。
On the other hand, the exhaust manifold 20 and the intake manifold 11 are communicated via an EGR pipe 30, and the pipe of the EGR pipe 30 is connected to the intake manifold 1
Opened by the valve element 32 of the EGR valve 31 provided on the first side.
It is designed to be shut off. The EGR valve 31 is of a negative pressure operation type, and includes a valve body 32, a diaphragm 33, a return spring 34, and a negative pressure chamber 35. In the figure, 36 is EG
An EGR position sensor that detects the opening A E of the R valve 31.

【0016】EGR弁31の負圧室35は、ホース4
0,41と負圧側EGRソレノイド42とを介してバキ
ュームポンプ43に接続すると共に、ホース44と大気
側EGRソレノイド45とを介して大気に連通してい
る。バキュームポンプ43は、オルタネータ46の回転
軸により駆動され、エンジン1の運転中は常に負圧を発
生する。負圧側EGRソレノイド42は、ON状態でホ
ース40,41を連通し、OFF状態でホース40,4
1を遮断する。また、大気側EGRソレノイド45はO
FF状態でホース44を大気に連通し、ON状態でホー
ス44を遮断する。したがって、両EGRソレノイド4
2,45を適宜ONあるいはOFF状態にすることで、
EGR弁31の負圧室35に負圧あるいは大気が導入さ
れ、EGR弁31の開度AE が制御されることになる。
The negative pressure chamber 35 of the EGR valve 31 has a hose 4
The vacuum pump 43 is connected to the vacuum pump 43 via the negative pressure side EGR solenoid 42 and the negative pressure side EGR solenoid 42, and is connected to the atmosphere via a hose 44 and the atmosphere side EGR solenoid 45. The vacuum pump 43 is driven by the rotating shaft of the alternator 46, and always generates a negative pressure during operation of the engine 1. The negative pressure side EGR solenoid 42 communicates with the hoses 40 and 41 in the ON state, and connects the hoses 40 and 4 in the OFF state.
Block 1 The atmosphere side EGR solenoid 45 is O
The hose 44 communicates with the atmosphere in the FF state, and is shut off in the ON state. Therefore, both EGR solenoids 4
By turning on and off 2 and 45 as appropriate,
The negative pressure or the atmosphere is introduced into the negative pressure chamber 35 of the EGR valve 31, and the opening AE of the EGR valve 31 is controlled.

【0017】前述したECU8は、車室内に設置されて
おり、図示しない入出力装置,制御プログラムの内蔵等
を行う記憶装置(ROM,RAM等),中央処理装置
(CPU)等を具えている。ECU8の入力側には、上
述した各センサを始め種々のセンサやスイッチ類からの
検出情報が入力し、ECU8は、これらの検出情報と制
御マップとに基づき、電子ガバナ5を始めとして、両E
GRソレノイド42,45等の駆動制御を行う。
The above-described ECU 8 is installed in the vehicle interior and includes an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, etc.) for storing a control program, a central processing unit (CPU), and the like. On the input side of the ECU 8, detection information from various sensors and switches including the above-described sensors is input. Based on the detection information and the control map, the ECU 8 starts the electronic governor 5 and the other ECUs.
The drive control of the GR solenoids 42 and 45 is performed.

【0018】以下、本実施形態における空気過剰率の制
御手順を説明する。運転者がイグニッションキーをON
にしてエンジン1がスタートし、所定の条件(本実施形
態の場合、水温TW が70℃以上、始動後30秒以上経
過、ブースト圧センサ17やEGRポジションセンサ3
6が正常であること等)が満たされると、ECU8は、
エンジン1の一行程毎に、図2〜図4のフローチャート
に示した空気過剰率制御サブルーチンを繰り返し実行す
る。このサブルーチンを開始すると、ECU8は、先ず
図2のステップS2で、電子ガバナ5とNe センサ10
とから出力されたアクセル開度情報θacc ( %)とエン
ジン回転速度Ne (rpm )とに基づき、アクセル指示燃
料量QFacc (cc/st)を図5のマップから検索する。
Hereinafter, a control procedure of the excess air ratio in the present embodiment will be described. Driver turns on ignition key
The engine 1 is started under predetermined conditions (in the case of the present embodiment, the water temperature TW is 70 ° C. or more, 30 seconds or more have elapsed after the start, the boost pressure sensor 17 and the EGR position sensor 3
6 is normal, etc.), the ECU 8
The excess air ratio control subroutine shown in the flowcharts of FIGS. 2 to 4 is repeatedly executed for each stroke of the engine 1. When this subroutine is started, the ECU 8 firstly executes the electronic governor 5 and the Ne sensor 10 in step S2 in FIG.
The accelerator instruction fuel amount QFacc (cc / st) is retrieved from the map shown in FIG. 5 on the basis of the accelerator opening information θacc (%) and the engine rotation speed Ne (rpm) output from.

【0019】次に、ECU8は、ステップS4で、吸気
温センサ16やブースト圧センサ17等の出力に基づ
き、エンジン1に吸引される今回の全吸気量QIN(i)(g
/st)を下式により算出する。下式中、Pb は吸気管圧
力(mmHg )であり、Vは1シリンダ当たりの排気量
(l)であり、KvEはエンジン回転速度Ne(rpm)や吸気
管圧力Pb に基づき図示しないマップから得られる体積
効率補正係数であり、Taは吸気温度(℃)である QIN(i)= (Pb/760)・V・KvE・1.2・(293/(273+T
a)) 次に、ECU8は、ステップS6で、エンジン回転速度
Ne とアクセル指示燃料量QFaccとに基づき、図示しな
いマップからタービン上流圧定常値PToを検索し、ステ
ップS8で、以下の手順により今回のタービン上流圧P
T (i) を算出する。
Next, in step S4, the ECU 8 based on the outputs of the intake air temperature sensor 16, the boost pressure sensor 17, etc., extracts the total intake air amount QIN (i) (g
/ st) is calculated by the following equation. In the following equation, Pb is the intake pipe pressure (mmHg), V is the displacement (l) per cylinder, and KvE is obtained from a map (not shown) based on the engine speed Ne (rpm) and the intake pipe pressure Pb. QIN (i) = (Pb / 760) · V · KvE · 1.2 · (293 / (273 + T)
a)) Next, in step S6, the ECU 8 retrieves a turbine upstream pressure steady-state value PTo from a map (not shown) based on the engine rotation speed Ne and the accelerator instruction fuel amount QFacc. Turbine upstream pressure P
Calculate T (i).

【0020】タービン上流圧PT (i) の算出にあたっ
て、ECU8は、先ず、下式によりタービン加速圧PA
を算出する。下式中、QE (i-3) とQIN(i-3) とは、そ
れぞれ3行程前のEGR量と全吸気量とである。 PA =PTo・(1−QE (i-3) /QIN(i-3)) 次に、ECU8は、タービン加速圧PA とタービン上流
圧定常値PToとから、負荷PL を下式により算出する。
In calculating the turbine upstream pressure PT (i), the ECU 8 first calculates the turbine acceleration pressure PA by the following equation.
Is calculated. In the following equation, QE (i-3) and QIN (i-3) are the EGR amount and the total intake amount three strokes ago, respectively. PA = PTo8 (1−QE (i−3) / QIN (i−3)) Next, the ECU 8 calculates the load PL from the turbine acceleration pressure PA and the turbine upstream pressure steady value PTo by the following equation.

【0021】PL =PA2/PTo 最後に、ECU8は、前回値PT (i-1) とタービン加速
圧PA と負荷PL とを用いて、タービン上流圧PT (i)
を下式により算出する。下式中、IT はタービン慣性係
数である。 PT (i) =PT (i-1) +(PA −PL )/IT このようにして、タービン上流圧PT (i) を求めると、
ECU8は、ステップS10で今回のEGR量QE (i)
( g/st )を下式により算出する。下式中、AE はEG
Rポジションセンサ36により検出されたEGR弁31
の開度(%)であり、Ks は絞り係数(一定値)であ
り、Ko はタービン上流圧PT (i) と吸気管圧力Pb と
の差圧ΔPに基づき図示しないマップから検索されるオ
リフィス係数であり、KETはエンジン回転速度Ne とア
クセル指示燃料量QFaccとに基づき図示しないマップか
ら検索されるEGR温度係数である。
[0021] PL = PA 2 / PTO Finally, ECU 8 uses the the previous value PT (i-1) and turbine acceleration pressure PA and the load PL, turbine upstream pressure PT (i)
Is calculated by the following equation. In the following equation, IT is a turbine inertia coefficient. PT (i) = PT (i-1) + (PA-PL) / IT In this way, when the turbine upstream pressure PT (i) is obtained,
The ECU 8 determines in step S10 that the current EGR amount QE (i)
(G / st) is calculated by the following equation. Where AE is EG
EGR valve 31 detected by R position sensor 36
, Ks is a throttle coefficient (constant value), and Ko is an orifice coefficient retrieved from a map (not shown) based on a pressure difference ΔP between the turbine upstream pressure PT (i) and the intake pipe pressure Pb. KET is an EGR temperature coefficient retrieved from a map (not shown) based on the engine speed Ne and the accelerator instruction fuel amount QFacc.

【0022】 QE (i) =AE・Ks・Ko・KET・60/(2・Ne) EGR量QE (i) を求めると、ECU8は、次にステッ
プS12で全吸気量QIN(i)を新気に換算した等価吸入
新気量Qa(i) を算出する。ここで、λ(i-3) は3行程
前の推定空気過剰率であり、サブルーチンの開始から2
回目の処理(すなわち、2行程目)までは所定値(例え
ば、1.2)に設定されている。
QE (i) = AE · Ks · Ko · KET · 60 / (2 · Ne) When the EGR amount QE (i) is obtained, the ECU 8 then updates the total intake air amount QIN (i) in step S12. Calculate the equivalent intake fresh air amount Qa (i) converted to air. Here, λ (i-3) is the estimated excess air ratio three strokes before, and is 2% from the start of the subroutine.
The value is set to a predetermined value (for example, 1.2) until the second processing (that is, the second stroke).

【0023】Qa(i)=QIN(i)−QE (i) /λ(i-3) 次に、ECU8は、このようにして得られた等価吸入新
気量Qa(i) とアクセル指示燃料量QFaccとから、ステ
ップS14で今回の推定空気過剰率λ(i) を算出する。
ここで、14.5はディーゼルエンジンの理論空燃比であ
る。 λ(i) =Qa(i) /(QFacc・14.5) 次に、ECU8は、図3のステップS16で今回の推定
空気過剰率λ(i) が空気過剰率下限値λlim (本実施形
態の場合、1.5)より大きいか否かを判定する。そし
て、加速時におけるアクセル指示燃料量QFaccの増加に
よりこの判定がNoとなった場合、ECU8は、ステッ
プS18でEGR弁31の閉鎖指令を出力する。尚、閉
鎖指令によりEGR弁31の負圧室35には負圧が導入
されて弁体32は閉鎖方向に駆動されるが、完全に閉鎖
するまでには所定の時間が掛かるため、EGRガスの導
入は徐々に停止されることになる。
Qa (i) = QIN (i) -QE (i) / λ (i-3) Next, the ECU 8 calculates the equivalent intake fresh air amount Qa (i) obtained in this manner and the accelerator instruction fuel. In step S14, the current estimated excess air ratio λ (i) is calculated from the amount QFacc.
Here, 14.5 is the stoichiometric air-fuel ratio of the diesel engine. λ (i) = Qa (i) / (QFacc · 14.5) Next, in step S16 of FIG. 3, the ECU 8 determines that the current estimated excess air ratio λ (i) is , 1.5) is determined. If the determination is No due to an increase in the accelerator instruction fuel amount QFacc during acceleration, the ECU 8 outputs a command to close the EGR valve 31 in step S18. In addition, the negative pressure is introduced into the negative pressure chamber 35 of the EGR valve 31 by the closing command, and the valve body 32 is driven in the closing direction. However, it takes a predetermined time until the valve body 32 is completely closed. The introduction will be stopped gradually.

【0024】ステップS18で閉鎖指令を出力すると、
ECU8は、次にステップS20でタイマセット済フラ
グFtsが1であるか否かを判定する。タイマセット済フ
ラグFtsは、後述する燃料制限タイマTfcが起動してい
るか否かを示すフラグであり、イグニッションキーをO
Nにした時点で0にリセットされている。ステップS2
0の初回の判定はNoとなるため、ECU8は、次にス
テップS22で燃料制限の期間を計時する燃料制限タイ
マTfcを起動させた後、ステップS24でタイマセット
済フラグFtsを1にセットする。次に、ECU8はステ
ップS26で燃料制限タイマTfcの値が所定時間T1 を
超えたか否かを判定し、この判定がNoであれば図4の
ステップS28で今回の燃料噴射量QFI(i) を前回値Q
FI(i-1) に保持した後、ステップS30で電子ガバナ5
を駆動制御して燃料噴射を行う。これにより、空気過剰
率λは現状のまま維持され、有害排出ガス成分の増加が
防止されることになる。
When a closing command is output in step S18,
Next, the ECU 8 determines whether or not the timer set completion flag Fts is 1 in step S20. The timer set flag Fts is a flag indicating whether or not a fuel limit timer Tfc to be described later has been activated.
It has been reset to 0 at the time of setting to N. Step S2
Since the first determination of 0 is No, the ECU 8 activates a fuel restriction timer Tfc that measures the fuel restriction period in step S22, and then sets the timer set flag Fts to 1 in step S24. Next, the ECU 8 determines in step S26 whether or not the value of the fuel limit timer Tfc has exceeded the predetermined time T1. If this determination is No, the current fuel injection amount QFI (i) is determined in step S28 in FIG. Previous value Q
After being held in FI (i-1), the electronic governor 5 is set in step S30.
Is driven to perform fuel injection. As a result, the excess air ratio λ is maintained as it is, and an increase in harmful exhaust gas components is prevented.

【0025】燃料制限タイマTfcの値が所定時間T1 を
超えてステップS26の判定がYesになると、ECU8
は、図4のステップS32で前述したアクセル指示燃料
量QFaccを今回の燃料噴射量QFI(i) とする。次に、E
CU8はステップS34で燃料制限タイマTfcの積算を
停止した後、ステップS30で電子ガバナ5を駆動制御
して燃料噴射を行う。所定時間T1 はEGR弁31が全
閉となるのに十分な値に設定されており、この時点では
排気圧力は吸気系に流出しなくなり、過給圧力はごく短
時間で上昇することになる。したがって、燃料噴射量の
増大により発生トルクが増大して、運転者が意図した加
速が行われると共に、吸気量の増加により空気過剰率λ
も大幅には低下せず、有害排出ガス成分の増加は問題と
ならない程度に抑えられる。
If the value of the fuel limit timer Tfc exceeds the predetermined time T1 and the determination in step S26 becomes Yes, the ECU 8
Sets the accelerator instruction fuel amount QFacc described above in step S32 of FIG. 4 to the current fuel injection amount QFI (i). Next, E
After stopping the accumulation of the fuel limit timer Tfc in step S34, the CU 8 controls the drive of the electronic governor 5 to perform fuel injection in step S30. The predetermined time T1 is set to a value sufficient for the EGR valve 31 to be fully closed. At this point, the exhaust pressure does not flow to the intake system, and the supercharging pressure rises in a very short time. Therefore, the generated torque increases due to the increase in the fuel injection amount, the acceleration intended by the driver is performed, and the excess air ratio λ
Does not decrease significantly, and the increase in harmful exhaust gas components is suppressed to a level that does not cause a problem.

【0026】一方、吸気量の増加等により推定空気過剰
率λ(i) が大きくなり、ステップS16の判定がYesに
なると、ECU8は、図4のステップS36でEGR弁
31の駆動制御を通常の状態に復帰させた後、ステップ
S38でアクセル指示燃料量QFaccを今回の燃料噴射量
QFI(i) とする。次に、ECU8はステップS40でタ
イマセット済フラグFtsを0にリセットした後、ステッ
プS30で電子ガバナ5を駆動制御して燃料噴射を行
う。これにより、出力や燃費の向上とNOX の低減とを
図った、通常の燃料噴射制御とEGR制御とが行われる
ようになる。
On the other hand, if the estimated excess air ratio λ (i) increases due to an increase in the intake air amount and the like, and the determination in step S16 becomes Yes, the ECU 8 controls the drive control of the EGR valve 31 in step S36 in FIG. After returning to the state, the accelerator instruction fuel amount QFacc is set to the current fuel injection amount QFI (i) in step S38. Next, after resetting the timer set flag Fts to 0 in step S40, the ECU 8 controls the drive of the electronic governor 5 to perform fuel injection in step S30. Thus, it aimed at the reduction of improving the NO X output and fuel consumption, so that normal control of fuel injection and the EGR control is performed.

【0027】このように、上記実施形態では、空気過剰
率の低下に応じて燃料噴射量の制限とEGRガスの導入
停止とを行うようにしたため、加速力を極力維持しなが
ら、有害排出ガス成分の増加を抑えることが可能になっ
た。以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は
この実施形態に限るものではない。例えば、上記実施形
態では空気過剰率が所定範囲から外れたときに、EGR
弁を全閉するようにしたが、例えば50%程度の開度に
抑えるようにしてもよい。また、上記実施形態では推定
空気過剰率が空気過剰率下限値を下まわってから所定時
間経過した後に、燃料噴射量をアクセル指示燃料量に一
度に切換えるようにしたが、この切換えを徐々に行うよ
うにしてもよい。尚、エンジン制御システムの具体的構
成や制御手順等については、本発明の主旨を逸脱しない
範囲で変更することが可能である。
As described above, in the above embodiment, the fuel injection amount is limited and the introduction of EGR gas is stopped in accordance with the decrease in the excess air ratio. It has become possible to suppress the increase. This concludes the description of the specific embodiment, but the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above embodiment, when the excess air ratio is out of a predetermined range, the EGR
Although the valve is fully closed, the opening may be suppressed to, for example, about 50%. Further, in the above embodiment, the fuel injection amount is switched to the accelerator instruction fuel amount at a time after a predetermined time has elapsed after the estimated excess air ratio has fallen below the lower limit of the excess air ratio, but this switching is performed gradually. You may do so. The specific configuration and control procedure of the engine control system can be changed without departing from the gist of the present invention.

【0028】[0028]

【発明の効果】請求項1の空気過剰率制御装置によれ
ば、車両に搭載されたエンジンの排気ガスによりタービ
ンを駆動して当該エンジンへの吸気を過給するターボ過
給機と、同ターボ過給機の上流側の排気通路から取り出
した排気ガスの一部を上記エンジンの吸気通路に還流さ
せる排気ガス再循環装置と、上記エンジンの吸気圧力を
検出する吸気圧力検出手段と、上記エンジンの排気圧力
を検出する排気圧力検出手段と、上記吸気圧力検出手段
によって検出された吸気圧力と上記排気圧力検出手段に
よって検出された排気圧力とに基づき、上記排気ガス再
循環装置による排気ガスの還流量を推定する排気ガス還
流量推定手段と、上記排気ガス再循環装置による排気ガ
ス還流量を含む上記エンジンの吸気量を検出する吸気量
検出手段と、上記吸気量検出手段によって検出された吸
気量と、所定の回数だけ前に推定された空気過剰率と、
上記排気ガス還流量推定手段により推定された排気ガス
の還流量とに基づき、上記エンジンの等価吸入新気量を
推定する等価吸入新気量推定手段と、上記車両のアクセ
ルペダルの操作量に応じて上記エンジンの燃料供給量を
設定する燃料供給量設定手段と、同燃料供給量設定手段
によって設定された燃料供給量に基づき、上記エンジン
に燃料を供給する燃料供給手段と、同燃料供給量設定手
段によって設定された燃料供給量と上記等価吸入新気量
推定手段によって推定された等価吸入新気量とに基づ
き、上記エンジンの空気過剰率を推定する空気過剰率推
定手段と、同空気過剰率推定手段によって推定された空
気過剰率が所定の許容範囲にあるか否かを判定する判定
手段と、同判定手段により上記空気過剰率が上記許容範
囲から外れたと判定されると、上記排気ガス再循環装置
を閉鎖方向に駆動する排気ガス再循環制御手段とを備え
るようにしたため、排気圧力の吸気系への流出に起因す
るターボ過給機の作動遅れがなくなり、加速時等で燃料
供給量が増加した場合にも空気過剰率が低下し難くな
る。その結果、加速力の低下を極力抑えながら、有害排
出ガス成分を減少させることができる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a turbocharger for driving a turbine by exhaust gas of an engine mounted on a vehicle to supercharge intake air to the engine. An exhaust gas recirculation device that recirculates a part of the exhaust gas extracted from an exhaust passage on the upstream side of the supercharger to an intake passage of the engine; an intake pressure detecting unit that detects an intake pressure of the engine; Exhaust pressure detecting means for detecting exhaust pressure; and the amount of exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation device based on the intake pressure detected by the intake pressure detecting means and the exhaust pressure detected by the exhaust pressure detecting means. Exhaust gas recirculation amount estimation means for estimating the intake air amount, intake air amount detection means for detecting the intake air amount of the engine including the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation device, An intake amount detected by the amount detecting means, and the excess air rate estimated before a predetermined number of times,
An equivalent intake fresh air amount estimating means for estimating an equivalent intake fresh air amount of the engine based on the exhaust gas recirculation amount estimated by the exhaust gas recirculation amount estimating means, and an operation amount of an accelerator pedal of the vehicle; Fuel supply amount setting means for setting the fuel supply amount of the engine, fuel supply means for supplying fuel to the engine based on the fuel supply amount set by the fuel supply amount setting means, Means for estimating an excess air ratio of the engine based on the fuel supply amount set by the means and the equivalent intake fresh air amount estimated by the equivalent intake fresh air amount estimation means; Determining means for determining whether or not the excess air rate estimated by the estimation means is within a predetermined allowable range; and determining that the excess air rate is out of the allowable range by the determining means. The exhaust gas recirculation device is provided with exhaust gas recirculation control means for driving the exhaust gas recirculation device in the closing direction, thereby eliminating the operation delay of the turbocharger due to the exhaust pressure flowing out to the intake system, and Even when the fuel supply amount increases at times, the excess air ratio is less likely to decrease. As a result, it is possible to reduce harmful exhaust gas components while minimizing a decrease in acceleration force.

【0029】また、請求項2の空気過剰率制御装置によ
れば、請求項1の空気過剰率制御装置において、上記燃
料供給手段は上記エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射
するものとしたため、エンジンがディーゼルエンジン等
である場合にも、空気過剰率の低下を抑えられるように
なる。また、請求項3の空気過剰率制御装置によれば、
請求項1または2の空気過剰率制御装置において、上記
等価吸入新気量推定手段は、上記吸気量から上記排気ガ
スの還流量を上記空気過剰率で除した値を減ずることに
より等価吸入新気量を推定するものとしたため、信頼性
や応答性に劣るリニア空燃比センサ等を用いることな
く、過渡運転時等における空気過剰率を正確に検出でき
るようになる。
According to the excess air ratio control device of the second aspect, in the excess air ratio control device of the first aspect, the fuel supply means injects fuel directly into the combustion chamber of the engine. Is a diesel engine or the like, the reduction of the excess air ratio can be suppressed. According to the excess air ratio control device of the third aspect,
3. The air intake ratio control device according to claim 1, wherein the equivalent intake fresh air amount estimating means subtracts a value obtained by dividing a recirculation amount of the exhaust gas by the air excess ratio from the intake air amount. Since the amount is estimated, the excess air ratio during transient operation or the like can be accurately detected without using a linear air-fuel ratio sensor or the like that is inferior in reliability and responsiveness.

【0030】また、請求項1〜3の空気過剰率制御装置
の好ましい態様として、上記空気過剰率推定手段は、空
気過剰率の推定を上記エンジンの一行程毎に行うもの
あるのがよく、これにより燃料噴射量やEGR量等の制
御応答性が向上する。また、請求項によれば、請求項
1〜の空気過剰率制御装置において、上記判定手段に
より上記空気過剰率が上記許容範囲から外れたと判定さ
れると、上記アクセルペダルの操作量に拘わらず、上記
燃料供給量の増大を抑制する抑制手段を更に備えるよう
にしたため、排気ガス再循環装置の閉鎖遅れがあって
も、空気過剰率の低下を防止することができる。
Further, the excess air ratio control apparatus Motomeko 1-3
As a preferred embodiment, the excess air rate estimating means is for performing estimation excess air ratio for each one stroke of the engine
Preferably, this improves the control responsiveness of the fuel injection amount, EGR amount, and the like. According to the fourth aspect , in the excess air ratio control device according to any one of the first to third aspects, when the determination means determines that the excess air ratio is out of the allowable range, the controller determines whether or not the accelerator pedal is operated. In addition, since the fuel cell system further includes a suppression unit that suppresses an increase in the fuel supply amount, even if there is a delay in closing the exhaust gas recirculation device, a decrease in the excess air ratio can be prevented.

【0031】また、請求項の空気過剰率制御装置の好
ましい態様として、上記抑制手段は、上記燃料供給量を
前回の値に保持することにより上記抑制を行うものであ
るのがよく、これにより燃料供給量の抑制に要する処理
が簡単になる。また、請求項の空気過剰率制御装置
他の好ましい態様として、上記抑制手段は、上記排気ガ
ス再循環装置の閉鎖方向への駆動が開始されてから所定
時間経過後に、上記抑制を解除するものであるのがよ
く、これにより加速レスポンスが必要以上には悪化しな
い。
Further, good air excess ratio control apparatus Motomeko 4
As preferable embodiments, the suppression means, der performs the inhibition by holding the fuel supply amount to the previous value
Preferably, this simplifies the processing required to control the fuel supply. Further, the excess air ratio control apparatus Motomeko 4
In another preferred embodiment , the suppression means cancels the suppression after a lapse of a predetermined time from the start of the drive of the exhaust gas recirculation device in the closing direction .
As a result, the acceleration response does not deteriorate more than necessary.

【0032】また、請求項の空気過剰率制御装置のさ
らに好ましい態様として、上記抑制手段は、上記判定手
段により上記空気過剰率が上記許容範囲に復帰したと判
定されると、上記抑制を解除するものであるのがよく、
これにより加速レスポンスが必要以上には悪化しない。
Further, the excess air ratio control apparatus Motomeko 4
As a more preferable aspect , the suppression means may release the suppression when the determination means determines that the excess air ratio has returned to the allowable range .
As a result, the acceleration response does not deteriorate more than necessary.

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

【図1】本発明の一実施形態に係るエンジン制御系統の
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine control system according to an embodiment of the present invention.

【図2】空気過剰率制御サブルーチンの手順を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of an excess air ratio control subroutine.

【図3】空気過剰率制御サブルーチンの手順を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure of an excess air ratio control subroutine.

【図4】空気過剰率制御サブルーチンの手順を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure of an excess air ratio control subroutine.

【図5】アクセル開度とエンジン回転速度とからアクセ
ル指示燃料量を求めるマップである。
FIG. 5 is a map for obtaining an accelerator instruction fuel amount from an accelerator opening and an engine rotation speed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 シリンダヘッド 4 燃料噴射弁 5 電子ガバナ 6 燃料噴射ポンプ 8 ECU 11 吸気マニホールド 13 ターボ過給機 14 コンプレッサ 17 ブースト圧センサ 20 排気マニホールド 21 タービン 30 EGRパイプ 31 EGR弁 42 負圧側EGRソレノイド 43 バキュームポンプ 45 大気側EGRソレノイド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder head 4 Fuel injection valve 5 Electronic governor 6 Fuel injection pump 8 ECU 11 Intake manifold 13 Turbocharger 14 Compressor 17 Boost pressure sensor 20 Exhaust manifold 21 Turbine 30 EGR pipe 31 EGR valve 42 Negative pressure side EGR solenoid 43 Vacuum Pump 45 Atmospheric EGR solenoid

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 41/18 F02D 41/18 Z 45/00 366 45/00 366E F02M 25/07 550 F02M 25/07 550R 570 570P (56)参考文献 特開 平6−26383(JP,A) 特開 平1−271622(JP,A) 特開 昭63−176647(JP,A) 特開 昭61−207856(JP,A) 特開 平4−203453(JP,A) 特開 平1−290940(JP,A) 特開 平8−303278(JP,A) 実開 昭61−160259(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 21/08 301 F02B 37/00 302 F02D 23/00 F02D 41/02 380 F02D 41/18 F02M 25/07 550 F02M 25/07 570 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02D 41/18 F02D 41/18 Z 45/00 366 45/00 366E F02M 25/07 550 F02M 25/07 550R 570 570P (56) References JP-A-6-26383 (JP, A) JP-A-1-271622 (JP, A) JP-A-63-176647 (JP, A) JP-A-61-207856 (JP, A) JP-A-4 -203453 (JP, A) JP-A-1-290940 (JP, A) JP-A-8-303278 (JP, A) JP-A-61-160259 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. . 7, DB name) F02D 21/08 301 F02B 37/00 302 F02D 23/00 F02D 41/02 380 F02D 41/18 F02M 25/07 550 F02M 25/07 570

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 車両に搭載されたエンジンの排気ガスに
よりタービンを駆動して当該エンジンへの吸気を過給す
るターボ過給機と、 同ターボ過給機の上流側の排気通路から取り出した排気
ガスの一部を上記エンジンの吸気通路に還流させる排気
ガス再循環装置と、 上記エンジンの吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段
と、 上記エンジンの排気圧力を検出する排気圧力検出手段
と、 上記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力と上
記排気圧力検出手段によって検出された排気圧力とに基
づき、上記排気ガス再循環装置による排気ガスの還流量
を推定する排気ガス還流量推定手段と、 上記排気ガス再循環装置による排気ガス還流量を含む上
記エンジンの吸気量を検出する吸気量検出手段と、 上記吸気量検出手段によって検出された吸気量と、所定
の回数だけ前に推定された空気過剰率と、上記排気ガス
還流量推定手段により推定された排気ガスの還流量とに
基づき、上記エンジンの等価吸入新気量を推定する等価
吸入新気量推定手段と、 上記車両のアクセルペダルの操作量に応じて上記エンジ
ンの燃料供給量を設定する燃料供給量設定手段と、 同燃料供給量設定手段によって設定された燃料供給量に
基づき、上記エンジンに燃料を供給する燃料供給手段
と、 同燃料供給量設定手段によって設定された燃料供給量と
上記等価吸入新気量推定手段によって推定された等価吸
入新気量とに基づき、上記エンジンの空気過剰率を推定
する空気過剰率推定手段と、 同空気過剰率推定手段によって推定された空気過剰率が
所定の許容範囲にあるか否かを判定する判定手段と、 同判定手段により上記空気過剰率が上記許容範囲から外
れたと判定されると、上記排気ガス再循環装置を閉鎖方
向に駆動する排気ガス再循環制御手段とを備えたことを
特徴とするターボ過給機付エンジンの空気過剰率制御装
置。
1. A turbocharger for driving a turbine by exhaust gas of an engine mounted on a vehicle to supercharge intake air to the engine, and exhaust gas extracted from an exhaust passage on an upstream side of the turbocharger. An exhaust gas recirculation device that recirculates a part of gas to an intake passage of the engine; an intake pressure detecting unit that detects an intake pressure of the engine; an exhaust pressure detecting unit that detects an exhaust pressure of the engine; Exhaust gas recirculation amount estimating means for estimating the amount of exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation device based on the intake pressure detected by the pressure detecting means and the exhaust pressure detected by the exhaust pressure detecting means; Intake air amount detection means for detecting an intake air amount of the engine including an exhaust gas recirculation amount by a gas recirculation device; and an intake air amount detected by the intake air amount detection means And an equivalent intake new air amount for estimating an equivalent intake fresh air amount of the engine based on the excess air ratio estimated a predetermined number of times ago and the exhaust gas recirculation amount estimated by the exhaust gas recirculation amount estimating means. Air quantity estimating means, fuel supply amount setting means for setting the fuel supply amount of the engine according to the operation amount of an accelerator pedal of the vehicle, and a fuel supply amount set by the fuel supply amount setting means. A fuel supply means for supplying fuel to the engine; and an air supply of the engine based on the fuel supply amount set by the fuel supply amount setting means and the equivalent intake fresh air amount estimated by the equivalent intake fresh air amount estimation means. Excess air rate estimating means for estimating an excess rate, determining means for determining whether or not the excess air rate estimated by the excess air rate estimating means is within a predetermined allowable range; And an exhaust gas recirculation control means for driving the exhaust gas recirculation device in a closing direction when it is determined that the excess air ratio is out of the allowable range. Excess air ratio control device.
【請求項2】 上記燃料供給手段は上記エンジンの燃焼
室内に直接燃料を噴射するものであることを特徴とす
る、請求項1記載のターボ過給機付エンジンの空気過剰
率制御装置。
2. The control device according to claim 1, wherein said fuel supply means injects fuel directly into a combustion chamber of said engine.
【請求項3】 上記等価吸入新気量推定手段は、上記吸
気量から上記排気ガスの還流量を上記空気過剰率で除し
た値を減ずることにより等価吸入新気量を推定すること
を特徴とする、請求項1または2に記載のターボ過給機
付エンジンの空気過剰率制御装置。
3. An equivalent intake fresh air amount estimating means for estimating an equivalent intake fresh air amount by subtracting a value obtained by dividing a recirculation amount of the exhaust gas by the excess air ratio from the intake air amount. The control device for an excess air ratio of an engine with a turbocharger according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 上記判定手段により上記空気過剰率が上
記許容範囲から外れたと判定されると、上記アクセルペ
ダルの操作量に拘わらず、上記燃料供給量の増大を抑制
する抑制手段を更に備えたことを特徴とする、請求項1
のいずれか一項に記載のターボ過給機付エンジンの
空気過剰率制御装置。
4. The fuel cell system according to claim 1, further comprising a suppression unit that suppresses an increase in the fuel supply amount regardless of an operation amount of the accelerator pedal when the determination unit determines that the excess air ratio is out of the allowable range. 2. The method of claim 1, wherein
4. The control device for an excess air ratio of a turbocharged engine according to any one of claims 1 to 3 .
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