JP3826592B2 - Control device for turbocharged engine - Google Patents

Control device for turbocharged engine Download PDF

Info

Publication number
JP3826592B2
JP3826592B2 JP34907598A JP34907598A JP3826592B2 JP 3826592 B2 JP3826592 B2 JP 3826592B2 JP 34907598 A JP34907598 A JP 34907598A JP 34907598 A JP34907598 A JP 34907598A JP 3826592 B2 JP3826592 B2 JP 3826592B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
intake pressure
pressure
control
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP34907598A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000170588A (en
Inventor
寛 林原
友巳 渡辺
祐児 松尾
啓二 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP34907598A priority Critical patent/JP3826592B2/en
Publication of JP2000170588A publication Critical patent/JP2000170588A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3826592B2 publication Critical patent/JP3826592B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/09Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
    • F02M26/10Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/55Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
    • F02M26/56Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
    • F02M26/57Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Description

【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エンジンの制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば特開平8−338318号公報に示されるように、ディーゼルエンジンの排気ガスを吸気通路内に還流させるEGR通路(排気還流通路)と、このEGR通路に設けられて上記排気還流量を調節するEGR弁(排気還流弁)とを有するディーゼルエンジン用排気還流装置において、NOxを低減しつつスモークの発生を抑制すべく、空気過剰率(空燃比)の目標値を定め、これと検出値との偏差をなくすように、上記EGR弁を制御することが行われている。
【0003】
また、例えば特開平10−47070号公報に示されるように、ターボ過給機のタービンに対して排気流通面積を変化させる可変翼を設けることにより、運転状態に応じて過給状態を制御し得るようにしたターボ過給機付エンジンも知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような可変翼を備えたターボ過給機付エンジンにおいて、過給圧をコントロールする制御方法としては、過給機下流の吸気通路に設けた吸気圧力センサにより実吸気圧を検出するとともに、運転状態に応じて目標吸気圧を設定し、この目標吸気圧と実吸気圧との偏差に応じて上記可変翼の開度を制御するための制御量を求め、その制御量を可変翼の駆動手段に出力することにより、実吸気圧が目標吸気圧になるように可変翼をフィードバック制御することが考えられている。
【0005】
ところが、このように吸気圧に応じて可変翼をフィードバック制御する場合、特に上記排気還流装置を備えたエンジンにおいては次のような問題が残されている。
【0006】
すなわち、実吸気圧が目標吸気圧となるように制御されている状態において、例えば加速運転から減速運転に移行する過渡運転時には、負荷の低下に伴い目標吸気圧が急減するが、実吸気圧の低下には応答遅れがあるため、実吸気圧と目標吸気圧との偏差が大きくなり、この偏差に応じた過給圧フィードバック制御により上記可変翼が全開もしくはそれに近い開度に開かれる。
【0007】
一方、排気還流装置においては、運転状態が低負荷側に移行するに伴いEGR量を多くするようにEGR弁の開度が調整されるが、可変翼が全開もしくはそれに近い開度に開かれることにより、排気圧が低下し、排気圧と吸気圧との差圧が小さくなるため、排気系から吸気系へ排気ガスを導出する作用が阻害される。従って、上記過渡運転時に排気還流量が不足してNOx低減効果が不充分となる。
【0008】
さらに、減速運転等への移行時に上記のように可変翼が大きく開かれると、過給効率が低下するため、この状態からの再加速時に吸気圧の上昇が遅れ、加速性能が悪くなるといった問題もある。
【0009】
本発明は、このような事情に鑑み、実吸気圧が目標吸気圧となるように制御されている状態において目標吸気圧が急減する過渡運転時に、排気還流量が不足することを防止してNOx低減効果を良好に保つことができ、かつ、再加速時の加速性能を向上することができるターボ過給機付エンジンの制御装置を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、ディーゼルエンジンの排気通路にターボ過給機のタービンへの排気流通面積を変化させる可変翼を備えるとともに、排気通路における上記可変翼の上流と吸気通路とを排気還流通路により連通し、この排気還流通路に排気還流量を調節する排気還流弁を介設したターボ過給機付のディーゼルエンジンにおいて、ターボ過給機のコンプレッサより下流の吸気圧力状態を検出する吸気圧力検出手段と、この吸気圧力検出手段により検出される圧力が目標吸気圧となるように可変翼を制御する過給圧フィードバック制御手段と、目標吸気圧が急減する過渡運転時に上記可変翼の開方向の動作を抑制する抑制手段とを備え、さらに、吸気通路における排気還流通路接続個所の上流に吸気絞り弁を設け、この吸気絞り弁より下流に吸気圧力検出手段を配置するとともに、上記抑制手段は、排気還流が行われる運転領域で、目標吸気圧が急減する過渡運転時に上記吸気絞り弁を絞るようにしたものである。
【0011】
この構成によると、排気還流が行われる運転領域で、目標吸気圧が急減する過渡運転時に、目標吸気圧の変化に対し実吸気圧の変化が遅れることにより過給圧フィードバック制御手段による制御では上記可変翼が大きく開かれる傾向があるのに対し、上記抑制手段により可変翼の開方向の動作が抑制される。つまり吸気圧力検出手段で検出される吸気圧が低下して、目標吸気圧との偏差が小さくなることにより、過給圧フィードバック制御手段によって制御される可変翼の開方向の動作が抑制されることとなる。このため、排気還流通路に作用する排気圧が低くなりすぎることが避けられ、排気系から吸気系への排気ガス導出作用が良好に保たれる。
【0014】
上記抑制手段は、目標吸気圧が急減する過渡運転時に、吸気絞り弁を絞るとともに排気還流弁の開度を大きくするように制御すること(請求項)が好ましく、こうすることにより上記過渡運転時に排気還流量が充分に確保される。
【0015】
上記吸気絞り弁は、吸気通路における過給機のコンプレッサの下流にインタークーラが設けられているエンジンにあってはこのインタークーラの下流に配置すること(請求項)が好ましく、このようにすれば、吸気絞り弁より下流にインタークーラが存在する場合と比べ、吸気絞り弁下流の吸気通路の容量が小さくなるので、吸気絞り弁を絞ることに伴う吸気絞り弁下流の吸気圧の低下が速められる。
【0016】
さらに、吸気絞り弁を、吸気通路におけるサージタンクの下流に設ければ(請求項)、吸気絞り弁下流の吸気通路の容量がより小さくなり、吸気絞り弁を絞ることに伴う吸気絞り弁下流の吸気圧の低下が一層速められる。
【0017】
請求項に係る発明は、ディーゼルエンジンの排気通路にターボ過給機のタービンへの排気流通面積を変化させる可変翼を備えるとともに、排気通路における上記可変翼の上流と吸気通路とを排気還流通路により連通し、この排気還流通路に排気還流量を調節する排気還流弁を介設したターボ過給機付のディーゼルエンジンにおいて、ターボ過給機のコンプレッサより下流の吸気圧力状態を検出する吸気圧力検出手段と、この吸気圧力検出手段により検出される圧力が目標吸気圧となるように可変翼を制御する過給圧フィードバック制御手段と、目標吸気圧が急減する過渡運転時に、過給圧フィードバック制御による可変翼の制御量の変化を制限することにより上記可変翼の開方向の動作を抑制する抑制手段とを備え、過給圧フィードバック制御手段は、吸気圧力検出手段により検出される圧力と目標吸気圧との偏差に基づいて演算される制御量により可変翼を制御し、抑制手段は、上記偏差について不感帯を設定し、上記偏差が不感帯の範囲内にあれば過給圧フィードバック制御手段によるフィードバック制御を停止するようになっており、その不感帯の幅は低負荷ほど大きく設定されているものである。
【0018】
この構成によると、過渡運転時であって運転状態が低負荷側に移行するような場合、上記不感帯の範囲が大きくされ、上記偏差がこの不感帯内にあればフィードバック制御が停止されることで可変翼の動作が抑制される。
【0019】
この発明において、上記抑制手段は、さらに、少なくとも目標吸気圧が急減する過渡運転時に、少なくとも可変翼開方向への制御量の変化に対してガード値を設定し、上記制御量がガード値を超えないように制限するようになっていることが好ましい(請求項)。このようにする場合、過給圧フィードバック制御手段は、吸気圧力検出手段により検出される圧力と目標吸気圧との偏差に基づいて演算される制御量により可変翼を制御し、抑制手段は、運転状態に応じた制御量の許容範囲を設定して、上記制御量の演算値が許容範囲から逸脱したときに、ガード値に相当する許容範囲の限界値を制御量とすればよい(請求項)。
【0020】
このようにすれば、可変翼の開方向の動作が上記ガード値に対応する開度までに抑制される。
【0024】
また、排気還流が行われる運転領域で、空燃比が目標空燃比となるように排気還流弁を制御する排気還流弁制御手段を備えていること(請求項)が好ましい。このようにすれば、NOxやスモークの低減に適した空燃比が得られるように排気還流量が制御される。そして、過渡運転時に上記可変翼の開方向の動作が抑制されて、排気還流通路に作用する排気圧が低くなりすぎることが避けられることにより、過渡運転時にも排気還流量の制御が良好に行われる。
【0025】
なお、目標吸気圧が急減する過渡運転時は、例えば、加速運転から定常運転もしくは減速運転への移行時である(請求項)。あるいはまた、エンジンに連結された変速機の変速時である(請求項10)。
【0026】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る制御装置を備えたターボ過給機付エンジンの実施形態を示している。図示のエンジンはディーゼルエンジンであり、そのエンジン本体1には吸気通路2及び排気通路3が接続されている。また、このエンジンにはターボ過給機5が装備され、このターボ過給機5は、吸気通路2に設けられたコンプレッサ6と、コンプレッサ6を排気エネルギーにより駆動するために排気通路3に設けられたタービン7とを備えるとともに、後述のような可変翼8を具備している。さらにこのエンジンには、排気通路3と吸気通路2とを連通するEGR通路11と、このEGR通路11に介設されたEGR弁(排気還流弁)12とを有するEGR装置(排気還流装置)が設けられている。
【0027】
エンジン各部の構造を具体的に説明すると、エンジン本体1の各シリンダ14には燃焼室内に燃料を噴射する多噴口の燃料噴射弁15が配設されている。これらの燃料噴射弁15の燃料入口側は分配通路16を介してコモンレール(共通管)17に接続され、このコモンレール17が燃料噴射ポンプ18に接続されており、燃料噴射ポンプ18から送給された燃料がコモンレール17で蓄圧された上で各燃料噴射弁15に送られるようになっている。各燃料噴射弁15は、制御信号に応じて燃料噴射時間及び噴射時期の制御が可能な構造となっている。各燃料噴射弁15の燃料出口側はリターン通路19に接続されている。
【0028】
上記吸気通路2には、その上流側から順にエアフローセンサ21と、ターボ過給機5のコンプレッサ6と、インタークーラ22と、吸気絞り弁23と、サージタンク24とが配設されるとともに、サージタンク24に吸気圧力センサ(吸気圧力検出手段)25が設けられている。
【0029】
上記吸気絞り弁23は、特定運転領域でEGR導入促進等のため吸気通路2を絞るものであり、負圧応動式のアクチュエータ23aにより駆動されるようになっている。このアクチュエータ23aは電磁弁26Aを介してバキュームポンプ27に接続されており、上記電磁弁26Aがデューティ制御されることでアクチュエータ23aに対する負圧と大気圧との導入割合が調整され、これにより吸気絞り弁23の開度が制御されるようになっている。
【0030】
また、上記排気通路3には、ターボ過給機5のタービン7と、触媒コンバータ28とが配設されている。
【0031】
上記ターボ過給機5は、図2に示すようにタービン7の周囲にノズルを形成する多数の可変翼8を備えたVGT(バリアブルジオメトリーターボ)からなっている。すなわち、このターボ過給機5(以下、VGT5と呼ぶ)は、可変翼8の角度調節により、図2(a)に示す全閉(流通面積最小)から図2(b)に示す全開(流通面積最大)までにわたり可変翼8の開度つまりノズル開口面積(タービンへの排気流通面積)が可変となり、これによってタービン効率が制御されるように構成されている。
【0032】
図1中に示すように上記可変翼8は負圧応動式のアクチュエータ8aにより駆動され、このアクチュエータ8aは電磁弁26Bを介してバキュームポンプ27に接続されている。そして、上記電磁弁26Bがデューティ制御されることでアクチュエータ8aに対する負圧と大気圧との導入割合が調整され、これによりVGT5の可変翼開度が制御されるようになっている。
【0033】
また、上記EGR通路11は、その一端部が排気通路3におけるタービン7の上流側、例えば排気マニフォールドの集合部に接続されるとともに、他端部が上記吸気通路2における吸気絞り弁23の下流側、例えばサージタンク24もしくはその上流に接続されている。このEGR通路11に介設されたEGR弁12は、デューティ制御可能な電磁弁26Cを介してバキュームポンプ27に接続され、上記電磁弁26Cがデューティ制御されることでEGR弁12の負圧室に対する負圧と大気圧との導入割合が調整され、これによりEGR弁12の開度が制御されるようになっている。
【0034】
上記燃料噴射弁15及び上記各電磁弁26A,26B,26Cにはコントロールユニット(ECU)30から制御信号が出力される。このECU30には、上記エアフローセンサ21及び吸気圧力センサ25からの信号が入力され、さらに、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ31、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサ32、上記コモンレール17内の燃料圧力を検出するコモンレール圧力センサ33等からの信号も入力されるようになっている。
【0035】
そして、上記ECU30から燃料噴射弁15に出力される制御信号により燃料噴射弁15からの燃料噴射量及び噴射時期が制御され、また電磁弁26A,26B,26Cに出力される制御信号(デューティ信号)により吸気絞り弁23、VGT5の可変翼8及びEGR弁12がそれぞれ制御されるようになっている。
【0036】
上記ECU30は、図3に示すように、燃料噴射弁15の燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段35と、コモンレール17内の燃料圧力を制御するコモンレール圧制御手段36と、EGR弁12を制御するEGR制御手段(排気還流弁制御手段)41と、VGT5の可変翼開度を制御することによって過給圧を制御する過給圧フィードバック制御手段42と、吸気絞り弁23を制御する吸気絞り弁制御手段43とを有している。
【0037】
上記燃料噴射量制御手段35は、アクセル開度センサ31によって検出されたアクセル開度Accelと、エンジン回転数検出手段51によってクランク角信号の周期の計測等により検出されたエンジン回転数Neとに基づき、予め設定されたマップ37からエンジンの目標トルクTrqsolを読み出すとともに、この目標トルクTrqsolと、エンジン回転数Neと、上記エアフローセンサ21によって検出された実新気量FAirとに基づき、予め設定された三次元マップ38から目標燃料噴射量Fsolを読み出し、この目標燃料噴射量Fsolと、コモンレール圧力センサ21によって検出されたコモンレール17内の燃料圧力CRPとに基づいて燃料噴射弁15の励磁時間を調節することにより、燃料噴射量を制御するように構成されている。
【0038】
コモンレール圧力制御手段36は、上記目標トルクTrqsolとエンジン回転数Neとに基づき、予め設定されたマップ39から目標コモンレール圧力CRPsolを読み出し、この目標コモンレール圧力CRPsolと検出された燃料圧力CRPとに基づいて燃料系に設けられた図外の燃料圧力調整手段を制御するようになっている。
【0039】
また、EGR制御手段41は、EGRを行う運転領域で、空燃比が目標空燃比A/FsolとなるようにEGR弁12をフィードバック制御する。すなわち、フィードバック制御時には、上記目標トルクTrqsolとエンジン回転数Neとに基づいて予め設定されたマップ44から目標空燃比A/Fsolが読み出され、この目標空燃比A/Fsolと上記目標燃料噴射量Fsolとに基づき、目標新気量演算部45によりエンジン本体1の燃焼室に吸入される新気の目標新気量FAsolが演算され、この目標新気量FAsolの演算値とエアフローセンサ33で検出された実新気量FAirとがEGR弁制御手段41に入力される。
【0040】
そして、EGR弁制御手段41により、目標新気量FAsolと実新気量FAirとの偏差に応じた制御信号(デューティ信号)がEGR弁駆動用の電磁弁26Cに出力されることにより、上記偏差をなくすようにEGR弁12の開度がフィードバック制御される。このような制御を以下にエアフローフィードバック制御と呼ぶ。
【0041】
過給圧フィードバック制御手段42は、実過給圧(吸気圧力センサにより検出される吸気圧)Bstが目標過給圧(目標吸気圧)Bstsolとなるように、VGT5の可変翼8をフィードバック制御する。すなわち、上記目標トルクTrqsolとエンジン回転数Neとに基づいて予め設定されたマップ46から目標過給圧Bstsolが読み出され、この目標過給圧Bstsolと吸気圧力センサ24で検出された実過給圧Bstとが過給圧フィードバック制御手段42に入力される。そして、過給圧フィードバック制御手段42により、上記実過給圧Bstと目標過給圧Bstsolとの偏差に応じた制御信号(デューティ信号)がVGT駆動用の電磁弁26Cに出力されることにより、上記偏差をなくすように可変翼8の開度がフィードバック制御される。このような制御を以下に過給圧フィードバック制御と呼ぶ。
【0042】
なお、上記エアフローフィードバック制御及び過給圧フィードバック制御は、全運転領域で行うようにしてもよいが、アクセル全開付近の高負荷領域ではEGR弁12を全閉に保ってEGRを停止するとともに、この高負荷領域ではVGT5の可変翼8を低回転側で閉じ、高回転側で開くというように運転状態に応じてオープン制御してもよい。また、空気過剰率の多いアイドル運転領域では、EGR量を多くしてNOx低減を図るべく、VGT5の可変翼8を全閉とするとともに、EGR弁12を全開としておけばよい。
【0043】
また、上記吸気絞り弁制御手段43は、運転状態に応じて吸気絞り弁23を制御する。とく当実施形態では、この吸気絞り弁制御手段43により、目標過給圧が急減する過渡運転時に上記可変翼8の開方向の作動を抑制する抑制手段を構成している。
【0044】
すなわち、吸気絞り弁制御手段43は、目標過給圧が急減する過渡運転時に、上記吸気絞り弁23を通常運転時よりも小さい開度(例えば全閉)に絞ることにより、吸気圧力センサ25で検出される吸気圧の低下を速めるようにしており、こうすることで上記過渡運転時に吸気絞り弁23を絞らない場合と比べ、目標過給圧Bstsolと吸気圧力センサ25で検出される圧力Bstとの偏差が小さくなり、それに伴い、上記偏差に応じて制御される吸気絞り弁23の開方向の作動量が減少するようになっている。
【0045】
上記抑制手段としての機能を果たす吸気絞り弁制御手段43の制御の一例を、図4のフローチャートによって説明する。
【0046】
このフローチャートの処理がスタートすると、まずステップS1でエンジン回転数Ne、燃料噴射量、吸気圧力センサ25で検出される実吸気圧Bst等が読み込まれ、ステップS2で目標吸気圧(目標過給圧)Bstsolが演算される。さらにステップS3で、上記実吸気圧Bstと目標吸気圧Bstsolとの偏差である吸気圧偏差が演算され、続いてステップS4で、上記吸気圧偏差に応じてVGT制御デューティDuBが演算される。この場合、上記吸気圧偏差に応じたPID制御(比例積分微分制御)等のフィードバック制御により、実吸気圧Bstを目標吸気圧Bstsolに近づけるようにVGT5の可変翼開度を変化させるべく、VGT制御デューティDuBが求められる。
【0047】
次にステップS5で、上記吸気圧偏差が予め設定された所定の閾値より大きいか否かが判定される。上記吸気圧偏差が上記閾値よりも小さい場合は、ステップS6で運転状態に応じて吸気絞り弁制御デューティDuAが演算される。この場合、図5に示されるように、排気量が比較的少ない領域A(低回転低負荷から低回転高負荷、中回転中負荷及び高回転低負荷にわたる領域)では、低回転低負荷時に吸気絞り弁23の開度が小さく、回転数や負荷の増加につれて吸気絞り弁23の開度が大きくなるように、運転状態に応じて吸気絞り弁制御デューティDuAが求められる。また、排気量が多い高回転、高負荷の領域Bでは吸気絞り弁23が全開となるように吸気弁制御デューティDuAが定められる。
【0048】
上記ステップS5で上記吸気圧偏差が予め設定された所定の閾値より大きいことが判定された場合は、ステップS7で、吸気絞り弁23が全閉となるように吸気絞り弁制御デューティDuAが定められる。
【0049】
上記ステップS6またはステップS7の処理に続き、ステップS8では、ステップS4で演算されたVGT制御デューティDuBとステップS6またはステップS7で求められた吸気絞り弁制御デューティDuAとがVGT用電磁弁26B及び吸気絞り弁用電磁弁26Aに対してそれぞれ出力される。
【0050】
以上のような当実施形態の装置によると、部分負荷領域等における通常運転時には、エアーフローフィードバック制御により実新気量FAirが目標新気量FAsolになるようにEGR弁12の開度が制御されるとともに、過給圧フィードバック制御により実吸気圧Bstが目標吸気圧BstsolとなるようにVGT5の可変翼開度が制御され、かつ、吸気絞り弁23が図5に示すように運転状態に応じて制御される。
【0051】
目標吸気圧が急減する過渡運転時、例えば加速運転から定常運転もしくは減速運転への移行時には、吸気圧、VGT開度、吸気絞り弁開度及びEGR量が図6に示すように変化する。
【0052】
すなわち、加速運転から減速運転等への移行時点t0で目標吸気圧Bstsolは同図に一点鎖線で示すように急減し、一方、実吸気圧Bstの減少には遅れがあるため、実吸気圧Bstと目標吸気圧Bstsolとの偏差が大きくなる。
【0053】
この場合、通常時と同様の制御を行うだけでは、同図に破線で示すように、吸気絞り弁23が運転状態に応じた開度に開かれ、実吸気圧Bstの低下が緩慢でこれと目標吸気圧Bstsolとの偏差が大きい状態が比較的長く続くことにより、その間に過給圧フィードバック制御によってVGT5の可変翼8が必要以上に大きく開かれる。一方、エアーフローフィードバック制御によって空燃比が目標空燃比A/FsolとなるようにEGR弁12が制御されることにより、燃料噴射量が減少する減速運転への移行時にはEGR量が増加して新気量が減少するが、上記VGT5の可変翼8が必要以上に大きく開かれている間は排気圧力が低下して吸気圧との差圧が小さくなるため、EGR量の増加が遅れる。
【0054】
これに対し、当実施形態の装置によると、同図中に実線で示すように、上記過渡運転時において上記吸気圧偏差が所定値以上になったときに吸気絞り弁23が絞られることにより、吸気絞り弁下流の吸気圧Bstの低下が速められて、吸気圧偏差が大きくなる状態が軽減され、これに伴い、吸気圧偏差に応じた過給圧フィードバック制御によるVGT5の可変翼8の開方向への動作が抑制される。これによりEGR通路11に作用する排気圧と吸気圧との差圧が確保されるため、エアーフローフィードバック制御によるEGR弁12の制御に応じてEGR量が速やかに適正値まで増加し、NOx低減効果が良好に保たれることとなる。
【0055】
図7は、目標吸気圧が急減する過渡運転時に可変翼8の開方向の動作を抑制する抑制手段としての機能を果たす制御の別の例を、フローチャートで示している。
【0056】
このフローチャートの処理がスタートすると、まずステップS11でエンジン回転数Ne、燃料噴射量、エアフローセンサ21で検出される実吸新気量FAir等が読み込まれ、ステップS12で目標新気量FAsolが演算される。
【0057】
さらにステップS13で、上記実新気量FAirと目標新気量FAsolとの偏差である新気量偏差が演算され、続いてステップS14で、EGR及び吸気絞り弁23の各制御デューティDuC,DuAが演算される。この場合、上記新気量偏差に応じたPID制御(比例積分微分制御)等のフィードバック制御により、実新気量FAirを目標新気量FAsolに近づけるようにEGR弁12の開度を変化させるべく、EGR制御デューティDuCが求められる。また、このEGR制御デューティDuCに応じて吸気絞り弁制御デューティDuAが図8に示すような対応関係で演算され、つまりEGR弁12の開度が大きくなる方向にEGR制御デューティDuCが変化したときはそれに応じて吸気絞り弁23の開度が小さくなる方向に吸気絞り弁制御デューティDuAが変化するような対応関係とされる。
【0058】
ステップS14での演算の後、ステップS15でEGR弁12へ(正確に言えばEGR弁用電磁弁26Cへ)EGR制御デューティDuCが出力されるとともに、ステップS16で吸気絞り弁23へ(正確に言えば吸気絞り弁用電磁弁26Aへ)吸気絞り弁制御デューティDuAが出力される。
【0059】
この制御例によると、過給圧フィードバック制御によるVGT5の可変翼8の制御及びエアーフローフィードバック制御によるEGR弁12の制御が行われるとともに、そのEGR弁12の制御に応じて吸気絞り弁23の制御が行われる。
【0060】
そして、例えば加速運転から定常運転もしくは減速運転へ移行するような過渡運転時には、目標吸気圧Bstsolが急減する状況下で過給圧フィードバック制御が行われるとともに、エアーフローフィードバック制御においては燃料噴射量の減少に伴いEGR量を増加(新気量を減少)させるべく、EGR弁12の開度が大きくなるように制御される。これに応じて吸気絞り弁23は閉方向に作動される。
【0061】
このように、上記過渡運転時にはEGR弁12の開度が大きくされることに応じて吸気絞り弁23が絞られることにより、図4に示す制御例と同様に、吸気絞り弁下流の吸気圧の低下が速められて、過給圧フィードバック制御によるVGT5の可変翼8の開方向への動作が抑制され、エアーフローフィードバック制御によるEGR弁12の制御に応じてEGR量が速やかに適正値まで増加し、NOx低減効果が良好に保たれることとなる。
【0062】
上記実施形態において、上記過渡運転時に吸気絞り弁23を絞ることに応じた吸気圧の低下の応答性を高めるには、吸気絞り弁23下流の吸気通路2の容量が小さい方が好ましい。このため、図1に示すように吸気通路2に比較的大きい容量のインタークーラ22が設けられている場合、このインタークーラ22より下流の吸気通路2に吸気絞り弁23を設け、その下流の吸気通路2にEGR通路11を接続すればよい。
【0063】
あるいはまた、吸気通路2のサージタンク24よりさらに下流に吸気絞り弁を設けるようにすれば、吸気絞り弁下流の吸気通路の容量がより一層小さくなり、吸気絞り弁が絞られることに応じた吸気圧力の低下の応答性が高められる。
【0064】
このようにする場合、図9に示すように、サージタンク24の下流側は気筒別の独立吸気通路となっているので、その各独立吸気通路にそれぞれ吸気絞り弁51を設け、これらを互いに連動させるとともに、共通のアクチュエータ52で駆動するようにしておけばよい。EGR通路11の下流側は気筒別に分岐させて、各独立吸気通路における吸気絞り弁51より下流に接続すればよい。また、吸気絞り弁51より下流の独立吸気通路に吸気圧力センサ53を設ければよい。EGRの分配性向上のためにEGR通路11の途中にはタンク54を介設することが好ましい。
【0065】
図10〜図12はさらに別の制御例を示している。この制御例では、過給圧フィードバック制御手段42が、目標吸気圧が急減する過渡運転時に可変翼8の開方向の動作を抑制する抑制手段の機能を含んでおり、この抑制手段の機能としては上記過渡運転時に過給圧フィードバック制御による可変翼8の制御量の変化を制限し、例えば少なくとも可変翼開方向への制御量の変化に対してガード値を設定し、上記制御量がガード値を超えないように制限している。さらに上記偏差について不感帯を設定して、不感帯の範囲内にあれば過給圧フィードバック制御を停止するようにし、上記過渡運転時に運転状態の移行先となるような運転領域では不感帯を広げるようにしている。
【0066】
すなわち、過給圧フィードバック制御手段42は、図10に示すように、実吸気圧Bstと目標吸気圧Bstsolとの偏差である吸気圧偏差に応じてPID制御によりVGT制御デューティDuBを演算するPID制御部42aを備えるとともに、上記吸気圧偏差に応じた不感帯を設定する不感帯設定手段42bと、制御量のガード値に相当するデューティリミットを設定するデューティリミット設定手段42cとを備えている。
【0067】
上記不感帯設定手段42bは、燃料噴射量Qfとエンジン回転数Neとに基づき、予め設定されたマップから吸気圧偏差の不感帯を求めるようになっている。
【0068】
このマップは、例えば図11に示すような運転領域C,D,E別に不感帯を設定するもので、燃料噴射量が少ない低負荷領域Cで不感帯が最も大きくされ、燃料噴射量がある程度多くなる中負荷領域Dでは低負荷領域Cよりも不感帯が狭められ、燃料噴射量の多い高負荷領域では不感帯がさらに狭められるように設定されている。
【0069】
そして、PID制御部42aの入力側で、吸気圧偏差が上記不感帯設定手段42bにより設定された不感帯の範囲内であれば、PID制御部42aによる制御演算を停止させる処理が行われるようになっている。
【0070】
また、デューティリミット設定手段42cは、燃料噴射量Qfとエンジン回転数Neとに基づき、予め設定されたマップからVGT制御デューティの変動許容範囲の限界であるデューティリミットを求めるようになっている。
【0071】
このデューティリミットのマップを作成する際には、運転状態に応じ、目標吸気圧Bstsolが得られるような可変翼開度に対応するVGT制御デューティDuBを中心として所定の許容範囲が定められ、つまり所定の許容範囲をもったVGT制御デューティDuBの制御目標が運転状態に応じて設定される。このように運転状態に応じて設定された許容範囲の限界値がデューティリミットのマップとしてメモリーに記憶されている。
【0072】
そして、過給圧フィードバック制御においては上記PID制御部42aの出力側で、VGT制御デューティDuBが上記デューティリミット設定手段42cにより設定されたデューティリミットを超えないように制限される。
【0073】
このような制御を、図12に示すフローチャートによって具体的に説明する。
【0074】
このフローチャートの処理がスタートすると、まずステップS21でエンジン回転数Ne、燃料噴射量Qf、吸気圧力センサ25で検出される実吸気圧Bst等が読込まれ、ステップS22で目標吸気圧Bstsolが演算される。さらにステップS23で、上記実吸気圧Bstと目標吸気圧Bstsolとの偏差である吸気圧偏差が演算される。
【0075】
続いてステップS24で、燃料噴射量Qfとエンジン回転数Neとに基づき不感帯マップ(図11参照)から吸気圧制御不感帯幅が算出される。そして、ステップS25で、上記吸気圧偏差が不感帯範囲内か否かが判定され、不感帯範囲内であればPID制御部42aによるVGT制御デューティDuBの演算が停止され、VGT制御デューティDuBの前回演算値がVGT駆動用電磁弁26Bに出力される(ステップS26,S27)。
【0076】
上記ステップS25で吸気圧偏差が不感帯範囲内にないことが判定された場合は、ステップS28で、上記吸気圧偏差に応じてPID制御部42aによるVGT制御デューティDuBの演算が行われるとともに、ステップS29で、燃料噴射量Qf及びエンジン回転数Neに応じ、リミッタマップ(デューティリミットのマップ)からデューティリミットが算出される。
【0077】
続いてステップS30で、VGT制御デューティDuBの演算値が上記デューティリミットで規定される許容範囲内にあるか否かが判定される。そして、許容範囲内にある場合はステップS31でVGT制御デューティDuBの演算値がそのままVGT駆動用電磁弁26Bに出力される。また、上記許容範囲内にない場合は、ステップS32でVGT制御デューティDuBが許容範囲の上限値または下限値に固定され、つまりVGT制御デューティDuBの演算値が上限値を上回る場合は上限値に、下限値を下回る場合は下限値にVGT制御デューティDuBが固定されて、そのデューティDuBがVGT駆動用電磁弁26Bに出力される。
【0078】
このような制御によっても、目標吸気圧Bstsolが急減する過渡運転時に可変翼8の開方向の動作が抑制される。すなわち、上記過渡運転時には目標吸気圧Bstsolの減少に対して実吸気圧Bstの減少が遅れることにより吸気圧偏差が大きくなり、吸気圧偏差に応じてPID制御部42aで演算されるVGT制御デューティDuBはVGT5の可変翼8を開く方向に大きく変化して、デューティリミット設定手段42cにより設定されたガード値(デューティリミット)を越えるが、この場合はVGT制御デューティDuBがガード値に固定され、それ以上に可変翼8が開くことが阻止される。
【0079】
また、吸気圧偏差が不感帯設定手段42bにより設定された不感帯の範囲内であればPID制御部42aによるVGT制御デューティDuBの演算が停止され、とくに過渡運転時において運転状態移行先が図11中の低負荷領域Cであるような場合は上記不感帯が大きくされ、その範囲内であれば実吸気圧Bstが目標吸気圧Bstsolより高くても吸気圧偏差に応じたVGT制御デューティDuBの演算が停止されて、VGT制御デューティDuBが前回値に保たれる。これによっても、可変翼8の開方向の動作が抑制される。
【0080】
このような制御によっても、上記過渡運転時に可変翼8の開方向の動作が抑制されることにより、排気圧の低下によって排気系から吸気系へのEGR導出が阻害されるといった事態が防止され、EGRによるNOx低減効果が良好に保たれる。
【0081】
また、目標吸気圧Bstsolが急減するような減速運転等への移行後に再加速が行われた場合の吸気圧の変化は、過渡運転時に可変翼8の開方向の動作を抑制しない従来の装置では図13に破線で示すようになるのに対し、当実施形態によると実線で示すようになり、再加速時の加速性能が高められる。
【0082】
すなわち、従来の装置では、減速運転等へ移行したときに目標吸気圧Bstsolが急減して吸気圧偏差が大きくなることに伴いVGT5の可変翼8が大きく開かれ、これにより実吸気圧Bstは目標吸気圧Bstsolに対して遅れをもちながらも目標吸気圧Bstsolに近づくように大きく減少し、この状態から再加速が行われたときには吸気圧の上昇が遅れる。これに対し、当実施形態のような制御によると、減速運転等へ移行して目標吸気圧Bstsolが急減しても、可変翼8の開動作が抑制されることで実吸気圧Bstの低下は比較的小さくなるので、この状態から再加速が行われたときは速やかに過給作用が高められて吸気圧が上昇し、過給応答性が高められることとなる。
【0083】
なお、本発明の装置における制御手段等の構成は上記実施形態に限定されず、種々変更可能である。
【0084】
例えば、上記実施形態では、EGR弁12の制御として、空燃比が目標空燃比となるように、エアフローセンサ21で検出される実新気量と目標空燃比等から求められる目標新気量との偏差に応じてEGR制御デューティを求めるようにしているが、ポジションセンサ等でEGR弁12の開度を検出するとともに、運転状態に応じてEGR弁12の目標開度を設定し、実開度が目標開度となるようにEGR弁12を制御するようにしてもよい。
【0085】
また、目標吸気圧が急減する過渡運転時に上記可変翼8の開方向の動作を抑制するための制御としては、上記過渡運転時に無条件に所定時間だけ過給圧フィードバック制御を停止して、VGT制御デューティを特定の固定値(例えば運転状態に応じて予め設定された値)に保持するようにしてもよい。
【0086】
また、上記実施形態の説明では、目標吸気圧が急減する過渡運転時として加速運転から定常運転もしくは減速運転への移行時を挙げているが、エンジンに連結された変速機の変速時も、アクセルへの踏み込みが解除されてクラッチオフとされるといった変速の際の操作により、加速運転から減速運転への移行時と同様に目標吸気圧が急減する過渡運転となる。このときにも上記各制御例のように可変翼8の開方向の動作を抑制する制御が行われることにより、EGRによるNOx低減効果が良好に保たれるとともに、変速後に加速操作(アクセル踏み込み)が行われたときの過給応答性が高められる。
【0087】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、タービンへの排気流通面積を変化させる可変翼を備えるとともに排気還流通路及び排気還流弁を備えたターボ過給機付エンジンにおいて、ターボ過給機のコンプレッサより下流の吸気圧が目標吸気圧となるように可変翼を制御する過給圧フィードバック制御手段を備えるとともに、目標吸気圧が急減する過渡運転時に上記可変翼の開方向の動作を抑制する抑制手段を備えているため、上記過渡運転時に、実吸気圧と目標吸気圧との偏差が大きくなることに応じたフィードバック制御で可変翼が大きく開きすぎて排気還流通路に作用する排気圧が低くなるといった事態を防止することができる。従って、上記過渡運転時に排気還流量が不足することを防止し、NOx低減効果を良好に発揮させることができる。
【0088】
また、上記過渡運転時に可変翼が大きく開くことにより過給効率の低下を抑制することができるので、その後の再加速時の加速性向上にも有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る制御装置を備えたターボ過給機付エンジンの実施形態を示す概略図である。
【図2】過給機の一例としてのVGTにおける可変翼配設部分の構造の模式図である。
【図3】エンジンのコントロールユニットの具体的構成を示すブロック図である。
【図4】制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図5】運転状態に応じた吸気絞り弁の制御特性を示す説明図である。
【図6】過渡運転時の吸気圧、VGT開度、吸気絞り弁開度及びEGR量の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図7】制御動作の別の例を示すフローチャートである。
【図8】図7のフローチャート中にあるEGR制御デューティと吸気絞り弁制御デューティとの関係を示す図である。
【図9】ターボ過給機付エンジンの別の実施形態を示す概略図である。
【図10】過給圧フィードバック制御手段の別の例を示すブロック図である。
【図11】不感帯のマップを示す図である。
【図12】図10に示す制御手段による制御動作を示すフローチャートである。
【図13】図10の制御手段による場合の過渡運転時の吸気圧の時間的変化を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン本体
2 吸気通路
3 排気通路
5 ターボ過給機
8 可変翼
11 EGR通路
12 EGR弁
21 エアフローセンサ
22 インタークーラ
23 吸気絞り弁
25 吸気圧力センサ
30 コントロールユニット
41 EGR制御手段
42 過給圧フィードバック制御手段
43 吸気絞り弁制御手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a turbocharged engine mounted on an automobile or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, as disclosed in JP-A-8-338318, an EGR passage (exhaust gas recirculation passage) that recirculates exhaust gas of a diesel engine into an intake passage, and the exhaust gas recirculation amount that is provided in the EGR passage is adjusted. In an exhaust gas recirculation device for a diesel engine having an EGR valve (exhaust gas recirculation valve), a target value of an excess air ratio (air-fuel ratio) is determined in order to suppress the generation of smoke while reducing NOx. The EGR valve is controlled so as to eliminate the deviation.
[0003]
Further, as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-47070, by providing a variable blade that changes the exhaust flow area for the turbine of the turbocharger, the supercharging state can be controlled according to the operating state. Such a turbocharged engine is also known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the turbocharged engine having variable wings as described above, as a control method for controlling the supercharging pressure, an actual intake pressure is detected by an intake pressure sensor provided in an intake passage downstream of the supercharger, A target intake pressure is set according to the operating state, a control amount for controlling the opening degree of the variable blade is determined according to a deviation between the target intake pressure and the actual intake pressure, and the control amount is driven by the variable blade. It is considered that the variable blade is feedback-controlled so that the actual intake pressure becomes the target intake pressure by outputting to the means.
[0005]
However, when the variable blade is feedback-controlled in accordance with the intake pressure as described above, the following problems remain particularly in the engine equipped with the exhaust gas recirculation device.
[0006]
That is, in a state where the actual intake pressure is controlled to become the target intake pressure, for example, during transient operation where the acceleration operation is decelerated to the deceleration operation, the target intake pressure rapidly decreases as the load decreases. Since there is a response delay in the decrease, the deviation between the actual intake pressure and the target intake pressure increases, and the variable blades are fully opened or opened close to the opening degree by supercharging pressure feedback control according to this deviation.
[0007]
On the other hand, in the exhaust gas recirculation device, the opening degree of the EGR valve is adjusted so as to increase the EGR amount as the operating state shifts to the low load side, but the variable blades are fully opened or close to the opening degree. As a result, the exhaust pressure is reduced, and the differential pressure between the exhaust pressure and the intake pressure is reduced, so that the action of deriving the exhaust gas from the exhaust system to the intake system is inhibited. Therefore, the exhaust gas recirculation amount becomes insufficient during the transient operation, and the NOx reduction effect becomes insufficient.
[0008]
Furthermore, if the variable blades are greatly opened as described above when shifting to a deceleration operation, etc., the supercharging efficiency will be reduced, so that the increase in intake pressure will be delayed at the time of reacceleration from this state, and the acceleration performance will deteriorate. There is also.
[0009]
In view of such circumstances, the present invention prevents the exhaust gas recirculation amount from becoming insufficient during transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases in a state where the actual intake pressure is controlled to become the target intake pressure. The present invention provides a control device for an engine with a turbocharger that can maintain a good reduction effect and improve acceleration performance during reacceleration.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The invention according to claim 1Diesel engineThe exhaust passage is provided with variable vanes for changing the exhaust flow area to the turbine of the turbocharger, and the upstream of the variable vanes in the exhaust passage and the intake passage are connected by an exhaust recirculation passage, and the exhaust gas is returned to the exhaust recirculation passage. With turbocharger with an exhaust recirculation valve that regulates the flow rateDieselIn the engine, an intake pressure detecting means for detecting an intake pressure state downstream of the compressor of the turbocharger, and a supercharging pressure for controlling the variable blade so that the pressure detected by the intake pressure detecting means becomes a target intake pressure. Feedback control means, and suppression means for suppressing the operation of the variable blade in the opening direction during transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases.Furthermore, an intake throttle valve is provided upstream of the exhaust gas recirculation passage connection portion in the intake passage, and an intake pressure detection means is disposed downstream of the intake throttle valve, and the suppression means is an operating region where exhaust gas recirculation is performed, The intake throttle valve is throttled during transient operation where the target intake pressure decreases rapidlyIs.
[0011]
  According to this configurationThe target intake pressure suddenly decreases in the operating range where exhaust gas recirculation is performed.During transient operation, the change in the actual intake pressure is delayed with respect to the change in the target intake pressure, and the control by the supercharging pressure feedback control means tends to cause the variable blade to open widely. Operation in the opening direction is suppressed.In other words, the intake pressure detected by the intake pressure detecting means is reduced, and the deviation from the target intake pressure is reduced, so that the operation in the opening direction of the variable blade controlled by the supercharging pressure feedback control means is suppressed. It becomes.For this reason, it is avoided that the exhaust pressure acting on the exhaust gas recirculation passage becomes too low, and the exhaust gas exhausting action from the exhaust system to the intake system is kept good.
[0014]
  the aboveThe suppression means controls to throttle the intake throttle valve and increase the opening of the exhaust gas recirculation valve during transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases.2In this way, the exhaust gas recirculation amount is sufficiently ensured during the transient operation.
[0015]
  If the engine is provided with an intercooler downstream of the compressor of the supercharger in the intake passage, the intake throttle valve is disposed downstream of the intercooler.3In this case, since the capacity of the intake passage downstream of the intake throttle valve is smaller than in the case where an intercooler exists downstream of the intake throttle valve, the intake throttle valve accompanying the throttle of the intake throttle valve is preferable. Lowering of the intake pressure downstream is accelerated.
[0016]
  Furthermore, if an intake throttle valve is provided downstream of the surge tank in the intake passage (claim)4), The capacity of the intake passage downstream of the intake throttle valve becomes smaller, and the lowering of the intake pressure downstream of the intake throttle valve accompanying the throttle of the intake throttle valve is further accelerated.
[0017]
  Claim5The invention according toThe exhaust passage of the diesel engine is provided with variable blades that change the exhaust flow area to the turbine of the turbocharger, and the upstream of the variable blades in the exhaust passage and the intake passage are communicated by an exhaust recirculation passage. In a diesel engine with a turbocharger having an exhaust gas recirculation valve for adjusting the exhaust gas recirculation amount, an intake pressure detection means for detecting an intake pressure state downstream from the compressor of the turbocharger, and the intake pressure detection means The supercharging pressure feedback control means that controls the variable blades so that the pressure detected by the target air pressure becomes the target intake pressure, and during transient operation where the target intake pressure decreases rapidly, And a suppression means that suppresses the opening operation of the variable blade by restricting, and the boost pressure feedback control means is an intake pressure detection unit. The variable wing is controlled by a control amount calculated based on the deviation between the pressure detected by the means and the target intake pressure, and the suppression means sets a dead band for the deviation, and the deviation is within the dead band range. Feedback control by the supercharging pressure feedback control means is stopped, and the width of the dead zone is set larger as the load is lower.Is.
[0018]
  According to this configurationIf the operating state shifts to the low load side during transient operation, the range of the dead zone is increased, and if the deviation is within the dead zone, the feedback control is stopped to suppress the operation of the variable blade. Is done.
[0019]
  In the present invention, the suppression means isfurther,At least during a transient operation where the target intake pressure decreases rapidly, a guard value is set at least for the change in the control amount in the variable blade opening direction, and the control amount is limited so as not to exceed the guard value.Preferably(Claims6). In this case, the supercharging pressure feedback control means controls the variable blade by a control amount calculated based on the deviation between the pressure detected by the intake pressure detection means and the target intake pressure, and the suppression means operates An allowable range of the control amount is set according to the state, and when the calculated value of the control amount deviates from the allowable range, the limit value of the allowable range corresponding to the guard value may be used as the control amount (claims).7).
[0020]
If it does in this way, the operation | movement of the opening direction of a variable wing | blade will be suppressed by the opening degree corresponding to the said guard value.
[0024]
  And an exhaust gas recirculation valve control means for controlling the exhaust gas recirculation valve so that the air fuel ratio becomes a target air fuel ratio in an operation region where exhaust gas recirculation is performed.8) Is preferred. In this way, the exhaust gas recirculation amount is controlled so that an air-fuel ratio suitable for reducing NOx and smoke is obtained. The operation of the variable blade in the opening direction is suppressed during transient operation, and the exhaust pressure acting on the exhaust gas recirculation passage is prevented from becoming too low, so that the exhaust gas recirculation amount can be controlled well even during transient operation. Is called.
[0025]
  The transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases is, for example, a transition from acceleration operation to steady operation or deceleration operation (claims).9). Alternatively, it is during shifting of a transmission connected to the engine.10).
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of an engine with a turbocharger provided with a control device according to the present invention. The illustrated engine is a diesel engine, and an intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to the engine body 1. The engine is also equipped with a turbocharger 5. The turbocharger 5 is provided in the exhaust passage 3 to drive the compressor 6 provided in the intake passage 2 and the compressor 6 with exhaust energy. And a variable blade 8 as will be described later. Further, the engine has an EGR device (exhaust gas recirculation device) having an EGR passage 11 communicating the exhaust gas passage 3 and the intake air passage 2 and an EGR valve (exhaust gas recirculation valve) 12 interposed in the EGR passage 11. Is provided.
[0027]
The structure of each part of the engine will be described in detail. Each cylinder 14 of the engine body 1 is provided with a multi-injection fuel injection valve 15 for injecting fuel into the combustion chamber. The fuel inlet side of these fuel injection valves 15 is connected to a common rail (common pipe) 17 through a distribution passage 16, and this common rail 17 is connected to a fuel injection pump 18 and fed from the fuel injection pump 18. The fuel is accumulated in the common rail 17 and then sent to each fuel injection valve 15. Each fuel injection valve 15 has a structure capable of controlling the fuel injection time and the injection timing in accordance with a control signal. The fuel outlet side of each fuel injection valve 15 is connected to a return passage 19.
[0028]
In the intake passage 2, an air flow sensor 21, a compressor 6 of the turbocharger 5, an intercooler 22, an intake throttle valve 23, and a surge tank 24 are disposed in that order from the upstream side, and a surge The tank 24 is provided with an intake pressure sensor (intake pressure detection means) 25.
[0029]
The intake throttle valve 23 throttles the intake passage 2 in order to promote the introduction of EGR in a specific operation region, and is driven by a negative pressure responsive actuator 23a. The actuator 23a is connected to a vacuum pump 27 via a solenoid valve 26A, and the introduction ratio of the negative pressure and the atmospheric pressure to the actuator 23a is adjusted by duty control of the solenoid valve 26A. The opening degree of the valve 23 is controlled.
[0030]
The exhaust passage 3 is provided with a turbine 7 of the turbocharger 5 and a catalytic converter 28.
[0031]
The turbocharger 5 is composed of a VGT (variable geometry turbo) having a large number of variable blades 8 forming nozzles around a turbine 7 as shown in FIG. That is, the turbocharger 5 (hereinafter referred to as VGT 5) is adjusted from the fully closed state (minimum distribution area) shown in FIG. 2A to the fully open state (circulation) shown in FIG. The opening of the variable blade 8, that is, the nozzle opening area (exhaust flow area to the turbine) is variable over the maximum area), and the turbine efficiency is thereby controlled.
[0032]
As shown in FIG. 1, the variable blade 8 is driven by a negative pressure responsive actuator 8a, which is connected to a vacuum pump 27 via an electromagnetic valve 26B. Then, the duty ratio of the electromagnetic valve 26B adjusts the introduction ratio of the negative pressure and the atmospheric pressure to the actuator 8a, thereby controlling the variable blade opening of the VGT 5.
[0033]
One end of the EGR passage 11 is connected to the upstream side of the turbine 7 in the exhaust passage 3, for example, a collecting portion of the exhaust manifold, and the other end is downstream of the intake throttle valve 23 in the intake passage 2. For example, it is connected to the surge tank 24 or upstream thereof. The EGR valve 12 provided in the EGR passage 11 is connected to a vacuum pump 27 via a duty-controllable electromagnetic valve 26C, and the electromagnetic valve 26C is duty-controlled, so that the EGR valve 12 is connected to the negative pressure chamber. The introduction ratio between the negative pressure and the atmospheric pressure is adjusted, whereby the opening degree of the EGR valve 12 is controlled.
[0034]
A control signal is output from a control unit (ECU) 30 to the fuel injection valve 15 and the electromagnetic valves 26A, 26B, and 26C. The ECU 30 receives signals from the airflow sensor 21 and the intake pressure sensor 25, and further includes an accelerator opening sensor 31 that detects the accelerator opening, a crank angle sensor 32 that detects the crank angle of the engine, and the common rail 17. A signal from a common rail pressure sensor 33 or the like for detecting the fuel pressure inside is also input.
[0035]
The control signal output from the ECU 30 to the fuel injection valve 15 controls the fuel injection amount and injection timing from the fuel injection valve 15, and the control signal (duty signal) output to the electromagnetic valves 26A, 26B, and 26C. Thus, the intake throttle valve 23, the variable vane 8 of the VGT 5 and the EGR valve 12 are controlled.
[0036]
As shown in FIG. 3, the ECU 30 includes a fuel injection amount control means 35 that controls the fuel injection amount of the fuel injection valve 15, a common rail pressure control means 36 that controls the fuel pressure in the common rail 17, and the EGR valve 12. EGR control means (exhaust recirculation valve control means) 41 for controlling, supercharging pressure feedback control means 42 for controlling the supercharging pressure by controlling the variable blade opening degree of the VGT 5, and an intake throttle for controlling the intake throttle valve 23 And valve control means 43.
[0037]
The fuel injection amount control means 35 is based on the accelerator opening degree Accel detected by the accelerator opening degree sensor 31 and the engine speed Ne detected by the engine speed detecting means 51 by measuring the cycle of the crank angle signal. The target torque Trqsol of the engine is read from the preset map 37, and is set in advance based on the target torque Trqsol, the engine speed Ne, and the actual fresh air amount FAir detected by the airflow sensor 21. The target fuel injection amount Fsol is read from the three-dimensional map 38, and the excitation time of the fuel injection valve 15 is adjusted based on the target fuel injection amount Fsol and the fuel pressure CRP in the common rail 17 detected by the common rail pressure sensor 21. By controlling the fuel injection amount It has been made.
[0038]
The common rail pressure control means 36 reads the target common rail pressure CRPsol from a preset map 39 based on the target torque Trqsol and the engine speed Ne, and based on the target common rail pressure CRPsol and the detected fuel pressure CRP. A fuel pressure adjusting means (not shown) provided in the fuel system is controlled.
[0039]
Further, the EGR control means 41 performs feedback control of the EGR valve 12 so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio A / Fsol in the operation region where EGR is performed. That is, at the time of feedback control, the target air-fuel ratio A / Fsol is read from the preset map 44 based on the target torque Trqsol and the engine speed Ne, and the target air-fuel ratio A / Fsol and the target fuel injection amount are read. Based on Fsol, the target fresh air amount calculation unit 45 calculates the target fresh air amount FAsol of fresh air to be sucked into the combustion chamber of the engine body 1, and the calculated value of the target fresh air amount FAsol and the air flow sensor 33 detect it. The actual fresh air amount Fair is input to the EGR valve control means 41.
[0040]
Then, the EGR valve control means 41 outputs a control signal (duty signal) according to the deviation between the target fresh air amount FAsol and the actual fresh air amount FAir to the electromagnetic valve 26C for driving the EGR valve. The opening degree of the EGR valve 12 is feedback controlled so as to eliminate the above. Such control is hereinafter referred to as air flow feedback control.
[0041]
The supercharging pressure feedback control means 42 performs feedback control of the variable vane 8 of the VGT 5 so that the actual supercharging pressure (intake pressure detected by the intake pressure sensor) Bst becomes the target supercharging pressure (target intake pressure) Bstsol. . That is, the target supercharging pressure Bstsol is read from the preset map 46 based on the target torque Trqsol and the engine speed Ne, and the target supercharging pressure Bstsol and the actual supercharging detected by the intake pressure sensor 24 are read. The pressure Bst is input to the supercharging pressure feedback control means 42. Then, the supercharging pressure feedback control means 42 outputs a control signal (duty signal) according to the deviation between the actual supercharging pressure Bst and the target supercharging pressure Bstsol to the VGT driving solenoid valve 26C. The opening degree of the variable blade 8 is feedback-controlled so as to eliminate the deviation. Such control is hereinafter referred to as supercharging pressure feedback control.
[0042]
The air flow feedback control and the supercharging pressure feedback control may be performed in the entire operation region, but in the high load region near the accelerator fully open, the EGR valve 12 is kept fully closed to stop the EGR. In the high load region, the open control may be performed according to the operation state such that the variable blade 8 of the VGT 5 is closed on the low rotation side and opened on the high rotation side. Further, in the idle operation region where the excess air ratio is large, the variable blade 8 of the VGT 5 may be fully closed and the EGR valve 12 may be fully opened in order to increase the EGR amount and reduce NOx.
[0043]
The intake throttle valve control means 43 controls the intake throttle valve 23 according to the operating state. In particular, in the present embodiment, the intake throttle valve control means 43 constitutes a suppression means that suppresses the opening operation of the variable blade 8 during the transient operation in which the target supercharging pressure rapidly decreases.
[0044]
In other words, the intake throttle valve control means 43 causes the intake pressure sensor 25 to reduce the intake throttle valve 23 to a smaller opening (for example, fully closed) than during normal operation during transient operation in which the target boost pressure suddenly decreases. The decrease in the detected intake pressure is accelerated so that the target boost pressure Bstsol and the pressure Bst detected by the intake pressure sensor 25 are compared with the case where the intake throttle valve 23 is not throttled during the transient operation. Accordingly, the operation amount in the opening direction of the intake throttle valve 23 controlled in accordance with the deviation is reduced.
[0045]
An example of the control of the intake throttle valve control means 43 that functions as the suppression means will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0046]
When the processing of this flowchart starts, first, in step S1, the engine speed Ne, the fuel injection amount, the actual intake pressure Bst detected by the intake pressure sensor 25, and the like are read. In step S2, the target intake pressure (target boost pressure) is read. Bstsol is calculated. Further, in step S3, an intake pressure deviation which is a deviation between the actual intake pressure Bst and the target intake pressure Bstsol is calculated. Subsequently, in step S4, a VGT control duty DuB is calculated in accordance with the intake pressure deviation. In this case, VGT control is performed so as to change the variable blade opening of the VGT 5 so that the actual intake pressure Bst approaches the target intake pressure Bstsol by feedback control such as PID control (proportional integral derivative control) according to the intake pressure deviation. Duty DuB is determined.
[0047]
Next, in step S5, it is determined whether or not the intake pressure deviation is larger than a predetermined threshold value set in advance. If the intake pressure deviation is smaller than the threshold value, the intake throttle valve control duty DuA is calculated in step S6 according to the operating state. In this case, as shown in FIG. 5, in the region A where the displacement is relatively small (regions ranging from low rotation and low load to low rotation and high load, medium rotation and middle load, and high rotation and low load) The intake throttle valve control duty DuA is determined according to the operating state so that the opening degree of the throttle valve 23 is small and the opening degree of the intake throttle valve 23 increases as the rotational speed and load increase. In addition, the intake valve control duty DuA is determined so that the intake throttle valve 23 is fully opened in the high rotation and high load region B where the exhaust amount is large.
[0048]
If it is determined in step S5 that the intake pressure deviation is greater than a predetermined threshold value, the intake throttle valve control duty DuA is determined in step S7 so that the intake throttle valve 23 is fully closed. .
[0049]
Subsequent to step S6 or step S7, in step S8, the VGT control duty DuB calculated in step S4 and the intake throttle valve control duty DuA obtained in step S6 or step S7 are the VGT solenoid valve 26B and the intake air. Each is output to the throttle valve electromagnetic valve 26A.
[0050]
According to the apparatus of the present embodiment as described above, the opening degree of the EGR valve 12 is controlled by airflow feedback control so that the actual fresh air amount FAir becomes the target fresh air amount FAsol during normal operation in a partial load region or the like. In addition, the variable blade opening of the VGT 5 is controlled by the supercharging pressure feedback control so that the actual intake pressure Bst becomes the target intake pressure Bstsol, and the intake throttle valve 23 corresponds to the operating state as shown in FIG. Be controlled.
[0051]
At the time of transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases, for example, when shifting from acceleration operation to steady operation or deceleration operation, the intake pressure, VGT opening, intake throttle valve opening, and EGR amount change as shown in FIG.
[0052]
That is, the target intake pressure Bstsol suddenly decreases as indicated by a one-dot chain line at the transition time t0 from acceleration operation to deceleration operation or the like, whereas the actual intake pressure Bst is delayed because there is a delay. And the target intake pressure Bstsol becomes larger.
[0053]
In this case, just by performing the same control as in the normal state, the intake throttle valve 23 is opened to an opening according to the operating state, as shown by the broken line in the figure, and the decrease in the actual intake pressure Bst is slow. Since the state in which the deviation from the target intake pressure Bstsol is large continues for a relatively long time, the variable blade 8 of the VGT 5 is opened more than necessary by the supercharging pressure feedback control. On the other hand, the EGR valve 12 is controlled so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio A / Fsol by the air flow feedback control, so that the EGR amount increases and the fresh air increases when shifting to the deceleration operation where the fuel injection amount decreases. Although the amount decreases, while the variable vane 8 of the VGT 5 is opened more than necessary, the exhaust pressure decreases and the differential pressure with respect to the intake pressure decreases, so the increase in the EGR amount is delayed.
[0054]
On the other hand, according to the apparatus of the present embodiment, as shown by the solid line in the figure, the intake throttle valve 23 is throttled when the intake pressure deviation becomes a predetermined value or more during the transient operation, The decrease in the intake pressure Bst downstream of the intake throttle valve is accelerated, and the state in which the intake pressure deviation increases is reduced. Accordingly, the opening direction of the variable vane 8 of the VGT 5 by supercharging pressure feedback control according to the intake pressure deviation is reduced. The movement to is suppressed. As a result, a differential pressure between the exhaust pressure acting on the EGR passage 11 and the intake pressure is secured, so that the EGR amount quickly increases to an appropriate value according to the control of the EGR valve 12 by the airflow feedback control, and the NOx reduction effect Is kept good.
[0055]
FIG. 7 is a flowchart showing another example of control that functions as a suppression unit that suppresses the operation of the variable blade 8 in the opening direction during transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases.
[0056]
When the processing of this flowchart is started, first, in step S11, the engine speed Ne, the fuel injection amount, the actual intake fresh air amount FAir detected by the air flow sensor 21, and the like are read, and in step S12, the target fresh air amount FAsol is calculated. The
[0057]
Further, in step S13, a fresh air amount deviation which is a deviation between the actual fresh air amount FAir and the target fresh air amount FAsol is calculated. Subsequently, in step S14, the control duties DuC and DuA of the EGR and the intake throttle valve 23 are calculated. Calculated. In this case, in order to change the opening degree of the EGR valve 12 so as to bring the actual new air amount FAir closer to the target new air amount FAsol by feedback control such as PID control (proportional integral derivative control) according to the new air amount deviation. , EGR control duty DuC is obtained. Further, the intake throttle valve control duty DuA is calculated in accordance with the relationship shown in FIG. 8 in accordance with the EGR control duty DuC, that is, when the EGR control duty DuC changes in the direction in which the opening of the EGR valve 12 increases. Correspondingly, the intake throttle valve control duty DuA changes in the direction in which the opening of the intake throttle valve 23 decreases accordingly.
[0058]
After the calculation in step S14, the EGR control duty DuC is output to the EGR valve 12 (more precisely, to the EGR valve solenoid valve 26C) in step S15, and to the intake throttle valve 23 in step S16 (to be exact) In this case, the intake throttle valve control duty DuA is output).
[0059]
According to this control example, control of the variable vane 8 of the VGT 5 by supercharging pressure feedback control and control of the EGR valve 12 by air flow feedback control are performed, and the control of the intake throttle valve 23 according to the control of the EGR valve 12 Is done.
[0060]
For example, during transient operation such as shifting from acceleration operation to steady operation or deceleration operation, boost pressure feedback control is performed under the condition where the target intake pressure Bstsol rapidly decreases, and in airflow feedback control, the fuel injection amount is controlled. In order to increase the EGR amount (decrease the fresh air amount) with the decrease, the opening degree of the EGR valve 12 is controlled to be increased. In response to this, the intake throttle valve 23 is operated in the closing direction.
[0061]
Thus, during the transient operation, the intake throttle valve 23 is throttled in response to the opening of the EGR valve 12 being increased, so that the intake pressure downstream of the intake throttle valve is reduced as in the control example shown in FIG. The decrease is accelerated, the operation of the VGT 5 in the opening direction of the variable blade 8 by the supercharging pressure feedback control is suppressed, and the EGR amount quickly increases to an appropriate value according to the control of the EGR valve 12 by the airflow feedback control. Therefore, the NOx reduction effect is kept good.
[0062]
In the above embodiment, it is preferable that the capacity of the intake passage 2 downstream of the intake throttle valve 23 is small in order to increase the responsiveness of the reduction of the intake pressure in response to the throttle of the intake throttle valve 23 during the transient operation. Therefore, when an intercooler 22 having a relatively large capacity is provided in the intake passage 2 as shown in FIG. 1, an intake throttle valve 23 is provided in the intake passage 2 downstream of the intercooler 22, and the intake air downstream thereof is provided. The EGR passage 11 may be connected to the passage 2.
[0063]
Alternatively, if the intake throttle valve is provided further downstream of the surge tank 24 in the intake passage 2, the capacity of the intake passage downstream of the intake throttle valve is further reduced, and the intake air in response to the intake throttle valve being throttled. The response of the pressure drop is increased.
[0064]
In this case, as shown in FIG. 9, since the downstream side of the surge tank 24 is an independent intake passage for each cylinder, an intake throttle valve 51 is provided in each independent intake passage, and these are linked to each other. In addition, it may be driven by a common actuator 52. The downstream side of the EGR passage 11 may be branched for each cylinder and connected downstream of the intake throttle valve 51 in each independent intake passage. Further, the intake pressure sensor 53 may be provided in the independent intake passage downstream of the intake throttle valve 51. A tank 54 is preferably provided in the middle of the EGR passage 11 in order to improve EGR distribution.
[0065]
10 to 12 show still another control example. In this control example, the supercharging pressure feedback control means 42 includes a function of a suppression means that suppresses the operation in the opening direction of the variable blade 8 during a transient operation in which the target intake pressure suddenly decreases. During the transient operation, the change in the control amount of the variable blade 8 due to the supercharging pressure feedback control is limited. For example, a guard value is set for the change in the control amount in at least the variable blade opening direction. It is restricted not to exceed. Furthermore, a dead zone is set for the deviation, and if it is within the dead zone range, the boost pressure feedback control is stopped, and the dead zone is widened in an operation region that is a transition destination of the driving state during the transient operation. Yes.
[0066]
That is, as shown in FIG. 10, the supercharging pressure feedback control means 42 calculates the VGT control duty DuB by PID control according to the intake pressure deviation which is the deviation between the actual intake pressure Bst and the target intake pressure Bstsol. And a dead zone setting means 42b for setting a dead zone according to the intake pressure deviation, and a duty limit setting means 42c for setting a duty limit corresponding to the guard value of the control amount.
[0067]
The dead zone setting means 42b obtains a dead zone of the intake pressure deviation from a preset map based on the fuel injection amount Qf and the engine speed Ne.
[0068]
In this map, for example, a dead zone is set for each of the operation regions C, D, and E as shown in FIG. 11, and the dead zone is maximized in the low load region C where the fuel injection amount is small, and the fuel injection amount is increased to some extent. In the load region D, the dead zone is narrower than that in the low load region C, and in the high load region where the fuel injection amount is large, the dead zone is further narrowed.
[0069]
If the intake pressure deviation is within the dead zone set by the dead zone setting means 42b on the input side of the PID controller 42a, a process for stopping the control calculation by the PID controller 42a is performed. Yes.
[0070]
Further, the duty limit setting means 42c is configured to obtain a duty limit that is a limit of the allowable variation range of the VGT control duty from a preset map based on the fuel injection amount Qf and the engine speed Ne.
[0071]
When the duty limit map is created, a predetermined allowable range is determined around the VGT control duty DuB corresponding to the variable blade opening so that the target intake pressure Bstsol can be obtained according to the operating state. The control target of the VGT control duty DuB having the allowable range is set according to the operating state. Thus, the limit value of the allowable range set according to the operating state is stored in the memory as a duty limit map.
[0072]
In the supercharging pressure feedback control, the VGT control duty DuB is limited on the output side of the PID control unit 42a so as not to exceed the duty limit set by the duty limit setting means 42c.
[0073]
Such control will be specifically described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0074]
When the process of this flowchart is started, first, in step S21, the engine speed Ne, the fuel injection amount Qf, the actual intake pressure Bst detected by the intake pressure sensor 25, and the like are read, and in step S22, the target intake pressure Bstsol is calculated. . In step S23, an intake pressure deviation which is a deviation between the actual intake pressure Bst and the target intake pressure Bstsol is calculated.
[0075]
Subsequently, in step S24, the intake pressure control dead zone width is calculated from the dead zone map (see FIG. 11) based on the fuel injection amount Qf and the engine speed Ne. Then, in step S25, it is determined whether or not the intake pressure deviation is within the dead band range. If it is within the dead band range, the calculation of the VGT control duty DuB by the PID control unit 42a is stopped, and the previous calculated value of the VGT control duty DuB. Is output to the VGT drive solenoid valve 26B (steps S26 and S27).
[0076]
If it is determined in step S25 that the intake pressure deviation is not within the dead zone range, in step S28, the VID control duty DuB is calculated by the PID control unit 42a according to the intake pressure deviation, and step S29. Thus, the duty limit is calculated from the limiter map (duty limit map) according to the fuel injection amount Qf and the engine speed Ne.
[0077]
Subsequently, at step S30, it is determined whether or not the calculated value of the VGT control duty DuB is within an allowable range defined by the duty limit. If it is within the allowable range, the calculated value of the VGT control duty DuB is output to the VGT drive solenoid valve 26B as it is in step S31. If it is not within the allowable range, the VGT control duty DuB is fixed to the upper limit value or the lower limit value of the allowable range in step S32, that is, if the calculated value of the VGT control duty DuB exceeds the upper limit value, When the value falls below the lower limit value, the VGT control duty DuB is fixed to the lower limit value, and the duty DuB is output to the VGT drive solenoid valve 26B.
[0078]
By such control as well, the operation in the opening direction of the variable blade 8 is suppressed during transient operation in which the target intake pressure Bstsol rapidly decreases. That is, during the transient operation, the intake pressure deviation increases due to the delay in the reduction of the actual intake pressure Bst relative to the decrease of the target intake pressure Bstsol, and the VGT control duty DuB calculated by the PID control unit 42a according to the intake pressure deviation. Greatly changes in the direction of opening the variable vane 8 of the VGT 5 and exceeds the guard value (duty limit) set by the duty limit setting means 42c. In this case, the VGT control duty DuB is fixed to the guard value and beyond The variable wing 8 is prevented from opening at the same time.
[0079]
Also, if the intake pressure deviation is within the dead zone set by the dead zone setting means 42b, the calculation of the VGT control duty DuB by the PID control unit 42a is stopped. In the case of the low load region C, the dead zone is increased. If the actual intake pressure Bst is higher than the target intake pressure Bstsol, the calculation of the VGT control duty DuB according to the intake pressure deviation is stopped. Thus, the VGT control duty DuB is maintained at the previous value. This also suppresses the movement of the variable blade 8 in the opening direction.
[0080]
Even by such control, the operation in the opening direction of the variable blade 8 during the transient operation is suppressed, so that a situation in which EGR derivation from the exhaust system to the intake system is hindered due to a decrease in exhaust pressure is prevented. The NOx reduction effect by EGR is kept good.
[0081]
In addition, the change in the intake pressure when re-acceleration is performed after the shift to the deceleration operation where the target intake pressure Bstsol rapidly decreases is the conventional apparatus that does not suppress the opening operation of the variable blade 8 during the transient operation. In contrast to the broken line shown in FIG. 13, the solid line according to the present embodiment is shown, and the acceleration performance during re-acceleration is improved.
[0082]
That is, in the conventional apparatus, when the target intake pressure Bstsol is suddenly decreased and the intake pressure deviation is increased when shifting to a deceleration operation or the like, the variable vane 8 of the VGT 5 is greatly opened, whereby the actual intake pressure Bst is set to the target intake pressure Bst. Although it is delayed with respect to the intake pressure Bstsol, it greatly decreases so as to approach the target intake pressure Bstsol. When reacceleration is performed from this state, the increase of the intake pressure is delayed. On the other hand, according to the control as in the present embodiment, even if the target intake pressure Bstsol is suddenly decreased due to the shift to the deceleration operation or the like, the actual intake pressure Bst is reduced by suppressing the opening operation of the variable blade 8. Since it becomes relatively small, when reacceleration is performed from this state, the supercharging action is quickly increased, the intake pressure is increased, and the supercharging response is improved.
[0083]
The configuration of the control means and the like in the apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously changed.
[0084]
For example, in the above embodiment, as the control of the EGR valve 12, the actual fresh air amount detected by the air flow sensor 21 and the target fresh air amount obtained from the target air / fuel ratio or the like so that the air / fuel ratio becomes the target air / fuel ratio. The EGR control duty is calculated according to the deviation. The position of the EGR valve 12 is detected by a position sensor or the like, and the target opening of the EGR valve 12 is set according to the operating state. You may make it control the EGR valve 12 so that it may become a target opening degree.
[0085]
Further, as control for suppressing the operation in the opening direction of the variable blade 8 during the transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases, the boost pressure feedback control is unconditionally stopped for a predetermined time during the transient operation, and the VGT You may make it hold | maintain a control duty to a specific fixed value (for example, the value preset according to the driving | running state).
[0086]
In the description of the above embodiment, the transition from the acceleration operation to the steady operation or the deceleration operation is cited as the transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases, but the accelerator is also used during the shift of the transmission connected to the engine. By the operation at the time of shifting such that the stepping into the clutch is released and the clutch is turned off, a transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases is performed as in the case of the shift from the acceleration operation to the deceleration operation. Also at this time, as in the above control examples, the control for suppressing the movement of the variable blade 8 in the opening direction is performed, so that the NOx reduction effect by EGR is kept good, and the acceleration operation (accelerator depression) is performed after the shift. The supercharging response when the operation is performed is improved.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a turbocharger engine that includes variable vanes that change the exhaust flow area to the turbine and that includes an exhaust gas recirculation passage and an exhaust gas recirculation valve, downstream of the turbocharger compressor. And a supercharging pressure feedback control means for controlling the variable blade so that the intake air pressure at the target air pressure becomes the target intake pressure, and a suppression means for suppressing the opening operation of the variable blade at the time of transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases. Therefore, during the transient operation described above, there is a situation where the variable blades are opened too much by feedback control according to the deviation between the actual intake pressure and the target intake pressure, and the exhaust pressure acting on the exhaust gas recirculation passage becomes low. Can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the exhaust gas recirculation amount from being insufficient during the transient operation, and to effectively exhibit the NOx reduction effect.
[0088]
Moreover, since the variable blades can be greatly opened during the transient operation, the reduction in supercharging efficiency can be suppressed, which is advantageous in improving the acceleration performance during subsequent reacceleration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an engine with a turbocharger equipped with a control device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a structure of a variable blade arrangement portion in a VGT as an example of a supercharger.
FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of an engine control unit.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a control operation.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing control characteristics of an intake throttle valve according to an operating state.
FIG. 6 is a time chart showing temporal changes in intake pressure, VGT opening, intake throttle valve opening, and EGR amount during transient operation.
FIG. 7 is a flowchart showing another example of the control operation.
8 is a diagram showing a relationship between an EGR control duty and an intake throttle valve control duty in the flowchart of FIG.
FIG. 9 is a schematic view showing another embodiment of an engine with a turbocharger.
FIG. 10 is a block diagram showing another example of supercharging pressure feedback control means.
FIG. 11 is a diagram showing a dead zone map;
12 is a flowchart showing a control operation by the control means shown in FIG.
13 is a diagram showing a temporal change in intake pressure during transient operation when the control means of FIG. 10 is used. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Engine body
2 Intake passage
3 Exhaust passage
5 Turbocharger
8 Variable wings
11 EGR passage
12 EGR valve
21 Air flow sensor
22 Intercooler
23 Inlet throttle valve
25 Intake pressure sensor
30 Control unit
41 EGR control means
42 Supercharging pressure feedback control means
43 Inlet throttle valve control means

Claims (10)

ディーゼルエンジンの排気通路にターボ過給機のタービンへの排気流通面積を変化させる可変翼を備えるとともに、排気通路における上記可変翼の上流と吸気通路とを排気還流通路により連通し、この排気還流通路に排気還流量を調節する排気還流弁を介設したターボ過給機付のディーゼルエンジンにおいて、
ターボ過給機のコンプレッサより下流の吸気圧力状態を検出する吸気圧力検出手段と、
この吸気圧力検出手段により検出される圧力が目標吸気圧となるように可変翼を制御する過給圧フィードバック制御手段と、
目標吸気圧が急減する過渡運転時に上記可変翼の開方向の動作を抑制する抑制手段とを備え
さらに、吸気通路における排気還流通路接続個所の上流に吸気絞り弁を設け、この吸気絞り弁より下流に吸気圧力検出手段を配置するとともに、
上記抑制手段は、排気還流が行われる運転領域で、目標吸気圧が急減する過渡運転時に上記吸気絞り弁を絞るようにしたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。
The exhaust passage of the diesel engine is provided with variable blades that change the exhaust flow area to the turbine of the turbocharger, and the upstream of the variable blades in the exhaust passage and the intake passage are communicated by an exhaust recirculation passage. In a diesel engine with a turbocharger that has an exhaust gas recirculation valve that adjusts the exhaust gas recirculation amount,
Intake pressure detection means for detecting the intake pressure state downstream of the turbocharger compressor;
Supercharging pressure feedback control means for controlling the variable blade so that the pressure detected by the intake pressure detection means becomes the target intake pressure;
Suppression means for suppressing the operation of the variable blade in the opening direction during transient operation in which the target intake pressure decreases rapidly ,
Furthermore, an intake throttle valve is provided upstream of the exhaust gas recirculation passage connection point in the intake passage, and an intake pressure detection means is disposed downstream of the intake throttle valve,
The control device for an engine with a turbocharger , wherein the suppression means throttles the intake throttle valve during a transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases in an operation region where exhaust gas recirculation is performed .
抑制手段は、目標吸気圧が急減する過渡運転時に、吸気絞り弁を絞るとともに排気還流弁の開度を大きくするように制御す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制御装置。 2. The turbocharger-equipped engine according to claim 1, wherein the suppression unit controls the throttle valve to throttle the intake throttle valve and increase the opening of the exhaust gas recirculation valve during a transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases . Control device. 吸気通路における過給機のコンプレッサの下流にインタークーラを設けるとともに、このインタークーラの下流に吸気絞り弁を配置したことを特徴とする請求項1又は2に記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。The control of the turbocharged engine according to claim 1 or 2, wherein an intercooler is provided downstream of the compressor of the supercharger in the intake passage, and an intake throttle valve is arranged downstream of the intercooler. apparatus. 吸気絞り弁を、吸気通路におけるサージタンクの下流に設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。The control device for an engine with a turbocharger according to claim 1 or 2, wherein the intake throttle valve is provided downstream of the surge tank in the intake passage . ディーゼルエンジンの排気通路にターボ過給機のタービンへの排気流通面積を変化させる可変翼を備えるとともに、排気通路における上記可変翼の上流と吸気通路とを排気還流通路により連通し、この排気還流通路に排気還流量を調節する排気還流弁を介設したターボ過給機付のディーゼルエンジンにおいて、
ターボ過給機のコンプレッサより下流の吸気圧力状態を検出する吸気圧力検出手段と、
この吸気圧力検出手段により検出される圧力が目標吸気圧となるように可変翼を制御する過給圧フィードバック制御手段と、
目標吸気圧が急減する過渡運転時に、過給圧フィードバック制御による可変翼の制御量の変化を制限することにより上記可変翼の開方向の動作を抑制する抑制手段とを備え、
過給圧フィードバック制御手段は、吸気圧力検出手段により検出される圧力と目標吸気圧との偏差に基づいて演算される制御量により可変翼を制御し、
抑制手段は、上記偏差について不感帯を設定し、上記偏差が不感帯の範囲内にあれば過給圧フィードバック制御手段によるフィードバック制御を停止するようになっており、その不感帯の幅は低負荷ほど大きく設定されていることを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。
The exhaust passage of the diesel engine is provided with variable blades that change the exhaust flow area to the turbine of the turbocharger, and the upstream of the variable blades in the exhaust passage and the intake passage are communicated by an exhaust recirculation passage. In a diesel engine with a turbocharger that has an exhaust gas recirculation valve that adjusts the exhaust gas recirculation amount,
Intake pressure detection means for detecting the intake pressure state downstream of the turbocharger compressor;
Supercharging pressure feedback control means for controlling the variable blade so that the pressure detected by the intake pressure detection means becomes the target intake pressure;
In a transient operation in which the target intake pressure suddenly decreases, the suppression means for suppressing the operation of the variable blade in the opening direction by limiting the change in the control amount of the variable blade by the supercharging pressure feedback control,
The supercharging pressure feedback control means controls the variable blade by a control amount calculated based on a deviation between the pressure detected by the intake pressure detecting means and the target intake pressure,
The suppression means sets a dead band for the deviation, and stops the feedback control by the boost pressure feedback control means if the deviation is within the dead band range, and the width of the dead band is set larger as the load is lower. A control device for an engine with a turbocharger.
抑制手段は、少なくとも目標吸気圧が急減する過渡運転時に、少なくとも可変翼開方向への制御量の変化に対してガード値を設定し、上記制御量がガード値を超えないように制限することを特徴とする請求項5記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。 The suppression means sets a guard value against a change in the control amount in at least the variable blade opening direction at least during a transient operation in which the target intake pressure rapidly decreases, and restricts the control amount so as not to exceed the guard value. The control device for an engine with a turbocharger according to claim 5 . 抑制手段は、運転状態に応じた制御量の許容範囲を設定して、上記制御量の演算値が許容範囲から逸脱したときに、ガード値に相当する許容範囲の限界値を制御量とすることを特徴とする請求項6記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。 The suppression means sets an allowable range of the control amount according to the operating state, and when the calculated value of the control amount deviates from the allowable range, the limit value of the allowable range corresponding to the guard value is set as the control amount. The control device for an engine with a turbocharger according to claim 6 . 排気還流が行われる運転領域で、空燃比が目標空燃比となるように排気還流弁を制御する排気還流弁制御手段を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか 1 項に記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。 In operation region where the exhaust gas recirculation is performed, the air-fuel ratio according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises an exhaust gas recirculation valve control means for controlling the exhaust gas recirculation valve so that the target air-fuel ratio Control device for turbocharged engine. 目標吸気圧が急減する過渡運転時は、加速運転から定常運転もしくは減速運転への移行時であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか 1 項に記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。 Transient operation target intake pressure decreases rapidly, the turbo engine with a supercharger according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the acceleration operation is shifting to the steady operation or deceleration operation Control device. 目標吸気圧が急減する過渡運転時は、エンジンに連結された変速機の変速時であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか 1 項に記載のターボ過給機付エンジンの制御装置。 Transient operation target intake pressure decreases rapidly, the control device of the turbocharged engine according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the time shifting of the transmission connected to the engine .
JP34907598A 1998-12-08 1998-12-08 Control device for turbocharged engine Expired - Fee Related JP3826592B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34907598A JP3826592B2 (en) 1998-12-08 1998-12-08 Control device for turbocharged engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34907598A JP3826592B2 (en) 1998-12-08 1998-12-08 Control device for turbocharged engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000170588A JP2000170588A (en) 2000-06-20
JP3826592B2 true JP3826592B2 (en) 2006-09-27

Family

ID=18401329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34907598A Expired - Fee Related JP3826592B2 (en) 1998-12-08 1998-12-08 Control device for turbocharged engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3826592B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101857276B1 (en) * 2016-12-12 2018-05-11 현대오트론 주식회사 Method for Air-control in Transient States Using Diesel Engine Throttle

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6305167B1 (en) * 2000-03-31 2001-10-23 Detroit Diesel Corporation Method of controlling an engine with an EGR system
DE10114049A1 (en) * 2001-03-15 2002-09-19 Volkswagen Ag Method and device for controlling an external exhaust gas recirculation rate and / or an air-fuel ratio
JP2005207234A (en) 2004-01-20 2005-08-04 Denso Corp Engine control system
JP4165415B2 (en) 2004-02-27 2008-10-15 日産自動車株式会社 Engine control device
JP4802142B2 (en) * 2007-06-04 2011-10-26 Udトラックス株式会社 diesel engine
JP5190402B2 (en) * 2009-03-30 2013-04-24 ダイハツ工業株式会社 Control device
US9297319B2 (en) * 2010-12-31 2016-03-29 GM Global Technology Operations LLC Control of EGR, fresh mass air flow, and boost pressure for internal combustion engines
JP5929015B2 (en) 2011-06-06 2016-06-01 日産自動車株式会社 Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101857276B1 (en) * 2016-12-12 2018-05-11 현대오트론 주식회사 Method for Air-control in Transient States Using Diesel Engine Throttle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000170588A (en) 2000-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4320859B2 (en) Control device for turbocharged engine
JP4534514B2 (en) Diesel engine control device
US6725660B2 (en) Control device for variable-geometry turbocharger
US6973785B2 (en) Apparatus and method for controlling EGR in an engine
JP4492406B2 (en) Diesel engine intake / exhaust system
KR101951613B1 (en) Exhaust recirculation control method and exhaust recirculation control device
GB2453211A (en) Operating a turbocharged i.c. engine having high-pressure EGR
JP5169439B2 (en) Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system
EP2708721B1 (en) Internal combustion engine control apparatus
JP5649343B2 (en) Intake throttle control method for internal combustion engine
JP3826592B2 (en) Control device for turbocharged engine
JP4250824B2 (en) Control device for turbocharged engine
JP4258910B2 (en) Control device for turbocharged engine
JP6565109B2 (en) Control method and control apparatus for internal combustion engine
JP5494982B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2000073776A (en) Control device for engine with turbo-supercharger
EP0992663B1 (en) Control system for supercharged engine
JP2006299892A (en) Internal combustion engine with supercharger
JP2000205055A (en) Turbocharged engine control system
JP4000923B2 (en) Inlet throttle valve control device for turbocharged diesel engine for vehicle
JP2000110628A (en) Control device for engine incorporating supercharger
JP4395975B2 (en) Engine supercharging pressure control device
JP2004251201A (en) Control device for internal combustion engine
WO2021095250A1 (en) Method for estimating actual egr rate in egr system, and egr system
JP2000282879A (en) Engine provided with supercharger

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050906

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050831

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051107

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060613

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060626

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090714

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100714

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110714

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120714

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130714

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees