JP3843492B2 - Engine intake control device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンの吸気制御装置に関し、特に、電子制御されるスロットル弁制御装置とEGR制御装置とを備えたエンジンの制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子制御されるスロットル弁制御装置を備えたエンジンの吸入空気量の制御装置としては、例えば特開昭62−110536号等に示されるようなものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の吸入空気量の制御方式では、目標スロットル弁開度を目標エンジントルクとエンジン回転速度とから直接検索する構成となっていたため、EGR (排気還流) 装置を備えたエンジンには適用できないという問題があった。
【0004】
つまり、EGRを行わないことを前提として目標吸入空気量に対応する目標スロットル弁開度を設定しているが、EGRを行うと吸気圧が変化し、同一スロットル弁開度でも吸入空気量が変化してしまう。一方、EGR弁の開度も目標スロットル弁開度に対応する目標吸入空気量に合わせて目標EGRガス量が得られるような目標EGR弁開度を設定したとしても、EGRを行った結果吸気圧が変化するため、それによって目標EGRガス量が得られなくなってしまう。
【0005】
したがって、スロットル弁開度とEGR弁開度とを、相互に関連付けて制御する必要がある。
また、高地走行時等で大気圧が変化すると、同一質量の吸入空気量を得るのに必要なスロットル弁の開度が異なり、更に、排気圧が変化すると同一質量のEGRガス量を得るのに必要なEGR弁の開度が異なってくる。
【0006】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、スロットル弁とEGR弁とを協調させて制御し、合わせて大気圧や排気圧も考慮して制御することにより、吸入空気量とEGRガス量とをそれぞれの目標値に高精度に制御できるようにしたエンジンの吸気制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明は図1に示すように、
吸気系に介装されたスロットル弁の開度を目標値に制御するスロットル弁制御装置と、排気系と吸気系とを結ぶEGR通路に介装されたEGR弁の開度を目標値に制御するEGR制御装置とを備え、スロットル弁を通過する空気の量とEGR弁を通過するEGRガスの量とを制御するエンジンの吸気制御装置において、
エンジンの回転速度を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記スロットル弁を介しての目標吸入空気量を演算する目標吸入空気量演算手段と、
前記EGR弁を介しての目標EGRガス量を演算する目標EGRガス量演算手段と、
前記演算された目標吸入空気量と目標EGRガス量との和と、前記運転状態検出手段により検出されたエンジン回転速度とから、吸気系の目標開口面積を演算する目標開口面積演算手段と、
前記目標吸入空気量と目標EGRガス量の比率に対応して、前記吸気系の目標開口面積を、目標スロットル弁開口面積と目標EGR弁開口面積とに振り分ける目標開口面積振り分け手段と、
大気圧を検出する大気圧検出手段と、
前記目標スロットル弁開口面積を、大気圧で補正した第2目標スロットル弁開口面積を演算する目標スロットル弁開口面積補正演算手段と、
排気圧を検出する排気圧検出手段と、
前記目標EGR弁開口面積を、排気圧で補正した第2目標EGR弁開口面積を演算する目標EGR弁開口面積補正演算手段と、
前記スロットル弁が前記補正演算された第2目標スロットル弁開口面積が得られる開度となるように前記スロットル弁制御装置を駆動し、前記補正演算された第2目標EGR弁開口面積が得られる開度となるようにEGR制御装置を駆動することを特徴とする。
【0008】
(作用・効果)
目標吸入空気量と目標EGRガス量とを演算した後、これらを合計した全吸気量を得るのに必要な吸気系の目標開口面積を求めてから、該目標開口面積を、それぞれ目標吸入空気量、目標EGRガス量が得られるように目標スロットル弁開口面積と目標EGR弁開口面積とに振り分ける。
【0009】
さらに、振り分けられた目標スロットル弁開口面積を大気圧によって、また目標EGR弁開口面積を排気圧によって、それぞれ補正して、第2目標スロットル弁開口面積と第2目標EGR弁開口面積とを演算し、それぞれの補正演算された第2目標開口面積が得られるようにスロットル弁とEGR弁とを協調して制御する。
【0010】
したがって、EGRを行うことによって吸入空気量がずれたり、その結果EGRガス量もずれたりするようなことがなく、かつ、大気圧や排気圧の変化に対するスロットル弁やEGR弁の開口面積補正も行うことにより、目標吸入空気量と目標EGRガス量とを精度良く制御することができ、以てエンジン性能と排気浄化性能との両立性を高めることができる。
【0011】
また、請求項2に係る発明は、
前記目標スロットル弁開口面積補正演算手段は、基準圧と大気圧との比の平方根に基づいて、目標スロットル弁開口面積を補正して第2目標スロットル弁開口面積を演算し、
前記目標EGR弁開口面積補正演算手段は、基準圧と排気圧との比の平方根に基づいて、目標EGR弁開口面積を補正して第2目標EGR弁開口面積を演算することを特徴とする。
【0012】
(作用・効果)
スロットル弁やEGR弁による絞りを通過するガスの流量は、圧力の平方根に比例するので、基準圧と大気圧との比の平方根、及び基準圧と排気圧との平方根に基づいて、各目標開口面積を補正することにより、大気圧や排気圧の変化に対応した目標開口面積を求めることができる。
【0013】
また、請求項3に係る発明は、
前記大気圧検出手段は、大気圧をセンサにより直接検出することを特徴とする。
(作用・効果)
センサを設けることで、大気圧を精度良く検出することができる。
【0014】
また、請求項4に係る発明は、
前記大気圧検出手段は、運転状態検出手段に基づいて検出されたエンジンの運転状態に基づいて大気圧を推定して検出することを特徴とする。
(作用・効果)
大気圧を直接検出するセンサを設けることなく、他の運転状態の検出値から大気圧を推定して検出するので、コスト低減を図れる。
【0015】
また、請求項5に係る発明は、
前記排気圧検出手段は、排気圧をセンサにより直接検出することを特徴とする。
(作用・効果)
センサを設けることで、排気圧を精度良く検出することができる。
【0016】
また、請求項6に係る発明は、
前記排気圧検出手段は、前記運転状態検出手段に基づいて検出されたエンジンの運転状態に基づいて排気圧を推定して検出することを特徴とする。
(作用・効果)
排気圧を直接検出するセンサを設けることなく、他の運転状態の検出値から排気圧を推定して検出するので、コスト低減を図れる。
【0017】
また、請求項7に係る発明は、
目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク演算手段を含んで構成され、
前記目標吸入空気量演算手段は、前記演算された目標エンジントルクと、前記検出されたエンジン回転速度とに基づいて目標吸入空気量を演算することを特徴とする。
【0018】
(作用・効果)
目標エンジントルクを演算し、該目標エンジントルクが得られるように目標吸入空気量を演算して吸入空気量を制御するため、過渡運転時にも目標エンジントルクに応答性よく追従して良好な過渡運転性能を確保することができる。
また、請求項8に係る発明は、
アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段を含んで構成され、
前記検出されたアクセル操作量とエンジン回転速度とに基づいて目標エンジントルクを演算することを特徴とする。
【0019】
(作用・効果)
運転者の意志に応じたアクセル操作量とエンジン回転速度とにより、車両の目標駆動力が決定されるので、該目標駆動力が得られるような目標エンジントルクを演算することにより、良好な車両走行性能を得ることができる。
また、請求項9に係る発明は、
前記検出されたエンジン運転状態に基づいて目標空燃比が可変に設定され、
前記目標吸入空気量演算手段は、前記演算された目標エンジントルクと検出されたエンジン回転速度とに対応して演算された目標燃料供給量と、前記目標空燃比と、に基づいて目標吸入空気量を演算することを特徴とする。
【0020】
(作用・効果)
目標空燃比と目標エンジントルクとを同時に満たされるので、空燃比のリーン化促進により排気浄化性能と燃費とを改善しつつ、必要なエンジントルクを得て良好な運転性能を確保することができる。
また、請求項10に係る発明は、
前記目標EGRガス量演算手段は、前記演算された目標吸入空気量と設定された目標EGR率とに基づいて目標EGRガス量を演算することを特徴とする。
【0021】
(作用・効果)
吸入空気量に対するEGRガス量の比率が、所望の比率となるように制御されるため、エンジン性能とEGRによる排気浄化性能との両立性を満たすことができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図2は、本発明の一実施形態のシステム構成を示す。
アクセル操作量検出手段としてのアクセル操作量センサ1は、ドライバによって踏み込まれたアクセルペダルの操作量を検出する。
【0023】
運転状態検出手段の1つであるクランク角センサ2は、単位クランク角毎のポジション信号及び気筒行程位相差毎の基準信号を発生し、前記ポジション信号の単位時間当りの発生数を計測することにより、あるいは前記基準信号発生周期を計測することにより、エンジン回転速度を検出できる。
同じく運転状態検出手段の1つであるエアフローメータ3は、エンジン4への吸入空気量 (単位時間当りの吸入空気量) を検出する。
【0024】
同じく運転状態検出手段の1つである水温センサ5は、エンジンの冷却水温度を検出する。
エンジン4には、燃料噴射信号によって駆動し、燃料を直接燃焼室内に噴射供給する燃料噴射弁6、燃焼室に装着されて点火を行う点火栓7が設けられる。該燃焼室内への直接噴射方式により、層状燃焼によるリーン化が可能となり、空燃比を広範囲に可変制御することができる。また、エンジン4の吸気通路8には、スロットル弁9が介装され、該スロットル弁9の開度をDCモータ等により電子制御するスロットル弁制御装置10が備えられている。
【0025】
また、車速を検出する車速検出手段としての車速センサ11が設けられる。
前記各種センサ類からの検出信号は、コントロールユニット12へ入力され、該コントロールユニット12は、前記センサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じて前記スロットル弁制御装置10を介してスロットル弁9の開度を制御し、前記燃料噴射弁6を駆動して燃料噴射量 (燃料供給量) を制御し、点火時期を設定して該点火時期で前記点火栓7を点火させる制御を行う。
【0026】
また、エンジン1の排気通路21と吸気通路8とを接続するEGR通路22にEGR弁23が介装され、該EGR弁23の開度をステップモータ等により電子制御するEGR制御装置24が備えられている。
そして、前記コントロールユニット12により、エンジン回転速度Neとエンジン負荷 (燃料噴射量等で代表される) とで表される所定の領域でEGRを行い、目標EGR率 (EGRガス量/吸入空気流量) が得られるように、前記EGR制御装置に駆動信号を出力してEGR弁23の開度を制御する。
【0027】
前記排気通路21には、排気中の特定成分例えば酸素の濃度を検出して混合気の空燃比を検出する空燃比センサ25が設けられる。
また、大気圧を検出する大気圧センサ26、排気圧を検出する排気圧センサ27が設けられ、それらの検出信号はコントロールユニット12に入力され、前記スロットル弁9の開度やEGR弁23の開度の制御に使用される。
【0028】
図3は、本実施形態の機能構成を示す。
目標開口面積演算部Aには、目標吸入空気量tQairと、目標EGRガス量tQegrと、エンジン回転速度Neと、が入力され、これらの値に基づいて目標開口面積tAtotalが演算される。ここで、目標EGRガス量tQegrは目標EGR率に置き換えることも可能である。
【0029】
目標開口面積振り分け部Bには、前記目標開口面積演算部Aで演算された目標開口面積tAtotalと、目標吸入空気量tQairと、目標EGRガス量tQegr、とが入力され、これらの値に基づいて目標スロットル弁開口面積tAairと、目標EGR弁開口面積tAegrと、が演算される。
目標スロットル弁開口面積補正演算部Cは、大気圧に応じて前記目標スロットル弁開口面積tAairを補正した第2目標スロットル弁開口面積tAair2を演算し、目標EGR弁開口面積補正演算部Dは、排気圧に応じて前記目標EGR弁開口面積tAegrを補正した第2目標EGR弁開口面積tAegr2を演算する。
【0030】
目標スロットル弁開度補正演算部Eは、前記第2目標スロットル弁開口面積tAair2に応じた目標スロットル弁開度tTPSを演算する。
目標EGR弁開度演算部Fは、前記第2目標EGR弁開口面積tAegr2に応じた目標EGR弁開度tEGRを演算する。
スロットル弁制御装置10は、スロットル弁9の開度が前記目標スロットル弁開度tTPSと一致するようにスロットル弁9を駆動する。
【0031】
EGR制御装置24は、EGR弁23の開度が前記目標EGR弁開度tEGRと一致するようにEGR弁23を駆動する。
次に、前記演算機能を有するコントロールユニット12により前記スロットル弁9とEGR弁23とを制御するルーチンを、図4及び図5のフローチャートに従って説明する。
【0032】
ステップ1では、前記アクセル開度センサ1によって検出されたアクセル操作量 (アクセルペダル踏込み量) APSと、クランク角センサ2によって検出されたエンジン回転速度Neとに基づいて、車両の目標駆動力を得るのに要求される目標エンジントルクtTeを演算する。このステップ1の機能が目標エンジントルク演算手段を構成する。
【0033】
ステップ2では、前記エンジンの目標エンジントルクtTeと、クランク角センサ2からの検出信号に基づいて算出されたエンジン回転速度Neと、に基づいて、図示のようなマップからの検索等により、目標燃料量tQfを演算する。
ステップ3では、前記目標エンジントルクtTeと、エンジン回転速度Neとに基づいて、図示のようなマップからの検索等により、目標空燃比tA/Fを演算する。
【0034】
ステップ4では、前記目標燃料量tQfと、前記目標空燃比tA/Fとを乗算して、シリンダに吸入される吸気行程毎の目標吸入空気量tQairを算出する。以上ステップ1〜ステップ4の機能が、目標吸入空気量演算手段を構成する。ステップ5では、前記目標吸入空気量tQairに対して前記目標のEGR率tRegr (EGRガス量/吸入空気量) が得られる目標EGRガス量tQegrを次式により演算する。このステップ5の機能が、目標EGRガス量演算手段を構成する。
【0035】
tQegr=tQair×tRegr
ステップ6では、前記演算された目標吸入空気量tQairと目標EGRガス量tQegrを合計した目標吸気量 (tQair+tQegr) と、エンジン回転速度Neとに基づいて、吸気系の目標開口面積tAtotalが演算される。このステップ6の機能が、目標開口面積演算手段を構成する。
【0036】
ステップ7では、前記吸気系の目標開口面積tAtotalと、前記目標吸入空気量tQairと、目標EGRガス量tQegrと、に基づいて次式により、目標スロットル弁開口面積tAairと、目標EGR弁開口面積tAegrと、を演算する。このステップ7の機能が、目標開口面積振り分け手段を構成する。
tAair=tAtotal×tQair (tQair+tQegr) ・・▲1▼
tAegr=tAtotal×tQegr (tQair+tQegr) ・・▲2▼
ここで、目標スロットル弁開口面積tAairを目標吸入空気量tQairとエンジン回転速度Neとから、目標EGR弁開口面積Aegrを目標EGRガス量tQegrとエンジン回転速度Neとから、それぞれ個別に演算することはしない。
【0037】
つまり、吸入空気量とEGRガス量との間には、吸入空気量が変化すれば吸気圧が変化して同一EGR弁開度におけるEGRガス量も変化し、また、EGRガス量が変化すればやはり吸気圧が変化して同一スロットル弁開度における吸入空気量も変化するという相互関係があるからである。
したがって、一旦吸気系の目標開口面積tAtotalを目標吸入空気量tQairと目標EGRガス量tQegrとの和とエンジン回転速度Neとから演算し、目標開口面積tAtotalを前記▲1▼式と▲2▼式とに従って振り分けて目標スロットル弁開口面積tAairと目標EGR弁開口面積tAegrとを演算する必要がある。
【0038】
ステップ8では、前記目標スロットル弁開口面積tAairを、大気圧センサ26で検出された大気圧に応じて補正して第2目標スロットル弁開口面積tAair2を演算すると共に、前記目標EGR弁開口面積tAegrを、排気圧センサ27で検出された排気圧に応じて補正して第2目標EGR弁開口面積tAegr2を演算する。ここで、スロットル弁やEGR弁の絞りを通過する気体の流量は圧力の平方根に比例するので、下記▲3▼式及び▲4▼式に従って、前記第2目標スロットル弁開口面積tAair2及び第2目標EGR弁開口面積tAegr2を演算することができる。
【0039】
tAair2=tAair× (Pr/Pa) 1/2 ・・・▲3▼
tAegr2=tAegr× (Pr/Pe) 1/2 ・・・▲4▼
ここで、Pr:基準圧,Pa:大気圧,Pe:排気圧である。大気圧Pa,排気圧Peは、前記大気圧センサ26や排気圧センサ27により直接検出した値を用いれば、精度の良い検出値を用いて高精度な補正を行えるが、他のエンジン制御に使用する運転状態の検出値に基づいて推定した推定値を用いてもよく、この場合にはコストを低減できる。
【0040】
ステップ9では、前記補正演算された第2目標スロットル弁開口面積tAair2に応じた目標スロットル弁開度tTPSを演算する。
ステップ10では、前記補正演算された第2目標EGR弁開口面積tAegr2に応じた目標EGR弁開度tEGRを演算する。
ステップ11では、前記スロットル弁制御装置10を駆動して、スロットル弁9の開度が前記目標スロットル弁開度tTPSとなるようにフィードバック制御する。
【0041】
ステップ12では、前記EGR制御装置24を駆動して、EGR弁23の開度が前記目標EGR弁開度tEGRとなるようにフィードバック制御する。
このように、本実施形態によれば、電子制御されるスロットル弁とEGR弁とを協調制御し、また、それぞれ大気圧と排気圧とで補正して制御することにより、吸入空気量とEGRガス量とを同時に高い精度で制御でき、ひいてはエンジン出力性能と排気浄化性能との両立性を高めることができる。
【0042】
なお、本実施形態のように目標エンジントルクを演算するものでは、過渡運転性能をより高めることができるが、本発明は、目標エンジントルクを演算しないものに適用しても十分効果的である。
また、目標空燃比を可変制御するもの、特に直接燃料噴射式により空燃比を広範囲に可変制御するものにおいて、実際の空燃比を可変される目標空燃比に高精度に追従させることができる点で特に有利であるが、空燃比の制御範囲が限られたものに適用しても十分効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図2】本発明の一実施形態のシステム構成を示す図。
【図3】同上実施形態の機能構成を示すブロック図。
【図4】同上実施形態のスロットル弁及びEGR弁の制御ルーチンの前段を示すフローチャート。
【図5】同上ルーチンの後段を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 アクセル操作量センサ
2 クランク角センサ
4 エンジン
6 燃料噴射弁
7 コントロールユニット
8 吸気通路
9 スロットル弁
10 スロットル弁制御装置
11 車速センサ
12 コントロールユニット
21 排気通路
22 EGR通路
23 EGR弁
24 EGR制御装置
26 大気圧センサ
27 排気圧センサ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an engine intake control device, and more particularly, to an engine control technology including an electronically controlled throttle valve control device and an EGR control device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an engine intake air amount control device equipped with an electronically controlled throttle valve control device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-110536.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional intake air amount control method, the target throttle valve opening degree is directly searched from the target engine torque and the engine rotational speed. Therefore, an engine equipped with an EGR (exhaust gas recirculation) device is used. There was a problem that was not applicable.
[0004]
In other words, the target throttle valve opening corresponding to the target intake air amount is set on the assumption that EGR is not performed. However, when EGR is performed, the intake pressure changes, and the intake air amount also changes with the same throttle valve opening. Resulting in. On the other hand, even when the target EGR valve opening is set so that the target EGR gas amount can be obtained in accordance with the target intake air amount corresponding to the target throttle valve opening, the intake pressure of the EGR valve is determined as a result of the EGR. Changes, so that the target EGR gas amount cannot be obtained.
[0005]
Therefore, it is necessary to control the throttle valve opening and the EGR valve opening in association with each other.
Also, when the atmospheric pressure changes during high altitude travel, etc., the throttle valve opening required to obtain the same mass of intake air differs, and when the exhaust pressure changes, the same mass of EGR gas is obtained. The required opening of the EGR valve is different.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. By controlling the throttle valve and the EGR valve in cooperation, and taking control in consideration of the atmospheric pressure and the exhaust pressure, the intake air amount can be reduced. And an EGR gas amount can be controlled to their respective target values with high accuracy.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, as shown in FIG.
A throttle valve control device for controlling the opening degree of the throttle valve interposed in the intake system to a target value, and the opening degree of the EGR valve interposed in the EGR passage connecting the exhaust system and the intake system are controlled to the target value. An intake control device for an engine that includes an EGR control device and controls an amount of air passing through a throttle valve and an amount of EGR gas passing through the EGR valve;
An operating state detecting means for detecting an operating state including the rotational speed of the engine;
Target intake air amount calculating means for calculating a target intake air amount through the throttle valve;
Target EGR gas amount calculating means for calculating a target EGR gas amount through the EGR valve;
Target opening area calculating means for calculating a target opening area of the intake system from the sum of the calculated target intake air amount and target EGR gas amount and the engine speed detected by the operating state detecting means;
Corresponding to the ratio between the target intake air amount and the target EGR gas amount, target opening area distribution means for distributing the target opening area of the intake system into the target throttle valve opening area and the target EGR valve opening area;
Atmospheric pressure detection means for detecting atmospheric pressure;
Target throttle valve opening area correction calculating means for calculating a second target throttle valve opening area obtained by correcting the target throttle valve opening area with atmospheric pressure;
Exhaust pressure detecting means for detecting the exhaust pressure;
A target EGR valve opening area correction calculating means for calculating a second target EGR valve opening area in which the target EGR valve opening area is corrected by an exhaust pressure;
The throttle valve control device is driven so that the throttle valve has an opening at which the corrected and calculated second target throttle valve opening area is obtained, and the corrected and calculated second target EGR valve opening area is obtained. The EGR control device is driven so as to obtain a degree.
[0008]
(Action / Effect)
After calculating the target intake air amount and the target EGR gas amount, the target opening area of the intake system necessary to obtain the total intake amount obtained by summing them is obtained, and then the target opening area is set as the target intake air amount. The target throttle valve opening area and the target EGR valve opening area are distributed so as to obtain the target EGR gas amount.
[0009]
Further, the second target throttle valve opening area and the second target EGR valve opening area are calculated by correcting the distributed target throttle valve opening area by the atmospheric pressure and the target EGR valve opening area by the exhaust pressure. The throttle valve and the EGR valve are controlled in a coordinated manner so as to obtain the second target opening area calculated for each correction.
[0010]
Therefore, the amount of intake air does not shift by EGR, and as a result, the amount of EGR gas does not shift, and the opening area of the throttle valve and EGR valve is corrected for changes in atmospheric pressure and exhaust pressure. As a result, the target intake air amount and the target EGR gas amount can be controlled with high accuracy, thereby improving the compatibility between the engine performance and the exhaust purification performance.
[0011]
The invention according to
The target throttle valve opening area correction calculating means corrects the target throttle valve opening area based on the square root of the ratio between the reference pressure and the atmospheric pressure to calculate a second target throttle valve opening area;
The target EGR valve opening area correction calculating means calculates the second target EGR valve opening area by correcting the target EGR valve opening area based on the square root of the ratio between the reference pressure and the exhaust pressure.
[0012]
(Action / Effect)
Since the flow rate of the gas passing through the throttle by the throttle valve or EGR valve is proportional to the square root of the pressure, each target opening is determined based on the square root of the ratio between the reference pressure and the atmospheric pressure and the square root of the reference pressure and the exhaust pressure. By correcting the area, a target opening area corresponding to a change in atmospheric pressure or exhaust pressure can be obtained.
[0013]
The invention according to
The atmospheric pressure detecting means directly detects the atmospheric pressure with a sensor.
(Action / Effect)
By providing the sensor, the atmospheric pressure can be detected with high accuracy.
[0014]
The invention according to
The atmospheric pressure detecting means estimates and detects the atmospheric pressure based on the engine operating state detected based on the operating state detecting means.
(Action / Effect)
Without providing a sensor for directly detecting the atmospheric pressure, the atmospheric pressure is estimated and detected from the detected values of other operating states, so that the cost can be reduced.
[0015]
The invention according to
The exhaust pressure detecting means directly detects the exhaust pressure with a sensor.
(Action / Effect)
By providing the sensor, the exhaust pressure can be detected with high accuracy.
[0016]
The invention according to
The exhaust pressure detecting means estimates and detects the exhaust pressure based on the engine operating state detected based on the operating state detecting means.
(Action / Effect)
Without providing a sensor for directly detecting the exhaust pressure, the exhaust pressure is estimated and detected from the detected values of other operating states, so that the cost can be reduced.
[0017]
The invention according to claim 7
A target engine torque calculating means for calculating the target engine torque;
The target intake air amount calculating means calculates a target intake air amount based on the calculated target engine torque and the detected engine rotation speed.
[0018]
(Action / Effect)
Since the target engine torque is calculated and the target intake air amount is calculated so that the target engine torque is obtained and the intake air amount is controlled, the transient engine can follow the target engine torque with good responsiveness even during transient operation. Performance can be ensured.
The invention according to claim 8 is
An accelerator operation amount detecting means for detecting the accelerator operation amount is included,
A target engine torque is calculated based on the detected accelerator operation amount and engine rotational speed.
[0019]
(Action / Effect)
Since the target driving force of the vehicle is determined by the accelerator operation amount and the engine rotation speed according to the driver's will, it is possible to obtain a good vehicle running by calculating the target engine torque that can obtain the target driving force. Performance can be obtained.
The invention according to claim 9 is
A target air-fuel ratio is variably set based on the detected engine operating state,
The target intake air amount calculating means is configured to calculate a target intake air amount based on the target fuel supply amount calculated corresponding to the calculated target engine torque and the detected engine speed and the target air-fuel ratio. Is calculated.
[0020]
(Action / Effect)
Since the target air-fuel ratio and the target engine torque are satisfied at the same time, the required engine torque can be obtained and good driving performance can be ensured while improving the exhaust purification performance and fuel consumption by promoting the lean air-fuel ratio.
The invention according to
The target EGR gas amount calculation means calculates a target EGR gas amount based on the calculated target intake air amount and a set target EGR rate.
[0021]
(Action / Effect)
Since the ratio of the EGR gas amount to the intake air amount is controlled to a desired ratio, compatibility between engine performance and exhaust gas purification performance by EGR can be satisfied.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 shows a system configuration of an embodiment of the present invention.
An accelerator
[0023]
The
Similarly, an
[0024]
Similarly, a
The
[0025]
In addition, a
Detection signals from the various sensors are input to the
[0026]
Further, an
Then, the
[0027]
The
Further, an
[0028]
FIG. 3 shows a functional configuration of the present embodiment.
The target opening area calculator A receives the target intake air amount tQair, the target EGR gas amount tQegr, and the engine speed Ne, and the target opening area tTotal is calculated based on these values. Here, the target EGR gas amount tQegr can be replaced with the target EGR rate.
[0029]
The target opening area distribution unit B receives the target opening area tTotal calculated by the target opening area calculation unit A, the target intake air amount tQair, and the target EGR gas amount tQegr, and is based on these values. A target throttle valve opening area tAair and a target EGR valve opening area tAegr are calculated.
The target throttle valve opening area correction calculation unit C calculates a second target throttle valve opening area tAair2 in which the target throttle valve opening area tAair is corrected according to the atmospheric pressure, and the target EGR valve opening area correction calculation unit D A second target EGR valve opening area tAegr2 obtained by correcting the target EGR valve opening area tAegr according to the atmospheric pressure is calculated.
[0030]
The target throttle valve opening correction calculation unit E calculates a target throttle valve opening tTPS corresponding to the second target throttle valve opening area tAair2.
The target EGR valve opening degree calculation unit F calculates a target EGR valve opening degree tEGR corresponding to the second target EGR valve opening area tAegr2.
The throttle
[0031]
The
Next, a routine for controlling the throttle valve 9 and the
[0032]
In
[0033]
In
In
[0034]
In
[0035]
tQegr = tQair × tRegr
In
[0036]
In step 7, the target throttle valve opening area tAair and the target EGR valve opening area tAegr are obtained by the following equations based on the target opening area tAtotal of the intake system, the target intake air amount tQair, and the target EGR gas amount tQegr. And calculate. The function of step 7 constitutes a target opening area distribution means.
tAair = tTotal × tQair (tQair + tQegr) (1)
tAegr = tTotal × tQegr (tQair + tQegr) (2)
Here, calculating the target throttle valve opening area tAair from the target intake air amount tQair and the engine speed Ne, and calculating the target EGR valve opening area Aegr from the target EGR gas quantity tQegr and the engine speed Ne, respectively. do not do.
[0037]
That is, if the intake air amount changes between the intake air amount and the EGR gas amount, the intake pressure changes, and the EGR gas amount at the same EGR valve opening also changes, and if the EGR gas amount changes. This is because there is a mutual relationship that the intake pressure changes and the intake air amount at the same throttle valve opening also changes.
Accordingly, the target opening area tAtotal of the intake system is once calculated from the sum of the target intake air amount tQair and the target EGR gas amount tQegr and the engine rotational speed Ne, and the target opening area tAtotal is calculated by the above formulas (1) and (2). Thus, it is necessary to calculate the target throttle valve opening area tAair and the target EGR valve opening area tAegr.
[0038]
In step 8, the target throttle valve opening area tAair is corrected according to the atmospheric pressure detected by the
[0039]
tAair2 = tAair × (Pr / Pa) 1/2 ... (3)
tAegr2 = tAegr × (Pr / Pe) 1/2 ... (4)
Here, Pr is a reference pressure, Pa is an atmospheric pressure, and Pe is an exhaust pressure. The atmospheric pressure Pa and the exhaust pressure Pe can be corrected with high accuracy using the detected values that are directly detected by the
[0040]
In step 9, a target throttle valve opening tTPS corresponding to the corrected second target throttle valve opening area tAair2 is calculated.
In
In
[0041]
In
As described above, according to the present embodiment, the electronically controlled throttle valve and EGR valve are cooperatively controlled, and corrected by the atmospheric pressure and the exhaust pressure, respectively, so that the intake air amount and the EGR gas are controlled. It is possible to control the amount at the same time with high accuracy, and to improve the compatibility between the engine output performance and the exhaust purification performance.
[0042]
In addition, in the case where the target engine torque is calculated as in the present embodiment, the transient operation performance can be further improved, but the present invention is sufficiently effective even when applied to the case where the target engine torque is not calculated.
In addition, in the case where the target air-fuel ratio is variably controlled, particularly in the case where the air-fuel ratio is variably controlled by the direct fuel injection method, the actual air-fuel ratio can be made to follow the variable target air-fuel ratio with high accuracy. Although it is particularly advantageous, it is sufficiently effective even when applied to a limited air-fuel ratio control range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration / function of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a system configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a first stage of a control routine for a throttle valve and an EGR valve according to the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing a subsequent stage of the routine.
[Explanation of symbols]
1 Accelerator
10 Throttle valve control device
11 Vehicle speed sensor
12 Control unit
21 Exhaust passage
22 EGR passage
23 EGR valve
24 EGR controller
26 Atmospheric pressure sensor
27 Exhaust pressure sensor
Claims (10)
エンジンの回転速度を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記スロットル弁を介しての目標吸入空気量を演算する目標吸入空気量演算手段と、
前記EGR弁を介しての目標EGRガス量を演算する目標EGRガス量演算手段と、
前記演算された目標吸入空気量と目標EGRガス量との和と、前記運転状態検出手段により検出されたエンジン回転速度とから、吸気系の目標開口面積を演算する目標開口面積演算手段と、
前記目標吸入空気量と目標EGRガス量の比率に対応して、前記吸気系の目標開口面積を、目標スロットル弁開口面積と目標EGR弁開口面積とに振り分ける目標開口面積振り分け手段と、
大気圧を検出する大気圧検出手段と、
前記目標スロットル弁開口面積を、大気圧で補正した第2目標スロットル弁開口面積を演算する目標スロットル弁開口面積補正演算手段と、
排気圧を検出する排気圧検出手段と、
前記目標EGR弁開口面積を、排気圧で補正した第2目標EGR弁開口面積を演算する目標EGR弁開口面積補正演算手段と、
前記スロットル弁が前記補正演算された第2目標スロットル弁開口面積が得られる開度となるように前記スロットル弁制御装置を駆動し、前記補正演算された第2目標EGR弁開口面積が得られる開度となるようにEGR制御装置を駆動することを特徴とするエンジンの吸気制御装置。A throttle valve control device for controlling the opening degree of the throttle valve interposed in the intake system to a target value, and the opening degree of the EGR valve interposed in the EGR passage connecting the exhaust system and the intake system is controlled to the target value. An intake control device for an engine that includes an EGR control device and controls an amount of air passing through a throttle valve and an amount of EGR gas passing through the EGR valve;
An operation state detection means for detecting an operation state including the rotation speed of the engine;
Target intake air amount calculating means for calculating a target intake air amount through the throttle valve;
A target EGR gas amount calculating means for calculating a target EGR gas amount through the EGR valve;
Target opening area calculating means for calculating a target opening area of the intake system from the sum of the calculated target intake air amount and target EGR gas amount and the engine speed detected by the operating state detecting means;
Corresponding to the ratio between the target intake air amount and the target EGR gas amount, target opening area distribution means for distributing the target opening area of the intake system into the target throttle valve opening area and the target EGR valve opening area;
Atmospheric pressure detection means for detecting atmospheric pressure;
Target throttle valve opening area correction calculating means for calculating a second target throttle valve opening area in which the target throttle valve opening area is corrected by atmospheric pressure;
Exhaust pressure detecting means for detecting the exhaust pressure;
Target EGR valve opening area correction calculating means for calculating a second target EGR valve opening area in which the target EGR valve opening area is corrected by exhaust pressure;
The throttle valve control device is driven so that the throttle valve has an opening at which the corrected and calculated second target throttle valve opening area is obtained, and the corrected and calculated second target EGR valve opening area is obtained. An intake control device for an engine, wherein the EGR control device is driven so as to be at a predetermined degree.
前記目標EGR弁開口面積補正演算手段は、基準圧と排気圧との比の平方根に基づいて、目標EGR弁開口面積を補正して第2目標EGR弁開口面積を演算することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの吸気制御装置。The target throttle valve opening area correction calculating means corrects the target throttle valve opening area based on the square root of the ratio between the reference pressure and the atmospheric pressure to calculate a second target throttle valve opening area;
The target EGR valve opening area correction calculating means calculates the second target EGR valve opening area by correcting the target EGR valve opening area based on the square root of the ratio of the reference pressure and the exhaust pressure. Item 2. The engine intake control device according to Item 1.
前記目標吸入空気量演算手段は、前記演算された目標エンジントルクと、前記検出されたエンジン回転速度とに基づいて目標吸入空気量を演算することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載のエンジンの吸気制御装置。A target engine torque calculating means for calculating the target engine torque;
7. The target intake air amount calculating means calculates a target intake air amount based on the calculated target engine torque and the detected engine rotation speed. An intake control device for an engine according to claim 1.
前記検出されたアクセル操作量とエンジン回転速度とに基づいて目標エンジントルクを演算することを特徴とする請求項7に記載のエンジンの吸気制御装置。An accelerator operation amount detecting means for detecting the accelerator operation amount is included,
8. The engine intake control device according to claim 7, wherein a target engine torque is calculated based on the detected accelerator operation amount and engine rotational speed.
前記目標吸入空気量演算手段は、前記演算された目標エンジントルクと検出されたエンジン回転速度とに対応して演算された目標燃料供給量と、前記目標空燃比と、に基づいて目標吸入空気量を演算することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載のエンジンの吸気制御装置。A target air-fuel ratio is variably set based on the detected engine operating state,
The target intake air amount calculation means is configured to calculate a target intake air amount based on the target fuel supply amount calculated corresponding to the calculated target engine torque and the detected engine speed and the target air-fuel ratio. The engine intake control device according to any one of claims 1 to 8, characterized by:
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