JP3879343B2 - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents

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    • F02M26/28Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
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    • 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

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はディーゼルエンジンの制御装置、特にEGR装置(排気の一部を吸気通路へ再循環させる装置)と過給機を備えるものに関する。
【0002】
【従来の技術】
ターボ過給機とEGR流量を制御可能なEGR弁とを備え、ターボ過給機を作動させて過給を行う領域とEGR弁を開いてEGRを行う領域とを分けるようにしたものがある(特開平7−139413号公報参照)。
【0003】
また、タービン内に可変ノズルを有する可変容量ターボ過給機とEGR弁を備え、特に過渡時におけるEGR量および可変ノズルのノズル開度の制御法を検討したもの(IMechE 1997 C524/127/97参照)や可変容量ターボ過給機と、設定が連続的でなく数段の段階的設定が可能なEGR弁とを備え、可変ノズルの開口面積でEGR量を制御するようにしたもの等がある(社団法人 自動車技術会 発行『学術講演会前刷集965 1996−10』 第193頁〜第196頁参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらの従来装置は、どれも基本的に、EGR量を変化させる際に可変ノズルのノズル開度を一定値にホールドし、また過給圧を変化させる際にEGR弁開度を一定値にホールドして、排気エミッションの最適値を得ようとするものである。
【0005】
ここで、ノズル開度とEGR弁開度の一方をホールドした状態で他方を変化させるようにしているのは次の理由による。過給圧制御という観点からみると、EGR制御も、過給圧制御の役割を物理的に果たしている。つまり、EGR量を変化させることにより過給圧も変化する。逆に、過給圧を変化させると、排気圧力が変化するため、EGR量も変化することになり、過給圧とEGR量とは独立に制御できないこと、また、ややもするとお互いに制御上の外乱となっていることにある。この結果、従来技術では、ある程度妥協した使い方にならざるを得ない。
【0006】
なお、一方を変化させた場合に、制御精度を確保するには、他方を適合し直すことであるが、他方を適合し直した後には、もう一方を再適合しなければならなくなるので、この方法では、過渡時の制御精度を確保することが困難である。
【0007】
このように、過給圧とEGR量とはお互いに影響を与えるため、EGR量を変えると、ノズル開度を変える必要があるなど適切な適合が困難な上に、特に過渡時は双方の制御精度が低下する。
【0008】
その一方で、ディーゼルエンジンの場合、過給圧とEGR量それぞれが排気中の有害物の排出量に感度をもち、排気中の有害排出物の低減のためにはこれらを最適な値に設定することが必要である。特に、過渡時にこれらお互いの目標値を達成して、排気エミッションと運転性を両立するためには、それぞれをアクティブに変化させることが望まれる。
【0009】
そこでこの発明は、運転条件に応じて目標吸入空気量(または目標過給圧)を演算し、この目標吸入空気量とEGR装置の制御目標値から過給機の作動目標値を設定することにより、EGR装置の制御目標値が変化しても、目標吸入空気量を達成し、過渡を含めた過給機とEGR装置の制御性を向上させることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、図87に示すように、過給機61とEGR装置62とを備え、前記EGR装置62の制御目標値(たとえば目標EGR量Tqek)を運転条件に応じて演算する手段63と、このEGR装置62の制御目標値となるように前記EGR装置62を制御する手段64と、運転条件に応じた目標吸入空気量tQacまたは目標過給圧を演算する手段65と、この目標吸入空気量tQacまたは目標過給圧と前記EGR装置62の制御目標値とに基づき、目標吸入空気量または目標過給圧の大きな領域においてEGR装置の制御目標値が増えるほど過給圧を高める側に、これに対して目標吸入空気量または目標過給圧の小さな領域において目標吸入空気量または目標過給圧が小さくなるほど過給圧を高める側に前記過給機61の作動目標値を設定する手段66と、この過給機61の作動目標値となるように前記過給機61を制御する手段67とを設けた。
【0011】
第2の発明では、第1の発明において前記過給機61の作動目標値を設定する際に、前記EGR装置62の制御目標値に代えて、その制御目標値に遅れ処理を施した値を用いる。
【0012】
第3の発明では、第1または第2の発明において前記過給機61の作動目標値が、過給機61の開口面積または開口面積相当値の目標値である。
【0013】
第4の発明では、第3の発明において前記開口面積相当値が開口割合である。
【0017】
の発明では、第の発明においてエンジンの回転速度と燃料噴射量の積が増加する場合にその所定時間当たり増加量に応じて前記過給機61の開口面積または開口面積相当値の目標値を過給圧が大きくなる側に補正する。
【0018】
の発明では、第3の発明において前記過給機61の開口面積または開口面積相当値の目標値を排気組成が最適となるように設定する第1の手段と、前記過給機61の開口面積または開口面積相当値の目標値を燃費が最適となるように設定する第2の手段とを備え、エンジンの暖機完了前に前記第1の手段を、暖機完了後になると前記第2の手段を選択する。
【0019】
の発明では、第3の発明において前記過給機61の開口面積または開口面積相当値の目標値を燃費が最適となるように設定する第1の手段と、前記過給機61の開口面積または開口面積相当値の目標値を排気組成が最適となるように設定する第2の手段と、冷却水温Twを検出する手段とを備え、この冷却水温Twにより、前記第1の手段により設定される開口面積または開口面積相当値の目標値と、前記第2の手段により設定される開口面積または開口面積相当値の目標値とを補間計算した値を、前記過給機61の開口面積または開口面積相当値の目標値として設定する。
【0020】
の発明では、第1の発明において前記EGR装置62の制御目標値が目標EGR率である。
【0021】
の発明では、第1の発明において前記EGR装置62の制御目標値が目標EGR量である。
【0022】
10の発明は、図88に示すように、過給機61とEGR装置62とを備え、前記EGR装置62の1シリンダ当たり制御目標値(たとえば目標EGR量Tqec)を運転条件に応じて演算する手段71と、このEGR装置62の1シリンダ当たり制御目標値となるように前記EGR装置62を制御する手段72と、運転条件に応じた1シリンダ当たり目標吸入空気量tQacを演算する手段73と、この1シリンダ当たり目標吸入空気量tQacと前記EGR装置62の1シリンダ当たり制御目標値とエンジン回転速度とエンジン負荷の4つのパラメータに基づいて前記過給機61の作動目標値を設定する手段74と、この過給機61の作動目標値となるように前記過給機61を制御する手段67とを設けた。
【0023】
11の発明では、第10の発明において前記作動目標値設定手段74が、エンジン回転速度とエンジン負荷をパラメータとして運転条件の属する領域を予め複数に区分けする手段と、前記領域を区分けする格子点位置の運転条件毎に前記1シリンダ当たり目標吸入空気量tQacと前記EGR装置62の1シリンダ当たり制御目標値とに応じた前記過給機61の作動目標値を予め設定するマップと、現在の運転条件が前記区分けした小領域のいずれに属するかを判定する手段と、この判定した領域の4隅の格子点位置のマップを、現在の1シリンダ当たり目標吸入空気量tQacと前記EGR装置62の現在の1シリンダ当たり制御目標値とから検索し、その検索した4つの値を用いた補間計算により前記過給機61の現在の運転条件に対応する作動目標値を演算する手段とからなる。
【0024】
12の発明では、第11の発明において前記マップ値を燃費が最適となるように設定する。
【0025】
13の発明では、第11の発明において前記過給機の作動値を変化させても吸入空気量がほとんど変化しない領域に属する前記マップの値を固定値とする。
【0026】
14の発明では、第11から第13までのいずれか一つの発明において前記エンジン回転速度に代えて排気流量を用いる。
【0027】
15の発明では、第11から第13までのいずれか一つの発明において前記マップを検索する際に、現在の1シリンダ当たり目標吸入空気量tQacと前記EGR装置62の現在の1シリンダ当たり制御目標値に代えて、それらにそれぞれ遅れ処理を施した値を用いる。
【0028】
16の発明では、第10から第15までのいずれか一つの発明において前記過給機61の作動目標値が過給機61の開口割合または開口面積相当値の目標値である。
【0029】
17の発明では、第10の発明において前記EGR装置62の1シリンダ当たり制御目標値が1シリンダ当たりの目標EGR量Tqecである。
【0030】
【発明の効果】
第1、第3、第、第の発明によれば、運転条件に応じて目標吸入空気量(または目標過給圧)を演算し、この目標吸入空気量とEGR装置の制御目標値とに基づいて、過給機の作動目標値を設定するようにしたので、EGR装置の制御目標値が変化しても、目標吸入空気量が得られることになり、過渡を含めた過給機とEGR装置の制御性が向上し、これによってお互いの性能を十分に発揮させることができる。また、適合の簡易化、ロジックの簡易化も可能である。
【0031】
特に過渡時には、EGR装置の制御目標値を演算してからEGR装置の制御実際値が制御目標値に追いつくまでに遅れがあり、その制御目標値からのずれ分だけ過給機の作動目標値に誤差が生じ、目標吸入空気量が得られなくなる可能性があるが、第2の発明によれば、EGR装置の制御実際値である制御目標値に遅れ処理を施した値を用いるので、過渡時においても、目標吸入空気量が得られるように過給機を制御できる。
【0032】
第4の発明によれば、汎用性を持たせることができる。
【0036】
負荷の変化が大きい加速時には過給圧の立ち上がりよりも排気圧の上昇スピードのほうが速く、そのぶん充填効率の低下を起こしやすくなるのであるが、第の発明によれば、加速時の過給圧の立ち上がり遅れに伴う充填効率の低下を回避できる。
【0037】
の発明によれば、エンジンの暖機完了前には排気組成が最適となり、暖機完了後には燃費が最適となるように過給機を制御できる。
【0038】
の発明によれば、エンジンの暖機途中において排気組成と燃費を両立できる。
【0039】
10、第11、第12、第16、第17の発明によれば、エンジン負荷をも直接のパラメータとして過給機の作動目標値を設定あるいは演算するので、エンジン負荷に応じて過給機の作動目標値を変えたいという要求に応じることができる。
【0040】
13の発明によれば、低回転低負荷の条件のように、過給機の作動値を変化させても吸入空気量がほとんど変化しない領域での無駄な過給機作動を避けることができる。
【0041】
14の発明によれば、タービン効率の特性をよくトレースでき、マップ数も減らせる。
【0042】
15の発明によれば、吸気管容積があることに伴う空気の供給遅れや過給機の作動応答遅れがある場合に有効であるが、実験してみると、吸気管容積が大きい場合や過給機の作動応答遅れが大きい場合よりも、吸気管容積が小さい場合や過給機の作動応答遅れが小さい場合のほうがかえって精度の高い制御を行うことができる。
【0043】
【発明の実施の形態】
図1に、熱発生のパターンが単段燃焼となる、いわゆる低温予混合燃焼を行わせるための構成を示す。なお、この構成そのものは特開平8−86251号公報などにより公知である。
【0044】
さて、NOxの生成は燃焼温度に大きく依存し、その低減には燃焼温度の低温化が有効である。低温予混合燃焼では、EGRによる酸素濃度の低減で、低温燃焼を実現するため、排気通路2と吸気通路3のコレクタ部3aとを結ぶEGR通路4に、負圧制御弁5からの制御負圧に応動するダイヤフラム式のEGR弁6を備えている。
【0045】
負圧制御弁5は、コントロールユニット41からのデューティ制御信号により駆動されるもので、これによって運転条件に応じた所定のEGR率を得るようにしている。たとえば、低回転低負荷域でEGR率を最大の100パーセントとし、回転速度、負荷が高くなるに従い、EGR率を減少させる。高負荷側では排気温度が上昇するため、多量のEGRガスを還流すると、吸気温度の上昇によってNOx低減の効果が減少したり、噴射燃料の着火遅れ期間が短くなって予混合燃焼が実現できなくなる等のため、EGR率を段階的に減少させている。
【0046】
EGR通路4の途中には、EGRガスの冷却装置7を備える。これは、EGR通路4の周りに形成されエンジン冷却水の一部が循環されるウォータジャケット8と、冷却水の導入口7aに設けられ冷却水の循環量を調整可能な流量制御弁9とからなり、コントロールユニット41からの指令により、制御弁9を介して循環量を増やすほどEGRガスの冷却度が増す。
【0047】
燃焼促進のため吸気ポート近傍の吸気通路に所定の切欠を有するスワールコントロールバルブ(図示しない)を備える。コントロールユニット41により、このスワールコントロールバルブが低回転低負荷域で閉じられると、燃焼室に吸入される吸気の流速が高まり燃焼室にスワールが生成される。
【0048】
燃焼室は大径トロイダル燃焼室(図示しない)である。これは、ピストンキャビティを、入口を絞らずピストンの冠面から底部まで円筒状に形成したもので、その底部中央には、圧縮行程後期にピストンキャビティの外部から旋回しながら流れ込むスワールに抵抗を与えないように、さらに空気と燃料の混合を良好にするため、円錐部が形成されている。この入口を絞らない円筒状のピストンキャビティにより、前述のスワールバルブ等によって生成されたスワールは、燃焼過程でピストンが下降していくのに伴い、ピストンキャビティ内からキャビティ外に拡散され、キャビティ外でもスワールが持続される。
【0049】
エンジンにはコモンレール式の燃料噴射装置10を備える。コモンレール式の燃料噴射装置10の構成も公知(第13回内燃機関シンポジウム講演論文集第73頁〜第77頁参照)であり、図2により概説する。
【0050】
この燃料噴射装置10は、主に燃料タンク11、燃料供給通路12、サプライポンプ14、コモンレール(蓄圧室)16、気筒毎に設けられるノズル17からなり、サプライポンプ14により加圧された燃料は燃料供給通路15を介して蓄圧室16にいったん蓄えられたあと、蓄圧室16の高圧燃料が気筒数分のノズル17に分配される。
【0051】
ノズル17は、針弁18、ノズル室19、ノズル室19への燃料供給通路20、リテーナ21、油圧ピストン22、針弁18を閉弁方向(図で下方)に付勢するリターンスプリング23、油圧ピストン22への燃料供給通路24、この通路24に介装される三方弁(電磁弁)25などからなり、ノズル内の通路20と24が連通して油圧ピストン22上部とノズル室19にともに高圧燃料が導かれる三方弁25のOFF時(ポートAとBが連通、ポートBとCが遮断)には、油圧ピストン22の受圧面積が針弁18の受圧面積より大きいことから、針弁18が着座状態にあるが、三方弁25がON状態(ポートAとBが遮断、ポートBとCが連通)になると、油圧ピストン22上部の燃料が戻し通路28を介して燃料タンク11に戻され、油圧ピストン22に作用する燃料圧力が低下する。これによって針弁18が上昇してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。三方弁25をふたたびOFF状態に戻せば、油圧ピストン22に蓄圧室16の高圧燃料が導びかれて燃料噴射が終了する。つまり、三方弁25のOFFからONへの切換時期により燃料の噴射開始時期が、またON時間により燃料噴射量が調整され、蓄圧室16の圧力が同じであれば、ON時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。26は逆止弁、27はオリフィスである。
【0052】
この燃料噴射装置10にはさらに、蓄圧室圧力を調整するため、サプライポンプ14から吐出された燃料を戻す通路13に圧力調整弁31を備える。この調整弁31は通路13の流路を開閉するもので、蓄圧室16への燃料吐出量を調整することにより蓄圧室圧力を調整する。蓄圧室16の燃料圧力(噴射圧)によって燃料噴射率が変化し、蓄圧室16の燃料圧力が高くなるほど燃料噴射率が高くなる。
【0053】
アクセル開度センサ33、エンジン回転速度とクランク角度を検出するセンサ34、気筒判別のためのセンサ35、水温センサ36からの信号が入力されるコントロールユニット41では、エンジン回転速度とアクセル開度に応じて目標燃料噴射量と蓄圧室16の目標圧力を演算し、圧力センサ32により検出される蓄圧室圧力がこの目標圧力と一致するように圧力調整弁31を介して蓄圧室16の燃料圧力をフィードバック制御する。
【0054】
また、演算した目標燃料噴射量に対応して三方弁25のON時間を制御するほか、三方弁25のONへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所定の噴射開始時期を得るようにしている。たとえば、高EGR率の低回転低負荷側で噴射燃料の着火遅れ期間が長くなるように燃料の噴射時期(噴射開始時期)をピストン上死点(TDC)にまで遅延している。この遅延により、着火時期の燃焼室内の温度を低温状態にし、予混合燃焼比率を増大させることにより、高EGR率域でのスモークの発生を抑える。これに対して、回転速度、負荷が高くなるにしたがい、噴射時期を進めている。これは、着火遅れの時間が一定であっても、着火遅れクランク角度(着火遅れの時間をクランク角度に換算した値)がエンジン回転速度の増加に比例して大きくなり、低EGR率時に所定の着火時期を得るために、噴射時期を進めるのである。
【0055】
図1に戻り、EGR通路4の開口部下流の排気通路2に可変容量ターボ過給機を備える。これは、排気タービン52のスクロール入口に、負圧アクチュエータ54により駆動される可変ノズル53を設けたもので、コントロールユニット41により、可変ノズル53は低回転域から所定の過給圧が得られるように、低回転側では排気タービン52に導入される排気の流速を高めるノズル開度(傾動状態)に、高回転側では排気を抵抗なく排気タービン52に導入させノズル開度(全開状態)に制御する。
【0056】
上記の負圧アクチュエータ54は、制御負圧に応動して可変ノズル53を駆動するダイヤフラムアクチュエータ55と、このアクチュエータ55への制御負圧を調整する負圧制御弁56とからなり、可変ノズル53の開口割合が、後述するようにして得られる目標開口割合Rvntとなるように、デューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が負圧制御弁56に出力される。
【0057】
さて、過給圧制御という観点からみると、EGR制御も、過給圧制御の役割を物理的に果たしている。つまり、EGR量を変化させることにより過給圧も変化する。逆に、過給圧を変化させると、排気圧力が変化するため、EGR量も変化することになり、過給圧とEGR量とは独立に制御できない。また、ややもするとお互いに制御上の外乱となっている。なお、一方を変化させた場合に、制御精度を確保するには、他方を適合し直すことであるが、他方を適合し直した後には、もう一方を再適合しなければならなくなるので、この方法では、過渡時の制御精度を確保することが困難である。
【0058】
このように、過給圧とEGR量とはお互いに影響を与え、EGR量を変えると、ノズル開度を変える必要があるなど適切な適合が困難な上に、特に過渡時は双方の制御精度が低下するので、コントロールユニット41では、運転条件に応じて目標吸入空気量tQacを演算し、この目標吸入空気量tQacと目標EGR量や目標EGR率Megrに遅れ処理を施した値である実EGR量Qecや実GR率Megrdからターボ過給機の作動目標値である可変ノズル53の目標開口割合Rvntを設定するようにしている。
【0059】
コントロールユニット41で実行されるこの制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明する。なお、後述する図3、図4、図8〜図14は先願装置(特願平9−92306号参照)で、また図7(ただしステップ6でKqac00を導入する点を除く)は別の先願装置(特願平9−125892号参照)ですでに提案しているところと同様である。
【0060】
まず、図3は目標燃料噴射量Qsolを演算するためのもので、REF信号(クランク角の基準位置信号で、4気筒エンジンでは180度毎、6気筒エンジンでは120度毎の各信号)の入力毎に実行する。
【0061】
ステップ1、2でエンジン回転速度Neとアクセル開度Clを読み込み、ステップ3では、これらNeとClに基づいて、図4を内容とするマップを検索すること等により、基本燃料噴射量Mqdrvを演算し、ステップ4ではこの基本燃料噴射量Mqdrvに対してエンジン冷却水温等による増量補正を行い、補正後の値を目標燃料噴射量Qsolとして設定する。
【0062】
図5はEGR弁6の開口面積Aevを演算するためのもので、REF信号の入力毎に実行する。ステップ1では目標EGR量Tqekを演算する。このTqekの演算については図7のフローにより説明する。
【0063】
図7(図5ステップ1のサブルーチン)において、ステップ1、2では1シリンダ当たりの吸入空気量Qacnと目標EGR率Megrを演算する。
【0064】
ここで、Qacnの演算については図8のフローにより、またMegrの演算については図11のフローにより説明する。
【0065】
まず、図8において、ステップ1ではエンジン回転速度Neを読み込み、このエンジン回転速度Neとエアフローメータより得られる吸入空気量Qas0とから
【0066】
【数1】
Qac0=(Qas0/Ne)×KCON#
ただし、KCON#:定数、
の式により1シリンダ当たりの吸入空気量Qac0を演算する。
【0067】
上記のエアフローメータ39(図1参照)は、コンプレッサ上流の吸気通路3に設けており、エアフローメータ39からコレクタ部3aまでの輸送遅れ分のディレイ処理を行うため、ステップ3ではL(ただしLは定数)回前のQac0の値をコレクタ入口部3a位置における1シリンダ当たりの吸入空気量Qacnとして求めている。そして、ステップ4ではこのQacnに対して
【0068】
【数2】
Qac=Qacn-1×(1−KIN×KVOL)
+Qacn×KIN×KVOL
ただし、KIN:体積効率相当値、
KVOL:VE/NC/VM、
VE:排気量、
NC:気筒数、
VM:吸気系容積、
Qacn-1:前回のQac、
の式(一次遅れの式)により吸気弁位置における1シリンダ当たりの吸入空気量(この吸入空気量を、以下「シリンダ吸入空気量」で略称する。)Qacを演算する。これはコレクタ入口部3aから吸気弁までのダイナミクスを補償するためのものである。
【0069】
上記数1式右辺の吸入空気量Qas0の検出については図9のフローにより説明する。図9のフローは4msec毎に実行する。
【0070】
ステップ1ではエアフローメータ39の出力電圧Usを読み込み、このUsからステップ2で図10を内容とする電圧−流量変換テーブルを検索すること等により吸入空気量Qas0 dを演算する。さらに、ステップ3でこのQas0 dに対して加重平均処理を行い、その加重平均処理値を吸入空気量Qas0として設定する。
【0071】
次に、図11において、ステップ1ではエンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、エンジン冷却水温Twを読み込む。ステップ2ではエンジン回転速度Neと目標燃料噴射量Qsolから図12を内容とするマップを検索すること等により基本目標EGR率Megrbを演算する。この場合、基本目標EGR率は、エンジンの使用頻度の高い領域、つまり低回点、低負荷(低噴射量)になるほど大きくなり、スモークが発生しやすい高出力時には小さくする。
【0072】
次にステップ3で冷却水温Twから図13を内容とするテーブルを検索すること等により、基本目標EGR率の水温補正係数Kegr twを演算する。そして、ステップ4において、基本目標EGR率とこの水温補正係数とから、
【0073】
【数3】
Megr=Megrb×Kegr tw
の式により目標EGR率Megrを算出する。
【0074】
ステップ5ではエンジンの状態が完爆状態であるか否かを判定する。ただし、この完爆の判定は、図14のフローで後述する。
【0075】
ステップ6では完爆状態かどうかみて、完爆状態のときは、今回の処理をそのまま終了し、完爆状態でないと判定されたときは、目標EGR率Megrを0として今回の処理を終了する。
【0076】
これにより、エンジンの完爆後にEGR制御が行われ、完爆前は安定した始動性を確保するためにもEGRは行われない。
【0077】
図14はエンジンの完爆を判定するためのものである。ステップ1でエンジン回転速度Neを読み込み、このエンジン回転速度Neと完爆回転速度に相当する完爆判定スライスレベルNRPMKとをステップ2において比較する。Neのほうが大きいときは完爆と判断し、ステップ3に進む。ここでは、カウンタTmrkbと所定時間TMRKBPとを比較し、カウンタTmrkbが所定時間よりも大きいときは、ステップ4に進み、完爆したものとして処理を終了する。
【0078】
これに対して、ステップ2でNeのほうが小さいときは、ステップ6に進み、カウンタTmrkbをクリアし、ステップ7で完爆状態にはないものとして処理を終了する。また、ステップ2でNeよりも大きいときでも、ステップ3でカウンタTmrkbが所定時間よりも小さいときは、ステップ5でカウンタをインクリメントし、完爆でないと判断する。
【0079】
これらにより、エンジン回転速度が所定値(たとえば400rpm)以上であって、かつこの状態が所定時間にわたり継続されたときに完爆したものと判定するのである。
【0080】
このようにして図8によりシリンダ吸入空気量Qacn、図11により目標EGR率Megrの演算を終了したら、図7のステップ3に戻り、両者から
【0081】
【数4】
Mqec=Qacn×Megr
の式により要求EGR量Mqecを演算する。
【0082】
ステップ4ではこのMqecに対して、KIN×KVOLを加重平均係数とする
【0083】
【数5】
Rqec=Mqec×KIN×KVOL
+Rqecn-1×(1−KIN×KVOL)
ただし、KIN:体積効率相当値、
KVOL:VE/NC/VM、
VE:排気量、
NC:気筒数、
VM:吸気系容積、
Rqecn-1:前回の中間処理値、
の式により、中間処理値(加重平均値)Rqecを演算し、このRqecと要求EGR量Mqecを用いてステップ5で
【0084】
【数6】
Tqec=Mqec×GKQEC
+Rqecn-1×(1−GKQEC)
ただし、GKQEC:進み補正ゲイン、
の式により進み補正を行って、1シリンダ当たりの目標EGR量Tqecを演算する。要求値に対して吸気系の遅れ(すなわちEGR弁6→コレクタ部3a→吸気マニホールド→吸気弁の容量分の遅れ)があるので、ステップ4、5はこの遅れ分の進み処理を行うものである。
【0085】
ステップ6では
【0086】
【数7】
Tqek=Tqec×(Ne/KCON#)/Kqac00
ただし、Kqac00:EGR量フィードバック補正係数、
KCON#:定数、
の式により単位変換(1シリンダ当たり→単位時間当たり)を行って、目標EGR量Tqekを求める。なお、EGR量フィードバック補正係数Kqac00の演算については後述する(図54参照)。
【0087】
このようにして目標EGR量Tqekの演算を終了したら、図5のステップ2に戻り、EGRガス(EGR弁を流れるガス)の流速(このEGRガスの流速を以下、単に「EGR流速」という)Cqeを演算し、このEGR流速Cqeと目標EGR量Tqekとから
【0088】
【数8】
Aev=Tqek/Cqe
の式でEGR弁開口面積Aevを演算する。なお、EGR流速Cqeの演算については後述する(図63により参照)。
【0089】
このようにして得られたEGR弁開口面積Aevは、図示しないフローにおいて図6を内容とするテーブルを検索する等によりEGR弁6のリフト量に変換され、このEGR弁リフト量になるように、負圧制御弁5へのデューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が負圧制御弁5に出力される。
【0090】
次に、図15、図16はターボ過給機駆動用の負圧制御弁56に与える制御指令デューティ値Dtyvntを演算するためのもので、一定時間毎(たとえば10msec毎)に実行する。
【0091】
図15を第1実施形態、図16を第2実施形態とすると、2つの実施形態では可変ノズル53の目標開口割合Rvntを演算するのに用いるパラメータに違いがある(図15の第1実施形態では実EGR量Qecに基づいて、また図16の第2実施形態では実EGR率Megrdに基づいて可変ノズル53の目標開口割合Rvntを演算する)。
【0092】
なお、図15、図16はメインルーチンで、制御の大きな流れは図示のステップに従うものであり、各ステップの処理に対してサブルーチンが用意されている。したがって、以下ではサブルーチンを中心に説明していく。
【0093】
図17(図15、図16のステップ1のサブルーチン)は実EGR率を演算するためのもので、REF信号の入力毎に実行する。ステップ1で目標EGR率Megr(図11で既に得ている)を読み込み、ステップ2でコレクタ容量分の時定数相当値Kkinを演算する。このKkinの演算については図18のフローにより説明する。
【0094】
図18(図17のステップ2のサブルーチン)において、ステップ1でエンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、後述する実EGR率の前回値であるMegrdn-1[%]を読み込み、このうちNeとQsolからステップ2において図19を内容とするマップを検索すること等により体積効率相当基本値Kinbを演算し、ステップ3では
【0095】
【数9】
Kin=Kinb×1/(1+Megrdn-1/100)
の式により体積効率相当値Kinを演算する。これはEGRによって体積効率が減少するので、その分の補正を行うようにしたものである。
【0096】
このようにして求めたKinに対し、ステップ4において吸気系容積とシリンダ容積の比相当の定数であるKVOL(図8のステップ4参照)を乗じた値をコレクタ容量分の時定数相当値Kkinとして演算する。
【0097】
このようにしてKkinの演算を終了したら図17のステップ3に戻り、このKkinと目標EGR率Megrを用い、
【0098】
【数10】
Megrd=Megr×Kkin×Ne×KE2#
+Megrdn-1×(1−Kkin×Ne×KE2#)
ただし、Kkin:Kin×KVOL#、
KE2#:定数、
Megrdn-1:前回のMegrd、
の式で遅れ処理と単位変換(1シリンダ当たり→単位時間当たり)を同時に行って吸気弁位置におけるEGR率Megrdを演算する。数10式の右辺のNe×KE2#が単位変換のための値である。目標EGR率Megrに対してこのMegrdは一次遅れで応答するため(図65、図66参照)、このMegrdを、以下「実EGR率」という。
【0099】
図20(図15、図16のステップ2のサブルーチン)は目標吸入空気量tQacを演算するためのものである。ステップ1でエンジン回転速度Ne、実EGR率Megrd、目標燃料噴射量Qsolを読み込み、ステップ2でMegrdと所定値MEGRLV#を比較する。
【0100】
ここで、所定値MEGRLV#はEGRの作動の有無を判定するための値(たとえば0.5)で、Megrd>MEGRLV#であるときはEGRの作動域であると判断してステップ3、4、5に進み、これに対してMegrd≦MEGRLV#であるときはEGRの非作動域であると判断してステップ6に進む。MEGRLV#が0でないのは、微量のEGRが行われる場合にも、EGRが行われない場合と同一に扱いたいという要求があるので、これに応じるものである。
【0101】
EGRの作動域であるときは、ステップ3でエンジン回転速度Neと実EGR率Megrdよりたとえば図21を内容とするマップを検索すること等により1シリンダ当たりの目標吸入空気量基本値tQacbを演算する。エンジン回転が一定の条件であれば、図21のように実EGR率が大きいときほど目標吸入空気量を増やすのである。
【0102】
ステップ4ではNeとQsolよりたとえば図22を内容とするマップを検索すること等により目標吸入空気量の補正係数ktQacを演算し、この補正係数を上記の目標吸入空気量基本値に掛けた値を目標吸入空気量tQacとして算出する。補正係数ktQacは運転条件(Ne、Qsol)により目標吸入空気量を変えたいという要求に応えるためのものである。
【0103】
一方、EGRの非作動域であるときは、ステップ6に進み、NeとQsolよりたとえば図23を内容とするマップを検索すること等により1シリンダ当たりの目標吸入空気量tQacを演算する。
【0104】
図24(図15のステップ3のサブルーチン)は実EGR量を演算するためのものである。ステップ1でコレクタ入口部3a位置における1シリンダ当たりの吸入空気量Qacn(図8のステップ3で既に得ている)、目標EGR率Megr、コレクタ容量分の時定数相当値Kkinを読み込む。このうちQacnとMegrからステップ2で
【0105】
【数11】
Qec0=Qacn×Megr
の式によりコレクタ入口部3a位置における1シリンダ当たりのEGR量Qec0を演算し、このQec0とKkinを用いステップ3において、
【0106】
【数12】
Qec=Qec0×Kkin×Ne×KE#
+Qecn-1×(1−Kkin×Ne×KE#)
ただし、Kkin:Kin×KVOL、
KE#:定数、
Qecn-1:前回のQec、
の式により、上記の数10式と同様に遅れ処理と単位変換(1シリンダ当たり→単位時間当たり)を同時に行ってシリンダ吸入EGR量Qecを演算する。数12式の右辺のNe×KE#が単位変換のための値である。このQecは目標EGR量Tqekに対して一次遅れで応答するため、以下このQecを「実EGR量」という。また、目標吸入空気量tQacに対して一次遅れで応答する上記のQacを、以下「実吸入空気量」という(図65、図66参照)。
【0107】
図25(図15のステップ4のサブルーチン)、図27(図16のステップ3のサブルーチン)は可変ノズル53の目標開口割合Rvntを演算するためのものである(図25が第1実施形態、図27が第2実施形態)。
【0108】
ここで、可変ノズル53の開口割合とは、可変ノズル53の全開時のノズル面積に対する現在のノズル面積の比のことである。したがって、可変ノズル53の全開時に開口割合は100%、全閉時に開口割合は0%となる。開口割合を採用する理由は汎用性を持たせる(ターボ過給機の容量と関係ない値とする)ためである。もちろん、可変ノズルの開口面積を採用してもかまわわない。
【0109】
なお、実施形態のターボ過給機は、全開時に過給圧が最も小さく、全閉時に過給圧が最も高くなるタイプのものであるため、開口割合が小さいほど過給圧が高くなる。
【0110】
まず、第1実施形態の図25のほうから説明すると、ステップ1で目標吸入空気量tQac、実EGR量Qec、エンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsolを読み込む。
【0111】
ステップ2、3では
【0112】
【数13】
tQas0=(tQac+Qsol×QFGAN#)×Ne/KCON#
Qes0=(Qec+Qsol×QFGAN#)×Ne/KCON#
ただし、QFGAN#:ゲイン、
KCON#:定数、
の2つの式により、目標開口割合を設定するための吸入空気量相当値tQas0(以下、この吸入空気量相当値を「設定吸入空気量相当値」という)と同じく目標開口割合を設定するためのEGR量相当値Qes0(以下、このEGR量相当値を「設定EGR量相当値」という)を演算する。数13式において、tQac、QecにQsol×QFGAN#を加算しているのは、設定吸入空気量相当値、設定EGR量相当値に対して負荷補正を行えるようにし、かつその感度をゲインQFGAN#で調整するようにしたものである。また、Ne/KCON#は単位時間当たりの吸入空気量、EGR量に変換するための値である。
【0113】
このようにして求めた設定吸入空気量相当値tQas0と設定EGR量相当値tQes0からステップ4ではたとえば図26を内容とするマップを検索することにより可変ノズル53の目標開口割合Rvntを設定する。
【0114】
一方、第2実施形態の図27のほうでは、ステップ1で目標吸入空気量tQac、実EGR率Megrd、エンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsolを読み込み、ステップ2において、上記数13式のうち上段の式により設定吸入空気量相当値tQas0を演算し、この設定吸入空気量相当値tQas0と実EGR率Megrdからステップ3でたとえば図28を内容とするマップを検索することにより可変ノズル53の目標開口割合Rvntを設定する。
【0115】
図26、図28に示した特性は燃費重視で設定したものである。ただし、後述する排気重視の設定例との違いは具体的な数値にしかないので、両者に共通する特性を先に説明し、その後に両者の違いについて説明する。なお、図28の特性は、縦軸が図26と相違するものの(図26において原点からの傾斜がEGR率を示す)、基本的に図26と変わるものでないため、図26のほうで説明する。
【0116】
図26に示すように、設定吸入空気量相当値tQas0の大きな右側の領域において設定EGR量相当値Qes0が増えるほど目標開口割合を小さくしている。これは次の理由からである。EGR量が多くなると、そのぶん新気が減り、これによって空燃比がリッチ側に傾くとスモークが発生する。そこで、EGR量が多くなるほど、目標開口割合を小さくして過給圧を高める必要があるからである。
【0117】
これに対して、tQas0の小さな左側の領域では過給効果があまり得られない。この領域でtQas0が小さくなるほど目標開口割合を小さくしている。これは次の理由からである。この領域でも目標開口割合を大きくすると、排気圧が立ち上がりにくいのでこれを避けたいこと、また全開加速のためにはその初期において開口割合が小さいほうがよいことのためである。このように、異なる2つの要求から図26の特性が基本的に定まっている。このため、目標吸入空気量の変化が小さい場合と大きい場合とでは、目標開口割合の変化が異なる(図65、図66参照)。
【0118】
さて、図26で代表させた目標開口割合の傾向は、燃費重視と排気重視に共通のもので、両者の違いは具体的な数値にある。同図において「小」とある位置の数値は、ターボ過給機が効率よく働く最小の値であるため、燃費重視の設定例、排気重視の設定例とも同じで、たとえば20程度である。一方、「大」とある位置の数値が両者で異なり、燃費重視の設定例の場合に60程度、排気重視の設定例になると30程度になる。
【0119】
なお、目標開口割合の設定は上記のものに限られるものでない。第1実施形態では設定吸入空気量相当値tQas0と設定EGR量相当値tQes0とから目標開口割合を設定しているが、これに代えて、目標吸入空気量tQacと実EGR量Qecから設定してもかまわない。さらに、これに代えて目標吸入空気量tQacと目標EGR量(Qec0)から設定してもかまわない。同様にして、第2実施形態では設定吸入空気量相当値tQas0と実EGR率Megrdから目標開口割合を設定しているが、これに代えて、目標吸入空気量tQacと実EGR率Megrdから設定してもかまわない。さらに、これに代えて目標吸入空気量tQacと目標EGR率Megrから設定してもかまわない。
【0120】
図29(図15のステップ5、図16のステップ4のサブルーチン)は、上記のようにして求めた目標開口割合Rvntに対して、可変ノズル駆動用の負圧アクチュエータ54(負圧制御弁56とダイヤフラムアクチュエータ55からなる)のダイナミクスを補償するため、進み処理を行うものである。これは、可変ノズル53のアクチュエータが負圧アクチュエータである場合には、ステップモータである場合と異なり、無視できないほどの応答遅れがあるためである。
【0121】
ステップ1で目標開口割合Rvntを読み込み、このRvntと前回の予想開口割合であるCavntn-1をステップ2において比較する。ここで、予想開口割合Cavntとは、すぐ後で述べるように、目標開口割合Rvntの加重平均値である(ステップ10参照)。
【0122】
Rvnt>Cavntn-1であれば(可変ノズル53を開く側に動かしているとき)、ステップ3、4に進み、所定値GKVNTO#を進み補正ゲインGkvnt、所定値TCVNTO#を進み補正の時定数相当値Tcvntとして設定し、これに対して、Rvnt<Cavntn-1であるとき(可変ノズル53を閉じる側に動かしているとき)は、ステップ6、7に進み、所定値GKVNTC#を進み補正ゲインGkvnt、所定値TCVNTC#を進み補正の時定数相当値Tcvntとして設定する。また、RvntとCavntn-1が同一であればステップ8、9に進み、前回の進み補正ゲイン、進み補正の時定数相当値を維持する。
【0123】
可変ノズル53を開き側に動かしているときと閉じ側に動かしているときとで進み補正ゲインGkvnt、進み補正の時定数相当値Tcvntを相違させ、GKVNTO#<GKVNTC#、TCVNTO#<TCVNTC#としている。これは、可変ノズル53を閉じ側に動かすときは、排気圧に抗する必要があるので、そのぶんゲインGkvntを大きくし、かつ時定数を小さくする(時定数と逆数の関係にある時定数相当値Tcvntは大きくする)必要があるからである。
【0124】
ステップ10ではこのようにして求めた進み補正の時定数相当値Tcvntと目標開口割合Rvntを用いて、
【0125】
【数14】
Cavnt=Rvnt×Tcvnt+Cavntn-1×(1−Tcvnt)ただし、Cavntn-1:前回のCavnt、
の式により予想開口割合Cavntを演算し、この値と目標開口割合Rvntからステップ11において、
【0126】
【数15】
Avnt f=Gkvnt×Rvnt
−(Gkvnt−1)×Cavntn-1
ただし、Cavntn-1:前回のCavnt、
の式により進み補正を行い、目標開口割合のフィードフォワード量Avnt fを演算する。ステップ10、11の進み処理そのものは、図7のステップ4、5に示した進み処理と基本的に同様である。
【0127】
図30(図15のステップ6、図16のステップ5の各サブルーチン)は目標開口割合のフィードバック量Avnt fbを演算するためのものである。ステップ1で目標吸入空気量tQac、目標EGR率Megr、エンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、実吸入空気量Qacを読み込み、ステップ2では目標EGR率Megrと所定値MEGRLV#を比較する。
【0128】
Megr≧MEGRLV#であるとき(EGRの作動域であるとき)は、ステップ4において
【0129】
【数16】
dQac=tQac/Qac−1
の式により目標吸入空気量からの誤差割合dQacを演算する。dQacの値は0を中心とし、実際値としてのQacが目標値としてのtQacより小さいとき正の値に、この逆にQacがtQacより大きいとき負の値になる。
【0130】
一方、Megr<MEGRLV#であるとき(EGRの非作動域であるとき)は、ステップ3に進み、誤差割合dQac=0とする(すなわち、フィードバックを禁止する)。
【0131】
ステップ5ではNeとQsolから所定のマップを検索することによりフィードバックゲインの補正係数Khを演算し、この値をステップ6において各定数(比例定数KPB#、積分定数KIB#、微分定数KDB#)に掛けることによってフィードバックゲインKp、Ki、Kdを算出し、これらの値を用いて目標開口割合のフィードバック量Avnt fbをステップ7において演算する。このフィードバック量の演算方法は周知のPID処理である。
【0132】
上記の補正係数Khは、運転条件(Ne、Qsol)により適正なフィードバックゲインが変化するのに対応して導入したもので、負荷および回転速度が大きくなるほど大きくなる。
【0133】
図31(図15のステップ7、図16のステップ6の各サブルーチン)は、目標開口割合に対して線型化処理を行うためのものである。ステップ1で目標開口割合のフィードフォワード量Avnt fとフィードバック量Avnt fbを読み込み、この両者をステップ2において加算した値を指令開口割合Avntとして算出する。ステップ3ではこの指令開口割合Avntからたとえば図32を内容とするテーブル(線型化テーブル)を検索することにより指令開口割合線型化処理値Ratdtyを設定する。
【0134】
この線型化処理は、図32のように開口割合(あるいは開口面積)に対して、ターボ過給機を駆動するアクチュエータへの指令信号が非線型な特性を有する場合に必要となるものである。たとえば、図33に示したように空気量(過給圧)の変化幅が同じでも、空気量の小さな領域と空気量の大きな領域とでは、開口面積の変化幅がdA0、dA1と大きく異なる(ただしEGRなしのとき)。さらにEGRの有無(図では「w/o EGR」がEGRなし、「w/ EGR」がEGRありを表す)によっても開口面積の変化幅が変わる。したがって、運転条件に関係なく同じフィードバックゲインとしたのでは目標の吸入空気量(過給圧)が得られない。そこで、フィードバックゲインの適合を容易にするため、上記のように運転条件に応じたフィードバックゲインの補正係数Khを導入しているのである。
【0135】
図34(図15のステップ8、図16のステップ7の各サブルーチン)は負圧制御弁56に与えるONデューティ値(以下、単に「デューティ値」という)である制御指令値Dtyvntを設定するためのものである。まず、ステップ1でエンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、指令開口割合線型化処理値Ratdty、進み補正の時定数相当値Tcvnt、水温Twを読み込む。
【0136】
ステップ2ではデューティ選択信号フラグの設定を行う。このフラグ設定については図35のフローより説明する。図35において、ステップ1で指令開口割合Avntと進み補正の時定数相当値Tcvntを読み込み、これらからステップ2において、
【0137】
【数17】
Figure 0003879343
ただし、Adlyvntn-1:前回のAdlyvnt、
の式により遅れ処理を行って予想開口割合Adlyvntを演算し、この値と前回の予想開口割合のM(ただしMは定数)回前の値であるAdlyvntn-Mとをステップ3において比較する。
【0138】
Adlyvnt≧Adlyvntn-Mであるとき(増加傾向または定常状態にあるとき)は、増加傾向または定常状態にあることを示すためステップ4で作動方向指令フラグfvnt=1とし、それ以外ではステップ5で作動方向指令フラグfvnt=0とする。ステップ6ではさらに増加傾向である場合と定常状態とを分離するため、AdlyvntとAdlyvntn-Mを比較し、Adlyvnt=Adlyvntn-Mであるときは、ステップ7でデューティ保持フラグfvnt2=1とし、それ以外ではステップ8でデューティ保持フラグfvnt2=0とする。
【0139】
このようにして2つのフラグfvnt、fvnt2の設定を終了したら、図34のステップ3に戻り、デューティ値の温度補正量Dty tを演算する。この演算については図36のフローより説明する。
【0140】
図36において、ステップ1でエンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、水温Twを読み込み、このうちNeとQsolからステップ2においてたとえば図37を内容とするマップを検索すること等により基本排気温度Texhbを演算する。ここで、Texhbは暖機完了後の排気温度である。これに対して暖機途中であれば暖機完了後の排気温度とは異なってくるため、ステップ3で水温Twよりたとえば図38を内容とするテーブルを検索すること等により排気温度の水温補正係数Ktexh twを演算し、この値をステップ4において上記の基本排気温度に乗算した値を排気温度Texhiとして演算する。
【0141】
ステップ5ではこの排気温度Texhiから
【0142】
【数18】
Texhdly=Texhi×KEXH#
+Texhdlyn-1×(1−KEXH#)
ただし、KEXH#:定数、
Texhdlyn-1:前回のTexhdly、
の式により遅れ処理を行った値を実排気温度Texhdlyとして演算する。これは、熱慣性分の遅れ処理を行うものである。
【0143】
ステップ6では基本排気温度Texhbとこの実排気温度Texhdlyとの差dTexhを演算し、この差dTexhからステップ7においてたとえば図39を内容とするテーブルを検索すること等によりデューティ値の温度補正量Dty tを演算する。ステップ6、7は、後述するヒステリシス対応に用いるマップ(Duty p、Duty n、Duty p、Duty nのマップ)を暖機完了後に対して設定することを念頭に置き、その状態からの差分(つまりdTexh)に応じた補正量を持たせるものである。なお、温度補正量Dty tによる補正は、雰囲気温度による温度特性を有するターボ過給機駆動用アクチュエータを使用する場合に必要となる処理である(図40参照)。
【0144】
このようにして温度補正量Dty tの演算が終了したら、図34のステップ4に戻る。
【0145】
図34のステップ4〜9はヒステリシス処理を行うものである。この処理を図45を用いて先に説明しておくと、これは、指令開口割合線型化処理値Ratdtyが増加傾向にあるときに上側の特性(Duty pを可変ノズル全開時の指令信号、Duty pを可変ノズル全閉時の指令信号とする直線特性)を用いるのに対して、指令開口割合線型化処理値Ratdtyが減少傾向にあるときには、もう一つの下側の特性(Duty nを可変ノズル全開時の指令信号、Duty を可変ノズル全閉時の指令信号とする直線特性)を用いるものである。なお、Ratdtyが1に近い領域で2つの特性がひっくり返っている領域があるが、この領域が実際に使われることはない。
【0146】
図34に戻り、ステップ4でフラグfvnt1をみる。fvnt=1のとき(すなわち開口割合が増加傾向にあるかまたは定常状態にあるとき)は、ステップ5、6に進み、たとえば図41を内容とするマップ(Duty pマップ)と図42を内容とするマップ(Duty pマップ)を検索することにより可変ノズル全閉時のデューティ値Duty hと可変ノズル全開時のデューティ値Duty lをそれぞれ設定する。一方、fvnt=0のとき(すなわち開口割合が減少傾向にあるとき)は、ステップ7、8に進み、たとえば図43を内容とするマップ(Duty nマップ)と図44を内容とするマップ(Duty nマップ)を検索することにより可変ノズル全閉時のデューティ値Duty hと可変ノズル全開時のデューティ値Duty lをそれぞれ設定する。
【0147】
このようにして設定した可変ノズル全閉時のデューティ値Duty h、可変ノズル全開時のデューティ値Duty lと上記の指令開口割合線型化処理値Ratdtyを用いステップ9において、
【0148】
【数18】
Dty h=(Duty h−Duty l)×Ratdty
+Duty l+Dty
の式により線型補間計算を行って指令デューティ値基本値Dty hを演算する。つまり、線型補間計算に用いる直線の特性を、指令開口割合線型化処理値が増加傾向にあるかまたは定常状態にあるときと指令開口割合線型化処理値が減少傾向にあるときとで変更する(ヒステリシス処理を行う)ことで、指令開口割合線型化処理値が同じであっても、指令開口割合線型化処理値が増加傾向(または定常状態)にあるときのほうが、減少傾向にあるときより指令デューティ値基本値Dty hが大きくなる。
【0149】
ステップ10ではもう一つのフラグfvnt2をみる。fvnt2=1(すなわち指令開口割合線型化処理値の変化がない)ときは、ステップ11に進み、前回の制御指令デューティ値(後述する)であるDtyvntn-1を通常指令デューティ値Dtyvに入れ(デューティ値をホールドし)、fvnt2=0(すなわち開口割合が減少傾向にある)ときは、ステップ12に進み、最新の演算値であるDty hをDtyvとする。
【0150】
ステップ13では動作確認制御処理を行う。この処理については図46のフローより説明する。図46において、ステップ1で通常指令デューティ値Dtyv、エンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、水温Twを読み込む。
【0151】
動作確認制御に入るための条件判定は、ステップ2、3、4、5の内容を一つずつチェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされたときにさらに制御実行までの時間の計測に入る。すなわち、
ステップ2:Qsolが所定値QSOLDIZ#未満(つまり燃料カット時)である、
ステップ3:Neが所定値NEDIZ#未満(つまり中回転域)である、
ステップ4:Twが所定値TWDIZ#未満(つまり暖機完了前)である、
ステップ5:動作確認制御済みフラグfdiz=0である(まだ動作確認制御を行っていない)、
とき、ステップ6で動作確認制御カウンタCtrdizをインクリメントする。
【0152】
ステップ7ではこの動作確認制御カウンタと所定値CTRDIZH#、CTRDIZL#を比較する。ここで、所定値CTRDIZL#、CTRDIZH#は動作確認制御カウンタの下限リミット、上限リミットをそれぞれ定めるもので、CTRDIZL#はたとえば2秒程度、CTRDIZH#はたとえば7秒程度の値である。したがって、動作確認制御カウンタが下限リミットであるCTRDIZL#と一致したタイミングより、動作確認制御カウンタが上限リミットであるCTRDIZH#未満であるあいだ、ステップ9に進み、動作確認制御指令デューティ値を設定する。つまり、CTRDIZH#−CTRDIZL#が動作確認制御実行時間となる。
【0153】
動作確認制御指令デューティ値の設定については図47のフローにより説明する。図47においてステップ1で動作確認制御カウンタCtrdiz、エンジン回転速度Neを読み込み、ステップ2においてCtrdiz−CTRDIZL#(≧0)よりたとえば図48を内容とするテーブルを検索することにより制御パターンDuty puを設定する。これは、短い周期で可変ノズル53を全閉位置と全開位置とに動かすものである。
【0154】
ステップ3では、エンジン回転速度Neからたとえば図49を内容とするテーブルを検索することによりデューティ値Duty neを設定し、このDuty neにステップ4において上記の制御パターンDuty puを乗じた値を制御指令デューティ値Dtyvntとして演算する。図49のように、制御パターンDuty puに乗じるデューティ値Duty neをエンジン回転速度Neに応じた値としている。これは、エンジン回転速度により可変ノズル53の開閉動作を確認するデューティの指令値が異なることを想定したものである。たとえば、可変ノズル53は排気圧に抗して閉じる必要があるが、その排気圧は高回転になるほど高くなるので、これに対応してデューティの指令値を大きくしている。また、さらに高回転側では当制御による悪影響を受けないようにその値を下げるようにしている。
【0155】
図46に戻り、動作確認制御カウンタが下限リミットとしてのCTRDIZL#未満のときは、ステップ8よりステップ15に進み、通常指令デューティ値Dtyvを制御指令デューティ値Dtyvntとする。
【0156】
また、動作確認制御カウンタが上限リミットとしてのCTRDIZH#以上になると、ステップ7よりステップ10に進み、前回の動作確認制御カウンタであるCtrdizn-1と上限リミットとしてのCTRDIZH#を比較する。Ctrdizn-1<CTRDIZH#であれば、動作確認制御カウンタが上限リミットとしてのCTRDIZH#以上になった直後と判断し、動作確認制御を終了するため、ステップ11で制御指令デューティ値Dtyvnt=0とする。これは、動作確認制御終了時に一度、可変ノズル53を全開にして、通常制御時の制御精度を確保するためである。ステップ12では、動作確認制御済みフラグfdiz=1として、今回の処理を終了する。このフラグfdiz=1により、次回以降ステップ6以降に進むことができないので、エンジンを始動した後に動作確認制御が2度行われることはない。
【0157】
動作確認制御カウンタが上限リミットとしてのCTRDIZH#以上になった直後でないときは、ステップ10よりステップ14に進み、次回に備えるため動作確認制御カウンタCtrdiz=0とした後、ステップ15の処理を実行する。
【0158】
一方、Qsolが所定値QSOLDIZ#以上(燃料カット時でない)であるとき、Neが所定値NEDIZ#以上(高回転域)であるとき、Twが所定値TWDIZ#以上(暖機完了後)であるときは動作確認制御を禁止するため、ステップ2、3、4よりステップ13に進み、フラグfdiz=0としたあと、ステップ14、15の処理を実行する。
【0159】
このように、特に低温時など、ターボ過給機駆動用アクチュエータの動作が不安定な場合に動作確認制御を行わせることで、可変ノズルの動きが滑らかとなり、ターボ過給機駆動用アクチュエータの動作をより確実にすることができる。
【0160】
以上で、図15、図16の説明を終了する。
【0161】
次に、図50はEGR量の演算とEGR流速の演算に用いる2つのフィードバック補正係数Kqac00、Kqac0とEGR流速学習補正係数Kqacを演算するためのもので、REF信号の入力毎に実行する。
【0162】
まず、ステップ1で目標吸入空気量tQac、実吸入空気量Qac、エンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsolを読み込む。ステップ2では、目標吸入空気量tQacから
【0163】
【数19】
tQacd=tQac×KIN×KVOL×KQA#
+tQacdn-1×(1−KIN×KVOL×KQA#)
ただし、KIN:体積効率相当値、
KVOL:VE/NC/VM、
VE:排気量、
NC:気筒数、
VM:吸気系容積、
KQA#:定数、
tQacdn-1:前回のQacd、
の式(一次遅れの式)により目標吸入空気量遅れ処理値tQacdを演算する。これは、吸気系容積分の存在に伴う空気の供給遅れのために、後述する2つのフィードバック補正係数Kqac00、Kqac0や学習値Rqacが大きくならないように遅れ処理を施したものである。
【0164】
ステップ3ではフィードバック関連の各種フラグを読み込む。これらの設定については図51、図52、図53のフローより説明する。
【0165】
図51、図52、図53は図50と独立に一定時間毎(たとえば10msec毎)に実行する。
【0166】
図51はフィードバック許可フラグfefbを設定するためのものである。ステップ1でエンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、実EGR率Megrd、水温Twを読み込む。
【0167】
フィードバック許可条件の判定は、ステップ2〜5、8の内容を一つずつチェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされたときにフィードバックを許可し、一つでも反するときはフィードバックを禁止する。すなわち、
ステップ2:Megrdが所定値MEGRFB#を超えている(つまりEGRの作動域)、
ステップ3:Twが所定値TWFBL#(たとえば30℃程度)を超えている、
ステップ4:Qsolが所定値QSOLFBL#を超えている(燃料カットしていない)、
ステップ5:Neが所定値NEFBL#を超えている(エンストになる回転域でない)、
ステップ8:フィードバック開始カウンタCtrfbが所定値TMRFB#(たとえば1秒未満の値)を超えている
とき、ステップ9でフィードバックを許可するためフィードバック許可フラグfefb=1とし、そうでなければステップ10に移行し、フィードバックを禁止するためフィードバック許可フラグfefb=0とする。
【0168】
なお、フィードバック開始カウンタはステップ2〜5の成立時にカウントアップし(ステップ6)、ステップ2〜5の不成立時にフィードバック開始カウンタをリセットする(ステップ7)。
【0169】
図52は学習値反映許可フラグfelrn2を設定するためのものである。ステップ1でエンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、実EGR率Megrd、水温Twを読み込む。
【0170】
学習値反映許可条件の判定も、ステップ2〜5、8の内容を一つずつチェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされたときに学習値の反映を許可し、一つでも反するときは学習値の反映を禁止する。すなわち、
ステップ2:Megrdが所定値MEGRLN2#を超えている(つまりEGRの作動域)、
ステップ3:Twが所定値TWLNL2#(たとえば20℃程度)を超えている、
ステップ4:Qsolが所定値QSOLLNL2#を超えている(燃料カットしていない)、
ステップ5:Neが所定値NELNL2#を超えている(エンストになる回転域でない)、
ステップ8:学習値反映カウンタCtrln2が所定値TMRLN2#(たとえば0.5秒程度)を超えている
とき、ステップ9で学習値の反映を許可するため学習値反映許可フラグfeln2=1とし、そうでなければステップ10に移行し、学習値の反映を禁止するため学習値反映許可フラグfeln2=0とする。
【0171】
なお、学習値反映カウンタはステップ2〜5の成立時にカウントアップし(ステップ6)、ステップ2〜5の不成立時にリセットする(ステップ7)。
【0172】
図53は学習許可フラグfelrnを設定するためのものである。ステップ1でエンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、実EGR率Megrd、水温Twを読み込む。
【0173】
学習許可条件の判定は、ステップ2〜7、10の内容を一つずつチェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされたときに学習を許可し、一つでも反するときは学習を禁止する。すなわち、
ステップ2:Megrdが所定値MEGRLN#を超えている(つまりEGRの作動域)、
ステップ3:Twが所定値TWLNL#(たとえば70〜80℃程度)を超えている、
ステップ4:Qsolが所定値QSOLLNL#を超えている(燃料カットしていない)、
ステップ5:Neが所定値NELNL#を超えている(エンストになる回転域でない)、
ステップ6:フィードバック許可フラグfefb=1である、
ステップ7:学習値反映許可フラグfelrn2=1である、
ステップ10:学習ディレイカウンタCtrlnが所定値TMRLN#(たと
えば4秒程度)を超えている
とき、ステップ11で学習を許可するため学習許可フラグfeln=1とし、そうでなければステップ12に移行し、学習を禁止するため学習許可フラグfeln=0とする。
【0174】
なお、学習ディレイカウンタはステップ2〜7の成立時にカウントアップし(ステップ8)、ステップ2〜7の不成立時にリセットする(ステップ9)。
【0175】
図50に戻り、このようにして設定される3つのフラグのうち、ステップ4でフィードバック許可フラグfefbをみる。fefb=1のときはステップ5、6でEGR量のフィードバック補正係数Kqac00とEGR流速のフィードバック補正係数Kqac0を演算する。一方、fefb=0のとき(フィードバックを禁止するとき)はステップ4よりステップ7、8に進み、Kqac00=1、Kqac0=1とする。
【0176】
ここで、EGR量フィードバック補正係数Kqac00の演算については図54のフローにより、またEGR流速フィードバック補正係数Kqac0の演算については図57のフローにより説明する。
【0177】
まず図54(図50のステップ5のサブルーチン)において、ステップ1で目標吸入空気量遅れ処理値tQacd、実吸入空気量Qac、エンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、水温Twを読み込む。
【0178】
ステップ2ではNeとQsolからたとえば図55を内容とするマップを検索すること等によりEGR流量の補正ゲインGkfbを、またステップ3では補正ゲインの水温補正係数KgfbtwをTwからたとえば図56を内容とするテーブルを検索すること等によりそれぞれ演算し、これらを用いステップ4において
【0179】
【数20】
Kqac00=(tQacd/Qac−1)×Gkfb×Kgfbtw+1の式によりEGR量フィードバック補正係数Kqac00を演算する。
【0180】
この式の右辺第1項の(tQacd/Qac−1)は目標吸入空気量遅れ処理値からの誤差割合であり、これに1を加えることで、Kqac00は1を中心とする値になる。数20式は、目標吸入空気量遅れ処理値からの誤差割合に比例させてEGR量フィードバック補正係数Kqac00を演算するものである。
【0181】
次に、図57(図50のステップ6のサブルーチン)において、ステップ1で目標吸入空気量遅れ処理値tQacd、実吸入空気量Qac、エンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、水温Twを読み込む。
【0182】
ステップ2ではNeとQsolからたとえば図58を内容とするマップを検索すること等によりEGR流速の補正ゲインGkfbiを、またステップ3では補正ゲインの水温補正係数KgfbitwをTwからたとえば図59を内容とするテーブルを検索すること等によりそれぞれ演算し、これらを用いステップ4において
【0183】
【数21】
Rqac0=(tQacd/Qac−1)×Gkfbi×kGfbitw+Rqac0n-1
ただし、Rqac0n-1:前回のRqac0、
の式により誤差割合Rqac0を更新し、この誤差割合Rqac0に対してステップ5において1を加えた値をEGR流速フィードバック補正係数Kqac0として算出する。
【0184】
これは、目標吸入空気量遅れ処理値からの誤差割合(tQacd/Qac−1)の積算値(積分値)に比例させてEGR流速フィードバック補正係数Kqac0を演算する(積分制御)ものである。
【0185】
図55、図58のように、補正ゲインを運転条件(Ne、Qsol)に応じた値としたのは次の理由による。同じゲインでも運転条件によりハンチングを生じたり生じなかったりするので、ハンチングを生じる領域では補正ゲインを小さくするためである。図56、図59のように低水温のとき(暖機完了前)に値を小さくしているのは、エンジン回転の不安定な低水温域でのエンジンの安定化を図るためである。
【0186】
このようにしてEGR量フィードバック補正係数Kqac00とEGR流速フィードバック補正係数Kqac0の演算を終了したら、図50に戻り、ステップ9で学習値反映許可フラグfelrn2をみる。学習反映許可フラグfelrn2=1のとき(学習値の反映を許可するとき)は、ステップ10に進み、NeとQsolよりたとえば図60の学習マップを検索することにより誤差割合学習値Rqacを読み出し、これに1を足した値をEGR流速学習補正係数Kqacとして演算する。一方、学習反映許可フラグfelrn2=0のとき(学習値の反映を禁止するとき)は、ステップ9よりステップ12に進み、EGR流速学習補正係数Kqac=1とする。
【0187】
続いてステップ13では、学習許可フラグfelrnをみる。学習許可フラグfelrn=1であれば(学習を許可するとき)、ステップ14に進み、EGR流速フィードバック補正係数Kqac0から1を減算して誤差割合Rqacnとする。一方、学習許可フラグfelrn=0であるとき(学習を禁止するとき)は、ステップ13よりステップ15に進み、誤差割合Rqacn=0とする。
【0188】
このようにして求めた誤差割合Rqacnに基づいてステップ16では誤差割合学習値Rqacの更新を行う。この学習値の更新については図61のフローにより説明する。
【0189】
図61(図50のステップ16のサブルーチン)において、ステップ1で誤差割合Rqacn、エンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsolを読み込む。NeとQsolからステップ2で学習速度Tclrnをたとえば図62を内容とするマップを検索すること等により演算する。ステップ3ではNe、Qsolより上記図60の学習マップから誤差割合学習値Rqacを読み出す。ステップ4で
【0190】
【数22】
Rqacn=Rqacn×Tclrn
+Rqacn-1×(1−Tclrn)
ただし、Rqacn:更新後の誤差割合学習値、
Rqacn-1:更新前の誤差割合学習値(=学習値読み出し値)

の式により加重平均処理を行い、更新後の学習値をステップ5で図60の学習マップにストアする(更新前の値に対して更新後の値を上書きする)。
【0191】
図63(図5のステップ2のサブルーチン)はEGR流速Cqeを演算するためのものである。
【0192】
ステップ1、2で実EGR量Qec、実EGR率Megrd、実吸入空気量Qac、EGR流速フィードバック補正係数Kqac0、EGR流速学習補正係数Kqacを読み込み、ステップ3において
【0193】
【数23】
Qec h=Qec×Kqac×Kqac0
の式により、Kqac0とKqacで実EGR量Qecを補正した値を補正実EGR量Qec hとして算出し、この補正実EGR量Qec hと実EGR率Megrdよりステップ8において、たとえば図64を内容とするマップを検索することにより、EGR流速Cqeを演算する。なお、説明しなかったステップ4〜7は後述する。
【0194】
図64のEGR流速の特性は、非線型性が強く運転条件に応じてEGRのフィードバックの感度が相違することを示しているため、運転条件に対するフィードバック量の差が小さくなるように、EGR流速フィードバック補正係数Kqac0は、流速マップの検索に用いる実EGR量Qecへのフィードバックとしている。
【0195】
ただし、図64において特性の傾きが急になる右端に近い部分は、マップの適合誤差が生じ勝ちな領域であるため、適合誤差があると、その適合誤差の影響を受けてEGR弁開口面積Aevが変化してしまう。つまり、EGR弁開口面積Aevを演算する式であるAev=Tqek/CqeにおいてCqeには適合誤差が生じるのであるから、これに対処するには、目標EGR量Tqekに対しても流速誤差分の補正を行う必要がある。そのため新たに導入したのが上記のEGR量フィードバック補正係数Kqac00で、このKqac00により図7のステップ6で目標EGR量Tqekを補正している。
【0196】
この場合、Kqac00を演算する式である上記数20式は、目標吸入空気量遅れ処理値からの誤差割合に比例させてKqac00を演算するので、この比例制御により図64のEGR流速マップの適合誤差に対して即座に補正できることになる。たとえば、簡単のため数20式において、補正ゲインGkfb=1かつ暖機完了後で考えると、Kqac00=(tQacd/Qac−1)+1となる。この場合に、目標値としてのtQacdより実吸入空気量Qacが小さいと、Kqac00が1より大きな値となり、これによってTqecが即座に減量される。目標EGR量が即座に減量されると、相対的に新気量(吸入空気量)が増え、これによって実吸入空気量Qacが目標値としてのtQacdへと収束する。
【0197】
説明しなかった図63のステップ4〜7はEGRの作動開始時の初期値を設定する部分である。具体的には、ステップ4では補正実EGR量Qec hと0を比較する。Qec h=0(つまりEGRの非作動時)であるときは、ステップ5に進み、
【0198】
【数24】
Qec h=Qac×MEGRL#
ただし、MEGRL#:定数、
の式により、補正実EGR量Qec hを設定する。同様にして、ステップ6では実EGR率Megrdと0を比較し、Megrd=0のときはステップ7で
【0199】
【数25】
Megrd=MEGRL#
の式により実EGR率Megrdを設定する。
【0200】
EGR弁6の全閉時にEGR弁6を通過するEGR流速は当然のことながらゼロであるが、数24式、数25式はEGRの作動開始時のことを考えて、流速の演算に用いるパラメータの初期値を設定する。MEGRL#の値は前述したようにたとえば0.5である。さらに述べると、運転条件によってEGRの作動開始時のEGR弁前後の差圧(したがってEGR流速も)が異なるため、これに対処するものである。この場合、EGRの作動開始時のEGR弁前後の差圧は実吸入空気量Qacに関係する。そこで、数24式によりQacに比例してQec hの初期値を与えることで、EGRの作動開始時のEGR流速の演算精度が向上する。
【0201】
ここで、2つの実施形態の作用を説明すると、運転条件(Ne、Qsol)に応じて目標吸入空気量tQacを演算し、第1実施形態ではこの目標吸入空気量tQacと実EGR量Qecとに基づいて、また第2実施形態ではこの目標吸入空気量tQacと実EGR率Megrdとに基づいて過給機の作動目標値である目標開口割合Rvntを設定するようにしたので、EGR装置の制御目標値である目標EGR量(Qec0)や目標EGR率Megrが変化しても、燃費を最適にする目標吸入空気量が得られることになり、過渡を含めたターボ過給機とEGR装置の制御性が向上し、これによってお互いの性能を十分に発揮させることができる。また、適合の簡易化、ロジックの簡易化も可能である。
【0202】
特に過渡時には、目標EGR量や目標EGR率Megrがステップ的に変化しても、実EGR量Qecや実EGR率Megrdが目標EGR量や目標EGR率Megrに追いつくまでに遅れがあり(目標EGR率Megrと実EGR率Megrdについて図65、図66参照)、目標EGR量や目標EGR率Megrからのずれ分だけ目標開口割合Rvntに誤差が生じ、燃費を最適にする目標吸入空気量が得られなくなる可能性があるが、目標開口割合Rvntを設定するに際して、第1実施形態によれば目標EGR量に遅れ処理を施した値である実EGR量Qecを、また第2実施形態によれば目標EGR率Megrに遅れ処理を施した値である実EGR量Megrdを用いるので、過渡時においても、燃費を最適にする目標吸入空気量が得られるようにターボ過給機を制御できる。
【0203】
図67のフローチャートは第3実施形態で、第2実施形態の図27と置き換わるものである。なお、図27と同一部分には同一のステップ番号をつけている。
【0204】
図27と相違する部分を主に説明すると、ステップ11では設定吸入空気量相当値tQas0と実EGR率Megrdよりたとえば図28を内容とするマップを検索し、その検索値をここでは目標開口割合基本値Rvntbとして設定する。
【0205】
ステップ12ではエンジン回転速度Neと目標燃料噴射量Qsolの積Pseを計算し、この値と前回の積の値であるPsen-1との差dPseをステップ13において計算し、この差dPseからステップ14でたとえば図68を内容とするテーブルを検索すること等により開口割合の補正係数kRvntを演算し、この補正係数kRvntを目標開口割合基本値に乗算した値をステップ15で目標開口割合Rvntとして演算する。
【0206】
上記の開口割合の補正係数kRvntは、加速時に対応するためのものである。加速時には排気圧の上昇に遅れて過給圧が立つ(過給圧の立ち上がりが遅れる分、充填効率が低下する)。つまり、負荷の変化が大きい加速時には過給圧の立ち上がりより排気圧の上昇スピードほうが速く、そのぶん充填効率の低下を起こしやすくなるため、図68のように差dPseが大きくなるほど補正係数kRvntの値を大きくして、開口割合が大きくなる側に補正することにより、加速時の過給圧の立ち上がり遅れに伴う充填効率の低下を回避している。
【0207】
図69のフローチャートは第4実施形態で、第2実施形態の図27と置き換わるものである。なお、図27と同一部分には同一のステップ番号をつけている。
【0208】
図27と相違する部分を主に説明すると、ステップ21では設定吸入空気量相当値tQas0と実EGR率Megrdよりたとえば図28を内容とするマップを検索し、その検索値をここでは暖機完了後の目標開口割合基本値Rvnthとして設定する。ステップ22では同じくtQas0とMegrdよりよりたとえば図70を内容とするマップを検索することにより、低水温時(暖機完了前)の目標開口割合基本値Rvntlを設定する。
【0209】
ステップ23では水温Twよりたとえば図71を内容とするテーブルを検索すること等により補間割合kRvnthを演算し、この補間割合kRvnthを用いて、2つの値Rvnth、Rvntlを、
【0210】
【数26】
Rvnt=(Rvnth−Rvntl)×kRvnth+Rvntl
の式により補間計算し、その結果を目標開口割合Rvntとして演算する。
【0211】
図28の特性が燃費重視の特性であったのに対し、図70の特性は排気重視の特性とするため、「大」とある位置の数値は40程度の値である。なお、「小」とある位置の数値は燃費重視の特性と変わらず20程度である。
【0212】
このように、第4実施形態によれば、低水温時の排気重視の特性から暖機完了後の燃費重視の特性までの間を補間計算でつなぐことで、暖機途中に燃費と排気の両立をはかることができる。
【0213】
第3実施形態では、燃費重視の目標開口割合のマップ特性を前提とし、加速時にも配慮したものであったが、目標開口割合のマップ特性そのものを図72に示したように加速性重視の特性とすることもできる。
【0214】
ここで、燃費重視、排気重視、加速性重視の3つの特性のいずれを採用するかについては、図73によりまとめて説明すると、同図はエンジン回転速度とエンジントルクが一定の条件のもとで、EGR率を大と小で相違させた場合に、燃費、排気(NOxとPM)、吸入空気量がどのように変化するかを示したものである。同図より、エンジン回転速度とエンジントルクが同一でも、燃費が最良となる可変ノズルの開口面積、排気が最良となる可変ノズルの開口面積、吸入空気量が最大となる(つまり加速性が最良となる)可変ノズルの開口面積はそれぞれ異なることがわかる。したがって、燃費重視の特性を作成するには、エンジン回転速度とエンジントルクを相違させて、燃費が最良となる開口面積のデータを多数求め、これらデータを改めて、tQas0とMegrdをパラメータとするマップに割り付ければよいわけである。
【0215】
図74は第5実施形態の制御ブロック図で、この実施形態は上記の第1実施形態と目標開口割合Rvntの演算方法が異なる。この演算方法を図75のフローチャートにより詳述する。
【0216】
図75において、ステップ1では目標EGR率Megrを読み込み、これとゼロをステップ2において比較する。Megr≠0であるとき(EGRの作動域であるとき)は、ステップ3に進み、エンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Qsol、目標吸入空気量(1シリンダ当たり)tQac[mg/st]、目標EGR量(1シリンダ当たり)Tqec[mg/st]を読み込み、このうちエンジン回転速度Neと目標燃料噴射量Qsolからこれらが属する小区分の回転速度域(RN1〜RN3)、噴射量域(RQ1〜RQ3)を判定する。
【0217】
ここで、小区分の回転速度域、噴射量域を図76に示すと、回転速度域は、最低回転速度をNe1、最高回転速度をNe4としてRN1、RN2、RN3の3つに、同様にして噴射量域も最小噴射量をQsol1、最大噴射量をQsol4としてRQ1、RQ2、RQ3の3つに区分けしている。したがって、運転条件(Ne、Qsol)の属する領域は合計で9個に分かれる。例を挙げると、回転速度がNe1とNe2の間にあれば回転速度域はRN1であると、また噴射量がQsol1とQsol2の間にあれば噴射量域はRQ1であると判定する。
【0218】
また、格子点位置(たとえばNe1、Qsol1の位置)毎に目標開口割合のマップを設定し、図示のように合計16個のマップをM11〜M44で区別している。16個の各マップの特性は、図77に並べて示したように、目標吸入空気量tQacと目標吸入EGR量Tqecをパラメータとして予め設定するものである。
【0219】
ステップ6、7では運転条件(Ne、Qsol)の属する領域の周囲4つの格子点位置のマップを検索し、その検索した値を、順に変数DY1、DY2、DY3、DY4に入れ、これら4つの値を用いて、いわゆる面補間計算を行い、得られた結果(Rvnt3)をステップ8で目標開口割合Rvntに入れる。
【0220】
面補間計算そのものは公知である。具体的に述べると、運転条件が9個の各領域にある場合のステップ6における各操作は次の通りである。
【0221】
〔1〕RN1、RQ1の場合:M11、M21、M12、M22の各マップを検索して求め、求めた順にDY1、DY2、DY3、DY4に入れる。
【0222】
〔2〕RN2、RQ1の場合:M21、M31、M22、M32の各マップを検索して求め、求めた順にDY1、DY2、DY3、DY4に入れる。
【0223】
〔3〕RN3、RQ1の場合:M31、M41、M32、M42の各マップを検索して求め、求めた順にDY1、DY2、DY3、DY4に入れる。
【0224】
〔4〕RN1、RQ2の場合:M12、M22、M13、M23の各マップを検索して求め、求めた順にDY1、DY2、DY3、DY4に入れる。
【0225】
〔5〕RN2、RQ2の場合:M22、M32、M23、M33の各マップを検索して求め、求めた順にDY1、DY2、DY3、DY4に入れる。
【0226】
〔6〕RN3、RQ2の場合:M32、M42、M33、M43の各マップを検索して求め、求めた順にDY1、DY2、DY3、DY4に入れる。
【0227】
〔7〕RN1、RQ3の場合:M13、M23、M14、M24の各マップを検索して求め、求めた順にDY1、DY2、DY3、DY4に入れる。
【0228】
〔8〕RN2、RQ3の場合:M23、M33、M24、M34の各マップを検索して求め、求めた順にDY1、DY2、DY3、DY4に入れる。
【0229】
〔9〕RN3、RQ3の場合:M33、M43、M34、M44の各マップを検索して求め、求めた順にDY1、DY2、DY3、DY4に入れる。
【0230】
ステップ7ではこのようにして得た4つの変数(DY1、DY2、DY3、DY4)を用いて線型近似の式、すなわち
【0231】
【数27】
Rvnt1=Ne×(DY2−DY1)/(Ne2−Ne1)
+(DY2・Ne1−DY1・Ne2)/(Ne2−Ne1)
Rvnt2=Ne×(DY4−DY3)/(Ne2−Ne1)
+(DY4・Ne1−DY3・Ne2)/(Ne2−Ne1)
Rvnt3=Ne×(Rvnt2−Rvnt1)/(Q2−Q1)
+(Rvnt2・Q1−Rvnt1・Q2)/(Q2−Q1)
の式を順に計算して目標開口面積Rvnt3を得る。
【0232】
ただし、数27式のQ1、Q2は目標燃料噴射量Qsolがいずれの噴射域(RQ1〜RQ3)にあるかにより自動的に定まる値(Qsolの属する噴射域がRQ1であるときQ1=Qf1、Q2=Qf2、Qsolの属する噴射域がRQ2であるときQ1=Qf2、Q2=Qf3、Qsolの属する噴射域がRQ3であるときQ1=Qf3、Q2=Qf4)である。
【0233】
上記マップの回転速度方向の数は図76に示すように4個であるが、この回転速度方向のマップ数は、図78に示すタービン効率の特性に合わせたものである。本実施形態で考えている排気タービンは比較的大容量のものであるため、排気流量[kg/s]を増やしていくと、なだらかな勾配でタービン効率が上昇し、やがてピークを迎えた後に低下する特性である。こうした特性のタービン効率を直線近似により補間してやるには、図示の4つの位置(黒丸で示す)を格子点位置としてやればよい。すなわち、図78において横軸の排気流量はエンジン回転速度に置き換えることができるので、図78に示した特性に対しては、最低限必要となる2つのマップ(最低回転速度Ne1に対するマップと最高回転速度Ne4に対するマップ)のほかに2つのマップを足してやればよい。
【0234】
なお、タービン効率の特性はこれにかぎられるものでない。たとえば図79に示したように低排気流量域から立ち上がり、高効率である幅が広いもの(高効率バンドが広いタイプ)やこの逆に図80のように高効率である幅が狭いもの(高効率バンドが狭いタイプ)などがあり、図79のタイプに対しては合計で5つのマップ数と、また図80のタイプに対しては合計で3つのマップ数としてやればよい。
【0235】
一方、負荷方向のマップの数については、最小噴射量に対するマップと最大噴射量に対するマップの2つが最低の数であり、本実施形態ではさらに図76に示すように、2つのマップを加えている。負荷方向のマップ数を2以上とするのは、エンジン負荷によっても可変ノズル53の開口割合を変えたい要求に応じるものである。
【0236】
これについて説明すると、図81はエンジン負荷が同一でもEGR率によって燃費率が最低となる開口割合が変化することを、また図82はエンジン負荷によっても燃費率が最低となる開口割合が変化することを示している。たとえば、図81において、エンジン回転速度が2000rpm、エンジン負荷としてのエンジントルクが60N・m、EGR率が30%の条件でも、開口割合を0%(可変ノズルが全開状態)とするよりも開口割合を10%程度にすることで、開口割合が0%のときと比較して約10%も燃費率がよくなっている。これを参考にして図82をみると、エンジン負荷が大きくなっても最良燃費率を維持させるには、エンジントルク(エンジン負荷)が30N・m→60N・m→90N・mと大きくなるのに対応して開口割合を10%→25%→50%と大きくしてやればよいことがわかる。このように、エンジン負荷によっても開口割合を変えたい要求があり、本実施形態では、エンジン負荷によっても開口割合を変えることで、最良燃費点をトレースさせることができる。
【0237】
また、上記の図76、図77において、一部に目標開口割合が固定値であるマップ(M11〜M14、M21〜M23、M31、M32)があるのは、図83に示す特性より得られるものである。
【0238】
これについて説明すると、図83は可変ノズルの開口割合を0%、25%、50%、75%、100%と変化させたときのシリンダ吸入空気量(1シリンダ当たりの吸入空気量)Qac[mg/st]と1シリンダ当たりの吸入EGR量Qec0[mg/st]の関係を代表的な4つの運転条件で比較したもので、同図によれば5つの特性線がばらけている高回転高負荷の条件では開口割合の変化に応じてQacが増減する(運転条件により感度が変わる)のに対して、5つの特性線がほぼ一直線上に集まっている低回転低負荷の条件では開口割合を変化させてもQacがほとんど変化しない。これより、高回転高負荷の条件では目標開口割合を可変値で設定する必要があるのに対して、低回転低負荷の条件では目標開口割合は一定値でかまわないことがわかる。なお、同図において特性が右肩下がりになるのは非過給状態(可変ノズルが全開状態)で考えるとよくわかる。というのも、シリンダに流入するガス量QcylはQacとQec0の和であり、非過給状態で運転条件(NeとQsol)が定まればQcylは一定であるから、Qacを増せばQec0が減り、この逆にQacを減らせばQec0が増すことになるからである。
【0239】
ここで、図83の各条件での特性と図77のマップ特性とを対応づけると、次のようになる。
【0240】
〈1〉高回転高負荷の条件での特性:M44のマップ特性に対応する。
【0241】
〈2〉高回転低負荷の条件での特性:M42のマップ特性に対応する。
【0242】
〈3〉低回転高負荷の条件での特性:M24のマップ特性に対応する。
【0243】
〈4〉低回転低負荷の条件での特性:M11〜M14、M21〜M23、M31、M32、M41のマップ特性に対応する。残りの3つのマップ(M34、M33、M43)の特性は間を埋めるものである。
【0244】
図75に戻り、Megr=0のとき(EGRの非作動域であるとき)は、ステップ2よりステップ9に進んで目標燃料噴射量Qsol、目標吸入空気量tQacを読み込み、このうちtQacからステップ10において
【0245】
【数28】
tQa=tQac×Ne/KCON#
の式で単位変換(1シリンダ当たり→単位時間当たり)を行って、目標吸入空気量tQa[kg/s]を演算する。
【0246】
ステップ11では、このようにして得られる目標吸入空気量tQaとQsolから図84を内容とするマップを検索することによりEGR非作動域での目標開口割合Rvnt4を演算し、これをステップ12において目標開口割合Rvntに入れる。
【0247】
ここで、EGR非作動域での目標開口割合を演算するに際してのパラメータを、1シリンダ当たりの値であるtQacでなく単位時間当たりの値であるtQaとしたのは、次の理由からである。tQacを用いる場合は、エンジン回転速度Neをも考慮して目標開口割合を演算する必要があるためパラメータがNe、tQac、Qsolの3つになり、3つのパラメータで目標開口割合の特性を記述することは困難であるからである。これに対して、tQaにはエンジン回転速度の違いを含むためこの場合のパラメータは2つでよく、したがって目標開口割合の特性を記述することが可能となる。これによるメリットには、制御量の連続性に優れることと構成が簡単になることとがある。
【0248】
このように、第5実施形態によれば、負荷をもパラメータとして目標開口割合を演算するので、前記第1実施形態と相違して、エンジン負荷に応じて可変ノズルの開口割合を変えたいという要求(たとえばエンジン負荷に応じても最良燃費点が変化する場合に(図82参照)、最良燃費点をトレースさせたいという要求)に応じることができる。
【0249】
ただし、エンジン負荷が変化しても開口割合を変化させたいという要求がなければ、前記第1実施形態で十分対応が可能である。前記第1実施形態では図25に示したように、負荷のパラメータを直接用いて目標開口割合を演算するものでないので、第5実施形態と比較すると、図82であれば3本のうちの1本の特性を選択しているのが前記第1実施形態であるといえる。したがって、たとえばエンジントルク(エンジン負荷)が30N・mのものを選択している場合に(エンジン回転速度は2000rpm一定とする)、EGR率が30%の状態から負荷が増加してエンジントルクが60N・mとなり、これに合わせてEGR率が20%へと減少したときを考えると、第1実施形態によれば、EGR率の減少分に対しては実EGR率Qecが変化するためこれに応じて目標開口割合が変化するものの、負荷増加分に対して直接に目標開口割合を変化させることはできない。この点を補うため、第1実施形態ではエンジン負荷としてのQsolを目標吸入空気量tQac、実EGR量Qecにそれぞれ反映させた値(tQas0、Qes0)をパラメータとして目標開口割合のマップを検索させている(図25、図26参照)。これに対して第5実施形態によれば、負荷変化分に直接に対応して目標開口割合を変化させることができ、この場合、約25.0%の目標開口割合となる。
【0250】
また、第1実施形態では目標吸入空気量tQacと目標開口割合のマップが一対一の対応関係にあるため目標吸入空気量tQacを変更するときに開口割合のマップの値も同時に変更する必要があるのに対して、第5実施形態ではその必要がない(図77のマップをそのまま使うことができる)。
【0251】
図85のフローチャートは第6実施形態で、第5実施形態の図75と置き換わるものである。なお、図75と同一部分に同一のステップ番号をつけている。
【0252】
第5実施形態と異なる部分を主に説明すると、ステップ21、22では目標吸入空気量tQacから、
【0253】
【数29】
tQacd2=tQac×KIN×KVOL×KQA2#
+tQacd2n-1×(1−KIN×KVOL×KQA2#)
ただし、KIN:体積効率相当値、
KVOL:VE/NC/VM、
VE:排気量、
NC:気筒数、
VM:吸気系容積、
KQA2#:定数、
tQacd2n-1:前回のQacd、
の式(一次遅れの式)により目標吸入空気量遅れ処理値tQacd2を、また目標EGR量Tqecから、
【0254】
【数30】
Tqecd=Tqec×KIN×KVOL×KQE#
+Tqecdn-1×(1−KIN×KVOL×KQE#)
ただし、KIN:体積効率相当値、
KVOL:VE/NC/VM、
VE:排気量、
NC:気筒数、
VM:吸気系容積、
KQE#:定数、
Tqecdn-1:前回のTqecd、
の式(一次遅れの式)により目標EGR量遅れ処理値Tqecdを演算する。これらは、吸気系容積分の存在に伴う空気の供給遅れに合わせたものである。
【0255】
そして、目標開口割合のマップ値が固定値でない場合(図86に示すM24、M33、M34、M42、M43、M44のマップの場合)には、これら遅れ処理値tQacd2、Tqecdを用いてマップを検索する。
【0256】
また、本実施形態では面補間計算により得られる目標開口割合Rvnt3(EGRの非EGR域ではRvnt4)を基本目標開口割合Rvnt0とし(ステップ23、24)、このRvnt0の値からステップ25において、
【0257】
【数31】
Rvnt=Rvnt0×TCVNT#
+Rvntn-1×(1−TCVNT#)
ただし、TCVNT#:定数、
Rvntn-1:前回のRvnt、
の式(一次遅れの式)により目標開口割合Rvntを演算する。これは、可変ノズルの負圧アクチュエータ54の応答遅れを考慮するものである。したがって、負圧アクチュエータ54の応答遅れの時定数に合わせて数31式の定数TCVNT#を設定する。
【0258】
この荷重平均処理によって、負圧アクチュエータ54の応答よりも高周波側の目標値の変化を除外することができる(開口割合が変化しても吸入空気量が変化しない領域での可変ノズルのバタツキを解消できる)。
【0259】
上記数29式、数30式、数31式の加重平均処理は、吸気管容積があることに伴う空気の供給遅れや可変ノズルの負圧アクチュエータ54の応答遅れがある場合に有効であるが、実験してみると、吸気管容積が大きく吸入新気量の計測の遅れが大きい場合や負圧アクチュエータ54の応答が遅い場合よりも、吸気管容積が小さく吸入新気量の計測の遅れが少ない場合や負圧アクチュエータ54の応答がよい場合のほうがかえって精度の高い制御が可能となっている。
【0260】
第5、第6の実施形態では図76に示したようにエンジン回転速度Neと目標燃料噴射量Qsolとで運転域を分けているが、タービン効率の特性はもともと横軸が排気流量[kg/s]なので、排気流量と目標燃料噴射量Qsolとで運転域を分けるようにしてもかまわない。このほうがタービン効率の特性をよくトレースでき、マップ数も減らせる。ただし、マッチングの容易さからいくと、エンジン回転速度のほうに軍配が上がる。
【0261】
第5、第6の実施形態では燃費が最適となるようにマップ値を設定する場合で説明したが、第1〜第4の実施形態で説明したように、排気組成や加速性が最適となるように設定することもできる。
【0262】
上記第1〜第4の実施形態では目標吸入空気量tQacを演算し、この値とEGR装置の制御実際値である実EGR量Qecや実EGR率Megrdとに基づいて過給機の作動目標値である目標開口割合Rvntを設定する場合で説明したが、目標吸入空気量tQacに代えて目標過給圧を用いてもかまわない。
【0263】
実施形態では、可変ノズルの開口割合に応じて過給圧が変化するターボ過給機で説明したが、これに限られるものでなく、以下のものにも適用がある。
【0264】
▲1▼流量に応じて過給圧が変化する別のタイプのターボ過給機、
▲2▼ウェストゲートバルブを備える一定容量のターボ過給機、
▲3▼スーパーチャージャ、
たとえば、▲1▼のターボ過給圧に対しては当該過給機の流量可変手段の開口割合や開口面積あるいは当該過給機駆動用のアクチュエータに与える制御割合や作動割合を、▲2▼のターボ過給機に対してはウェストゲートバルブの開口割合や開口面積を、▲3▼のスーパーチャージャに対しては当該スーパーチャージャ駆動用のアクチュエータに与える制御割合や作動割合を過給機の作動目標値として用いればよい。
【0265】
実施形態では、熱発生のパターンが単段燃焼となる、いわゆる低温予混合燃焼を行わせる場合で説明したが、予混合燃焼の後に拡散燃焼が付加される、通常のディーゼル燃焼の場合でも、本発明を適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の制御システム図。
【図2】コモンレール式燃料噴射装置の概略構成図。
【図3】目標燃料噴射量の演算を説明するためのフローチャート。
【図4】基本燃料噴射量のマップ特性図。
【図5】EGR弁開口面積の演算を説明するためのフローチャート。
【図6】EGR弁開口面積に対するEGR弁駆動信号の特性図。
【図7】目標EGR量の演算を説明するためのフローチャート。
【図8】シリンダ吸入空気量の演算を説明するためのフローチャート。
【図9】吸入空気量の検出を説明するためのフローチャート。
【図10】エアフローメータ出力電圧に対する吸入空気量の特性図。
【図11】目標EGR率の演算を説明するためのフローチャート。
【図12】基本目標EGR率のマップ特性図。
【図13】水温補正係数のテーブル特性図。
【図14】完爆判定を説明するためのフローチャート。
【図15】第1実施形態の負圧制御弁に与える制御指令デューティ値の演算を説明するためのフローチャート。
【図16】第2実施形態の負圧制御弁に与える制御指令デューティ値の演算を説明するためのフローチャート。
【図17】実EGR率の演算を説明するためのフローチャート。
【図18】コレクタ容量分の時定数相当値の演算を説明するためのフローチャート。
【図19】体積効率相当基本値のマップ特性図。
【図20】目標吸入空気量の演算を説明するためのフローチャート。
【図21】EGR作動時の目標吸入空気量基本値のマップ特性図。
【図22】目標吸入空気量補正係数のマップ特性図。
【図23】EGR非作動時の目標吸入空気量のマップ特性図。
【図24】実EGR量の演算を説明するためのフローチャート。
【図25】第1実施形態の目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図26】目標開口割合のマップ特性図。
【図27】第2実施形態の目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図28】目標開口割合のマップ特性図。
【図29】目標開口割合のフィードフォワード量の演算を説明するためのフローチャート。
【図30】目標開口割合のフィードバック量の演算を説明するためのフローチャート。
【図31】線型化処理を説明するためのフローチャート。
【図32】線型化のテーブル特性図。
【図33】開口面積と過給圧の関係を示す特性図。
【図34】信号変換を説明するためのフローチャート。
【図35】デューティ選択信号フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図36】デューティ値の温度補正量の演算を説明するためのフローチャート。
【図37】基本排気温度のマップ特性図。
【図38】水温補正係数のテーブル特性図。
【図39】温度補正量のテーブル特性図。
【図40】ターボ過給機駆動用アクチュエータの温度特性図。
【図41】可変ノズル全閉時のデューティ値のマップ特性図。
【図42】可変ノズル全開時のデューティ値のマップ特性図。
【図43】可変ノズル全閉時のデューティ値のマップ特性図。
【図44】可変ノズル全開時のデューティ値のマップ特性図。
【図45】指令開口割合線型化処理値をデューティ値に変換するときのヒステリシス図。
【図46】動作確認制御を説明するためのフローチャート。
【図47】動作確認制御指令デューティ値の設定を説明するためのフローチャート。
【図48】制御パターンのテーブル特性図。
【図49】動作確認制御時のデューティ値のテーブル特性図。
【図50】EGR制御の2つのフィードバック補正係数と学習補正係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図51】フィードバック許可フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図52】学習値反映許可フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図53】学習許可フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図54】EGR量フィードバック補正係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図55】EGR流量の補正ゲインのマップ特性図。
【図56】水温補正係数のテーブル特性図。
【図57】EGR流速フィードバック補正係数の演算を説明するためのフローチャート。
【図58】EGR流速の補正ゲインのマップ特性図。
【図59】水温補正係数のテーブル特性図。
【図60】誤差割合学習値の学習マップの表図。
【図61】学習値の更新を説明するためのフローチャート。
【図62】学習速度のマップ特性図。
【図63】EGR流速の演算を説明するためのフローチャート。
【図64】EGR流速のマップ特性図。
【図65】目標空気量の変化が小さい場合の波形図。
【図66】目標空気量の変化が大きい場合の波形図。
【図67】第3実施形態の目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図68】開口割合補正係数のテーブル特性図。
【図69】第4実施形態の目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図70】低水温時の目標開口割合のマップ特性図。
【図71】補間割合のテーブル特性図。
【図72】加速重視の目標開口割合のマップ特性図。
【図73】EGR率、開口面積に対する燃費、排気、吸入空気量の特性図。
【図74】第5実施形態の可変ノズルの制御ブロック図。
【図75】第5実施形態の目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図76】運転領域の区分けと格子点位置を説明するための領域図。
【図77】目標開口割合のマップ特性図。
【図78】第5実施形態のタービン効率の特性図。
【図79】高効率バンドが広いタイプのタービン効率の特性図。
【図80】高効率バンドが狭いタイプのタービン効率の特性図。
【図81】開口割合、EGR率に対する燃費率の関係を表す特性図。
【図82】開口割合、エンジン負荷に対する燃費率の関係を表す特性図。
【図83】開口割合を変化させたときのシリンダ吸入空気量Qacとシリンダ吸入EGR量Qec0の関係を代表的な4つの運転条件で比較した特性図。
【図84】EGR非作動域の目標開口割合のマップ特性図。
【図85】第6実施形態の目標開口割合の演算を説明するためのフローチャート。
【図86】目標開口割合のマップ特性図。
【図87】第1の発明のクレーム対応図。
【図88】第10の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
4 EGR通路
6 EGR弁
10 コモンレール式燃料噴射装置
41 コントロールユニット
52 排気タービン
53 可変ノズル
54 負圧アクチュエータ
55 ダイヤフラムアクチュエータ
56 負圧制御弁

Claims (17)

  1. 過給機とEGR装置とを備え、
    前記EGR装置の制御目標値を運転条件に応じて演算する手段と、
    このEGR装置の制御目標値となるように前記EGR装置を制御する手段と、
    運転条件に応じた目標吸入空気量または目標過給圧を演算する手段と、
    この目標吸入空気量または目標過給圧と前記EGR装置の制御目標値とに基づき、目標吸入空気量または目標過給圧の大きな領域においてEGR装置の制御目標値が増えるほど過給圧を高める側に、これに対して目標吸入空気量または目標過給圧の小さな領域において目標吸入空気量または目標過給圧が小さくなるほど過給圧を高める側に前記過給機の作動目標値を設定する手段と、
    この過給機の作動目標値となるように前記過給機を制御する手段と
    を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
  2. 前記過給機の作動目標値を設定する際に、前記EGR装置の制御目標値に代えて、その制御目標値に遅れ処理を施した値を用いることを特徴とする請求項1に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  3. 前記過給機の作動目標値は過給機の開口面積または開口面積相当値の目標値であることを特徴とする請求項1または2に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  4. 前記開口面積相当値は開口割合であることを特徴とする請求項3に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  5. エンジンの回転速度と燃料噴射量の積が増加する場合にその所定時間当たり増加量に応じて前記過給機の開口面積または開口面積相当値の目標値を過給圧が大きくなる側に補正することを特徴とする請求項に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  6. 前記過給機の開口面積または開口面積相当値の目標値を排気組成が最適となるように設定する第1の手段と、前記過給機の開口面積または開口面積相当値の目標値を燃費が最適となるように設定する第2の手段とを備え、エンジンの暖機完了前に前記第1の手段を、暖機完了後になると前記第2の手段を選択することを特徴とする請求項3に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  7. 前記過給機の開口面積または開口面積相当値の目標値を燃費が最適となるように設定する第1の手段と、前記過給機の開口面積または開口面積相当値の目標値を排気組成が最適となるように設定する第2の手段と、冷却水温を検出する手段とを備え、この冷却水温により、前記第1の手段により設定される開口面積または開口面積相当値の目標値と、前記第2の手段により設定される開口面積または開口面積相当値の目標値とを補間計算した値を、前記過給機の開口面積または開口面積相当値の目標値として設定することを特徴とする請求項3に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  8. 前記EGR装置の制御目標値は目標EGR率であることを特徴とする請求項1に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  9. 前記EGR装置の制御目標値は目標EGR量であることを特徴とする請求項1に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  10. 過給機とEGR装置とを備え、
    前記EGR装置の1シリンダ当たり制御目標値を運転条件に応じて演算する手段と、
    このEGR装置の1シリンダ当たり制御目標値となるように前記EGR装置を制御する手段と、
    運転条件に応じた1シリンダ当たり目標吸入空気量を演算する手段と、
    この1シリンダ当たり目標吸入空気量と前記EGR装置の1シリンダ当たり制御目標値とエンジン回転速度とエンジン負荷の4つのパラメータに基づいて前記過給機の作動目標値を設定する手段と、
    この過給機の作動目標値となるように前記過給機を制御する手段と
    を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
  11. 前記作動目標値設定手段は、エンジン回転速度とエンジン負荷をパラメータとして運転条件の属する領域を予め複数に区分けする手段と、前記領域を区分けする格子点位置の運転条件毎に前記1シリンダ当たり目標吸入空気量と前記EGR装置の1シリンダ当たり制御目標値とに応じた前記過給機の作動目標値を予め設定するマップと、現在の運転条件が前記区分けした小領域のいずれに属するかを判定する手段と、この判定した領域の4隅の格子点位置のマップを、現在の1シリンダ当たり目標吸入空気量と前記EGR装置の現在の1シリンダ当たり制御目標値とから検索し、その検索した4つの値を用いた補間計算により前記過給機の現在の運転条件に対応する作動目標値を演算する手段とからなることを特徴とする請求項10に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  12. 前記マップ値を燃費が最適となるように設定することを特徴とする請求項11に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  13. 前記過給機の作動値を変化させても吸入空気量がほとんど変化しない領域に属する前記マップの値を固定値とすることを特徴とする請求項11に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  14. 前記エンジン回転速度に代えて排気流量を用いることを特徴とする請求項11から13までのいずれか一つに記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  15. 前記マップを検索する際に、現在の1シリンダ当たり目標吸入空気量と前記EGR装置の現在の1シリンダ当たり制御目標値に代えて、それらにそれぞれ遅れ処理を施した値を用いることを特徴とする請求項11から13までのいずれか一つに記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  16. 前記過給機の作動目標値は過給機の開口割合または開口面積相当値の目標値であることを特徴とする請求項10から15までのいずれか一つに記載のディーゼルエンジンの制御装置。
  17. 前記EGR装置の1シリンダ当たり制御目標値は1シリンダ当たりの目標EGR量であることを特徴とする請求項10に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
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