JP3929712B2 - Ｅｇｒバルブの制御方法及び装置 - Google Patents
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、黒煙の発生を抑制するようにしたＥＧＲバルブの制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デイーゼルエンジンの排出ガス低減と燃費向上には、あらゆる運転条件・環境での、燃料噴射時期・噴射量・噴射圧力の適性化、吸入空気量・吸気温度の適正化、吸入空気と燃料混合の適正化、吸・排気抵抗の減少を欠かすことができない要件であり、この要件を満足させるために可変ノズルの開度を調整することにより排気タービンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて最適な過給圧特性に制御しインタクーラを介して過給する排気タービン過給機（ＶＮＴ又はＶＧＴと称している）と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流する排気ガス再循環装置（ＥＧＲと称している）とを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、軽負荷運転状態から加速した場合の過渡時に黒煙が発生する。これは、軽負荷運転状態から加速する際に排気パイプの内圧力が上昇するが、吸気パイプの内圧力の上昇が遅れるため、過渡的にＥＧＲガスが吸気側に大量に流れ込んでいるからである。
【０００４】
本発明の目的は、軽負荷域での運転状態から加速した場合の過渡時に黒煙の発生を抑制するようにしたことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の方法は、請求項１に記載の通り、排気タービン過給機と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲバルブの開度をエンジン回転数によって算出し、アクセル開度過渡時の信号によってフィードフォワード量を算出して前記ＥＧＲバルブの開き方向に対し時間当りの変化量を徐変させ、前記ＥＧＲバルブの開度変化量をアクセル開度過渡時に適正に制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の装置は、請求項２に記載の通り、排気タービン過給機と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、前 記ＥＧＲバルブの開度をエンジン回転数によって算出する手段と、アクセル開度過渡時の信号によって前記ＥＧＲバルブの開き方向に対し時間当りの変化量を徐変制御する手段と、前記フィードフォワード量を算出する手段とを備え、前記ＥＧＲバルブの開度変化量をアクセル開度過渡時に適正に制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
図１において、１はコントローラ、２はＥＧＲバルブアクチュエータ、３はＥＧＲバルブであり、前記コントローラ１の指示により前記ＥＧＲバルブアクチュエータ２によって開度が制御される。前記コントローラ１にはエンジン回転検出信号Ａ、アクセル開度検出信号Ｂ及び吸気量検出信号Ｃが入力され、アクセル開度過渡時にＥＧＲバルブ３の基本指示開度の設定値を超えた場合、フィードフォワード量を算出して前記ＥＧＲバルブ３の開度をアクセル開度過渡時に適正に補正制御するようにしたものである。
【０００８】
前記ＥＧＲバルブ３の補正制御は図２で示すように、エンジン回転検出信号Ａと燃料噴射量検出信号Ｄとを基本指示開度算出回路４に入力してＥＧＲバルブ３を基本指示開度に設定し、エンジン回転検出信号Ａ、燃料噴射量検出信号Ｄ及びアクセル開度検出信号Ｂ又吸気量検出信号Ｃをフィードフォワード量算出回路５に入力してフィードフォワード量算出信号と前記基本指示開度算出回路４で設定したＥＧＲバルブ３の基本指示開度信号とを合流回路６で合流し、アクセル開度過渡時にＥＧＲバルブ開度指令信号ＨによってＥＧＲバルブ３の開度をアクセル開度過渡時に適正に補正制御する。このフィードフォワード補正は吸気量検出信号Ｃからの実吸気量が目標吸気量を超えた場合に解除される。
【０００９】
上記の実施例１の制御について図３のフローチャートと図４のタイムチャートとにより説明する。ステップ１０でアクセル開度変化量を算出する。ステップ１１で基本ＥＧＲフィードフォワード開度をエンジン回転数ＮＥとアクセル開度変化量で算出しステップ１２に進む。ステップ１２では今回の基本ＥＧＲフィードフォワード開度演算値の絶対値（ＦＥＧＲＦＦＭｉ）と前回の最終ＥＧＲフィードフォワード開度演算値の絶対値（ＦＥＧＲＦＦｉ−１）とを比較し、｜ＦＥＧＲＦＦＭｉ｜＞｜ＦＥＧＲＦＦｉ−１｜がＹＥＳでステップ１８に進むが、ＮＯではステップ１４に進みステップ１４で｜ＦＥＧＲＦＦＭｉ｜≦｜ＦＥＧＲＦＦｉ−１｜が設定時間ＫＴ１以上維持がＹＥＳの場合はステップ１８に進み、ＮＯの場合はステップ１９に進む。
【００１０】
一方、ステップ１７ではステップ１５で算出した目標ＥＧＲ量（ＥＧＲＴ）とステップ１６で検出した実ＥＧＲ量（ＥＧＲ）を比較しＥＧＲ＜ＥＧＲＴが設定時間ＫＴ２以上維持したときＹＥＳでステップ１８に進む。ＮＯの場合はステップ１９に進む。図４のタイムチャートにおいて、ＯＲの条件で目標ＥＧＲ量のＫＴ２時間Ｙまたは最終ＥＧＲフィードフォワード開度（ＦＥＧＲＦＦ）のＫＴ１時間Ｚのどちらかが成立したときに復帰するが、この図４のタイムチャートでは最終ＥＧＲフィードフォワード開度（ＦＥＧＲＦＦ）のＫＴ１時間Ｚが先に成立した場合について示しているものである。尚、ステップ１５、１６、１７はＥＧＲ量のかわりにブースト圧吸気量の場合もある。
【００１１】
前記ステップ１８では最終ＥＧＲフィードフォワード開度は基本ＥＧＲフィードフォワード開度を更新する演算をしてＥＧＲバルブ開度指令信号ＨによってＥＧＲバルブ３の開度を制御する。ステップ１９では最終ＥＧＲフィードフォワード開度は、前回の最終ＥＧＲフィードフォワード開度を維持する。つまり、アクセル開度過渡時にＥＧＲバルブ３の開度をアクセル開度過渡時に適正に補正制御しＥＧＲ量補正することにより軽負荷域での運転状態から加速した場合の過渡時に黒煙の発生を抑制する。尚、図３のフローチャートにおいてＦＥＧＲｉは最終ＥＧＲ開度、ＦＥＧＲＭｉは基本ＥＧＲ開度、ＦＥＧＲＦＦｉは最終ＥＧＲフィードフォワード開度である。
【００１２】
【実施例２】
図５において、２０はコンプレッサであり、２１は前記コンプレッサ２０を回転する排気タービンである。２６は前記排気タービン２１の回転をエンジン回転数・負荷に応じて最適な過吸特性に制御する可変ノズルである。２４は吸気パイプであり、２５は排気パイプである。前記コンプレッサ２０より下流の吸気パイプ２４と前記排気タービン２５より上流の排気パイプ２５はＥＧＲ通路２２で連通されており、ＥＧＲ通路２２にはＥＧＲバルブ２３が設けられている。
【００１３】
このような排気タービン過給機とＥＧＲ装置を備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲバルブ２３の開度をエンジン回転数ＮＥによって算出し、アクセル開度過渡時に前記ＥＧＲバルブ２３の開き方向に対し時間当りの変化量を徐変させ、前記ＥＧＲバルブ２３の開度変化量をアクセル開度過渡時に適正に制御するようにしたものである。
【００１４】
すなわち、図６で示すように、エンジン回転数ＮＥは定常から加速するとイ線のように回転数が上昇する。この時の従来ではＥＧＲバルブ２３の開度指示は開き方向に指示され、ロ線のように急激に開いて過渡的にＥＧＲガスが吸気側に大量に流れ込んで黒煙発生の要因となっていたが、本発明ではハ線のようにＥＧＲバルブ２３の開き方向に対し時間当りの変化量を徐変制御して黒煙の発生を抑制するようにしたものである。
【００１５】
それには、実施例１のようにエンジン回転検出信号Ａ、アクセル開度検出信号ＢによってＥＧＲバルブ２３の開度を算出する手段と、アクセル開度過渡時に前記ＥＧＲバルブ２３の開き方向に対し時間当りの変化量を徐変制御する手段とを備えたコントローラによってＥＧＲバルブ２３の開度変化量を任意に設定するようにした。
【００１６】
上記の実施例２の制御について図７のフローチャートにより説明する。ステップ３０でＥＧＲ開度を算出しステップ３１に進む。ステップ３１ではＥＧＲバルブの開度方向への変化を認識しＹＥＳではステップ３２に進み、ＮＯではステップ３０に戻されてステップ３１で再びＥＧＲバルブの開度方向への変化を認識する。前記ステップ３２ではエンジン回転数（ＮＥ）と燃料噴射量（ＱＦＩＮ）の限界ＥＧＲ変化量マップから求まるｄＥＧＲを算出し、ステップ３３で前回のＥＧＲ開度演算値（ＦＥＧＲｉ−１）と前記ｄＥＧＲとを加えて今回のＥＧＲ開度演算値（ＦＥＧＲｉ）を決定し、これを図５で示すように、ＥＧＲバルブ開度指令信号Ｈとして図６のハ線のようにＥＧＲバルブ２３を開き方向に対し時間当りの変化量を徐変制御するのである。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、排気パイプの内圧力が上昇し、吸気パイプの内圧力の上昇が遅れる状態となるエンジンの軽負荷域での運転状態から加速した場合のＥＧＲバルブの開度をアクセル開度過渡時に、このアクセル開度過渡時の信号によってフィードフォワード量を算出したうえでＥＧＲバルブの開き方向に対し時間当りの変化量を徐変制御するため吸気側へＥＧＲガスが一挙に大量に流れ込むことがなくなり、ＥＧＲバルブの開度変化量をアクセル開度過渡時に適正に制御することができ黒煙の発生を抑制し環境保全に寄与する効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の実施例１の系統図
【図２】本発明装置の実施例１の制御手段を示す図
【図３】本発明の実施例１のフローチャート
【図４】本発明の実施例１におけるタイムチャート
【図５】本発明装置の実施例２の要部断面図
【図６】本発明の実施例２の制御を示すグラフ
【図７】本発明の実施例２のフローチャート
【符号の説明】
１ コントローラ
２ ＥＧＲバルブアクチュエータ
３ ＥＧＲバルブ
４ 基本指示開度算出回路
５ フィードフォワード量算出回路
６ 合流回路
【産業上の利用分野】
本発明は、黒煙の発生を抑制するようにしたＥＧＲバルブの制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デイーゼルエンジンの排出ガス低減と燃費向上には、あらゆる運転条件・環境での、燃料噴射時期・噴射量・噴射圧力の適性化、吸入空気量・吸気温度の適正化、吸入空気と燃料混合の適正化、吸・排気抵抗の減少を欠かすことができない要件であり、この要件を満足させるために可変ノズルの開度を調整することにより排気タービンの回転数をエンジン回転・負荷に応じて最適な過給圧特性に制御しインタクーラを介して過給する排気タービン過給機（ＶＮＴ又はＶＧＴと称している）と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流する排気ガス再循環装置（ＥＧＲと称している）とを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、軽負荷運転状態から加速した場合の過渡時に黒煙が発生する。これは、軽負荷運転状態から加速する際に排気パイプの内圧力が上昇するが、吸気パイプの内圧力の上昇が遅れるため、過渡的にＥＧＲガスが吸気側に大量に流れ込んでいるからである。
【０００４】
本発明の目的は、軽負荷域での運転状態から加速した場合の過渡時に黒煙の発生を抑制するようにしたことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の方法は、請求項１に記載の通り、排気タービン過給機と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲバルブの開度をエンジン回転数によって算出し、アクセル開度過渡時の信号によってフィードフォワード量を算出して前記ＥＧＲバルブの開き方向に対し時間当りの変化量を徐変させ、前記ＥＧＲバルブの開度変化量をアクセル開度過渡時に適正に制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の装置は、請求項２に記載の通り、排気タービン過給機と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、前 記ＥＧＲバルブの開度をエンジン回転数によって算出する手段と、アクセル開度過渡時の信号によって前記ＥＧＲバルブの開き方向に対し時間当りの変化量を徐変制御する手段と、前記フィードフォワード量を算出する手段とを備え、前記ＥＧＲバルブの開度変化量をアクセル開度過渡時に適正に制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
図１において、１はコントローラ、２はＥＧＲバルブアクチュエータ、３はＥＧＲバルブであり、前記コントローラ１の指示により前記ＥＧＲバルブアクチュエータ２によって開度が制御される。前記コントローラ１にはエンジン回転検出信号Ａ、アクセル開度検出信号Ｂ及び吸気量検出信号Ｃが入力され、アクセル開度過渡時にＥＧＲバルブ３の基本指示開度の設定値を超えた場合、フィードフォワード量を算出して前記ＥＧＲバルブ３の開度をアクセル開度過渡時に適正に補正制御するようにしたものである。
【０００８】
前記ＥＧＲバルブ３の補正制御は図２で示すように、エンジン回転検出信号Ａと燃料噴射量検出信号Ｄとを基本指示開度算出回路４に入力してＥＧＲバルブ３を基本指示開度に設定し、エンジン回転検出信号Ａ、燃料噴射量検出信号Ｄ及びアクセル開度検出信号Ｂ又吸気量検出信号Ｃをフィードフォワード量算出回路５に入力してフィードフォワード量算出信号と前記基本指示開度算出回路４で設定したＥＧＲバルブ３の基本指示開度信号とを合流回路６で合流し、アクセル開度過渡時にＥＧＲバルブ開度指令信号ＨによってＥＧＲバルブ３の開度をアクセル開度過渡時に適正に補正制御する。このフィードフォワード補正は吸気量検出信号Ｃからの実吸気量が目標吸気量を超えた場合に解除される。
【０００９】
上記の実施例１の制御について図３のフローチャートと図４のタイムチャートとにより説明する。ステップ１０でアクセル開度変化量を算出する。ステップ１１で基本ＥＧＲフィードフォワード開度をエンジン回転数ＮＥとアクセル開度変化量で算出しステップ１２に進む。ステップ１２では今回の基本ＥＧＲフィードフォワード開度演算値の絶対値（ＦＥＧＲＦＦＭｉ）と前回の最終ＥＧＲフィードフォワード開度演算値の絶対値（ＦＥＧＲＦＦｉ−１）とを比較し、｜ＦＥＧＲＦＦＭｉ｜＞｜ＦＥＧＲＦＦｉ−１｜がＹＥＳでステップ１８に進むが、ＮＯではステップ１４に進みステップ１４で｜ＦＥＧＲＦＦＭｉ｜≦｜ＦＥＧＲＦＦｉ−１｜が設定時間ＫＴ１以上維持がＹＥＳの場合はステップ１８に進み、ＮＯの場合はステップ１９に進む。
【００１０】
一方、ステップ１７ではステップ１５で算出した目標ＥＧＲ量（ＥＧＲＴ）とステップ１６で検出した実ＥＧＲ量（ＥＧＲ）を比較しＥＧＲ＜ＥＧＲＴが設定時間ＫＴ２以上維持したときＹＥＳでステップ１８に進む。ＮＯの場合はステップ１９に進む。図４のタイムチャートにおいて、ＯＲの条件で目標ＥＧＲ量のＫＴ２時間Ｙまたは最終ＥＧＲフィードフォワード開度（ＦＥＧＲＦＦ）のＫＴ１時間Ｚのどちらかが成立したときに復帰するが、この図４のタイムチャートでは最終ＥＧＲフィードフォワード開度（ＦＥＧＲＦＦ）のＫＴ１時間Ｚが先に成立した場合について示しているものである。尚、ステップ１５、１６、１７はＥＧＲ量のかわりにブースト圧吸気量の場合もある。
【００１１】
前記ステップ１８では最終ＥＧＲフィードフォワード開度は基本ＥＧＲフィードフォワード開度を更新する演算をしてＥＧＲバルブ開度指令信号ＨによってＥＧＲバルブ３の開度を制御する。ステップ１９では最終ＥＧＲフィードフォワード開度は、前回の最終ＥＧＲフィードフォワード開度を維持する。つまり、アクセル開度過渡時にＥＧＲバルブ３の開度をアクセル開度過渡時に適正に補正制御しＥＧＲ量補正することにより軽負荷域での運転状態から加速した場合の過渡時に黒煙の発生を抑制する。尚、図３のフローチャートにおいてＦＥＧＲｉは最終ＥＧＲ開度、ＦＥＧＲＭｉは基本ＥＧＲ開度、ＦＥＧＲＦＦｉは最終ＥＧＲフィードフォワード開度である。
【００１２】
【実施例２】
図５において、２０はコンプレッサであり、２１は前記コンプレッサ２０を回転する排気タービンである。２６は前記排気タービン２１の回転をエンジン回転数・負荷に応じて最適な過吸特性に制御する可変ノズルである。２４は吸気パイプであり、２５は排気パイプである。前記コンプレッサ２０より下流の吸気パイプ２４と前記排気タービン２５より上流の排気パイプ２５はＥＧＲ通路２２で連通されており、ＥＧＲ通路２２にはＥＧＲバルブ２３が設けられている。
【００１３】
このような排気タービン過給機とＥＧＲ装置を備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲバルブ２３の開度をエンジン回転数ＮＥによって算出し、アクセル開度過渡時に前記ＥＧＲバルブ２３の開き方向に対し時間当りの変化量を徐変させ、前記ＥＧＲバルブ２３の開度変化量をアクセル開度過渡時に適正に制御するようにしたものである。
【００１４】
すなわち、図６で示すように、エンジン回転数ＮＥは定常から加速するとイ線のように回転数が上昇する。この時の従来ではＥＧＲバルブ２３の開度指示は開き方向に指示され、ロ線のように急激に開いて過渡的にＥＧＲガスが吸気側に大量に流れ込んで黒煙発生の要因となっていたが、本発明ではハ線のようにＥＧＲバルブ２３の開き方向に対し時間当りの変化量を徐変制御して黒煙の発生を抑制するようにしたものである。
【００１５】
それには、実施例１のようにエンジン回転検出信号Ａ、アクセル開度検出信号ＢによってＥＧＲバルブ２３の開度を算出する手段と、アクセル開度過渡時に前記ＥＧＲバルブ２３の開き方向に対し時間当りの変化量を徐変制御する手段とを備えたコントローラによってＥＧＲバルブ２３の開度変化量を任意に設定するようにした。
【００１６】
上記の実施例２の制御について図７のフローチャートにより説明する。ステップ３０でＥＧＲ開度を算出しステップ３１に進む。ステップ３１ではＥＧＲバルブの開度方向への変化を認識しＹＥＳではステップ３２に進み、ＮＯではステップ３０に戻されてステップ３１で再びＥＧＲバルブの開度方向への変化を認識する。前記ステップ３２ではエンジン回転数（ＮＥ）と燃料噴射量（ＱＦＩＮ）の限界ＥＧＲ変化量マップから求まるｄＥＧＲを算出し、ステップ３３で前回のＥＧＲ開度演算値（ＦＥＧＲｉ−１）と前記ｄＥＧＲとを加えて今回のＥＧＲ開度演算値（ＦＥＧＲｉ）を決定し、これを図５で示すように、ＥＧＲバルブ開度指令信号Ｈとして図６のハ線のようにＥＧＲバルブ２３を開き方向に対し時間当りの変化量を徐変制御するのである。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、排気パイプの内圧力が上昇し、吸気パイプの内圧力の上昇が遅れる状態となるエンジンの軽負荷域での運転状態から加速した場合のＥＧＲバルブの開度をアクセル開度過渡時に、このアクセル開度過渡時の信号によってフィードフォワード量を算出したうえでＥＧＲバルブの開き方向に対し時間当りの変化量を徐変制御するため吸気側へＥＧＲガスが一挙に大量に流れ込むことがなくなり、ＥＧＲバルブの開度変化量をアクセル開度過渡時に適正に制御することができ黒煙の発生を抑制し環境保全に寄与する効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の実施例１の系統図
【図２】本発明装置の実施例１の制御手段を示す図
【図３】本発明の実施例１のフローチャート
【図４】本発明の実施例１におけるタイムチャート
【図５】本発明装置の実施例２の要部断面図
【図６】本発明の実施例２の制御を示すグラフ
【図７】本発明の実施例２のフローチャート
【符号の説明】
１ コントローラ
２ ＥＧＲバルブアクチュエータ
３ ＥＧＲバルブ
４ 基本指示開度算出回路
５ フィードフォワード量算出回路
６ 合流回路
Claims (2)
- 排気タービン過給機と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲバルブの開度をエンジン回転数によって算出し、アクセル開度過渡時の信号によってフィードフォワード量を算出して前記ＥＧＲバルブの開き方向に対し時間当りの変化量を徐変させ、前記ＥＧＲバルブの開度変化量をアクセル開度過渡時に適正に制御するようにしたことを特徴とするＥＧＲバルブの制御方法。
- 排気タービン過給機と排気ガスの一部を吸気側にＥＧＲバルブを介して還流する排気ガス再循環装置とを備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲバルブの開度をエンジン回転数によって算出する手段と、アクセル開度過渡時の信号によって前記ＥＧＲバルブの開き方向に対し時間当りの変化量を徐変制御する手段と、前記フィードフォワード量を算出する手段とを備え、前記ＥＧＲバルブの開度変化量をアクセル開度過渡時に適正に制御するようにしたことを特徴とするＥＧＲバルブの制御装置。
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| JP2001053352A JP3929712B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | Ｅｇｒバルブの制御方法及び装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002256915A JP2002256915A (ja) | 2002-09-11 |
| JP3929712B2 true JP3929712B2 (ja) | 2007-06-13 |
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ID=18913826
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2001
- 2001-02-28 JP JP2001053352A patent/JP3929712B2/ja not_active Expired - Fee Related
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