JP4020117B2 - Exhaust gas recirculation control device for diesel engine - Google Patents
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Description
本発明は、ディーゼル機関の排気還流 (以下EGRという) 制御装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) control device for a diesel engine.
従来の、ディーゼル機関のEGR制御装置として例えば特許文献1に開示されるようなものがある。このものでは、EGR制御弁の開度を実測値と目標値とが一致するように制御することにより、弁体へのカーボン付着等により制御開度が減少することを抑制している(特許文献1参照)。
しかしながら、一般に、機関毎に同一運転条件においても、吸気系のバラツキにより吸入空気流量にバラツキは生じるものであり、また吸気通路の開口面積を多段に変化させる吸気絞り弁の開度にもバラツキを生じ、EGR制御中の吸入空気流量にもバラツキは生じる。 However, generally, even under the same operating conditions for each engine, the intake air flow varies due to variations in the intake system, and the opening of the intake throttle valve that changes the opening area of the intake passage in multiple stages also varies. As a result, the intake air flow rate during EGR control also varies.
このため、予め設定された目標値のまま制御を行うと高負荷側でスモーク排出特性が悪化したり、EGR制御中も適正なEGR量とはならず、NOx低減効果が薄れたり、スモーク排出特性の悪化を招いたりするという問題があった。 For this reason, if the control is performed with the preset target value, the smoke discharge characteristic deteriorates on the high load side, the EGR amount is not appropriate even during EGR control, the NOx reduction effect is reduced, and the smoke discharge characteristic is reduced. There was a problem of inviting deterioration.
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、前記バラツキに応じてEGR制御中の各種制御量を修正することにより、適正なEGR制御が行われるようにしたディーゼル機関のEGR制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional problem. EGR of a diesel engine in which proper EGR control is performed by correcting various control amounts during EGR control according to the variation. An object is to provide a control device.
このため、請求項1に係る発明は図1に示すように、
ディーゼル機関の排気通路から分岐して吸気通路に合流する排気還流通路と、該排気還流通路に介装された排気還流制御弁と、前記排気還流通路の合流部より上流側の吸気通路に設けられ通路開口面積を制御する通路開口面積制御手段と、前記排気還流制御弁の開度を機関運転状態に応じて制御する排気還流制御弁制御手段と、前記吸気通路に設けられ吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、を備えたディーゼル機関の排気還流制御装置において、
機関への燃料供給が停止される運転状態で、該運転状態に基づいて前記通路開口面積制御手段により吸気通路の開口面積が所定値に制御されるときに前記吸入空気流量検出手段によって検出された吸入空気流量と、当該条件時の機関運転状態に基づいて設定される目標吸入空気流量と、を比較する比較手段と、
前記目標吸入空気流量が検出された吸入空気流量より大きいときは、排気還流制御弁の開度を減少し、目標吸入空気流量が検出された吸入空気流量より小さいときは、排気還流制御弁の開度を増大するように、排気還流制御弁の開度の制御量を修正する修正量を設定して記憶する制御量修正量設定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
For this reason, as shown in FIG.
An exhaust gas recirculation passage branched from the exhaust passage of the diesel engine and joined to the intake air passage, an exhaust gas recirculation control valve interposed in the exhaust gas recirculation passage, and an intake air passage upstream of the junction of the exhaust gas recirculation passage A passage opening area control means for controlling the passage opening area, an exhaust gas recirculation control valve control means for controlling the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve according to the engine operating state, and an intake air flow rate provided in the intake passage. In an exhaust gas recirculation control device for a diesel engine comprising an intake air flow rate detection means,
Detected by the intake air flow rate detecting means when the opening area of the intake passage is controlled to a predetermined value by the passage opening area control means based on the operating state in the operating state where fuel supply to the engine is stopped A comparison means for comparing the intake air flow rate with a target intake air flow rate set based on the engine operating state under the conditions;
When the target intake air flow rate is larger than the detected intake air flow rate, the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is decreased, and when the target intake air flow rate is smaller than the detected intake air flow rate, the exhaust gas recirculation control valve is opened. A control amount correction amount setting means for setting and storing a correction amount for correcting the control amount of the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve so as to increase the degree ,
It is characterized by including.
請求項1の発明によると、燃料供給が停止されるときに吸気通路開口面積が所定値に制御され、そのときの機関運転状態に基づいて設定される目標吸入空気流量と実際の吸入空気流量とが比較され、目標吸入空気流量が検出された吸入空気流量より大きいときは、排気還流制御弁の開度を減少し、目標吸入空気流量が検出された吸入空気流量より小さいときは、排気還流制御弁の開度を増大するように、排気還流制御弁の開度の制御量を修正する修正量を設定し、この修正量を用いて該制御量を修正することによって、吸入空気流量の差による影響を低減することができる。 According to the first aspect of the invention, when the fuel supply is stopped, the intake passage opening area is controlled to a predetermined value, and the target intake air flow rate and the actual intake air flow rate set based on the engine operating state at that time are When the target intake air flow rate is larger than the detected intake air flow rate, the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is decreased, and when the target intake air flow rate is smaller than the detected intake air flow rate, the exhaust gas recirculation control By setting a correction amount for correcting the control amount of the exhaust gas recirculation control valve so as to increase the valve opening, and correcting the control amount using this correction amount, The influence can be reduced.
以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。
一実施形態の構成を示す図1において、機関本体100 に接続された吸気通路1には吸入空気流量を検出するエアフローメータ23と吸気絞り弁3が設けられている。また、同じく機関本体100 に接続された排気通路4から分岐して前記吸気絞り弁3下流の吸気通路1に合流するEGR通路5が接続され、該EGR通路5にはEGR制御弁6が介装されている。そして、EGR量の制御は、予めエンジンコントロールユニット7内に記憶してあるエアフローメータ出力となるように前記吸気絞り弁3及びEGR制御弁6の開度を調整して行われる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In FIG. 1 showing the configuration of one embodiment, an
前記吸気絞り弁3の開度は、図示しないバキュームポンプで発生した負圧を負圧通路9,10,11を介して第1の電磁弁12及び第2の電磁弁13で負圧制御を行うことにより、全開,半開,全閉の3段階に切換制御される。
具体的には、第1の電磁弁12,第2の電磁弁13共に通電がOFFの場合は吸気絞り弁3の圧力室3Aには大気圧が導入されて吸気絞り弁3は全開となり、第1の電磁弁12をON,第2の電磁弁13をOFFの場合はバキュームポンプからの負圧を大気で希釈した圧力が圧力室3Aに導入されて、吸気絞り弁3は予め設定された半開位置にセットされ、第1の電磁弁12,第2の電磁弁13共にONの場合にはバキュームポンプからの負圧がそのまま圧力室3Aに導入されて、吸気絞り弁3は予め設定された全開位置にセットされる。
The opening degree of the intake throttle valve 3 is such that negative pressure generated by a vacuum pump (not shown) is negatively controlled by the
Specifically, when the energization of both the
一方、前記EGR制御弁5には開度 (弁体のリフト量) を検出するリフトセンサ24が装着され、EGR制御弁5の開度は、バキュームポンプで発生した負圧を負圧通路9,14を介してデューティ制御弁8に送り、デューティ比を増減することによって大気を適宜に導入して信号負圧を希釈することによって、前記リフトセンサ15で実際の開度を検出しつつ予めコントロールユニット7に記憶してある開度となるようにフィードバック制御する。
On the other hand, the EGR
これら吸気絞り弁3及びEGR制御弁6の開度制御は、コントロールユニット7が機関運転状態例えば機関回転速度と負荷と冷却水温度等に基づいて前記第1の電磁弁12,第2の電磁弁13及びデューティ制御弁8を制御することにより行われる。
The opening control of the intake throttle valve 3 and the EGR control valve 6 is performed when the
図3はコントロールユニット7の詳細を示すブロック図である。CPU71、ROM72、RAM73、入出力回路 (以下I/Oと記す) 74とから構成されている。I/O74には機関回転速度Nを検出する回転速度センサ21、アクセル開度 (アクセルペダル踏込み量) を検出するアクセル開度センサ22、吸入空気流量を検出するエアフローメータ23、前記EGR制御弁5の開度を検出するリフトセンサ24、冷却水温度を検出する水温センサ25、燃料温度を検出する燃温センサ26等の出力が入力される。CPU71は、ROM72に記憶されたプログラムに従ってI/O74からの情報を取り込んで演算処理し、燃料噴射量,燃料噴射時期を制御する燃料噴射ポンプ31、前記デューティ制御弁8、第1の電磁弁12、第2の電磁弁13を制御するための制御量であるデータをI/O74にセットし、これにより、燃料噴射量,燃料噴射時期,EGR量及び吸入空気流量が制御される。尚、RAM73はCPU71の演算処理に関連したデータを一時退避するために使用される。
FIG. 3 is a block diagram showing details of the
前記各制御の実施例を図4及び図5のフローチャートに従って説明する。ここで、本発明では、吸気系の各種バラツキに応じて燃料噴射量や吸気絞り弁3及びEGR制御弁5の開度目標値を修正するようになっている。
ステップ (図ではSと記す。以下同様) 310では、機関回転速度Ne,アクセル開度Acc,エアフローメータ出力Va,EGR制御弁開度Le,冷却水温度Tw,燃料温度Tf等の運転条件の諸データの読み込みを行う。
An example of each control will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Here, in the present invention, the fuel injection amount and the target opening values of the intake throttle valve 3 and the
Step (denoted as S in the figure. The same applies hereinafter) In 310, various operating conditions such as engine speed Ne, accelerator opening Acc, air flow meter output Va, EGR control valve opening Le, cooling water temperature Tw, fuel temperature Tf, etc. Read data.
次に、ステップ320では、機関回転速度Neとアクセル開度Accとを基に、ROM72に記憶させておいた図6〜図11に示す特性に基づいて基本噴射量QN,基本噴射時期ITN,基本空気流量GaN,基本EGR弁開度LeN又は基本デューティ比DpN,吸気絞り弁制御用の電磁弁制御信号Vs1,Vs2を算出する。
Next, at
次に、ステップ330で、ステップ310で読み込んだアクセル開度Accの値を基に、アクセル全開即ち全負荷状態であるかどうかを判定する。もし、アクセル全開でなければ、後述するステップ410以降へ進む。そして、ステップ330でアクセル全開であると判定された場合には、ステップ340へ進み、前記ステップ320で読み込んだ基本空気流量 (目標空気流量) GaNと実際に検出された空気流量Gaとの差 (GaN−Ga) であるΔGaを算出する。
ステップ350では、ステップ340で算出されたΔGaの値を基に、例えばROM72に記憶させておいた図12〜図17の特性に基づいて、補正燃料噴射量ΔQ,補正空気流量ΔGae,補正EGR弁開度ΔLe又は補正デューティ比ΔDpを算出する。
Next, at
In
ここで、例えばΔGaが正の値で大きいとき、つまり目標空気流量GaNに対して実空気流量Gaの不足量が大きいほど空気不足によりカーボン排出量が増大しやすくなるので、燃料噴射量Qを減少すべく補正燃料噴射量ΔQが負の値で大きく設定され、同様の理由で補正空気流量ΔGaeは空気流量を増大させるべく正の値で大きく設定され、補正EGR弁開度ΔLe,補正デューティ比ΔDpについては空気不足により過剰となるEGR率を減少補正すべく負の値で大きく設定されている。逆に実空気流量Gaの方が目標空気流量GaNより大きい場合は、逆方向の補正がなされるように設定されている。 Here, for example, when ΔGa is a positive value and large, that is, the larger the shortage amount of the actual air flow rate Ga with respect to the target air flow rate GaN, the more easily the carbon discharge amount increases due to the shortage of air. Therefore, the corrected fuel injection amount ΔQ is set to a large negative value, and for the same reason, the corrected air flow rate ΔGae is set to a large positive value to increase the air flow rate, and the corrected EGR valve opening ΔLe and the corrected duty ratio ΔDp are set. Is set to a large negative value in order to reduce and correct the excess EGR rate due to air shortage. On the contrary, when the actual air flow rate Ga is larger than the target air flow rate GaN, it is set so that correction in the reverse direction is performed.
最後に、ステップ360で補正燃料噴射量ΔQ,補正空気流量ΔGae,補正EGR弁開度ΔLe及び補正デューティ比ΔDpを所定のアドレスに格納して終了する。
一方、前記ステップ330でアクセル全開でないと判定された場合は、ステップ430へ進み、ステップ310で読み込んだ機関回転速度Ne及びアクセル開度Accの値を基に、エンジンブレーキ作動時等の燃料カット状態であるか否かを判定する。燃料カット状態でなければ、本ルーチンを終了する。
Finally, in
On the other hand, if it is determined in
ステップ430で燃料カット状態と判定された場合は、ステップ440へ進み例えばアクセル開度Acc=15%時の機関回転速度Nに応じた吸気絞り弁開度となるように電磁弁制御信号Vs1,Vs2を出力し、吸気絞り弁開度を制御する。次に、ステップ450で、再度エアフローメータ出力Vaを読み込む。
次に、ステップ460で、ROM72に記憶させておいた空気流量の目標値GaNと実際の空気流量Gaとの差ΔGaを算出する。
If it is determined in
Next, in step 460, a difference ΔGa between the target value GaN of the air flow rate stored in the
次にステップ470で、ステップ460で算出されたΔGaの値を基に、図16,図17に示す特性に基づいて補正EGR弁開度ΔLe又は補正デューティ比ΔDpを算出する。この特性は、吸気絞り弁3が絞られるので図14,図15に示した特性に比較してΔGa (絶対値) に対する補正量を大きく設定してある。
最後に、ステップ480で補正EGR弁開度ΔLe又は補正デューティ比ΔDpを所定のアドレスに格納して本ルーチンを終了する。
Next, in step 470, based on the value of ΔGa calculated in step 460, the corrected EGR valve opening degree ΔLe or the corrected duty ratio ΔDp is calculated based on the characteristics shown in FIGS. In this characteristic, since the intake throttle valve 3 is throttled, a correction amount for ΔGa (absolute value) is set larger than the characteristics shown in FIGS.
Finally, in step 480, the corrected EGR valve opening degree ΔLe or the corrected duty ratio ΔDp is stored at a predetermined address, and this routine is terminated.
このようにすれば、吸入空気流量や吸気絞り弁開度等吸気系のバラツキに対して燃料噴射量,吸入空気流量,EGR制御弁開度を補正してスモーク排出特性,EGRによるNOx低減性能を良好に維持することができる。 In this way, the fuel injection amount, the intake air flow rate, and the EGR control valve opening are corrected for variations in the intake system such as the intake air flow rate and intake throttle valve opening, so that the smoke emission characteristics and the NOx reduction performance by EGR can be achieved. It can be maintained well .
1 吸気通路
3 吸気絞り弁
4 排気通路
5 EGR通路
6 EGR制御弁
7 コントロールユニット
8 デューティ制御弁
12 第1の電磁弁
13 第2の電磁弁
15 リフトセンサ
23 エアフローメータ
DESCRIPTION OF
12 First solenoid valve
13 Second solenoid valve
15 Lift sensor
23 Air flow meter
Claims (2)
機関への燃料供給が停止される運転状態で、該運転状態に基づいて前記通路開口面積制御手段により吸気通路の開口面積が所定値に制御されるときに前記吸入空気流量検出手段によって検出された吸入空気流量と、当該条件時の機関運転状態に基づいて設定される目標吸入空気流量と、を比較する比較手段と、
前記目標吸入空気流量が検出された吸入空気流量より大きいときは、排気還流制御弁の開度を減少し、目標吸入空気流量が検出された吸入空気流量より小さいときは、排気還流制御弁の開度を増大するように、排気還流制御弁の開度の制御量を修正する修正量を設定して記憶する制御量修正量設定手段と、
を含んで構成したことを特徴とするディーゼル機関の排気還流制御装置。 An exhaust gas recirculation passage branched from the exhaust passage of the diesel engine and joined to the intake air passage, an exhaust gas recirculation control valve interposed in the exhaust gas recirculation passage, and an intake air passage upstream of the junction of the exhaust gas recirculation passage A passage opening area control means for controlling the passage opening area, an exhaust gas recirculation control valve control means for controlling the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve according to the engine operating state, and an intake air flow rate provided in the intake passage. In an exhaust gas recirculation control device for a diesel engine comprising an intake air flow rate detection means,
Detected by the intake air flow rate detecting means when the opening area of the intake passage is controlled to a predetermined value by the passage opening area control means based on the operating state in the operating state where fuel supply to the engine is stopped A comparison means for comparing the intake air flow rate with a target intake air flow rate set based on the engine operating state under the conditions;
When the target intake air flow rate is larger than the detected intake air flow rate, the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is decreased, and when the target intake air flow rate is smaller than the detected intake air flow rate, the exhaust gas recirculation control valve is opened. A control amount correction amount setting means for setting and storing a correction amount for correcting the control amount of the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve so as to increase the degree ,
An exhaust gas recirculation control device for a diesel engine, characterized by comprising:
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