JP4061971B2 - 内燃機関のｅｇｒ制御装置 - Google Patents
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のＥＧＲ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のＥＧＲ制御装置として、例えば、特開２００１−５９４５３号公報に開示の技術が知られている。この従来技術は、実ＥＧＲ量と実ＥＧＲ率とに基づきＥＧＲ流速を演算し、このＥＧＲ流速に基づきＥＧＲ弁の開度を制御するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、排気浄化の観点から排気浄化装置を機関の排気通路中に配置することが一般的になってきており、例えば、ＮＯｘトラップ触媒を配置する場合、所定の時期にＮＯｘトラップ触媒の再生処理を行うことが必要となる。この再生処理は、機関の吸気通路中に配置された吸気絞り弁を絞り、排気空燃比をリッチにすることによって実施される。このように、吸気絞り弁の開度を変化させると、実ＥＧＲ量及び実ＥＧＲ率が同じであっても、ＥＧＲ流速は変化する。
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、吸気絞り弁の開度に関係なく、単に実ＥＧＲ量と実ＥＧＲ率とに基づきＥＧＲ流速を演算しているため、吸気絞り弁の開度の変化によって目標ＥＧＲ量が実現できなくなる場合があった。
本発明は、このような従来の問題点を解決することのできる内燃機関のＥＧＲ制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、運転状態に応じた目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現するようＥＧＲ弁の開度を制御する場合に、吸気絞り弁の開度の変化に応じてＥＧＲ弁の開度を補正する構成とする。
具体的には、運転状態に基づき目標吸気量を設定する目標吸気量設定手段を備え、ＥＧＲ弁制御手段が、実ＥＧＲ量と実ＥＧＲ率とに基づきＥＧＲ流速基本値を演算するＥＧＲ流速基本値演算手段と、目標吸気量に基づき目標吸気量が小さくなるほど増大側にＥＧＲ流速基本値を補正してＥＧＲ流速とするＥＧＲ流速演算手段と、を含み、目標ＥＧＲ量とＥＧＲ流速とに基づきＥＧＲ弁の開度を制御する構成とする。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の補正により、吸気絞り弁開度の変化にかかわらず、ＥＧＲ流速を正確に捉えて、常に正確に目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現できるという効果が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は内燃機関（ここではディーゼルエンジン）のシステム図である。
エンジン１の吸気通路２には、外気を取入れるエアクリーナ３の下流側に、可変ノズル型のターボ過給機４の吸気コンプレッサ５が設けられている。このターボ過給機４は、排気通路１０に介装されて排気のエネルギーにより回転駆動される排気タービン１３と、これに同軸結合されて回転駆動される吸気コンプレッサ５とを有し、この吸気コンプレッサ５によりエアクリーナ３からの空気を加圧して供給する。
【０００８】
吸気コンプレッサ５の下流側には、過給空気を冷却して充填効率を高めるインタークーラ６があり、これにより冷却された過給空気は、吸気絞り弁７、コレクタ８を経て、エンジン１の各気筒の燃焼室に供給される。
エンジン１の燃料供給系は、コモンレール（図示せず）からこれに蓄圧された高圧燃料を導いて各気筒の燃焼室に噴射供給するインジェクタ９を備えて構成される。
【０００９】
エンジン１からの排気は、排気通路１０に流出し、排気の一部はＥＧＲ通路１１によりＥＧＲ弁１２を介して吸気通路２側のコレクタ８へ還流される。残りの排気は、排気タービン１３を駆動した後、排気浄化装置、例えばＮＯｘトラップ触媒１４により浄化されて、排出される。ＮＯｘトラップ触媒１４は、排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘをトラップし、排気空燃比をリッチ化することでトラップしたＮＯｘを脱離浄化する機能を有している。
【００１０】
エンジン１の各種制御を行うエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０には、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転数センサ２１、アクセル開度APO を検出するアクセル開度センサ（アクセル全閉位置でオンとなるアイドルスイッチを含む）２２、エアクリーナ３下流で吸入空気量（Qas0）を検出する（これに対応した出力電圧Usを発生する）エアフローメータ２３、エンジン水温Twを検出する水温センサ２４、車速VSP を検出する車速センサ２５などから信号が入力されている。
【００１１】
ＥＣＵ２０は、これらの信号に基づいて、吸気絞り弁７、燃料噴射弁９、ＥＧＲ弁１２の作動を制御する。
ここにおいて、運転状態に応じた目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現するようにＥＧＲ弁１２の開度を制御する際に、吸気絞り弁７の開度変化にかかわらず、例えば、ＮＯｘトラップ触媒１４の再生時に排気空燃比のリッチ化のため吸気絞り弁７の開度を減少させても、常に目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現できるようにすることが本発明の課題であり、これは以下のフローにより実現される。
【００１２】
図２〜図３９に実施形態でのフローとそれに必要なテーブル、マップを示す。特に本発明と直接的に関連するのは図２１〜図３１である。また、フローでの演算は、ＲＥＦと記してあるものは回転同期、その他は10msecなどの時間同期で行う。
図２は目標エンジントルクtTe を演算するフローである。
【００１３】
Ｓ１ではエンジン回転数Neとアクセル開度APO とを読み込む。Ｓ２では図３に示すような変換テーブルを参照して、アクセル開度APO からアクセル開口面積Aapoを演算する。Ｓ３ではアクセル開口面積Aapoとエンジン回転数Neとから擬似吸気量比（単位回転あたりの吸気量）Adnv＝Aapo／Ne／VOL#（但し、VOL#は排気量）を演算する。Ｓ４では図４に示すような変換テーブルを参照して、擬似吸気量比Adnvから負荷割合相当値Qh0 を演算する。Ｓ５では図５に示すようなマップを参照して、エンジン回転数Neと負荷割合相当値Qh0 とから基本エンジントルクtTe0を演算する。Ｓ６ではアイドル時トルクtTeiscを演算する。これについては後で図６により説明する。Ｓ７では基本エンジントルクtTe0とアイドル時トルクtTeiscとを加算して、目標エンジントルクtTe ＝tTe0＋tTeiscを演算し、処理を終了する。
【００１４】
図６はアイドル時トルクtTeiscを演算するフローである。
Ｓ１１ではアイドルスイッチ（図示せず）がオンか否かを判定し、オンであればＳ１２へ、否であればＳ１６へ進む。Ｓ１２では車速VSP が所定値VSPI# 未満か否かを判定し、所定値未満であればＳ１３へ、否であればＳ１６へ進む。Ｓ１３ではエンジン回転数Neが目標アイドル回転数Nsetと所定の差以内（｜Ne−Nset｜＜DNEI# ）か否かを判定し、所定の差以内であればＳ１４へ、否であればＳ１６へ進む。目標アイドル回転数Nsetは後述する図８のフローにより設定される。
【００１５】
Ｓ１４ではアイドルクローズ制御フラグfiscを１とし、Ｓ１５ではエンジン回転数Neが目標アイドル回転数Nsetとなるようにアイドル時トルクtTeiscをＰＩＤ制御によりフィードバック演算し、処理を終了する。
一方、Ｓ１６では前回アイドルクローズ制御フラグfiscが１であったか否かを判定し、fisc＝１であったときは、Ｓ１７でアイドル時トルクtTeiscの前回演算値をアイドル維持トルクtTeisci とする（tTeisci ＝tTeisc）。Ｓ１８ではアイドルクローズ状態でないとしてfisc＝０とする。Ｓ１９では図７に示すようなテーブルを参照して、Ne−Nsetから、非アイドルクローズ状態におけるアイドル維持トルク補正係数Kqisc を演算する。このテーブルは、エンジン回転数Neが目標アイドル回転数Nsetより上昇すれば、アイドル時トルクtTeiscを０として基本エンジントルクtTe0のみによりＥＧＲ等の目標値や出力特性を得るように、Kqisc を０とし、目標アイドル回転数Nset付近であれば、クローズ制御との移行をスムーズにするため、Kqisc を１とし、目標アイドル回転数Nsetより低下していれば、アイドル時トルクtTeiscを大きくしてエンストを防止するため、Kqisc を大きくする特性としている。Ｓ２０ではアイドル維持トルクtTeisci にその補正係数Kqisc を乗じてアイドル時トルクtTeisc＝tTeisci ×Kqisc を演算し、処理を終了する。
【００１６】
図８は目標アイドル回転数Nsetを設定するフローである。
Ｓ２１ではエンジン水温Twを読み込む。Ｓ２２では図９に示すようなテーブルを参照して、水温Twより目標アイドル回転数Nsetを設定し、処理を終了する。
図１０は目標ＥＧＲ率tEGRを演算するフローである。
Ｓ３１ではエンジン回転数Ne、目標エンジントルクtTe 、エンジン水温Twを読み込む。Ｓ３２では図１１に示すようなマップを参照して、エンジン回転数Neと目標エンジントルクtTe とから基本目標ＥＧＲ率tEGRb を演算する。Ｓ３３では図１２に示すようなテーブルを参照して、エンジン水温Twから目標ＥＧＲ率水温補正係数Kegr-tw を演算する。Ｓ３４では基本目標ＥＧＲ率tEGRb にその水温補正係数Kegr-tw を乗じて、目標ＥＧＲ率tEGR＝tEGRb ×Kegr-tw を演算し、処理を終了する。
【００１７】
図１３は目標空気過剰率tLAMBDA を設定するフローである。
Ｓ４１ではエンジン回転数Ne、目標エンジントルクtTe 、エンジン水温Twを読み込む。Ｓ４２で図１４に示すようなマップを参照して、エンジン回転数Neと目標エンジントルクtTe とより目標空気過剰率基本値tLAMBDAbを設定する。Ｓ４３では図１５に示すようなテーブルを参照して、エンジン水温Twより目標空気過剰率水温補正係数Klamb-twを設定する。これは低温時は増大するフリクションや安定化のため空気過剰率を大きくして空気量を増大させるような設定としている。Ｓ４４で目標空気過剰率基本値tLAMBDAbにその水温補正係数Klamb-twを乗じて、目標空気過剰率tLAMBDA ＝tLAMBDAb×Klamb-twを演算し、処理を終了する。
【００１８】
図１６は目標当量比tFBYA を演算するフローである。
Ｓ５１では実ＥＧＲ率rEGR、目標空気過剰率tLAMBDA を読み込む。実ＥＧＲ率rEGRは後述する図３７のフローにより演算される。Ｓ５２では次式により目標当量比tFBYA を演算し、処理を終了する。
tFBYA ＝〔tLAMBDA ＋rEGR×（tLAMBDA −１）〕／tLAMBDA 2
尚、この式は物理的な下式を変形したものである。
【００１９】
空気過剰率＝
〔吸入空気量×（１＋ＥＧＲ率×ＥＧＲガス酸素割合）〕／燃料噴射量
図１７は目標吸気量tQacを設定するフローである。尚、目標吸気量は目標吸入空気量、目標新気量と同義である。
Ｓ６１ではエンジン回転数Ne、目標エンジントルクtTe 、目標ＥＧＲ率tEGR、目標空気過剰率tLAMBDA 、エンジン水温Twを読み込む。Ｓ６２では図１８に示すようなマップを参照して、エンジン回転数Neと目標エンジントルクtTe とから基本目標吸気量tQacb を演算する。Ｓ６３では目標ＥＧＲ率tEGRに基づいて目標吸気量ＥＧＲ補正係数kQacegr ＝１／（１＋tEGR）を演算する。Ｓ６４では図１９に示すようなマップを参照して、目標空気過剰率tLAMBDA から目標吸気量空気過剰率補正係数kQaclmを演算する。Ｓ６５では基本目標吸気量tQacb にそのＥＧＲ補正係数kQacegr 及び空気過剰率補正係数kQaclmを乗じて、目標吸気量tQac＝tQacb ×kQacegr ×kQaclmを演算し、処理を終了する。
【００２０】
図２０は目標燃料噴射量tQf を演算するフローである。
Ｓ７１では実吸気量rQac、目標当量比tFBYA を読み込む。実吸気量rQacは後述する図３５のフローにより演算される。Ｓ７２ではこれらに基づいて目標燃料噴射量tQf ＝rQac×tFBYA ／BLAMB#（但し、BLAMB#は定数）を演算し、処理を終了する。
【００２１】
図２１は吸気絞り弁開度tTVOを設定するフローである。
Ｓ８１ではエンジン回転数Ne、目標ＥＧＲ率tEGR、目標吸気量tQacを読み込む。Ｓ８２では図２２に示すようなテーブルを参照して、エンジン回転数Neから最大作動ガス量Qgmax を演算する。Ｓ８３では目標吸気量tQacと最大作動ガス量Qgmax とに基づいて目標吸気量実現ガス割合tQh01 ＝tQac／VCE#／Qgmax （但し、VCE#は定数）を演算する。Ｓ８４では図２３に示すような変換テーブルを参照して、目標吸気量実現ガス割合tQh01 から吸気量比tDNVを演算する。Ｓ８５では吸気量比tDNVとエンジン回転数Neとに基づいて目標開口面積基本値tAtvob＝tDNV×Ne×VOL#（但し、VOL#は排気量）を演算する。Ｓ８６では目標開口面積基本値tAtvobと目標ＥＧＲ率tEGRとに基づいて目標開口面積tAtvo ＝tAtvob×〔１／（１＋tEGR）〕を演算する。これはtAtvo が作動ガス全体の開口面積であるのに対してＥＧＲガス分の補正を行ったものである。Ｓ８７では図２４に示すような変換テーブルを参照し、目標開口面積tAtvo について単位変換（面積→角度）を行って、吸気絞り弁開度（目標値）tTVOを求め、処理を終了する。吸気絞り弁開度tTVOが設定されると、この開度となるように吸気絞り弁のアクチュエータが制御される。
【００２２】
図２５はＥＧＲ弁開口面積Aev を演算するフローである。
Ｓ９１では目標ＥＧＲ量tQekを演算する。これについては後で図２７により説明する。Ｓ９２ではＥＧＲ流速（ＥＧＲ流速相当値）Cqe を演算する。これについても後で図２８により説明する。Ｓ９３では目標ＥＧＲ量tQekとＥＧＲ流速Cqe とに基づいてＥＧＲ弁開口面積Aev ＝tQek／Cqe を演算し、処理を終了する。
【００２３】
図２６は得られたＥＧＲ弁開口面積Aev をＥＧＲ弁のアクチュエータへの駆動信号（リフト量、ステップ数等）に変換するテーブルの例を示しており、ＥＧＲ弁開口面積Aev が設定されると、図２６による駆動信号によってＥＧＲ弁のアクチュエータが制御される。
図２７は目標ＥＧＲ量tQekを演算するフローである。
【００２４】
Ｓ１０１では１シリンダあたりの吸入空気量Qacn、目標ＥＧＲ率tEGRを読み込む。Qacnは図３２のフローにより演算される。Ｓ１０２では１シリンダあたりの吸入空気量Qacnに目標ＥＧＲ率tEGRを乗じて、１シリンダあたりの要求ＥＧＲ量Mqec＝Qacn×tEGRを演算する。
Ｓ１０３では１シリンダあたりの要求ＥＧＲ量Mqecを次式（１）のように中間処理をし、Ｓ１０４でその結果（Rqec）を用いて次式（２）のように目標ＥＧＲ量tQecを算出する。
【００２５】
Rqec＝Mqec×Kkin＋Rqecn-1 ×（１−Kkin） ・・・（１）
但し、Kkinは吸気系輸送遅れ時定数相当値である。
tQec＝GKQEC ×Mqec−（GKQEC −１）×Rqecn-1 ・・・（２）
但し、GKQEC は進み補正ゲインである。
Ｓ１０３、Ｓ１０４では要求値に対して吸気系の遅れ分、すなわちＥＧＲ弁→コレクタ→マニホールド部→吸気弁の容量分の遅れに対して進み処理を行っている。
【００２６】
Ｓ１０５ではＳ１０４で求めた目標ＥＧＲ量tQecに対し次式のように単位変換（１シリンダあたり→単位時間あたり）を行って、最終的な目標ＥＧＲ量tQekを求め、処理を終了する。
tQek＝tQec×Ne／KCON
但し、KCONは定数で、４気筒の場合３０、６気筒の場合２０である。
【００２７】
図２８はＥＧＲ流速Cqe を演算するフローである。
Ｓ１１１では実ＥＧＲ量rQec、実ＥＧＲ率rEGR、実吸気量rQacを読み込む。実ＥＧＲ量rQecは後述する図３６のフローにより、実ＥＧＲ率rEGRは後述する図３７のフローにより、実吸気量rQacは後述する図３５のフローによりそれぞれ演算される。Ｓ１１２ではＥＧＲ流速補正係数kAegr を演算する。これについては後で図３０により説明する。
【００２８】
Ｓ１１３では実ＥＧＲ量rQecが０か否かを判定し、rQec＝０の場合のみＳ１１４で実ＥＧＲ量rQec＝rQac×MEGRL#に設定する。これはＥＧＲが導入されていないときのＥＧＲ流速は当然のことながら０であるが、ＥＧＲ導入開始時のことを考えて初期値を設定するものである。したがって、MEGRL#は非常に小さい値で設定する。
【００２９】
Ｓ１１５では実ＥＧＲ率rEGRが０か否かを判定し、rEGR＝０の場合のみＳ１１６で実ＥＧＲ率rEGR＝MEGRL#とする。これもＳ１１４の演算と同様な理由である。
Ｓ１１７では図２９に示すようなマップを参照して、実ＥＧＲ量rQecと実ＥＧＲ率rEGRとからＥＧＲ流速基本値Cqebを演算する。Ｓ１１８ではＥＧＲ流速基本値CqebにＥＧＲ流速補正係数kAegr を乗じて、ＥＧＲ流速Cqe ＝Cqeb×kAegr を演算し、処理を終了する。
【００３０】
図３０はＥＧＲ流速補正係数kAegr を演算するフローである。
Ｓ１２１ではエンジン回転数Ne、目標ＥＧＲ率tEGR、目標吸気量tQacを読み込む。Ｓ１２２では目標吸気量tQac、目標ＥＧＲ率tEGR、最大作動ガス量Qgmax に基づいて次式により目標作動ガス割合tQh02 （無次元化吸気圧相当値＝吸気絞り弁開度相当値）を演算する。
【００３１】
tQh02 ＝tQac×（１＋tEGR）／VCE#／Qgmax
但し、VCE#は定数である。
Ｓ１２３では図３１に示すようなテーブルを参照して、目標作動ガス割合tQh02 よりＥＧＲ流速補正係数kAegr を演算し、処理を終了する。
図３２はコレクタ吸入空気量Qacnを演算するフローである。
【００３２】
Ｓ１３１ではエンジン回転数Neを読み込む。Ｓ１３２では後述する図３３のフローでエアフローメータ出力より求めた吸入空気量Qas0を用いて１シリンダあたりの吸入空気量Qac0＝Qas0／Ne×KCONを演算する（但し、KCONは定数で、４気筒の場合３０、６気筒の場合２０）。Ｓ１３３ではQac0に対してエアフローメータからコレクタまでの空気の輸送遅れ分の遅れ処理を行い、その結果をコレクタ吸入空気量Qacnとして、処理を終了する。すなわち、Qacn＝Qac0n-L （Ｌは定数）とする。
【００３３】
図３３は吸入空気量Qas0を検知するフローである。
Ｓ１４１ではエアフローメータの出力電圧Usを読み込む。Ｓ１４２では図３４に示すようなリニアライズテーブルでエアフローメータ出力電圧Usを吸入空気量Qas0-dへ変換する。Ｓ１４３では次式のように加重平均処理を行って、吸入空気量Qas0を求め、処理を終了する。
【００３４】
Qas0＝Qas0n-1 ×（１−Fload ）＋Qas0-d×Fload
但し、Fload は加重平均重み付け定数である。
図３５は実吸気量（シリンダ吸気量）rQacを演算するフローである。
Ｓ１５１ではコレクタ吸入空気量Qacn、吸気系輸送遅れ時定数相当値Kkinを読み込む。Ｓ１５２では次式のごとく加重平均処理を行って、実吸気量（シリンダ吸気量）rQacを求め、処理を終了する。
【００３５】
rQac＝Qacn×Kkin＋Qacn-1×（１−Kkin）
図３６は実ＥＧＲ量rQecを演算するフローである。
Ｓ１６１ではコレクタ吸入空気量Qacn、目標ＥＧＲ率tEGRを読み込む。Ｓ１６２ではコレクタ吸入空気量Qacnに目標ＥＧＲ率tEGRを乗じて、コレクタ入口ＥＧＲ量Qec0＝Qacn×tEGRを演算する。Ｓ１６３では吸気系輸送遅れ時定数相当値Kkinを用いて次式により遅れ処理を行って、実ＥＧＲ量rQecを求め、処理を終了する。
【００３６】
rQec＝Qec0×Kkin×KE# ＋Qecn-1×（１−Kkin×KE# ）
但し、KE# は定数である。
図３７は実ＥＧＲ率rEGRを演算するフローである。
Ｓ１７１では実吸気量（シリンダ吸気量）rQac、実ＥＧＲ量（シリンダＥＧＲ量）rQecを読み込む。Ｓ１７２ではこれらに基づいて実ＥＧＲ率rEGR＝rQec／rQacを演算し、処理を終了する。
【００３７】
図３８は吸気系輸送遅れ時定数相当値Kkinを演算するフローである。
Ｓ１８１ではエンジン回転数Ne、燃料噴射量tQf 、実ＥＧＲ率rEGRを読み込む。Ｓ１８２では図３９に示すようなマップを参照して、エンジン回転数Neと燃料噴射量tQf とから体積効率相当基本値Kinbを演算する。
Ｓ１８３では次式によりＥＧＲによる補正を行って、体積効率相当値Kincを演算する。
【００３８】
Kinc＝Kinb×〔１／（１＋rEGR／100 ）〕
これはＥＧＲによって体積効率が減少する補正を行ったものである。
Ｓ１８４では次式により吸気系輸送遅れ時定数相当値Kkinを演算し、処理を終了する。
Kkin＝１／〔KVOL# ／（Kinc×Ne×DT#)＋１〕
但し、KVOL# は定数で、KVOL# ＝120 ×VC／VE（VCはコレクタ容積、VEは排気量）である。DT# はサンプリング時間（演算タイミング）である。
【００３９】
尚、この式はコレクタ内吸気状態、シリンダ吸入状態を物理的に想定し得られるものである。
本実施形態によれば、運転状態に応じた目標ＥＧＲ量（tQek）或いは目標ＥＧＲ率を実現するようＥＧＲ弁の開度（図２５で演算されるＥＧＲ弁開口面積Aev ）を制御するＥＧＲ弁制御手段が、吸気絞り弁の開度の変化に応じてＥＧＲ弁の開度を補正するＥＧＲ弁開度補正手段（図２５のＳ９３、図２８のＳ１１８）を含むことで、吸気絞り弁開度の変化にかかわらず、常に目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現できるという効果が得られる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、運転状態に基づき目標吸気量（tQac）を設定する目標吸気量設定手段（図１７）を備え、前記ＥＧＲ弁制御手段が、実ＥＧＲ量（rQec）と実ＥＧＲ率（rEGR）とに基づきＥＧＲ流速基本値（Cqeb）を演算するＥＧＲ流速基本値演算手段（図２８のＳ１１７）と、目標吸気量（tQac）に基づきＥＧＲ流速基本値（Cqeb）を補正してＥＧＲ流速（Cqe ）とするＥＧＲ流速演算手段（図２８のＳ１１２、Ｓ１１８）と、を含み、目標ＥＧＲ量（tQek）とＥＧＲ流速（Cqe ）とに基づきＥＧＲ弁の開度（Aev ）を制御する（図２５のＳ９３）ことで、吸気絞り弁開度の変化にかかわらず、ＥＧＲ流速を正確に捉えて、目標ＥＧＲ量（tQek）或いは目標ＥＧＲ率を常に正確に実現できる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、前記ＥＧＲ流速演算手段により演算するＥＧＲ流速基本値（Cqeb）は、吸気絞り弁全開時のＥＧＲ流速として求めることで、上記の補正を確実なものとすることができる。
また、本実施形態によれば、過給機付のエンジンに適用する構成としているため、ＥＧＲ弁の前後差圧が過給機の作動状態により変化しても、これに対応して補正がなされるので、吸気絞り弁の開度変化のみならず、過給機の作動状態の変化にかかわらず、目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すエンジンのシステム図
【図２】 目標エンジントルク演算フローチャート
【図３】 アクセル開度−開口面積変換テーブルを示す図
【図４】 擬似吸気量比−負荷割合変換テーブルを示す図
【図５】 基本エンジントルクマップを示す図
【図６】 アイドル時トルク演算フローチャート
【図７】 アイドル維持トルク補正係数テーブルを示す図
【図８】 目標アイドル回転数設定フローチャート
【図９】 目標アイドル回転数テーブルを示す図
【図１０】 目標ＥＧＲ率演算フローチャート
【図１１】 基本目標ＥＧＲ率マップを示す図
【図１２】 目標ＥＧＲ率水温補正係数テーブルを示す図
【図１３】 目標空気過剰率設定フローチャート
【図１４】 目標空気過剰率基本値マップを示す図
【図１５】 目標空気過剰率水温補正係数テーブルを示す図
【図１６】 目標当量比設定フローチャート
【図１７】 目標吸気量設定フローチャート
【図１８】 基本目標吸気量マップを示す図
【図１９】 目標吸気量空気過剰率補正係数マップを示す図
【図２０】 目標燃料噴射量演算フローチャート
【図２１】 吸気絞り弁開度設定フローチャート
【図２２】 最大作動ガス量テーブルを示す図
【図２３】 吸気量比変換テーブルを示す図
【図２４】 吸気絞り弁開度変換テーブルを示す図
【図２５】 ＥＧＲ弁開口面積演算フローチャート
【図２６】 ＥＧＲ弁開口面積−駆動信号変換テーブルを示す図
【図２７】 目標ＥＧＲ量演算フローチャート
【図２８】 ＥＧＲ流速演算フローチャート
【図２９】 ＥＧＲ流速基本値マップを示す図
【図３０】 ＥＧＲ流速補正係数演算フローチャート
【図３１】 ＥＧＲ流速補正係数テーブルを示す図
【図３２】 コレクタ吸入空気量演算フローチャート
【図３３】 吸入空気量検知フローチャート
【図３４】 エアフローメータ出力−吸入空気量変換テーブルを示す図
【図３５】 シリンダ吸気量演算フローチャート
【図３６】 実ＥＧＲ量演算フローチャート
【図３７】 実ＥＧＲ率演算フローチャート
【図３８】 吸気系輸送遅れ時定数相当値演算フローチャート
【図３９】 体積効率相当基本値マップを示す図
【符号の説明】
１ エンジン
２ 吸気通路
４ ターボ過給機
７ 吸気絞り弁
９ 燃料噴射弁
１０ 排気通路
１１ ＥＧＲ通路
１２ ＥＧＲ弁
１４ ＮＯｘトラップ触媒
２０ ＥＣＵ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のＥＧＲ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のＥＧＲ制御装置として、例えば、特開２００１−５９４５３号公報に開示の技術が知られている。この従来技術は、実ＥＧＲ量と実ＥＧＲ率とに基づきＥＧＲ流速を演算し、このＥＧＲ流速に基づきＥＧＲ弁の開度を制御するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、排気浄化の観点から排気浄化装置を機関の排気通路中に配置することが一般的になってきており、例えば、ＮＯｘトラップ触媒を配置する場合、所定の時期にＮＯｘトラップ触媒の再生処理を行うことが必要となる。この再生処理は、機関の吸気通路中に配置された吸気絞り弁を絞り、排気空燃比をリッチにすることによって実施される。このように、吸気絞り弁の開度を変化させると、実ＥＧＲ量及び実ＥＧＲ率が同じであっても、ＥＧＲ流速は変化する。
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、吸気絞り弁の開度に関係なく、単に実ＥＧＲ量と実ＥＧＲ率とに基づきＥＧＲ流速を演算しているため、吸気絞り弁の開度の変化によって目標ＥＧＲ量が実現できなくなる場合があった。
本発明は、このような従来の問題点を解決することのできる内燃機関のＥＧＲ制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、運転状態に応じた目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現するようＥＧＲ弁の開度を制御する場合に、吸気絞り弁の開度の変化に応じてＥＧＲ弁の開度を補正する構成とする。
具体的には、運転状態に基づき目標吸気量を設定する目標吸気量設定手段を備え、ＥＧＲ弁制御手段が、実ＥＧＲ量と実ＥＧＲ率とに基づきＥＧＲ流速基本値を演算するＥＧＲ流速基本値演算手段と、目標吸気量に基づき目標吸気量が小さくなるほど増大側にＥＧＲ流速基本値を補正してＥＧＲ流速とするＥＧＲ流速演算手段と、を含み、目標ＥＧＲ量とＥＧＲ流速とに基づきＥＧＲ弁の開度を制御する構成とする。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の補正により、吸気絞り弁開度の変化にかかわらず、ＥＧＲ流速を正確に捉えて、常に正確に目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現できるという効果が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は内燃機関（ここではディーゼルエンジン）のシステム図である。
エンジン１の吸気通路２には、外気を取入れるエアクリーナ３の下流側に、可変ノズル型のターボ過給機４の吸気コンプレッサ５が設けられている。このターボ過給機４は、排気通路１０に介装されて排気のエネルギーにより回転駆動される排気タービン１３と、これに同軸結合されて回転駆動される吸気コンプレッサ５とを有し、この吸気コンプレッサ５によりエアクリーナ３からの空気を加圧して供給する。
【０００８】
吸気コンプレッサ５の下流側には、過給空気を冷却して充填効率を高めるインタークーラ６があり、これにより冷却された過給空気は、吸気絞り弁７、コレクタ８を経て、エンジン１の各気筒の燃焼室に供給される。
エンジン１の燃料供給系は、コモンレール（図示せず）からこれに蓄圧された高圧燃料を導いて各気筒の燃焼室に噴射供給するインジェクタ９を備えて構成される。
【０００９】
エンジン１からの排気は、排気通路１０に流出し、排気の一部はＥＧＲ通路１１によりＥＧＲ弁１２を介して吸気通路２側のコレクタ８へ還流される。残りの排気は、排気タービン１３を駆動した後、排気浄化装置、例えばＮＯｘトラップ触媒１４により浄化されて、排出される。ＮＯｘトラップ触媒１４は、排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘをトラップし、排気空燃比をリッチ化することでトラップしたＮＯｘを脱離浄化する機能を有している。
【００１０】
エンジン１の各種制御を行うエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０には、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転数センサ２１、アクセル開度APO を検出するアクセル開度センサ（アクセル全閉位置でオンとなるアイドルスイッチを含む）２２、エアクリーナ３下流で吸入空気量（Qas0）を検出する（これに対応した出力電圧Usを発生する）エアフローメータ２３、エンジン水温Twを検出する水温センサ２４、車速VSP を検出する車速センサ２５などから信号が入力されている。
【００１１】
ＥＣＵ２０は、これらの信号に基づいて、吸気絞り弁７、燃料噴射弁９、ＥＧＲ弁１２の作動を制御する。
ここにおいて、運転状態に応じた目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現するようにＥＧＲ弁１２の開度を制御する際に、吸気絞り弁７の開度変化にかかわらず、例えば、ＮＯｘトラップ触媒１４の再生時に排気空燃比のリッチ化のため吸気絞り弁７の開度を減少させても、常に目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現できるようにすることが本発明の課題であり、これは以下のフローにより実現される。
【００１２】
図２〜図３９に実施形態でのフローとそれに必要なテーブル、マップを示す。特に本発明と直接的に関連するのは図２１〜図３１である。また、フローでの演算は、ＲＥＦと記してあるものは回転同期、その他は10msecなどの時間同期で行う。
図２は目標エンジントルクtTe を演算するフローである。
【００１３】
Ｓ１ではエンジン回転数Neとアクセル開度APO とを読み込む。Ｓ２では図３に示すような変換テーブルを参照して、アクセル開度APO からアクセル開口面積Aapoを演算する。Ｓ３ではアクセル開口面積Aapoとエンジン回転数Neとから擬似吸気量比（単位回転あたりの吸気量）Adnv＝Aapo／Ne／VOL#（但し、VOL#は排気量）を演算する。Ｓ４では図４に示すような変換テーブルを参照して、擬似吸気量比Adnvから負荷割合相当値Qh0 を演算する。Ｓ５では図５に示すようなマップを参照して、エンジン回転数Neと負荷割合相当値Qh0 とから基本エンジントルクtTe0を演算する。Ｓ６ではアイドル時トルクtTeiscを演算する。これについては後で図６により説明する。Ｓ７では基本エンジントルクtTe0とアイドル時トルクtTeiscとを加算して、目標エンジントルクtTe ＝tTe0＋tTeiscを演算し、処理を終了する。
【００１４】
図６はアイドル時トルクtTeiscを演算するフローである。
Ｓ１１ではアイドルスイッチ（図示せず）がオンか否かを判定し、オンであればＳ１２へ、否であればＳ１６へ進む。Ｓ１２では車速VSP が所定値VSPI# 未満か否かを判定し、所定値未満であればＳ１３へ、否であればＳ１６へ進む。Ｓ１３ではエンジン回転数Neが目標アイドル回転数Nsetと所定の差以内（｜Ne−Nset｜＜DNEI# ）か否かを判定し、所定の差以内であればＳ１４へ、否であればＳ１６へ進む。目標アイドル回転数Nsetは後述する図８のフローにより設定される。
【００１５】
Ｓ１４ではアイドルクローズ制御フラグfiscを１とし、Ｓ１５ではエンジン回転数Neが目標アイドル回転数Nsetとなるようにアイドル時トルクtTeiscをＰＩＤ制御によりフィードバック演算し、処理を終了する。
一方、Ｓ１６では前回アイドルクローズ制御フラグfiscが１であったか否かを判定し、fisc＝１であったときは、Ｓ１７でアイドル時トルクtTeiscの前回演算値をアイドル維持トルクtTeisci とする（tTeisci ＝tTeisc）。Ｓ１８ではアイドルクローズ状態でないとしてfisc＝０とする。Ｓ１９では図７に示すようなテーブルを参照して、Ne−Nsetから、非アイドルクローズ状態におけるアイドル維持トルク補正係数Kqisc を演算する。このテーブルは、エンジン回転数Neが目標アイドル回転数Nsetより上昇すれば、アイドル時トルクtTeiscを０として基本エンジントルクtTe0のみによりＥＧＲ等の目標値や出力特性を得るように、Kqisc を０とし、目標アイドル回転数Nset付近であれば、クローズ制御との移行をスムーズにするため、Kqisc を１とし、目標アイドル回転数Nsetより低下していれば、アイドル時トルクtTeiscを大きくしてエンストを防止するため、Kqisc を大きくする特性としている。Ｓ２０ではアイドル維持トルクtTeisci にその補正係数Kqisc を乗じてアイドル時トルクtTeisc＝tTeisci ×Kqisc を演算し、処理を終了する。
【００１６】
図８は目標アイドル回転数Nsetを設定するフローである。
Ｓ２１ではエンジン水温Twを読み込む。Ｓ２２では図９に示すようなテーブルを参照して、水温Twより目標アイドル回転数Nsetを設定し、処理を終了する。
図１０は目標ＥＧＲ率tEGRを演算するフローである。
Ｓ３１ではエンジン回転数Ne、目標エンジントルクtTe 、エンジン水温Twを読み込む。Ｓ３２では図１１に示すようなマップを参照して、エンジン回転数Neと目標エンジントルクtTe とから基本目標ＥＧＲ率tEGRb を演算する。Ｓ３３では図１２に示すようなテーブルを参照して、エンジン水温Twから目標ＥＧＲ率水温補正係数Kegr-tw を演算する。Ｓ３４では基本目標ＥＧＲ率tEGRb にその水温補正係数Kegr-tw を乗じて、目標ＥＧＲ率tEGR＝tEGRb ×Kegr-tw を演算し、処理を終了する。
【００１７】
図１３は目標空気過剰率tLAMBDA を設定するフローである。
Ｓ４１ではエンジン回転数Ne、目標エンジントルクtTe 、エンジン水温Twを読み込む。Ｓ４２で図１４に示すようなマップを参照して、エンジン回転数Neと目標エンジントルクtTe とより目標空気過剰率基本値tLAMBDAbを設定する。Ｓ４３では図１５に示すようなテーブルを参照して、エンジン水温Twより目標空気過剰率水温補正係数Klamb-twを設定する。これは低温時は増大するフリクションや安定化のため空気過剰率を大きくして空気量を増大させるような設定としている。Ｓ４４で目標空気過剰率基本値tLAMBDAbにその水温補正係数Klamb-twを乗じて、目標空気過剰率tLAMBDA ＝tLAMBDAb×Klamb-twを演算し、処理を終了する。
【００１８】
図１６は目標当量比tFBYA を演算するフローである。
Ｓ５１では実ＥＧＲ率rEGR、目標空気過剰率tLAMBDA を読み込む。実ＥＧＲ率rEGRは後述する図３７のフローにより演算される。Ｓ５２では次式により目標当量比tFBYA を演算し、処理を終了する。
tFBYA ＝〔tLAMBDA ＋rEGR×（tLAMBDA −１）〕／tLAMBDA 2
尚、この式は物理的な下式を変形したものである。
【００１９】
空気過剰率＝
〔吸入空気量×（１＋ＥＧＲ率×ＥＧＲガス酸素割合）〕／燃料噴射量
図１７は目標吸気量tQacを設定するフローである。尚、目標吸気量は目標吸入空気量、目標新気量と同義である。
Ｓ６１ではエンジン回転数Ne、目標エンジントルクtTe 、目標ＥＧＲ率tEGR、目標空気過剰率tLAMBDA 、エンジン水温Twを読み込む。Ｓ６２では図１８に示すようなマップを参照して、エンジン回転数Neと目標エンジントルクtTe とから基本目標吸気量tQacb を演算する。Ｓ６３では目標ＥＧＲ率tEGRに基づいて目標吸気量ＥＧＲ補正係数kQacegr ＝１／（１＋tEGR）を演算する。Ｓ６４では図１９に示すようなマップを参照して、目標空気過剰率tLAMBDA から目標吸気量空気過剰率補正係数kQaclmを演算する。Ｓ６５では基本目標吸気量tQacb にそのＥＧＲ補正係数kQacegr 及び空気過剰率補正係数kQaclmを乗じて、目標吸気量tQac＝tQacb ×kQacegr ×kQaclmを演算し、処理を終了する。
【００２０】
図２０は目標燃料噴射量tQf を演算するフローである。
Ｓ７１では実吸気量rQac、目標当量比tFBYA を読み込む。実吸気量rQacは後述する図３５のフローにより演算される。Ｓ７２ではこれらに基づいて目標燃料噴射量tQf ＝rQac×tFBYA ／BLAMB#（但し、BLAMB#は定数）を演算し、処理を終了する。
【００２１】
図２１は吸気絞り弁開度tTVOを設定するフローである。
Ｓ８１ではエンジン回転数Ne、目標ＥＧＲ率tEGR、目標吸気量tQacを読み込む。Ｓ８２では図２２に示すようなテーブルを参照して、エンジン回転数Neから最大作動ガス量Qgmax を演算する。Ｓ８３では目標吸気量tQacと最大作動ガス量Qgmax とに基づいて目標吸気量実現ガス割合tQh01 ＝tQac／VCE#／Qgmax （但し、VCE#は定数）を演算する。Ｓ８４では図２３に示すような変換テーブルを参照して、目標吸気量実現ガス割合tQh01 から吸気量比tDNVを演算する。Ｓ８５では吸気量比tDNVとエンジン回転数Neとに基づいて目標開口面積基本値tAtvob＝tDNV×Ne×VOL#（但し、VOL#は排気量）を演算する。Ｓ８６では目標開口面積基本値tAtvobと目標ＥＧＲ率tEGRとに基づいて目標開口面積tAtvo ＝tAtvob×〔１／（１＋tEGR）〕を演算する。これはtAtvo が作動ガス全体の開口面積であるのに対してＥＧＲガス分の補正を行ったものである。Ｓ８７では図２４に示すような変換テーブルを参照し、目標開口面積tAtvo について単位変換（面積→角度）を行って、吸気絞り弁開度（目標値）tTVOを求め、処理を終了する。吸気絞り弁開度tTVOが設定されると、この開度となるように吸気絞り弁のアクチュエータが制御される。
【００２２】
図２５はＥＧＲ弁開口面積Aev を演算するフローである。
Ｓ９１では目標ＥＧＲ量tQekを演算する。これについては後で図２７により説明する。Ｓ９２ではＥＧＲ流速（ＥＧＲ流速相当値）Cqe を演算する。これについても後で図２８により説明する。Ｓ９３では目標ＥＧＲ量tQekとＥＧＲ流速Cqe とに基づいてＥＧＲ弁開口面積Aev ＝tQek／Cqe を演算し、処理を終了する。
【００２３】
図２６は得られたＥＧＲ弁開口面積Aev をＥＧＲ弁のアクチュエータへの駆動信号（リフト量、ステップ数等）に変換するテーブルの例を示しており、ＥＧＲ弁開口面積Aev が設定されると、図２６による駆動信号によってＥＧＲ弁のアクチュエータが制御される。
図２７は目標ＥＧＲ量tQekを演算するフローである。
【００２４】
Ｓ１０１では１シリンダあたりの吸入空気量Qacn、目標ＥＧＲ率tEGRを読み込む。Qacnは図３２のフローにより演算される。Ｓ１０２では１シリンダあたりの吸入空気量Qacnに目標ＥＧＲ率tEGRを乗じて、１シリンダあたりの要求ＥＧＲ量Mqec＝Qacn×tEGRを演算する。
Ｓ１０３では１シリンダあたりの要求ＥＧＲ量Mqecを次式（１）のように中間処理をし、Ｓ１０４でその結果（Rqec）を用いて次式（２）のように目標ＥＧＲ量tQecを算出する。
【００２５】
Rqec＝Mqec×Kkin＋Rqecn-1 ×（１−Kkin） ・・・（１）
但し、Kkinは吸気系輸送遅れ時定数相当値である。
tQec＝GKQEC ×Mqec−（GKQEC −１）×Rqecn-1 ・・・（２）
但し、GKQEC は進み補正ゲインである。
Ｓ１０３、Ｓ１０４では要求値に対して吸気系の遅れ分、すなわちＥＧＲ弁→コレクタ→マニホールド部→吸気弁の容量分の遅れに対して進み処理を行っている。
【００２６】
Ｓ１０５ではＳ１０４で求めた目標ＥＧＲ量tQecに対し次式のように単位変換（１シリンダあたり→単位時間あたり）を行って、最終的な目標ＥＧＲ量tQekを求め、処理を終了する。
tQek＝tQec×Ne／KCON
但し、KCONは定数で、４気筒の場合３０、６気筒の場合２０である。
【００２７】
図２８はＥＧＲ流速Cqe を演算するフローである。
Ｓ１１１では実ＥＧＲ量rQec、実ＥＧＲ率rEGR、実吸気量rQacを読み込む。実ＥＧＲ量rQecは後述する図３６のフローにより、実ＥＧＲ率rEGRは後述する図３７のフローにより、実吸気量rQacは後述する図３５のフローによりそれぞれ演算される。Ｓ１１２ではＥＧＲ流速補正係数kAegr を演算する。これについては後で図３０により説明する。
【００２８】
Ｓ１１３では実ＥＧＲ量rQecが０か否かを判定し、rQec＝０の場合のみＳ１１４で実ＥＧＲ量rQec＝rQac×MEGRL#に設定する。これはＥＧＲが導入されていないときのＥＧＲ流速は当然のことながら０であるが、ＥＧＲ導入開始時のことを考えて初期値を設定するものである。したがって、MEGRL#は非常に小さい値で設定する。
【００２９】
Ｓ１１５では実ＥＧＲ率rEGRが０か否かを判定し、rEGR＝０の場合のみＳ１１６で実ＥＧＲ率rEGR＝MEGRL#とする。これもＳ１１４の演算と同様な理由である。
Ｓ１１７では図２９に示すようなマップを参照して、実ＥＧＲ量rQecと実ＥＧＲ率rEGRとからＥＧＲ流速基本値Cqebを演算する。Ｓ１１８ではＥＧＲ流速基本値CqebにＥＧＲ流速補正係数kAegr を乗じて、ＥＧＲ流速Cqe ＝Cqeb×kAegr を演算し、処理を終了する。
【００３０】
図３０はＥＧＲ流速補正係数kAegr を演算するフローである。
Ｓ１２１ではエンジン回転数Ne、目標ＥＧＲ率tEGR、目標吸気量tQacを読み込む。Ｓ１２２では目標吸気量tQac、目標ＥＧＲ率tEGR、最大作動ガス量Qgmax に基づいて次式により目標作動ガス割合tQh02 （無次元化吸気圧相当値＝吸気絞り弁開度相当値）を演算する。
【００３１】
tQh02 ＝tQac×（１＋tEGR）／VCE#／Qgmax
但し、VCE#は定数である。
Ｓ１２３では図３１に示すようなテーブルを参照して、目標作動ガス割合tQh02 よりＥＧＲ流速補正係数kAegr を演算し、処理を終了する。
図３２はコレクタ吸入空気量Qacnを演算するフローである。
【００３２】
Ｓ１３１ではエンジン回転数Neを読み込む。Ｓ１３２では後述する図３３のフローでエアフローメータ出力より求めた吸入空気量Qas0を用いて１シリンダあたりの吸入空気量Qac0＝Qas0／Ne×KCONを演算する（但し、KCONは定数で、４気筒の場合３０、６気筒の場合２０）。Ｓ１３３ではQac0に対してエアフローメータからコレクタまでの空気の輸送遅れ分の遅れ処理を行い、その結果をコレクタ吸入空気量Qacnとして、処理を終了する。すなわち、Qacn＝Qac0n-L （Ｌは定数）とする。
【００３３】
図３３は吸入空気量Qas0を検知するフローである。
Ｓ１４１ではエアフローメータの出力電圧Usを読み込む。Ｓ１４２では図３４に示すようなリニアライズテーブルでエアフローメータ出力電圧Usを吸入空気量Qas0-dへ変換する。Ｓ１４３では次式のように加重平均処理を行って、吸入空気量Qas0を求め、処理を終了する。
【００３４】
Qas0＝Qas0n-1 ×（１−Fload ）＋Qas0-d×Fload
但し、Fload は加重平均重み付け定数である。
図３５は実吸気量（シリンダ吸気量）rQacを演算するフローである。
Ｓ１５１ではコレクタ吸入空気量Qacn、吸気系輸送遅れ時定数相当値Kkinを読み込む。Ｓ１５２では次式のごとく加重平均処理を行って、実吸気量（シリンダ吸気量）rQacを求め、処理を終了する。
【００３５】
rQac＝Qacn×Kkin＋Qacn-1×（１−Kkin）
図３６は実ＥＧＲ量rQecを演算するフローである。
Ｓ１６１ではコレクタ吸入空気量Qacn、目標ＥＧＲ率tEGRを読み込む。Ｓ１６２ではコレクタ吸入空気量Qacnに目標ＥＧＲ率tEGRを乗じて、コレクタ入口ＥＧＲ量Qec0＝Qacn×tEGRを演算する。Ｓ１６３では吸気系輸送遅れ時定数相当値Kkinを用いて次式により遅れ処理を行って、実ＥＧＲ量rQecを求め、処理を終了する。
【００３６】
rQec＝Qec0×Kkin×KE# ＋Qecn-1×（１−Kkin×KE# ）
但し、KE# は定数である。
図３７は実ＥＧＲ率rEGRを演算するフローである。
Ｓ１７１では実吸気量（シリンダ吸気量）rQac、実ＥＧＲ量（シリンダＥＧＲ量）rQecを読み込む。Ｓ１７２ではこれらに基づいて実ＥＧＲ率rEGR＝rQec／rQacを演算し、処理を終了する。
【００３７】
図３８は吸気系輸送遅れ時定数相当値Kkinを演算するフローである。
Ｓ１８１ではエンジン回転数Ne、燃料噴射量tQf 、実ＥＧＲ率rEGRを読み込む。Ｓ１８２では図３９に示すようなマップを参照して、エンジン回転数Neと燃料噴射量tQf とから体積効率相当基本値Kinbを演算する。
Ｓ１８３では次式によりＥＧＲによる補正を行って、体積効率相当値Kincを演算する。
【００３８】
Kinc＝Kinb×〔１／（１＋rEGR／100 ）〕
これはＥＧＲによって体積効率が減少する補正を行ったものである。
Ｓ１８４では次式により吸気系輸送遅れ時定数相当値Kkinを演算し、処理を終了する。
Kkin＝１／〔KVOL# ／（Kinc×Ne×DT#)＋１〕
但し、KVOL# は定数で、KVOL# ＝120 ×VC／VE（VCはコレクタ容積、VEは排気量）である。DT# はサンプリング時間（演算タイミング）である。
【００３９】
尚、この式はコレクタ内吸気状態、シリンダ吸入状態を物理的に想定し得られるものである。
本実施形態によれば、運転状態に応じた目標ＥＧＲ量（tQek）或いは目標ＥＧＲ率を実現するようＥＧＲ弁の開度（図２５で演算されるＥＧＲ弁開口面積Aev ）を制御するＥＧＲ弁制御手段が、吸気絞り弁の開度の変化に応じてＥＧＲ弁の開度を補正するＥＧＲ弁開度補正手段（図２５のＳ９３、図２８のＳ１１８）を含むことで、吸気絞り弁開度の変化にかかわらず、常に目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現できるという効果が得られる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、運転状態に基づき目標吸気量（tQac）を設定する目標吸気量設定手段（図１７）を備え、前記ＥＧＲ弁制御手段が、実ＥＧＲ量（rQec）と実ＥＧＲ率（rEGR）とに基づきＥＧＲ流速基本値（Cqeb）を演算するＥＧＲ流速基本値演算手段（図２８のＳ１１７）と、目標吸気量（tQac）に基づきＥＧＲ流速基本値（Cqeb）を補正してＥＧＲ流速（Cqe ）とするＥＧＲ流速演算手段（図２８のＳ１１２、Ｓ１１８）と、を含み、目標ＥＧＲ量（tQek）とＥＧＲ流速（Cqe ）とに基づきＥＧＲ弁の開度（Aev ）を制御する（図２５のＳ９３）ことで、吸気絞り弁開度の変化にかかわらず、ＥＧＲ流速を正確に捉えて、目標ＥＧＲ量（tQek）或いは目標ＥＧＲ率を常に正確に実現できる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、前記ＥＧＲ流速演算手段により演算するＥＧＲ流速基本値（Cqeb）は、吸気絞り弁全開時のＥＧＲ流速として求めることで、上記の補正を確実なものとすることができる。
また、本実施形態によれば、過給機付のエンジンに適用する構成としているため、ＥＧＲ弁の前後差圧が過給機の作動状態により変化しても、これに対応して補正がなされるので、吸気絞り弁の開度変化のみならず、過給機の作動状態の変化にかかわらず、目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すエンジンのシステム図
【図２】 目標エンジントルク演算フローチャート
【図３】 アクセル開度−開口面積変換テーブルを示す図
【図４】 擬似吸気量比−負荷割合変換テーブルを示す図
【図５】 基本エンジントルクマップを示す図
【図６】 アイドル時トルク演算フローチャート
【図７】 アイドル維持トルク補正係数テーブルを示す図
【図８】 目標アイドル回転数設定フローチャート
【図９】 目標アイドル回転数テーブルを示す図
【図１０】 目標ＥＧＲ率演算フローチャート
【図１１】 基本目標ＥＧＲ率マップを示す図
【図１２】 目標ＥＧＲ率水温補正係数テーブルを示す図
【図１３】 目標空気過剰率設定フローチャート
【図１４】 目標空気過剰率基本値マップを示す図
【図１５】 目標空気過剰率水温補正係数テーブルを示す図
【図１６】 目標当量比設定フローチャート
【図１７】 目標吸気量設定フローチャート
【図１８】 基本目標吸気量マップを示す図
【図１９】 目標吸気量空気過剰率補正係数マップを示す図
【図２０】 目標燃料噴射量演算フローチャート
【図２１】 吸気絞り弁開度設定フローチャート
【図２２】 最大作動ガス量テーブルを示す図
【図２３】 吸気量比変換テーブルを示す図
【図２４】 吸気絞り弁開度変換テーブルを示す図
【図２５】 ＥＧＲ弁開口面積演算フローチャート
【図２６】 ＥＧＲ弁開口面積−駆動信号変換テーブルを示す図
【図２７】 目標ＥＧＲ量演算フローチャート
【図２８】 ＥＧＲ流速演算フローチャート
【図２９】 ＥＧＲ流速基本値マップを示す図
【図３０】 ＥＧＲ流速補正係数演算フローチャート
【図３１】 ＥＧＲ流速補正係数テーブルを示す図
【図３２】 コレクタ吸入空気量演算フローチャート
【図３３】 吸入空気量検知フローチャート
【図３４】 エアフローメータ出力−吸入空気量変換テーブルを示す図
【図３５】 シリンダ吸気量演算フローチャート
【図３６】 実ＥＧＲ量演算フローチャート
【図３７】 実ＥＧＲ率演算フローチャート
【図３８】 吸気系輸送遅れ時定数相当値演算フローチャート
【図３９】 体積効率相当基本値マップを示す図
【符号の説明】
１ エンジン
２ 吸気通路
４ ターボ過給機
７ 吸気絞り弁
９ 燃料噴射弁
１０ 排気通路
１１ ＥＧＲ通路
１２ ＥＧＲ弁
１４ ＮＯｘトラップ触媒
２０ ＥＣＵ
Claims (3)
- 機関に流入する吸気量を制御する吸気絞り弁と、
機関に還流する排気量を制御するＥＧＲ弁と、
運転状態に応じた目標ＥＧＲ量或いは目標ＥＧＲ率を実現するよう前記ＥＧＲ弁の開度を制御するＥＧＲ弁制御手段と、
を備えた内燃機関のＥＧＲ制御装置において、
運転状態に基づき目標吸気量を設定する目標吸気量設定手段を備え、
前記ＥＧＲ弁制御手段は、実ＥＧＲ量と実ＥＧＲ率とに基づきＥＧＲ流速基本値を演算するＥＧＲ流速基本値演算手段と、前記目標吸気量に基づき前記目標吸気量が小さくなるほど増大側に前記ＥＧＲ流速基本値を補正してＥＧＲ流速とするＥＧＲ流速演算手段と、を含み、前記目標ＥＧＲ量と前記ＥＧＲ流速とに基づき前記ＥＧＲ弁の開度を制御することを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。 - 前記ＥＧＲ流速基本値演算手段により演算するＥＧＲ流速基本値は、吸気絞り弁全開時のＥＧＲ流速であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置。
- 内燃機関は過給機付であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置。
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