JP4501622B2 - EGR amount control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、排気系から排気の一部を吸気系に還流するEGR(排気還流)通路にEGR弁を備え、このEGR弁によりEGR量を制御する内燃機関のEGR量制御装置に関し、特にサージ(トルク変動)悪化を回避するためのEGR制御装置に関する。 The present invention relates to an EGR amount control device for an internal combustion engine, in which an EGR valve is provided in an EGR (exhaust gas recirculation) passage for recirculating a part of exhaust gas from an exhaust system to an intake system, and the EGR amount is controlled by the EGR valve. The present invention relates to an EGR control device for avoiding deterioration of torque fluctuation.
特許文献1では、エンジンのクランク角速度情報に基づいて、エンジンで発生するサージを検出するためのサージレベル指標値を算出するサージレベル指標値算出手段と、上記サージレベル指標値と判定閾値とを比較してサージレベルを判定するサージレベル判定手段とを備え、上記サージレベルの変化および上記サージレベルに基づいてEGR弁の開度を制御している。 In Patent Document 1, a surge level index value calculating means for calculating a surge level index value for detecting a surge generated in the engine based on engine crank angular speed information is compared with the surge level index value and the determination threshold. And a surge level determination means for determining the surge level, and the opening of the EGR valve is controlled based on the change of the surge level and the surge level.
EGR弁、特にステップモータ式EGR弁の開度の制御に際しては、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づく基本EGR量に、上記サージレベルの変化および上記サージレベルに基づいて増減される目標値に基づくリミット値を乗算して、EGR量を算出し、このEGR量に基づいてステップモータ式EGR弁のモータ目標位置を求め、モータ目標位置と現在のモータ位置との比較結果に応じて、ステップモータ式EGR弁を駆動している。
しかしながら、特許文献1では、サージ悪化を判定しサージを収束させるように現在のモータ位置(EGR弁開度)のフィードバック補正値を反映する際、運転状態によっては吸気系と排気系との圧力差が大きくなる場合があり、この場合にはEGR量が急激に変化してしまう。この結果、吸入空気量の変化や点火時期の変化によるトルク段差が発生し、運転性を悪化させてしまう。 However, in Patent Document 1, when the feedback correction value of the current motor position (EGR valve opening) is reflected so as to determine the deterioration of the surge and converge the surge, the pressure difference between the intake system and the exhaust system depends on the operating state. May increase, and in this case, the EGR amount changes abruptly. As a result, a torque step due to a change in the intake air amount or a change in the ignition timing occurs, and the drivability deteriorates.
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、EGR量の急激な変化によるトルク段差を抑制して安定した運転性を確保することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress a torque step due to a rapid change in the EGR amount and ensure stable drivability.
そのため本発明では、排気系から排気の一部を吸気系に還流するEGR通路にEGR弁を備え、このEGR弁によりEGR量を制御する内燃機関のEGR量制御装置において、機関の回転変動に基づいてサージ悪化指標値を算出し、サージ悪化指標値と判定閾値とを比較してサージ悪化の有無を判定する一方、推定EGR量を算出し、サージ悪化の有無の判定に基づいて目標EGR量に対する補正量を算出し、推定EGR量の変化量が第1所定値未満の場合に目標EGR量の補正を許可し、補正量を用いて目標EGR量を補正する。 Therefore, in the present invention, an EGR valve is provided in an EGR passage that recirculates part of the exhaust gas from the exhaust system to the intake system, and an EGR amount control device for an internal combustion engine that controls the EGR amount by the EGR valve is based on engine rotation fluctuations. The surge deterioration index value is calculated and the surge deterioration index value is compared with the determination threshold value to determine the presence or absence of surge deterioration, while the estimated EGR amount is calculated and the target EGR amount is calculated based on the determination of the presence or absence of surge deterioration. It calculates a correction amount, the amount of change in the estimated EGR quantity to allow correction of the target EGR quantity in the case of less than the first predetermined value, corrects the target EGR amount using the compensation amount.
本発明によれば、推定EGR量の変化量に基づく目標EGR量の補正の許可判定に従って目標EGR量の補正を行うため、EGR量が急激に変化することで発生するトルク段差を問題ないレベルに抑制でき、安定した運転性を確保できるという効果がある。 According to the present invention, since the target EGR amount is corrected in accordance with the permission determination of the correction of the target EGR amount based on the change amount of the estimated EGR amount, the torque step generated when the EGR amount changes abruptly is set to a level where there is no problem. This has the effect of being able to suppress and ensure stable drivability.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の内燃機関の全体構成を示す図である。
エンジン1の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ2から吸気ダクト3、スロットル弁4、吸気マニホールド5を経て空気が吸入される。吸気マニホールド5の各ブランチ部には、各気筒に燃料噴射弁6が設けられている。但し、燃料噴射弁6は、燃焼室内に直接臨ませる配置としてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an internal combustion engine of the present invention.
Air is sucked into the combustion chamber of each cylinder of the engine 1 from the air cleaner 2 through the intake duct 3, the throttle valve 4, and the intake manifold 5. Each branch portion of the intake manifold 5 is provided with a fuel injection valve 6 for each cylinder. However, the fuel injection valve 6 may be arranged to directly face the combustion chamber.
燃料噴射弁6は、ソレノイドに通電されて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁(インジェクタ)であって、後述するエンジンコントロールユニット(以下「ECU」と称する)12からの駆動パルス信号により通電されて開弁し、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に調整された燃料を噴射供給する。 The fuel injection valve 6 is an electromagnetic fuel injection valve (injector) that opens when energized by a solenoid and closes when energization is stopped, and from an engine control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 12 described later. The valve is energized by the drive pulse signal to open the valve, and the fuel supplied from the fuel pump (not shown) and adjusted to a predetermined pressure by the pressure regulator is injected and supplied.
エンジン1の各燃焼室には点火プラグ7が設けられており、これにより火花点火して混合気を着火燃焼させる。点火プラグ7の点火時期もECU12により制御される。
エンジン1の各燃焼室からの排気は、排気マニホールド8を介して排出される。また、排気マニホールド8からEGR通路9が導出され、これによりEGR弁10を介して排気の一部を吸気マニホールド5に還流している。EGR弁10の開度もECU12により制御される。
Each combustion chamber of the engine 1 is provided with a spark plug 7, which sparks and ignites and burns the air-fuel mixture. The ignition timing of the spark plug 7 is also controlled by the ECU 12.
Exhaust gas from each combustion chamber of the engine 1 is discharged through an exhaust manifold 8. Further, an EGR passage 9 is led out from the exhaust manifold 8, whereby a part of the exhaust is recirculated to the intake manifold 5 via the EGR valve 10. The opening degree of the EGR valve 10 is also controlled by the ECU 12.
ECU12は、CUP、ROM、RAM、A/D変換器および入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサからの入力信号を受け、これらに基づいて、燃料噴射弁6、点火プラグ7、EGR弁10などの作動を制御する。
前記各種センサとしては、エンジン1のクランク軸回転に同期して4気筒の場合のクランク角180°毎に基準クランク角信号(REF信号)を発生し、その周期よりエンジン回転数を検出可能なクランク角センサ13、吸気ダクト3内で吸入空気量Qaを検出するエアフロメータ14、スロットル弁4の開度TVOを検出するスロットルセンサ15、エンジン1の冷却水温Twを検出する水温センサ16、車速VSPを検出する車速センサ17、更にはイグニッションスイッチ18などが設けられている。
The ECU 12 includes a microcomputer including a CUP, a ROM, a RAM, an A / D converter, an input / output interface, and the like, receives input signals from various sensors, and based on these, the fuel injection valve 6, the ignition The operation of the plug 7 and the EGR valve 10 is controlled.
The various sensors include a crank that generates a reference crank angle signal (REF signal) at every 180 ° crank angle in the case of four cylinders in synchronization with the crankshaft rotation of the engine 1 and can detect the engine speed from the cycle. An angle sensor 13, an air flow meter 14 for detecting the intake air amount Qa in the intake duct 3, a throttle sensor 15 for detecting the opening TVO of the throttle valve 4, a water temperature sensor 16 for detecting the cooling water temperature Tw of the engine 1, and a vehicle speed VSP. A vehicle speed sensor 17 to be detected, an ignition switch 18 and the like are provided.
また、エンジン1の出力軸は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを備える自動変速機(図示せず)に連結されるが、自動変速機制御用のコントロールユニット(以下「A/T−CU」と称する)20とECU12とは通信線により繋がっており、ECU12には、A/T−CU20から、ギア位置情報、ロックアップ情報が入力されている。
ECU12によるEGR弁10の制御は、次のように行う。エンジン1の運転条件に基づいて設定される目標EGR量(EGR率)を目標EGR弁開口面積に変換し、この目標EGR弁開口面積をEGR弁開度に変換し、これに基づいてEGR弁10を制御する。EGR弁10をステップモータにより駆動する場合は、目標EGR量(率)を目標ステップ数に変換し、これに基づいてEGR弁を制御する。
The output shaft of the engine 1 is connected to an automatic transmission (not shown) having a torque converter with a lock-up clutch, and is referred to as a control unit for automatic transmission control (hereinafter referred to as “A / T-CU”). ) 20 and ECU 12 are connected by a communication line, and gear position information and lockup information are input to ECU 12 from A / T-CU 20.
Control of the EGR valve 10 by the ECU 12 is performed as follows. A target EGR amount (EGR rate) set based on the operating conditions of the engine 1 is converted into a target EGR valve opening area, the target EGR valve opening area is converted into an EGR valve opening, and the EGR valve 10 is converted based on this. To control. When the EGR valve 10 is driven by a step motor, the target EGR amount (rate) is converted into a target step number, and the EGR valve is controlled based on this.
ここにおいて、本発明では、エンジンの回転変動に基づいてサージ悪化指標値を算出し、サージ悪化指標値と判定閾値とを比較してサージ悪化の有無を判定する一方、推定EGR量を算出し、サージ悪化の有無の判断に基づいて目標EGR量(目標EGR弁開口面積または目標ステップ数)に対する補正量を算出し、推定EGR量の変化量に基づいて目標EGR量の補正を許可するかを判定し、この許可判定に基づいて補正量を用いて目標EGR量を補正することにより、サージ悪化を回避する。 Here, in the present invention, a surge deterioration index value is calculated based on engine rotation fluctuation, and the presence or absence of surge deterioration is determined by comparing the surge deterioration index value with a determination threshold value, while calculating an estimated EGR amount, A correction amount for the target EGR amount (target EGR valve opening area or target step number) is calculated based on the determination of whether or not the surge has deteriorated, and it is determined whether correction of the target EGR amount is permitted based on the change amount of the estimated EGR amount Then, the deterioration of the surge is avoided by correcting the target EGR amount using the correction amount based on the permission determination.
次に、具体的な制御について図2のフローチャートにより説明する。
図2は、ECU12にて時間同期で10ms毎に実行されるEGR制御(目標ステップ数)補正ルーチンのフローチャートである。
ステップ1(図には「S1」と示す。以下同様)では、エンジン1の回転変動に基づいて、単位時間当たりのサージ悪化指標値FILDを算出する。
Next, specific control will be described with reference to the flowchart of FIG.
FIG. 2 is a flowchart of an EGR control (target step number) correction routine executed by the ECU 12 every 10 ms in time synchronization.
In step 1 (shown as “S1” in the figure, the same applies hereinafter), a surge deterioration index value FILD per unit time is calculated based on the rotational fluctuation of the engine 1.
具体的には、回転同期(REF信号割り込み)で実行される別ルーチンにより、REF信号の周期TREF(ms)を計測し、この周期TREFに基づいて、エンジン回転数(rpm)=30/TREF(4気筒エンジンの場合)を算出する。そして、このエンジン回転数Neの変動量を算出し、これをサージ悪化指標値FILDとする。
但し、エンジン回転変動の中には、燃焼安定度と無関係なノイズ成分が含まれていることから特開平7−259627号公報にて知られているような手法により、ノイズ成分を除去する。すなわち、燃焼安定度の善し悪しは、回転変動の周波数特性に反映されることから、エンジンの回転変動を検出するが、検出した回転変動成分の中から、エンジン回転周波数で正規化した第1のBPF(バンドパスフィルタ)、第1のBRF(バンドリジェクトフィルタ)により、クランク角センサ13の加工誤差に起因するノイズ成分を除去し、また、変速比を検出し、これに応じて係数を設定した第2のBRFにより、車両駆動系の歪みに起因するノイズ成分を除去し、更に、時間同期で、第2のBPFにより、人間に不快な振動を与える回転変動成分(周波数成分)を抽出し、得られた信号について実行値計算を行い、サージ悪化指標値FILDを算出する。
Specifically, the cycle TREF (ms) of the REF signal is measured by another routine executed in rotation synchronization (REF signal interruption), and the engine speed (rpm) = 30 / TREF ( (In the case of a four-cylinder engine). Then, the fluctuation amount of the engine speed Ne is calculated, and this is set as the surge deterioration index value FILD.
However, since the engine rotation fluctuation includes a noise component irrelevant to the combustion stability, the noise component is removed by a technique as disclosed in JP-A-7-259627. That is, whether the combustion stability is good or bad is reflected in the frequency characteristics of the rotational fluctuation, so that the rotational fluctuation of the engine is detected. From the detected rotational fluctuation components, the first BPF normalized by the engine rotational frequency is detected. (Band-pass filter) and first BRF (band-reject filter) remove noise components caused by processing errors of the crank angle sensor 13, detect the gear ratio, and set the coefficient accordingly. The noise component caused by the distortion of the vehicle drive system is removed by the BRF of 2, and the rotational fluctuation component (frequency component) that gives an unpleasant vibration to the human is extracted and obtained by the second BPF in time synchronization. An execution value calculation is performed on the received signal, and a surge deterioration index value FILD is calculated.
ステップ2では、エンジン回転数および負荷から目標EGR量(率)TGEGRを算出する。目標EGR率は、目標EGR量の前回演算値と今回演算値との差(今回演算値−前回演算値)または比率(今回演算値/前回演算値)から算出する。
ステップ3では、次式のように、吸気圧力PMANIと目標EGRバルブ開口面積TAEGRとに基づいて推定EGR量(率)ESTMEGRを算出する(特開2004−108272号公報参照)。これが推定EGR量算出手段に相当する。
In step 2, the target EGR amount (rate) TGEGR is calculated from the engine speed and the load. The target EGR rate is calculated from the difference (current calculation value−previous calculation value) or ratio (current calculation value / previous calculation value) between the previous calculation value and the current calculation value of the target EGR amount.
In step 3, an estimated EGR amount (rate) ESTMEGR is calculated based on the intake pressure PMANI and the target EGR valve opening area TAEGR as shown in the following equation (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-108272). This corresponds to estimated EGR amount calculation means.
ESTMEGR=TAEGR×(PMANI)^(1/SHEATR)/(REX×TEX)×sqrt[2×SHEATR×REX×TEX/(SHEATR−1)×(1−PMANI)^{(SHEATR−1)/SHEATR}]
ここで、REXは、排気ガスのガス定数であり、排気ガスの目標当量比(=14.7/目標空燃比)を算出し、この値に基づいて算出する。TEXは、排気ガスのガス温度である。SHEATRは、排気ガス比熱比であり、目標当量比と、排気バルブ閉弁時の筒内温度とをそれぞれ算出し、これらの算出値に基づいて算出する。sqrtは、平方根(√)である。
ESTMEGR = TAEGR * (PMANI) ^ (1 / SHEATR) / (REX * TEX) * sqrt [2 * SHEATR * REX * TEX / (SHEATR-1) * (1-PMANI) ^ {(SHEATR-1) / SHEATR }]
Here, REX is a gas constant of the exhaust gas, and a target equivalent ratio (= 14.7 / target air-fuel ratio) of the exhaust gas is calculated and calculated based on this value. TEX is the gas temperature of the exhaust gas. SHEATR is an exhaust gas specific heat ratio, and calculates a target equivalent ratio and an in-cylinder temperature when the exhaust valve is closed, and calculates based on these calculated values. sqrt is the square root (√).
なお、次式のように、吸気圧力PMANIおよび排気圧力PEXMANIの圧力比(PEXMANI/PMANI)の平方根とEGRバルブ開口面積TAEGRとから推定EGR量ESTMEGRを算出してもよい。
ESTMEGR=EGRバルブ開口面積×√(PEXMANI/PMANI)
このようにして推定EGR量ESTMEGRを算出する場合は、吸気圧力PMANIおよび排気圧力PEXMANIをそれぞれ算出する替わりに、排気圧力PEXMANIを大気圧で近似しても同様の結果を得ることができる。
As shown in the following equation, the estimated EGR amount ESTMEGR may be calculated from the square root of the pressure ratio (PEXMANI / PMANI) between the intake pressure PMANI and the exhaust pressure PEXMANI and the EGR valve opening area TAEGR.
ESTMEGR = EGR valve opening area × √ (PEXMANI / PMANI)
When the estimated EGR amount ESTMEGR is calculated in this way, the same result can be obtained by approximating the exhaust pressure PEXMANI with the atmospheric pressure instead of calculating the intake pressure PMANI and the exhaust pressure PEXMANI.
更に、吸気圧力PMANIは吸入空気量Qaと相関があることから、吸気圧力PMANIと排気圧力PEXMANIとの比(PEXMANI/PMANI)を吸入空気量Qaで代用して推定EGR量ESTMEGRを算出してもよい。
ステップ4では、次式のように、推定EGR量ESTMEGRの最新値(今回演算値)から10ms前の演算値(前回演算値であり、初期値は0とする)を差し引くことで偏差(変化量)DEGRを算出する。
Further, since the intake pressure PMANI has a correlation with the intake air amount Qa, the estimated EGR amount ESTMEGR can be calculated by substituting the intake air amount Qa for the ratio (PEXMANI / PMANI) of the intake pressure PMANI and the exhaust pressure PEXMANI. Good.
In step 4, as shown in the following equation, a deviation (change amount) is obtained by subtracting a calculated value (previous calculated value, initial value is 0) 10 ms before from the latest value (current calculated value) of the estimated EGR amount ESTMEGR. ) Calculate DEGR.
DEGR=ESTMEGR(最新値)−ESTMEGR(10ms前の演算値)
なお、推定EGR量ESTMEGRの偏差DEGRは、最新値と10ms前の演算値との比率(最新値/10ms前の演算値)として算出してもよい。
ステップ5では、車両が安定状態か否かを判定する。ここで、車両が安定状態か否かは、次の(1)〜(6)の条件が全て満たされているか否かにより判定する。
DEGR = ESTMEGR (latest value) −ESTMEGR (calculated value 10 ms before)
The deviation DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR may be calculated as a ratio between the latest value and the calculated value 10 ms before (latest value / 10 calculated value before 10 ms).
In step 5, it is determined whether or not the vehicle is in a stable state. Here, whether or not the vehicle is in a stable state is determined based on whether or not all of the following conditions (1) to (6) are satisfied.
(1)EGR領域である(EGRQ>0)。すなわち、EGRの実行中であることを条件とする。
(2)目標EGR率と実EGR率との差が所定値以下である。すなわち、EGR制御が収束し、過渡状態でないことを条件とする。
(3)ギア位置が所定開連続して同一である。すなわち、変速中でないことを条件とする。
(1) EGR region (EGRQ> 0). That is, it is a condition that EGR is being executed.
(2) The difference between the target EGR rate and the actual EGR rate is equal to or less than a predetermined value. That is, the condition is that EGR control converges and is not in a transient state.
(3) The gear position is the same continuously for a predetermined opening. In other words, the condition is that the gear is not being changed.
(4)シリンダ吸入空気量に基づいて算出される基本燃料噴射量Tpが、所定範囲内である。
(5)推定EGR量ESTMEGRの偏差(変化量)DEGRの絶対値が第1所定値未満(|DEGR|<DEGR1♯)である。これにより目標EGR量TGEGRの補正を許可するかを判定することが目標EGR量補正許可判定手段に相当する。すなわち、|DEGR|<DEGR1♯であれば、目標EGR量TGEGRの補正を許可する。なお、第1所定値DEGR1♯は、補正許可判定の最大値である。
(4) The basic fuel injection amount Tp calculated based on the cylinder intake air amount is within a predetermined range.
(5) The absolute value of the deviation (change amount) DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR is less than the first predetermined value (| DEGR | <DEGR1 #). Thus, determining whether to permit correction of the target EGR amount TGEGR corresponds to target EGR amount correction permission determining means. That is, if | DEGR | <DEGR1 #, correction of the target EGR amount TGEGR is permitted. The first predetermined value DEGR1 # is the maximum value for the correction permission determination.
(6)定常走行中である(♯FCNST2=1)。
ここで、♯FCNST2は、下記の条件(6−1)〜(6−3)により、算出される。
(6−1)車速変化分(DVSP)判定
所定回続けて、DVSP<所定値の時、♯FDVLLC=1とする。
所定回続けて、DVSP≧所定値の時、♯FDVLLC=0とする。
(6) The vehicle is in steady driving (# FCNST2 = 1).
Here, # FCNST2 is calculated according to the following conditions (6-1) to (6-3).
(6-1) Vehicle Speed Change (DVSP) Determination Continue for a predetermined number of times, when DVSP <predetermined value, set # FDVLLC = 1.
Continue for a predetermined number of times, and when DVSP ≧ predetermined value, set # FDVLLC = 0.
(6−2)回転変化分(DNe)判定
所定回続けて、DNe<所定値の時、♯FDNLLC=1とする。
所定回続けて、DNe≧所定値の時、♯FDNLLC=0とする。
(6−3)定常判定
非ロックアップ状態で、♯FDVLLC=1(車速変化小)の状態が所定時間継続している時、または、ロックアップ状態で、♯FDNLLC=1(回転変化小)の状態が所定時間継続している時、♯FCNST2=1(定常)とする。
(6-2) Rotational Change (DNe) Determination Continue for a predetermined number of times, and when DNe <predetermined value, set # FDNLLC = 1.
If DNe ≧ predetermined value continues for a predetermined number of times, # FDNLLC = 0.
(6-3) Steady state determination When # FDVLLC = 1 (small vehicle speed change) continues for a predetermined time in the non-lock-up state, or when # FDNLLC = 1 (small rotation change) in the lock-up state. When the state continues for a predetermined time, # FCNST2 = 1 (steady state).
非ロックアップ状態で、♯FDVLLC=0(車速変化大)の状態が所定時間継続している時、または、ロックアップ状態で、♯FDNLLC=0(回転変化大)の状態が所定時間継続している時、♯FCNST2=0(非定常)とする。
上記判定の結果、車両安定状態ではない場合、すなわち(1)〜(6)の条件が1つでも満たされていない場合は、ステップ6,ステップ7へ進み、サージ悪化指標値(積算値)SFILDを0、積算時間TIMEを0にし、現在の目標ステップ数補正値ELCFB(初期値は0)を維持したまま、後述するステップ22へ進む。特に、目標EGR量TGEGRの補正が許可されない場合(|DEGR|≧DEGR1#)には、目標EGR量TGEGRの不必要な補正は行われないこととなる。
When in the non-lock-up state, the state of # FDVLLC = 0 (large vehicle speed change) continues for a predetermined time, or in the lock-up state, the state of # FDNLLC = 0 (large rotation change) continues for a predetermined time. # FCNST2 = 0 (unsteady).
As a result of the determination, if the vehicle is not in a stable state, that is, if any one of the conditions (1) to (6) is not satisfied, the process proceeds to step 6 and step 7, and the surge deterioration index value (integrated value) SFILD Is set to 0, the integration time TIME is set to 0, and the process proceeds to step 22 described later while maintaining the current target step number correction value ELCFB (initial value is 0). In particular, when correction of the target EGR amount TGEGR is not permitted (| DEGR | ≧ DEGR1 #), unnecessary correction of the target EGR amount TGEGR is not performed.
一方、上記判定の結果、車両安定状態である場合、すなわち(1)〜(6)の条件が全て満たされた場合は、ステップ8へ進み、後述する処理を行う。特に、目標EGR量TGEGRの補正が許可される場合(|DEGR|<DEGR1#)には、目標EGR量TGEGRの必要最低限の補正を行うこととなる。
ステップ8では、次式のように、前回のサージ悪化指標値(積算値)SFILDに、最新の単位時間当たりのサージ悪化指標値FILDを加算する。これがサージ悪化指標値算出手段に相当する。
On the other hand, as a result of the determination, if the vehicle is in a stable state, that is, if all the conditions (1) to (6) are satisfied, the process proceeds to step 8 to perform the process described later. In particular, when the correction of the target EGR amount TGEGR is permitted (| DEGR | <DEGR1 #), the necessary minimum correction of the target EGR amount TGEGR is performed.
In step 8, the latest surge deterioration index value FILD per unit time is added to the previous surge deterioration index value (integrated value) SFILD as in the following equation. This corresponds to surge deterioration index value calculation means.
SFILD=SFILD(前回値)+FILD
ステップ9では、次式のように、積算時間TIMEに、本ルーチンの実行時間隔Δtを加算する。
TIME=TIME(前回値)+Δt
ステップ10では、積算時間TIMEが予め定めたサンプリング時間TIME0(例えば2秒)に達したか否かを判定する。
SFILD = SFILD (previous value) + FILD
In step 9, the execution time interval Δt of this routine is added to the accumulated time TIME as in the following equation.
TIME = TIME (previous value) + Δt
In step 10, it is determined whether or not the accumulated time TIME has reached a predetermined sampling time TIME0 (for example, 2 seconds).
達しない場合(TIME<TIME0)は、そのまま、すなわち現在の目標ステップ数補正値ELCFB(初期値は0)を維持したまま、後述するステップ22へ進む。
達した場合(TIME≧TIME0)は、ステップ11以降へ進む。
ステップ11では、積算時間TIMEをクリアする(TIME=0)。
ステップ12では、ギア位置毎の、エンジン回転数とエンジン負荷とのマップから、サージ悪化判定用の判定閾値ELSLを算出する。
If not reached (TIME <TIME0), the process proceeds to step 22 to be described later as it is, that is, while maintaining the current target step number correction value ELCFB (initial value is 0).
If reached (TIME ≧ TIME0), the process proceeds to step 11 and thereafter.
In step 11, the accumulated time TIME is cleared (TIME = 0).
In step 12, a judgment threshold value ELSL for judgment of surge deterioration is calculated from a map of engine speed and engine load for each gear position.
ステップ13では、サージ悪化指標値(積算値)SFILDと判定閾値ELSLとを比較し、SFILD≧ELSL(サージ悪化状態)であるか否かを判定する。これがサージ悪化判定手段に相当する。
SFILD<ELSLで、サージ悪化状態でない場合は、現在の目標ステップ数補正値ELCFB(初期値は0)を維持したまま、後述するステップ21へ進む。
In step 13, the surge deterioration index value (integrated value) SFILD is compared with the determination threshold ELSL to determine whether SFILD ≧ ELSL (surge deterioration state). This corresponds to the surge deterioration determining means.
If SFILD <ELSL and the surge is not deteriorated, the process proceeds to step 21 described later while maintaining the current target step number correction value ELCFB (initial value is 0).
SFILD≧ELSLで、サージ悪化状態の場合は、ステップ14へ進む。
ステップ14では、推定EGR量ESTMEGRの偏差DEGRが第2所定値以上(DEGR≧DEGR2♯)であるか否かを判定する。偏差DEGRが第2所定値未満(DEGR<DEGR2♯)である場合には、ステップ15へ進み、目標ステップ数補正ゲインGTGEGRを1.0としてステップ17へ進む。なお、偏差DEGRの第2所定値DEGR2♯は、前述(ステップ5)の第1所定値DEGR1♯より小さい値である。
If SFILD ≧ ELSL and the surge is worse, the process proceeds to step 14.
In step 14, it is determined whether or not the deviation DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR is greater than or equal to a second predetermined value (DEGR ≧ DEGR2 #). If the deviation DEGR is less than the second predetermined value (DEGR <DEGR2 #), the process proceeds to step 15, and the target step number correction gain GTGEGR is set to 1.0 and the process proceeds to step 17. Note that the second predetermined value DEGR2 # of the deviation DEGR is smaller than the first predetermined value DEGR1 # described above (step 5).
ステップ16では、目標ステップ数補正ゲインGTGEGRを、図3の目標ステップ数補正ゲイン算出テーブルを参照することにより算出する。目標ステップ数補正ゲイン算出テーブルは、横軸に偏差DEGR、縦軸に目標ステップ数補正ゲインGTGEGRを示しており、偏差量DEGRが大きくなると目標ステップ数補正ゲインGTGEGRも大きくなる。これにより、目標EGR補正量ELCFBをEGR弁10の開度が減少するように補正し、目標EGR量(目標EGR弁開口面積または目標ステップ数)に反映させる。 In step 16, the target step number correction gain GTGEGR is calculated by referring to the target step number correction gain calculation table in FIG. The target step number correction gain calculation table shows the deviation DEGR on the horizontal axis and the target step number correction gain GTGEGR on the vertical axis. As the deviation amount DEGR increases, the target step number correction gain GTGEGR also increases. Thus, the target EGR correction amount ELCFB is corrected so that the opening degree of the EGR valve 10 is decreased, and is reflected in the target EGR amount (target EGR valve opening area or target step number).
ステップ17では、次式のように、前回の目標ステップ数補正値ELCFBに、所定値ΔSを加算する。
ELCFB=ELCFB(前回演算値)+ΔS
ここで、目標ステップ数補正値ELCFBの初期値は0であり、イグニッションOFF→ONの際に、初期設定される。
In step 17, a predetermined value ΔS is added to the previous target step number correction value ELCFB as in the following equation.
ELCFB = ELCFB (previous calculation value) + ΔS
Here, the initial value of the target step number correction value ELCFB is 0, and is initially set when the ignition is turned off.
また、所定値ΔSは、最小のステップ数とするが、1相励磁と2相励磁との切換が可能で、1相励磁(弱励磁)により0.5ステップずつ駆動できる場合は、例えば0.5とする。
ステップ18では、次式のように、ステップ17にて算出した目標ステップ数補正値ELCFBと、目標ステップ数補正ゲインGTGEGRとを乗算することで今回の目標ステップ数補正値を算出する。これが目標EGR量補正量算出手段に相当する。
Further, the predetermined value ΔS is the minimum number of steps, but switching between 1-phase excitation and 2-phase excitation is possible, and when it can be driven by 0.5 steps by 1-phase excitation (weak excitation), for example, 0. 5
In step 18, the current target step number correction value is calculated by multiplying the target step number correction value ELCFB calculated in step 17 by the target step number correction gain GTGEGR, as in the following equation. This corresponds to the target EGR amount correction amount calculation means.
ELCFB=ELCFB×GTGEGR
ステップ19では、目標ステップ数補正値ELCFBを、予め定めた最大値ELCFBMXと比較し、ELCFB>ELCFBMXか否かを判定し、NOの場合は、そのままステップ21へ進む一方、YESの場合は、ステップ20で、ELCFB=ELCFBMXとする(リミッタ)。
ELCFB = ELCFB × GTGEGR
In step 19, the target step number correction value ELCFB is compared with a predetermined maximum value ELCFBMX to determine whether ELCFB> ELCFBMX. If NO, the process proceeds directly to step 21. If YES, step 19 is performed. 20, ELCFB = ELCFBMX (limiter).
ステップ21では、次の演算のため、サージ悪化指標値(積算値)SFILDをクリアする(SFILD=0)。
ステップ22では、次式のように、エンジン回転数およびエンジン負荷から定められる基準目標ステップ数(基準となる目標EGR量)から、目標ステップ数補正値ELCFBを減算して、最終的な目標ステップ数を求める。
In step 21, the surge deterioration index value (integrated value) SFILD is cleared for the next calculation (SFILD = 0).
In step 22, the final target step number is obtained by subtracting the target step number correction value ELCFB from the reference target step number (reference target EGR amount) determined from the engine speed and the engine load as in the following equation. Ask for.
目標ステップ数=基準目標ステップ数−ELCFB
このようにして目標ステップ数が定まると、EGR弁制御駆動用のステップモータに対し、指令信号が出力される。これが目標EGR量補正手段に相当する。
図4は、EGR制御のタイムチャートであり、サージレベルが悪化して、サージ悪化指標値(積算値)SFILDが判定閾値ELSLを越えると、目標ステップ数補正値ELCFBが初期値(0)から所定値ΔS増大せしめられ、その分、目標ステップ数が減少側に補正されることを示している。
Target step number = reference target step number−ELCFB
When the target number of steps is determined in this way, a command signal is output to the step motor for EGR valve control drive. This corresponds to the target EGR amount correction means.
FIG. 4 is a time chart of EGR control. When the surge level deteriorates and the surge deterioration index value (integrated value) SFILD exceeds the determination threshold value ELSL, the target step number correction value ELCFB is predetermined from the initial value (0). This indicates that the value ΔS is increased, and the target step number is corrected to the reduction side accordingly.
図5は、ステップ数とEGR流量との関係を示しており、設計中央値(補正後の目標EGR量)に対し、吸気系と排気系との差圧の急激な増大または部品ばらつきにより流量増加側の状態となった場合、サージ悪化が検出されて、目標ステップ数がオフセット補正される結果、EGR流量特性を設計中央値に戻すことが可能となる。
本実施形態によれば、排気系から排気の一部を吸気系に還流するEGR通路9にEGR弁10を備え、このEGR弁10によりEGR量を制御する内燃機関のEGR量制御装置において、機関1の回転変動に基づいてサージ悪化指標値SFILDを算出するサージ悪化指標値算出手段(ステップ8)と、サージ悪化指標値SFILDと判定閾値ELSLとを比較してサージ悪化の有無を判定するサージ悪化判定手段(ステップ13)と、推定EGR量ESTMEGRを算出する推定EGR量算出手段(ステップ3)と、サージ悪化の有無の判定に基づいて目標EGR量TGEGRに対する補正量ELCFBを算出する目標EGR量補正量算出手段(ステップ18)と、推定EGR量ESTMEGRの変化量DEGRに基づいて目標EGR量TGEGRの補正を許可するかを判定する目標EGR量補正許可判定手段(ステップ5)と、目標EGR量TGEGRの補正の許可判定に基づいて補正量ELCFBを用いて目標EGR量TGEGRを補正する目標EGR量補正手段(ステップ22)と、を有する。このため、推定EGR量ESTMEGRの変化量DEGRに基づく目標EGR量TGEGRの補正の許可判定に従って目標EGR量TGEGRの補正を行うため、EGR量が急激に変化することで発生するトルク段差を問題ないレベルに抑制でき、安定した運転性を確保できる。
FIG. 5 shows the relationship between the number of steps and the EGR flow rate. With respect to the design median value (target EGR amount after correction), the flow rate increases due to a sudden increase in the differential pressure between the intake system and the exhaust system or component variations. When the state becomes the side, the surge deterioration is detected, and the target step number is offset-corrected. As a result, the EGR flow rate characteristic can be returned to the design median value.
According to this embodiment, an EGR valve 10 is provided in an EGR passage 9 for recirculating a part of exhaust gas from an exhaust system to an intake system, and an EGR amount control device for an internal combustion engine that controls the EGR amount by the EGR valve 10 includes: Surge deterioration index value calculation means (step 8) for calculating the surge deterioration index value SFILD based on the rotational fluctuation of 1, and surge deterioration for comparing the surge deterioration index value SFILD and the determination threshold value ELSL to determine the presence or absence of surge deterioration A determination means (step 13), an estimated EGR amount calculation means (step 3) for calculating an estimated EGR amount ESTMEGR, and a target EGR amount correction for calculating a correction amount ELCFB for the target EGR amount TGEGR based on the determination of the presence or absence of surge deterioration Based on the amount calculation means (step 18) and the change amount DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR, the target EGR amount T Target EGR amount correction permission determination means (step 5) for determining whether to permit correction of EGR, and target EGR amount TGEGR for correcting the target EGR amount TGEGR using the correction amount ELCFB based on the permission determination of correction of the target EGR amount TGEGR Quantity correction means (step 22). For this reason, since the target EGR amount TGEGR is corrected according to the permission determination of the correction of the target EGR amount TGEGR based on the estimated amount of change EGR of the estimated EGR amount ESTMEGR, there is no problem with a torque level difference caused by a sudden change in the EGR amount. And stable driving performance can be secured.
また本実施形態によれば、目標EGR量補正許可判定手段は、推定EGR量ESTMEGRの変化量DEGRが第1所定値未満DEGR1#の場合(|DEGR|<DEGR1#)に、目標EGR量TGEGRの補正を許可する(ステップ5)。このため、補正許可判定の最大値未満である場合にのみ補正を許可することができる。
また本実施形態によれば、目標EGR量補正手段は、目標EGR量TGEGRの補正を許可すると判断した場合に(ステップ5)、目標EGR量TGEGRに対し補正量ELCFBを加減算して目標EGR量TGEGRを補正する(ステップ22)。このため、EGR弁10の開口面積ずれによるサージ悪化に対し、加減算補正、すなわちオフセット補正を行うことで、補正値を正しく反映でき、燃費および運転性を向上できる。
In addition, according to the present embodiment, the target EGR amount correction permission determining means determines that the target EGR amount TGEGR is the target EGR amount TGEGR when the change amount DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR is less than the first predetermined value DEGR1 # (| DEGR | <DEGR1 #). Correction is permitted (step 5). For this reason, correction can be permitted only when the correction permission determination is less than the maximum value.
Further, according to the present embodiment, when the target EGR amount correcting means determines to permit correction of the target EGR amount TGEGR (step 5), the target EGR amount TGEGR is added to or subtracted from the target EGR amount TGEGR. Is corrected (step 22). For this reason, by performing addition / subtraction correction, that is, offset correction, for the surge deterioration due to the deviation of the opening area of the EGR valve 10, the correction value can be correctly reflected, and fuel consumption and drivability can be improved.
また本実施形態によれば、目標EGR量補正手段(ステップ22)は、推定EGR量ESTMEGRの変化量DEGRが第2所定値以上の場合(DEGR≧DEGR2#)に、目標EGR量TGEGRをEGR弁10の開度が減少するように補正する。このため、推定EGR量ESTMEGRが大きく変化する場合においてもサージの発生を抑制すると共に、吸入空気量変化や点火時期変化によるトルク段差を抑制し、運転性の悪化を防止することができる。 Further, according to the present embodiment, the target EGR amount correcting means (step 22) determines the target EGR amount TGEGR as the EGR valve when the change amount DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR is equal to or larger than the second predetermined value (DEGR ≧ DEGR2 #). Correction is performed so that the opening degree of 10 decreases. For this reason, even when the estimated EGR amount ESTMEGR changes greatly, it is possible to suppress the occurrence of surge and suppress the torque step due to the intake air amount change and the ignition timing change, thereby preventing the drivability from deteriorating.
また本実施形態によれば、目標EGR量補正量算出手段は、サージ悪化有りの判定があった場合に(ステップ13)、推定EGR量ESTMEGRの変化量DEGRに基づいて目標EGR量TGEGRに対する補正量ELCFBを算出する(ステップ18)。
また本実施形態によれば、推定EGR量ESTMEGRは、吸気系および排気系の圧力比(PEXMANI/PMANI)とEGRバルブ開口面積TAEGRとから算出する(ステップ3)。このため、より容易に推定EGR量を算出できる。
Further, according to the present embodiment, the target EGR amount correction amount calculating means determines the correction amount for the target EGR amount TGEGR based on the change amount DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR when it is determined that the surge has deteriorated (step 13). ELCFB is calculated (step 18).
Further, according to the present embodiment, the estimated EGR amount ESTMEGR is calculated from the pressure ratio (PEXMANI / PMANI) between the intake system and the exhaust system and the EGR valve opening area TAEGR (step 3). For this reason, the estimated EGR amount can be calculated more easily.
また本実施形態によれば、排気系の圧力PEXMANIは、大気圧力とする(ステップ3)。このため、推定EGR量ESTMEGRを容易に算出することができると共に、排気圧力PEXMANIを検出するためのセンサを設ける必要がなく、コストが削減できる。
また本実施形態によれば、吸気系および排気系の圧力比(PEXMANI/PMANI)を吸入空気量で代用する。このため、容易に推定EGR量ESTMEGRを算出することができる。
According to the present embodiment, the exhaust system pressure PEXMANI is set to atmospheric pressure (step 3). For this reason, the estimated EGR amount ESTMEGR can be easily calculated, and it is not necessary to provide a sensor for detecting the exhaust pressure PEXMANI, thereby reducing the cost.
Further, according to the present embodiment, the intake air amount is substituted for the pressure ratio (PEXMANI / PMANI) between the intake system and the exhaust system. Therefore, the estimated EGR amount ESTMEGR can be easily calculated.
また本実施形態によれば、推定EGR量ESTMEGRの変化量DEGRは、推定EGR量ESTMEGRの前回演算値と今回演算値とに基づいて算出する(ステップ4)。このため、推定EGR量ESTMEGRの変化状態に応じて適切に変化量DEGRを算出できる。
また本実施形態によれば、推定EGR量ESTMEGRの変化量DEGRは、推定EGR量ESTMEGRの前回演算値と今回演算値との差(今回演算値−前回演算値)により算出する(ステップ4)。このため、時間的な変化に対応して適切な変化量DEGRを算出できる。
Further, according to the present embodiment, the change amount DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR is calculated based on the previous calculated value and the current calculated value of the estimated EGR amount ESTMEGR (step 4). For this reason, it is possible to appropriately calculate the change amount DEGR in accordance with the change state of the estimated EGR amount ESTMEGR.
Further, according to the present embodiment, the change amount DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR is calculated by the difference between the previous calculated value and the current calculated value of the estimated EGR amount ESTMEGR (current calculated value−previous calculated value) (step 4). For this reason, it is possible to calculate an appropriate change amount DEGR corresponding to a change with time.
また本実施形態によれば、推定EGR量ESTMEGRの変化量DEGRは、推定EGR量ESTMEGRの前回演算値と今回演算値との比率(今回演算値/前回演算値)により算出する(ステップ4)。このため、推定目標量ESTMEGRが急激に変動した場合においても適切な変化量DEGRを算出できる。
また、これまでは推定EGR量(率)ESTMEGRを、吸気圧力PMANIと目標EGRバルブ開口面積TAEGRとに基づいて算出すること、または、吸気圧力PMANIおよび排気圧力PEXMANIの圧力比(PEXMANI/PMANI)の平方根と、EGRバルブ開口面積TAEGRとから算出することについて説明したが、これに限定されるものではない。
Further, according to the present embodiment, the change amount DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR is calculated by the ratio (current calculated value / previous calculated value) between the previous calculated value and the current calculated value of the estimated EGR amount ESTMEGR (step 4). For this reason, even when the estimated target amount ESTMEGR fluctuates rapidly, an appropriate change amount DEGR can be calculated.
Until now, the estimated EGR amount (rate) ESTMEGR is calculated based on the intake pressure PMANI and the target EGR valve opening area TAEGR, or the pressure ratio of the intake pressure PMANI and the exhaust pressure PEXMANI (PEXMANI / PMANI) Although the calculation based on the square root and the EGR valve opening area TAEGR has been described, the present invention is not limited to this.
すなわち、前述の図2のフローチャートにおいて、ステップ2にて目標EGR率を算出する一方、ステップ3にて推定EGR率を算出し、ステップ4にてこれらに基づいて推定EGR量ESTMEGRの変化量DEGRを算出するようにしてもよい。
この場合、推定EGR量ESTMEGRの変化量DEGRは、目標EGR率と推定EGR率との差により算出する。
That is, in the flowchart of FIG. 2 described above, the target EGR rate is calculated in step 2, while the estimated EGR rate is calculated in step 3, and the change amount DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR is calculated based on these in step 4. You may make it calculate.
In this case, the change amount DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR is calculated from the difference between the target EGR rate and the estimated EGR rate.
また、推定EGR量ESTMEGRの変化量DEGRは、目標EGR率と推定EGR率との比率(目標EGR率/推定EGR率)により算出するようにしてもよい。 Further, the change amount DEGR of the estimated EGR amount ESTMEGR may be calculated by the ratio of the target EGR rate and the estimated EGR rate (target EGR rate / estimated EGR rate).
1 エンジン
5 吸気マニホールド
6 燃料噴射弁
7 点火プラグ
8 排気マニホールド
9 EGR通路
10 EGR弁
12 ECU
13 クランク角センサ
1 Engine 5 Intake Manifold 6 Fuel Injection Valve 7 Spark Plug 8 Exhaust Manifold 9 EGR Passage 10 EGR Valve 12 ECU
13 Crank angle sensor
Claims (13)
機関の回転変動に基づいてサージ悪化指標値を算出するサージ悪化指標値算出手段と、
前記サージ悪化指標値と判定閾値とを比較してサージ悪化の有無を判定するサージ悪化判定手段と、
推定EGR量を算出する推定EGR量算出手段と、
前記サージ悪化の有無の判定に基づいて目標EGR量に対する補正量を算出する目標EGR量補正量算出手段と、
前記推定EGR量の変化量に基づいて目標EGR量の補正を許可するかを判定する目標EGR量補正許可判定手段と、
前記目標EGR量の補正の許可判定に基づいて前記補正量を用いて前記目標EGR量を補正する目標EGR量補正手段と、
を有し、
前記目標EGR量補正許可判定手段は、前記推定EGR量の変化量が第1所定値未満の場合に、前記目標EGR量の補正を許可することを特徴とする内燃機関のEGR量制御装置。 In an EGR amount control device for an internal combustion engine that includes an EGR valve in an EGR passage that recirculates part of the exhaust gas from the exhaust system to the intake system, and controls the EGR amount by the EGR valve,
A surge deterioration index value calculating means for calculating a surge deterioration index value based on the rotational fluctuation of the engine;
Surge deterioration determination means for determining the presence or absence of surge deterioration by comparing the surge deterioration index value and the determination threshold,
An estimated EGR amount calculating means for calculating an estimated EGR amount;
A target EGR amount correction amount calculating means for calculating a correction amount for the target EGR amount based on the determination of the presence or absence of the surge deterioration;
Target EGR amount correction permission determining means for determining whether to permit correction of the target EGR amount based on the amount of change in the estimated EGR amount;
Target EGR amount correction means for correcting the target EGR amount using the correction amount based on permission determination for correction of the target EGR amount;
I have a,
The target EGR amount correction permission determining means permits the correction of the target EGR amount when the change amount of the estimated EGR amount is less than a first predetermined value .
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