JP5418787B2 - Intake control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の吸気制御装置であって、吸気通路におけるデポジットの堆積状態を推定して吸気流量を演算する技術に関する。   The present invention relates to an intake air control apparatus for an internal combustion engine, and relates to a technique for calculating an intake air flow rate by estimating a deposit state in an intake passage.

エンジン(内燃機関)の吸気流量を測定する手段としては、エアフローセンサにより直接検出する方法や、スピードデンシティ方式のようにエンジン回転速度と吸気圧とから推定する方法が知られている。特に、スピードデンシティ方式では、例えば吸気マニホールドで吸気圧を検出することで、燃焼室に流入する直前での吸気流量を推定することが可能になるとともに、吸気抵抗を抑制することができる。   As means for measuring the intake flow rate of an engine (internal combustion engine), a method of directly detecting with an air flow sensor or a method of estimating from an engine rotational speed and intake pressure as in a speed density method is known. In particular, in the speed density method, for example, by detecting the intake pressure with the intake manifold, it is possible to estimate the intake flow rate immediately before flowing into the combustion chamber and to suppress the intake resistance.

しかしながら、エンジンの吸気管には、粉塵等の付着物(デポジット)が付着する虞がある。このように吸気管にデポジットが付着すると、吸気圧が変化するので上記のようなスピードデンシティ方式では吸気流量を正確に検出できなくなる虞がある。そこで、スピードデンシティ方式以外の吸気流量の検出装置を新たに備え、吸気流量の検出値を比較して、スピードデンシティ方式で推定した吸気流量が正確であるか否かを判別する技術が開発されている(特許文献1)。   However, there is a possibility that deposits such as dust adhere to the intake pipe of the engine. If deposits adhere to the intake pipe in this way, the intake pressure changes, and there is a possibility that the intake flow rate cannot be accurately detected by the speed density method as described above. Therefore, a technology for detecting whether the intake flow rate estimated by the speed density method is accurate by newly providing a detection device for intake flow rate other than the speed density method and comparing the detected value of the intake flow rate has been developed. (Patent Document 1).

また、排気還流(Exhaust Gas Recirculation:以下、EGR)装置を備えたエンジンにおいて、エアフローセンサにより吸入空気量を検出するとともに、スピードデンシティ方式により、エンジンの燃焼室に流入する直前、即ちEGRガスを含んだ吸気流量を推定する技術が開発されている。このようなエンジンでは、吸入空気量及びEGR量を夫々検出することが可能となり、これらの検出値に基づいてスロットルバルブ及びEGRバルブの両方を夫々正確に制御することが可能となる。   Further, in an engine equipped with an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) device, the intake air amount is detected by an air flow sensor, and immediately before flowing into the combustion chamber of the engine by a speed density method, that is, including EGR gas. A technique for estimating the intake flow rate has been developed. In such an engine, it is possible to detect the intake air amount and the EGR amount, respectively, and it is possible to accurately control both the throttle valve and the EGR valve based on these detected values.

特開2006−242067号公報JP 2006-242067 A

EGR装置を備えたエンジンでは、排気が吸気管に還流するので、吸気管内に排気中のすすがデポジットとして堆積し易くなる。したがって、スピードデンシティ方式により吸気流量を検出する場合には、よりデポジットによる影響を抑制させる必要がある。
しかしながら、EGR装置を備えたエンジンでは、上記のようにスピードデンシティ方式以外にもエアフローセンサを設けていたとしても、それはEGRガスを含まない吸入空気の流量を検出するためのものであって、スピードデンシティ方式により検出した吸気流量と単純に比較できるものではない。したがって、EGRガスを含んだ吸気流量を正確に検出するためには、上記特許文献1のように吸気流量の検出装置を更に設けなければならず、コストの増加を招いてしまう。
In an engine equipped with an EGR device, exhaust gas recirculates to the intake pipe, so that the soot in the exhaust gas easily accumulates in the intake pipe as a deposit. Therefore, when detecting the intake air flow rate by the speed density method, it is necessary to further suppress the influence of the deposit.
However, in an engine equipped with an EGR device, even if an air flow sensor is provided in addition to the speed density method as described above, it is for detecting the flow rate of intake air that does not contain EGR gas. It cannot be simply compared with the intake flow rate detected by the density method. Therefore, in order to accurately detect the intake flow rate including the EGR gas, it is necessary to further provide an intake flow rate detection device as described in Patent Document 1, resulting in an increase in cost.

本発明の目的は、EGR装置を備えた内燃機関において、新たに吸気流量の検出装置を設けることなく、吸気通路の閉塞状態を容易に推定し、吸気流量を正確に検出することが可能な吸気制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is an internal combustion engine equipped with an EGR device, in which an intake air flow rate can be easily estimated and an intake air flow rate can be accurately detected without providing a new intake flow rate detection device. It is to provide a control device.

上記目的を達成するため、請求項1の内燃機関の吸気制御装置は、内燃機関の排気通路から排気の一部を導入し吸気通路に還流する排気還流通路と、排気還流通路を開閉する排気還流バルブと、排気還流通路との接続位置より上流側の吸気通路に設けられ、当該吸気通路を通過する新気流量を検出する新気流量検出手段と、排気還流通路との接続位置より下流側の吸気通路に設けられ、吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、少なくとも吸気圧検出手段により検出された吸気圧及び体積効率に基づいて、排気還流通路との接続位置より下流側の吸気通路を通過する吸気流量を演算する吸気流量演算手段と、排気還流バルブが閉作動した状態で、新気流量検出手段により検出された新気流量と吸気流量演算手段により演算された吸気流量とに基づいて、吸気通路の閉塞状態を推定する閉塞状態推定手段と、閉塞状態検出手段により推定した吸気通路の閉塞状態に基づいて、吸気流量演算手段により吸気流量を演算するための体積効率を補正する補正手段と、排気還流バルブが開作動した状態において、新気流量検出手段により検出した新気流量と補正手段により補正された体積効率を用いて吸気流量演算手段により演算された吸気流量との差に基づいて、排気還流通路を通過して吸気通路に還流される排気の流量を演算する排気還流量演算手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an intake control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 introduces a part of exhaust gas from an exhaust passage of the internal combustion engine and recirculates the exhaust gas to the intake passage, and exhaust gas recirculation that opens and closes the exhaust recirculation passage A fresh air flow rate detection means for detecting a fresh air flow rate that is provided upstream of the connection position between the valve and the exhaust gas recirculation passage and detects the fresh air flow rate that passes through the intake passage, and is located downstream of the connection position of the exhaust gas recirculation passage. An intake pressure detecting means provided in the intake passage for detecting the intake pressure and passing through the intake passage downstream from the connection position with the exhaust gas recirculation passage based on at least the intake pressure and the volumetric efficiency detected by the intake pressure detecting means. Based on the intake air flow rate calculating means for calculating the intake air flow rate, the fresh air flow rate detected by the fresh air flow rate detecting means and the intake air flow rate calculated by the intake flow rate calculating means with the exhaust gas recirculation valve closed. Te, correction for correcting a closing state estimating means for estimating the closed state of the intake passage, based on the closed state of the intake passage estimated by closed state detection means, the volumetric efficiency for calculating the intake air flow rate by the intake air flow rate calculating means And the intake air flow rate calculated by the intake air flow rate calculation means using the volumetric efficiency corrected by the correction means and the fresh air flow rate detected by the fresh air flow rate detection means when the exhaust gas recirculation valve is opened. And an exhaust gas recirculation amount calculating means for calculating the flow rate of the exhaust gas that passes through the exhaust gas recirculation passage and is recirculated to the intake passage.

また、請求項2の内燃機関の吸気制御装置は、請求項1において、閉塞状態推定手段は、新気流量と吸気流量の比と内燃機関の回転速度により吸気通路の閉塞指数を算出することを特徴とする According to a second aspect of the present invention, there is provided an intake control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the blockage state estimating means calculates the blockage index of the intake passage from the ratio of the fresh air flow rate to the intake flow rate and the rotational speed of the internal combustion engine. Features .

また、請求項3の内燃機関の吸気制御装置は、請求項1または2において、新気流量検出手段は、エアフローセンサであることを特徴とする。
また、請求項4の内燃機関の吸気制御装置は、請求項1〜3のいずれか1項において、閉塞状態推定手段は、内燃機関の運転中に排気還流バルブを所定時間強制的に閉作動させて、吸気通路の閉塞状態の推定を行なうことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the intake air control apparatus for an internal combustion engine according to the first or second aspect is characterized in that the fresh air flow rate detecting means is an air flow sensor.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the intake control device for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, wherein the blockage state estimating means forcibly closes the exhaust gas recirculation valve for a predetermined time during operation of the internal combustion engine. Thus, the blockage state of the intake passage is estimated.

本発明の請求項1の内燃機関の吸気制御装置によれば、排気還流バルブが閉作動した状態では、吸気通路の閉塞状態が大きくなるほど、新気流量検出手段により検出された排気還流通路との接続位置より上流側の吸気通路を通過する新気流量と、吸気流量演算手段により演算された排気還流通路との接続位置より下流側の吸気通路を通過する吸気流量との違いが大きくなるので、これらの新気流量と吸気流量とに基づいて、新たに吸気流量の検出装置を設けることなく容易に吸気通路の閉塞状態を推定することが可能となる。   According to the intake control apparatus for an internal combustion engine of claim 1 of the present invention, in the state where the exhaust gas recirculation valve is closed, the larger the blockage state of the intake passage, the greater the difference between the exhaust gas recirculation passage detected by the fresh air flow rate detecting means. Since the difference between the fresh air flow rate that passes through the intake passage upstream from the connection position and the intake flow rate that passes through the intake passage downstream from the connection position of the exhaust gas recirculation passage calculated by the intake flow rate calculation means increases, Based on the fresh air flow rate and the intake air flow rate, it is possible to easily estimate the closed state of the intake passage without providing a new intake flow rate detection device.

そして、補正手段により、吸気通路の閉塞状態に基づいて吸気流量を演算するための体積効率が補正され、当該補正された体積効率を用いて吸気流量が補正されるので、吸気通路の閉塞状態に拘わらず吸気圧と吸気温度に基づいて吸気流量を正確に求めることが可能となる。
また、排気還流バルブが開作動した状態において、排気還流量演算手段により、新気流量検出手段により検出した新気流量と吸気流量演算手段により演算された補正後の吸気流量との差に基づいて、吸気通路に還流される排気の流量が演算されるので、吸気通路の閉塞状態に拘わらず、吸気通路に還流される排気の流量を正確に求めることが可能となる。
本発明の請求項2の内燃機関の排気浄化装置によれば、新気流量と吸気流量の比と内燃機関の回転速度により吸気通路の閉塞指数を算出するので、吸気通路内を流れる吸気流量の多少に影響を受けることなく閉塞状態をより正確に推定することが可能となる。
Then, the correction means corrects the volumetric efficiency for calculating the intake flow rate based on the blockage state of the intake passage, and corrects the intake flow rate using the corrected volumetric efficiency. Regardless, the intake air flow rate can be accurately obtained based on the intake pressure and the intake air temperature.
Further, in a state where the exhaust gas recirculation valve is opened, the exhaust gas recirculation amount calculating means is based on the difference between the fresh air flow rate detected by the fresh air flow rate detecting means and the corrected intake air flow rate calculated by the intake air flow rate calculating means. Since the flow rate of exhaust gas recirculated to the intake passage is calculated, the flow rate of exhaust gas recirculated to the intake passage can be accurately obtained regardless of the closed state of the intake passage.
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of claim 2 of the present invention, the blockage index of the intake passage is calculated from the ratio of the fresh air flow rate to the intake flow rate and the rotational speed of the internal combustion engine. It is possible to estimate the occlusion state more accurately without being affected somewhat.

本発明の請求項3の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気還流通路との接続位置より上流側の吸気通路を通過する新気流量を容易に検出することが可能となる。
本発明の請求項4の内燃機関の排気浄化装置によれば、閉塞状態推定手段は、内燃機関の運転中に排気還流バルブを所定時間強制的に閉作動させて、吸気通路の閉塞状態を推定するので、閉塞状態を推定する機会を増加させることができる。よって、補正手段による吸気流量の補正機会が増加し、吸気流量演算手段における吸気流量の演算精度をより向上させることができる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the third aspect of the present invention, it is possible to easily detect the flow rate of fresh air passing through the intake passage upstream from the connection position with the exhaust gas recirculation passage.
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of claim 4 of the present invention, the blockage state estimating means forcibly closes the exhaust gas recirculation valve for a predetermined time during operation of the internal combustion engine to estimate the blockage state of the intake passage. Therefore, the opportunity to estimate the occlusion state can be increased. Therefore, the opportunity for correcting the intake air flow rate by the correcting means increases, and the calculation accuracy of the intake air flow rate in the intake flow rate calculating means can be further improved.

本発明の吸気制御装置が適用されたエンジンの吸排気系の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an intake / exhaust system of an engine to which an intake control device of the present invention is applied. 体積効率の補正要領を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the correction | amendment point of volumetric efficiency. 閉塞係数を求めるマップの一例である。It is an example of the map which calculates | requires an obstruction | occlusion coefficient. 体積効率の補正係数を求めるマップの一例である。It is an example of the map which calculates | requires the correction coefficient of volumetric efficiency.

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、本発明の吸気制御装置が適用されたエンジン1(内燃機関)の吸排気系の概略構成図である。
本実施形態のエンジン1は、ターボチャージャ2及びEGR装置3を備えたディーゼルエンジンである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an intake / exhaust system of an engine 1 (internal combustion engine) to which an intake control device of the present invention is applied.
The engine 1 of the present embodiment is a diesel engine provided with a turbocharger 2 and an EGR device 3.

エンジン1のシリンダヘッド4には、各気筒毎に燃料噴射弁5が設けられている。燃料噴射弁5は、図示しないコモンレールから供給された高圧化した燃料を筒内に噴射する機能を有する。
エンジン1の吸気管10(吸気通路)には、ターボチャージャ2のコンプレッサ11より上流側に、エアクリーナ12が介装されている。また、コンプレッサ11より下流側の吸気管10には、スロットルバルブ13が介装されている。エアクリーナ12は、吸気中の塵埃を捕捉する機能を有する。スロットルバルブ13は、吸気管10の流路面積を調節することで、新気流量を制御する機能を有している。
The cylinder head 4 of the engine 1 is provided with a fuel injection valve 5 for each cylinder. The fuel injection valve 5 has a function of injecting high-pressure fuel supplied from a common rail (not shown) into the cylinder.
An air cleaner 12 is interposed in the intake pipe 10 (intake passage) of the engine 1 upstream of the compressor 11 of the turbocharger 2. A throttle valve 13 is interposed in the intake pipe 10 on the downstream side of the compressor 11. The air cleaner 12 has a function of capturing dust in the intake air. The throttle valve 13 has a function of controlling the fresh air flow rate by adjusting the flow passage area of the intake pipe 10.

エアクリーナ12とコンプレッサ11との間の吸気管10には、新気流量Gaを検出するエアフローセンサ20(新気流量検出手段)が設けられている。また、エンジン1の吸気マニホールド21には、吸気圧Pimを検出する吸気圧センサ22(吸気圧検出手段)及び吸気温度を検出する温度センサ23が設けられている。
エンジン1の排気管30には、ターボチャージャ2のタービン31とその下流側に図示しない酸化触媒、DPF等の排気浄化装置が設けられている。
The intake pipe 10 between the air cleaner 12 and the compressor 11 is provided with an air flow sensor 20 (new air flow rate detecting means) for detecting the new air flow rate Ga. The intake manifold 21 of the engine 1 is provided with an intake pressure sensor 22 (intake pressure detection means) for detecting the intake pressure Pim and a temperature sensor 23 for detecting the intake air temperature.
The exhaust pipe 30 of the engine 1 is provided with a turbine 31 of the turbocharger 2 and an exhaust purification device such as an oxidation catalyst and a DPF (not shown) on the downstream side thereof.

EGR装置3は、EGR通路32と、該EGR通路32を開閉するEGRバルブ33とを備えて構成されている。EGR通路32は、エンジン1の排気マニホールド34と、スロットルバルブ13より下流側の吸気管10とを接続している。EGR装置3は、EGRバルブ33を開作動させることで、排気の一部を吸気管10内に還流させ、エンジン1の燃焼温度を低下させてNOxの排出を抑制する機能を有する。   The EGR device 3 includes an EGR passage 32 and an EGR valve 33 that opens and closes the EGR passage 32. The EGR passage 32 connects the exhaust manifold 34 of the engine 1 and the intake pipe 10 downstream of the throttle valve 13. The EGR device 3 has a function of opening part of the EGR valve 33 to recirculate part of the exhaust gas into the intake pipe 10 and lowering the combustion temperature of the engine 1 to suppress NOx emission.

ECU40は、エンジン1の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)等を含んで構成されている。
ECU40の入力側には、エアフローセンサ20、吸気圧センサ22、温度センサ23、エンジン1のクランク角を検出するクランク角センサ24や図示しないアクセルポジションセンサ等の各種センサが接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
The ECU 40 is a control device for performing comprehensive control including operation control of the engine 1, and includes an input / output device, a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), a central processing unit (CPU), and the like. It consists of
Various sensors such as an air flow sensor 20, an intake pressure sensor 22, a temperature sensor 23, a crank angle sensor 24 for detecting the crank angle of the engine 1 and an accelerator position sensor (not shown) are connected to the input side of the ECU 40. Detection information from a class is input.

ECU40の出力側には、スロットルバルブ13、EGRバルブ33、燃料噴射弁5等の各種出力デバイスが接続されている。ECU40は、各種センサ類からの検出情報に基づいて新気流量、EGR量、燃料噴射量、燃料噴射時期等を演算し、各種出力デバイスにそれぞれ出力することで、適正なタイミングでスロットルバルブ13、EGRバルブ33、燃料噴射弁5等を制御する。   Various output devices such as the throttle valve 13, the EGR valve 33, and the fuel injection valve 5 are connected to the output side of the ECU 40. The ECU 40 calculates a fresh air flow rate, an EGR amount, a fuel injection amount, a fuel injection timing, and the like based on detection information from various sensors, and outputs them to various output devices, so that the throttle valve 13, The EGR valve 33, the fuel injection valve 5 and the like are controlled.

本実施形態では、エアフローセンサ20により吸気管10に導入される新気流量Gaを検出するとともに、ECU40において、吸気圧センサ22により検出した吸気圧Pimと吸気温度センサにより検出した吸気温度Timに基づいてスピードデンシティ方式によりエンジン1の燃焼室に流入する吸気管内ガス流量(吸気流量)Gtを推定する。吸気管内ガス流量Gtは、EGR装置3によって還流されたEGRガスとスロットルバルブ13を通過した新気とを含む合計流量である。ECU40は、スピードデンシティ方式による吸気管内ガス流量Gtからエアフローセンサ20によって検出された新気流量Gaを減算することで、EGR量Geを演算する(排気還流量演算手段)。ECU40は、このようにして求められた新気流量Ga、EGR量Geを用いて、アクセル操作等に基づいて設定された所望の吸気流量及びEGR量となるように、スロットルバルブ13やEGRバルブ33の制御を行なう。   In the present embodiment, the fresh air flow rate Ga introduced into the intake pipe 10 is detected by the air flow sensor 20, and the ECU 40 is based on the intake pressure Pim detected by the intake pressure sensor 22 and the intake air temperature Tim detected by the intake air temperature sensor. Then, the gas flow rate (intake flow rate) Gt in the intake pipe flowing into the combustion chamber of the engine 1 is estimated by the speed density method. The intake pipe gas flow rate Gt is a total flow rate including the EGR gas recirculated by the EGR device 3 and the fresh air that has passed through the throttle valve 13. The ECU 40 calculates the EGR amount Ge by subtracting the fresh air flow rate Ga detected by the air flow sensor 20 from the gas flow rate Gt in the intake pipe by the speed density method (exhaust recirculation amount calculation means). The ECU 40 uses the fresh air flow rate Ga and the EGR amount Ge obtained in this way, so that the throttle valve 13 and the EGR valve 33 are set so as to obtain a desired intake air flow rate and EGR amount set based on an accelerator operation or the like. Control.

更に、本実施形態では、ECU40は、吸気管10のデポジットによる閉塞状態を推定し、スピードデンシティ方式による吸気管内ガス流量Gtの演算精度を向上させる機能を有している。詳しくは、EGR装置3により還流した排気に含まれるすす等によって吸気管10内にデポジットが堆積すると、吸気圧センサ22によって検出した吸気圧Pimが同じであっても、実際の流量は減少してしまうので、吸気圧Pimに基づく吸気管内ガス流量Gtの演算に誤差が生じる虞がある。そこで、このデポジットの堆積による誤差が解消されるように、吸気管内ガス流量Gtを補正するのである。   Further, in the present embodiment, the ECU 40 has a function of estimating the blockage state due to the deposit of the intake pipe 10 and improving the calculation accuracy of the intake pipe gas flow rate Gt by the speed density method. Specifically, when deposits are accumulated in the intake pipe 10 due to soot contained in the exhaust gas recirculated by the EGR device 3, the actual flow rate is reduced even if the intake pressure Pim detected by the intake pressure sensor 22 is the same. Therefore, an error may occur in the calculation of the intake pipe gas flow rate Gt based on the intake pressure Pim. Therefore, the gas flow rate Gt in the intake pipe is corrected so that the error due to deposit accumulation is eliminated.

図2は、吸気管内ガス流量Gt演算時に使用される体積効率ηvの補正要領を示すフローチャートである。本ルーチンは、エンジン運転時において、EGRバルブ33の閉作動時に所定時間毎に繰り返し行なわれる。
始めに、ステップS10では、エアフローセンサ20により検出した新気流量Gaを入力する。そして、ステップS20に進む。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for correcting the volumetric efficiency ηv used when calculating the gas flow rate Gt in the intake pipe. This routine is repeatedly performed at predetermined intervals when the EGR valve 33 is closed during engine operation.
First, in step S10, the fresh air flow rate Ga detected by the air flow sensor 20 is input. Then, the process proceeds to step S20.

ステップS20では、吸気圧センサ22により検出した吸気圧Pimを入力し、吸気管内ガス流量Gtを演算する。吸気管内ガス流量Gtは、以下の式(1)により算出される。
Gt=Vcyl×ηv×ρa×(Pim/Pa)×√(Ta/Tim)・・・(1)
但し、Vcylはシリンダ容積、ηvは体積効率、ρaは大気密度、Paは大気圧、Taは基準大気温度、Timは温度センサ23により検出された吸気温度である。ここで使用する体積効率とは吸気行程で燃焼室に取り込める吸気流量の指標であり、吸気管の状態における吸気体積を排気量で割った値である。そして、ステップS30に進む。なお、本ステップにおける吸気管内ガス流量Gtの演算は、本発明の吸気流量演算手段に該当する。システム構成上、EGRバルブ33の閉作動時でデポジット堆積等による変化が無い場合には、新気流量Gaと吸気管内ガス流量Gtは基本的に等しい値になる。
In step S20, the intake pressure Pim detected by the intake pressure sensor 22 is input, and the intake pipe gas flow rate Gt is calculated. The intake pipe gas flow rate Gt is calculated by the following equation (1).
Gt = Vcyl × ηv × ρa × (Pim / Pa) × √ (Ta / Tim) (1)
Where Vcyl is the cylinder volume, ηv is the volumetric efficiency, ρa is the atmospheric density, Pa is the atmospheric pressure, Ta is the reference atmospheric temperature, and Tim is the intake air temperature detected by the temperature sensor 23. The volume efficiency used here is an index of the intake flow rate that can be taken into the combustion chamber in the intake stroke, and is a value obtained by dividing the intake volume in the state of the intake pipe by the exhaust amount. Then, the process proceeds to step S30. The calculation of the intake pipe gas flow rate Gt in this step corresponds to the intake flow rate calculation means of the present invention. In the system configuration, when the EGR valve 33 is closed and there is no change due to deposit accumulation or the like, the fresh air flow rate Ga and the intake pipe gas flow rate Gt are basically equal.

ステップS30では、ステップS10で入力した新気流量GaとステップS20で演算した吸気管内ガス流量Gtとを比較する。詳しくは、Ga/Gt<1であるか否かを判別し、Ga/Gt<1である場合には、ステップS40に進む。
ステップS40では、新気流量Gaと吸気管内ガス流量Gtとの比であるGa/Gtと、クランク角センサ23から入力したクランク角の推移より求められたエンジン回転速度Neとに基づいて、閉塞指数Ibを演算する。閉塞指数Ibは、例えば図3に示すようなマップを用いて求めればよい。図3に示すように、新気流量Gaと吸気管内ガス流量Gtとの比Ga/Gtが減少するに従って、閉塞係数Ibが大きくなるように設定されている。閉塞指数Ibは、吸気管10の閉塞度合いを示す指数であり、閉塞指数Ibが大きくなると閉塞度合いが大きくなることを示す。そして、ステップS50に進む。なお、本ステップにおける閉塞係数Ibの演算は、本発明の閉塞状態推定手段に該当する。
In step S30, the fresh air flow rate Ga input in step S10 is compared with the intake pipe gas flow rate Gt calculated in step S20. Specifically, it is determined whether or not Ga / Gt <1, and if Ga / Gt <1, the process proceeds to step S40.
In step S40, the blockage index is calculated based on Ga / Gt, which is the ratio between the fresh air flow rate Ga and the intake pipe gas flow rate Gt, and the engine speed Ne obtained from the change in the crank angle input from the crank angle sensor 23. Ib is calculated. The block index Ib may be obtained using a map as shown in FIG. 3, for example. As shown in FIG. 3, the blockage coefficient Ib is set to increase as the ratio Ga / Gt between the fresh air flow rate Ga and the intake pipe gas flow rate Gt decreases. The closing index Ib is an index indicating the degree of blocking of the intake pipe 10, and indicates that the blocking degree increases as the closing index Ib increases. Then, the process proceeds to step S50. The calculation of the blockage coefficient Ib in this step corresponds to the blockage state estimation means of the present invention.

ステップS50では、上記式(1)で示す吸気管内ガス流量Gtを演算するために用いられる体積効率ηvを補正する。体積効率ηvは、補正係数Cηvを乗算して補正される。補正係数Cηvは、ステップS40で演算した閉塞指数Ibと、エンジン回転速度Neとに基づいて、図4に示すようなマップを用いて求めればよい。なお、本ステップにおける体積効率ηvの補正は、本発明の補正手段に該当する。そして、本ルーチンを終了する。   In step S50, the volumetric efficiency ηv used to calculate the intake pipe gas flow rate Gt represented by the above equation (1) is corrected. The volumetric efficiency ηv is corrected by multiplying the correction coefficient Cηv. The correction coefficient Cηv may be obtained using a map as shown in FIG. 4 based on the closing index Ib calculated in step S40 and the engine speed Ne. Note that the correction of the volumetric efficiency ηv in this step corresponds to the correction means of the present invention. Then, this routine ends.

なお、ステップS40において、Ga/Gt<1でない場合、即ち新気流量Gaと吸気管内ガス流量Gtとが同一である場合には、ステップS10に戻る。
以上のように制御することで、吸気管内ガス流量Gtを演算するために用いられる体積効率ηvが補正される。体積効率ηvを補正する補正係数Cηvは、吸気管10の閉塞度合いを示す閉塞指数Ibに基づいて求められる。そして、本実施形態では、ECU40は、この閉塞指数Ibを記憶しておき、その後、EGRバルブ33の開作動時において吸気管内ガス流量Gtを演算する際に、この閉塞指数Ibを用いて、都度、補正係数Cηvを算出し補正された体積効率ηvを用いる。したがって、吸気管内ガス流量Gtを演算する際に、吸気管10の閉塞度合いが反映されることとなり、例えばデポジットにより吸気管10が閉塞され吸気圧Pimが上昇したり、実吸気流量が減少したとしても、吸気管内ガス流量Gtを正確に演算することが可能となる。
In step S40, if Ga / Gt <1, that is, if the fresh air flow rate Ga and the intake pipe gas flow rate Gt are the same, the process returns to step S10.
By controlling as described above, the volume efficiency ηv used for calculating the gas flow rate Gt in the intake pipe is corrected. The correction coefficient Cηv for correcting the volumetric efficiency ηv is obtained based on the blockage index Ib indicating the blockage degree of the intake pipe 10. In this embodiment, the ECU 40 stores the closing index Ib, and then uses the closing index Ib when calculating the intake pipe gas flow rate Gt when the EGR valve 33 is opened. Then, the correction coefficient Cηv is calculated and the corrected volumetric efficiency ηv is used. Therefore, when the intake pipe gas flow rate Gt is calculated, the degree of blockage of the intake pipe 10 is reflected. For example, it is assumed that the intake pipe 10 is closed by deposit and the intake pressure Pim increases or the actual intake flow rate decreases. In addition, the gas flow rate Gt in the intake pipe can be accurately calculated.

このように、吸気管内ガス流量Gtがデポジットによる影響がなく正確に演算されるので、吸気管内ガス流量Gtと新気流量Gaとの差により求められるEGR量Geを正確に演算することができ、EGRバルブ33を正確に作動させることが可能となる。具体的には、デポジットにより実吸気流量が減少しても、EGR量Geを過小に設定することがなくなり、NOx増加を抑制することができる。   Thus, since the intake pipe gas flow rate Gt is accurately calculated without being affected by deposits, the EGR amount Ge obtained by the difference between the intake pipe gas flow rate Gt and the fresh air flow rate Ga can be accurately calculated. It becomes possible to operate the EGR valve 33 accurately. Specifically, even if the actual intake flow rate decreases due to the deposit, the EGR amount Ge is not set too small, and an increase in NOx can be suppressed.

本実施形態では、EGR装置3を備えたエンジン1において、吸気圧Pimに基づいて新気とEGRガスとを含む吸気管内ガス流量Gt(吸気流量)を演算するスピードデンシティ方式による吸気流量演算手段と、エアフローセンサ20により新気流量Gaを検出する新気流量検出手段とを利用して、EGRバルブ33が閉作動しているときに、これらの吸気管内ガス流量Gtと新気流量Gaとを比較し、比Ga/Gtに基づき吸気管10の閉塞度合いを推定しているが、この吸気流量検出手段及び新気流量検出手段は、EGR量を演算するためにあらかじめ設けられているものであり、これらを利用して部品コストを増加することなく、容易に閉塞度合いを推定可能としている。   In this embodiment, in the engine 1 provided with the EGR device 3, an intake flow rate calculation means by a speed density method for calculating an intake pipe gas flow rate Gt (intake flow rate) including fresh air and EGR gas based on the intake pressure Pim; When the EGR valve 33 is closed using the fresh air flow rate detecting means for detecting the fresh air flow rate Ga by the air flow sensor 20, the intake pipe gas flow rate Gt is compared with the fresh air flow rate Ga. The degree of blockage of the intake pipe 10 is estimated based on the ratio Ga / Gt. The intake flow rate detection means and the fresh air flow rate detection means are provided in advance for calculating the EGR amount, By using these, it is possible to easily estimate the degree of blockage without increasing the component cost.

なお、本実施形態では、EGRバルブ33が閉作動しているときに体積効率ηvの補正を行なうが、エンジン運転時に強制的にEGRバルブ33を閉作動させて体積効率ηvの補正を行なってもよい。このようにすれば、体積効率ηvの補正機会が増加し、デポジット閉塞状況を常に正確に把握して、その後のEGRバルブ33の開作動時における作動制御をより正確に行なうことができる。   In this embodiment, the volumetric efficiency ηv is corrected when the EGR valve 33 is closed. However, the volumetric efficiency ηv may be corrected by forcibly closing the EGR valve 33 during engine operation. Good. In this way, the opportunity for correcting the volumetric efficiency ηv increases, the deposit blockage situation can always be accurately grasped, and the subsequent operation control when the EGR valve 33 is opened can be performed more accurately.

また、本実施形態では、ディーゼルエンジンに本発明を適用しているが、本発明はガソリンエンジンでも適用可能である。   Moreover, in this embodiment, although this invention is applied to the diesel engine, this invention is applicable also to a gasoline engine.

1 エンジン
10 吸気管
13 スロットルバルブ
20 エアフローセンサ
22 吸気圧センサ
32 EGR通路
33 EGRバルブ
40 ECU
1 Engine 10 Intake pipe
13 Throttle valve 20 Air flow sensor
22 Intake pressure sensor
32 EGR passage
33 EGR valve 40 ECU

Claims (4)

内燃機関の排気通路から排気の一部を導入し吸気通路に還流する排気還流通路と、
前記排気還流通路を開閉する排気還流バルブと、
前記排気還流通路との接続位置より上流側の前記吸気通路に設けられ、当該吸気通路を通過する新気流量を検出する新気流量検出手段と、
前記排気還流通路との接続位置より下流側の前記吸気通路に設けられ、吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
少なくとも前記吸気圧検出手段により検出された吸気圧及び体積効率に基づいて、前記排気還流通路との接続位置より下流側の前記吸気通路を通過する吸気流量を演算する吸気流量演算手段と、
前記排気還流バルブが閉作動した状態で、前記新気流量検出手段により検出された新気流量と前記吸気流量演算手段により演算された吸気流量とに基づいて、前記吸気通路の閉塞状態を推定する閉塞状態推定手段と、
前記閉塞状態検出手段により推定した前記吸気通路の閉塞状態に基づいて、前記吸気流量演算手段により前記吸気流量を演算するための前記体積効率を補正する補正手段と、
前記排気還流バルブが開作動した状態において、前記新気流量検出手段により検出した前記新気流量と前記補正手段により補正された前記体積効率を用いて前記吸気流量演算手段により演算された前記吸気流量との差に基づいて、前記排気還流通路を通過して前記吸気通路に還流される排気の流量を演算する排気還流量演算手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
An exhaust gas recirculation passage for introducing a part of the exhaust gas from the exhaust passage of the internal combustion engine and returning it to the intake air passage;
An exhaust gas recirculation valve for opening and closing the exhaust gas recirculation passage;
A fresh air flow rate detecting means that is provided in the intake passage upstream of the connection position with the exhaust gas recirculation passage and detects a fresh air flow rate passing through the intake passage;
An intake pressure detecting means that is provided in the intake passage downstream from the connection position with the exhaust gas recirculation passage, and detects intake pressure;
An intake flow rate calculating means for calculating an intake flow rate passing through the intake passage downstream from the connection position with the exhaust gas recirculation passage based on at least the intake pressure and volumetric efficiency detected by the intake pressure detection means;
The closed state of the intake passage is estimated based on the fresh air flow rate detected by the fresh air flow rate detection means and the intake air flow rate calculated by the intake air flow rate calculation means with the exhaust gas recirculation valve closed. Occlusion state estimation means;
Correction means for correcting the volumetric efficiency for calculating the intake flow rate by the intake flow rate calculating means based on the closed state of the intake passage estimated by the closed state detecting means;
In the state where the exhaust gas recirculation valve is opened, the intake air flow rate calculated by the intake air flow rate calculation unit using the fresh air flow rate detected by the fresh air flow rate detection unit and the volume efficiency corrected by the correction unit. And an exhaust gas recirculation amount calculating means for calculating a flow rate of exhaust gas that passes through the exhaust gas recirculation passage and is recirculated to the intake passage,
An intake control device for an internal combustion engine, comprising:
前記閉塞状態推定手段は、前記新気流量と前記吸気流量の比と前記内燃機関の回転速度により前記吸気通路の閉塞指数を算出することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気制御装置。   2. The intake control of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the blockage state estimation unit calculates a blockage index of the intake passage based on a ratio between the fresh air flow rate and the intake flow rate and a rotation speed of the internal combustion engine. apparatus. 前記新気流量検出手段は、エアフローセンサであることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の吸気制御装置。   The intake air control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the fresh air flow rate detection means is an air flow sensor. 前記閉塞状態推定手段は、前記内燃機関の運転中に前記排気還流バルブを所定時間強制的に閉作動させて、前記吸気通路の閉塞状態の推定を行なうことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の吸気制御装置。   4. The blockage state estimating means estimates the blockage state of the intake passage by forcibly closing the exhaust gas recirculation valve for a predetermined time during operation of the internal combustion engine. The intake control device for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims.
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