JP5664463B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するEGR通路と、
当該EGR通路の開閉を担うEGR弁と、
前記吸気通路内に配置されたスロットル弁と、
筒内に吸入される新気量の目標新気量を算出する目標新気量算出手段と、
前記EGR弁を通過するEGRガス量の変化に対する、筒内に吸入される筒内吸入EGRガスの応答遅れを考慮して、当該筒内吸入EGRガス量を推定する筒内吸入EGRガス量推定手段と、
前記目標新気量と前記筒内吸入EGRガス量との和である目標全吸入ガス量と、前記スロットル弁の下流側の吸気通路内のガスの圧力であるスロットル下流圧力との関係を規定する関係情報に従って、目標スロットル下流圧力を算出する目標スロットル下流圧力算出手段と、
前記目標スロットル下流圧力の実現に必要な目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
を備え、
前記筒内吸入EGRガス量推定手段は、前記EGR弁を通過するEGRガス量の変化が筒内吸入EGRガス量に反映されるまでの遅れ時間であって機関運転状態に応じて決定される無駄時間と、前記スロットル弁の下流側の前記吸気通路内の新気中へのEGRガスの拡散の影響を考慮して前記EGR弁を通過したEGRガスが筒内に流入する割合を定める値であって機関運転状態に応じて決定される反映率とに基づいて、筒内吸入EGRガス量を推定することを特徴とする。
前記目標新気量算出手段は、失火が生じないように前記目標新気量の最小値を制限することを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1の内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。内燃機関10の筒内には、吸気通路12および排気通路14が連通している。吸気通路12の入口近傍には、吸気通路12に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ16が設けられている。エアフローメータ16の下流には、筒内に吸入される空気量を調整するためのスロットル弁18が設けられている。スロットル弁18は、アクセル開度と独立してスロットル開度TAを制御することのできる電子制御式スロットル弁である。
mcmin = 筒内吸入EGRガス量megrcyl×(1−上限EGR率)÷上限EGR率 ・・・(1)
ここで、EGR率は、(megrcyl/(新気量+megrcyl)である。
このフローチャートにおけるステップS1およびS2の処理は、筒内吸入EGRガス量算出部56によって行われる処理である。最初のステップS1では、今回の制御周期tにおけるEGR弁通過ガス量megr(t)が算出される。EGR弁通過ガス量megrは、EGR弁開度と吸気マニホールド圧(インマニ圧)とに基づいて算出することができる。図4は、EGR弁通過ガス量megrとインマニ圧Pmとの関係を表した図である。ECU30には、所定のEGR弁開度毎に、図4に示すようにEGR弁通過ガス量megrとインマニ圧とを定めた関係を、マップとして記憶されている。本ステップS1では、現在のEGR弁開度に応じたマップを参照して、目標インマニ圧の前回値Pmrefoを入力としてEGR弁通過ガス量megr(t)が算出される。
megrcyl(t) = megrcyl(t−Δt)+(megr(t−muda)−megrcyl(t−Δt))/n ・・・(2)
ただし、上記(2)式において、Δtは制御周期であり、mudaは機関運転状態(エンジン回転数など)に応じて決定される無駄時間であり、nは機関運転状態(エンジン回転数など)に応じて決定される反映率である。より具体的には、無駄時間は、EGR弁通過ガス量megrの変化が筒内吸入EGRガス量megrcylに反映されるまでの遅れ(輸送遅れ)時間である。また、過渡時にEGR弁28を通過したガスは、単純にEGR弁28通過時と同じ流量で筒内に流入するのではなく、スロットル弁18の下流側の吸気通路12内において新気中に拡散したうえで筒内に流入する。反映率は、そのような拡散の影響によって、EGR弁28を通過したガスが筒内に流入する割合を決定する値である。
mt = (Pmref−Pmrefo)/Δt×Vm/κ/R/Tm+mcref−megr ・・・(3)
ただし、上記(3)式において、Pmrefoは目標インマニ圧の前回値であり、Vmはスロットル弁18から吸気弁までの吸気通路12内容積、κは比熱比、Rはガス定数である。Tmは吸気通路12内のガス温度であり、ここでは、大気温度で近似された一定値とされている。
TA = At −1×(μ×√(R×Ta)/Pa/φ(Pmref、Pa)) ・・・(4)
ただし、上記(4)式において、Atはスロットル弁18の開口面積、μはスロットル弁18の開口部分の流量係数、Taは大気温度、Paは大気圧である。
12 吸気通路
14 排気通路
16 エアフローメータ
18 スロットル弁
20 燃料噴射弁
22 点火プラグ
24 可変バルブタイミング機構
26 EGR通路
28 EGR弁
30 ECU(Electronic Control Unit)
32 クランク角センサ
34 A/Fセンサ
36 トルク実現部
38 燃焼保障ガード部
40 新気量制御用トルク算出部
42 目標新気量算出部
44 スロットル開度算出部
46 推定トルク算出部
48 点火時期制御用トルク効率算出部
50 燃焼保障ガード部
52 点火時期算出部
54 燃焼保障ガード部
56 筒内吸入EGRガス量算出部
mcmin 新気量下限値
mcref 目標全吸入ガス量(目標吸気弁通過ガス量)
megr EGR弁通過ガス量
megrcyl 筒内吸入EGRガス量
mt 目標スロットル弁通過ガス量
Pmref 目標インマニ圧
Claims (2)
- 内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するEGR通路と、
当該EGR通路の開閉を担うEGR弁と、
前記吸気通路内に配置されたスロットル弁と、
筒内に吸入される新気量の目標新気量を算出する目標新気量算出手段と、
前記EGR弁を通過するEGRガス量の変化に対する、筒内に吸入される筒内吸入EGRガスの応答遅れを考慮して、当該筒内吸入EGRガス量を推定する筒内吸入EGRガス量推定手段と、
前記目標新気量と前記筒内吸入EGRガス量との和である目標全吸入ガス量と、前記スロットル弁の下流側の吸気通路内のガスの圧力であるスロットル下流圧力との関係を規定する関係情報に従って、目標スロットル下流圧力を算出する目標スロットル下流圧力算出手段と、
前記目標スロットル下流圧力の実現に必要な目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、
を備え、
前記筒内吸入EGRガス量推定手段は、前記EGR弁を通過するEGRガス量の変化が筒内吸入EGRガス量に反映されるまでの遅れ時間であって機関運転状態に応じて決定される無駄時間と、前記スロットル弁の下流側の前記吸気通路内の新気中へのEGRガスの拡散の影響を考慮して前記EGR弁を通過したEGRガスが筒内に流入する割合を定める値であって機関運転状態に応じて決定される反映率とに基づいて、筒内吸入EGRガス量を推定することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記目標新気量算出手段は、失火が生じないように前記目標新気量の最小値を制限することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
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