JP5995088B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
内燃機関の減速時では、内燃機関の排気通路から吸気通路に還流するEGRガスの量を調整するEGR弁を閉じ側に制御することが行われる(例えば特許文献1、2参照)。この際、EGR弁の応答遅れ等により、シリンダに供給されるEGRガスの供給量が過剰となり失火するおそれがある。そこで、特許文献1の発明では、減速時において、吸気通路に設けられたスロットルの閉じ側への制御をEGR弁の制御に同期させることにより、EGRガスが過剰に供給されるのを防ぎ、失火を回避しようとしている。 During deceleration of the internal combustion engine, the EGR valve that adjusts the amount of EGR gas that recirculates from the exhaust passage to the intake passage of the internal combustion engine is controlled to the closed side (see, for example, Patent Documents 1 and 2). At this time, due to a response delay of the EGR valve, the supply amount of EGR gas supplied to the cylinder becomes excessive, and there is a risk of misfire. Therefore, in the invention of Patent Document 1, at the time of deceleration, the control to the closing side of the throttle provided in the intake passage is synchronized with the control of the EGR valve, thereby preventing excessive supply of EGR gas and misfire. Trying to avoid.
また、特許文献2の発明では、減速時に、EGR弁の目標開度と実際の開度との差分開度が所定値より大きいときに、内燃機関のフューエルカット制御を行う時期を早めることで失火を回避しようとしている。 Further, in the invention of Patent Document 2, when the differential opening between the target opening of the EGR valve and the actual opening is larger than a predetermined value at the time of deceleration, misfire is caused by advancing the timing for performing the fuel cut control of the internal combustion engine. Trying to avoid.
しかしながら、特許文献1の発明では、スロットルの閉じ側への制御をEGR弁の制御に合わせて遅らせることになるので、減速度合いが運転者の減速要求と異なってしまい、運転者が違和感を覚えるおそれがある(減速感が弱くなってしまう)。特許文献2の発明では、減速時の状況に応じてフューエルカット制御のタイミングが変わることになるので、減速時の状況に応じて減速度合いが変わってしまい、運転者が違和感を覚えるおそれがある(減速感が強くなってしまう)。 However, in the invention of Patent Document 1, since the control to the throttle closing side is delayed in accordance with the control of the EGR valve, the degree of deceleration differs from the driver's deceleration request, and the driver may feel uncomfortable. There is a feeling of slowing down. In the invention of Patent Document 2, the fuel cut control timing changes according to the situation at the time of deceleration, so the degree of deceleration changes according to the situation at the time of deceleration, and the driver may feel uncomfortable ( The feeling of deceleration becomes stronger.)
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、内燃機関の減速時に運転者に与える減速感のばらつきを抑制しつつ失火のリスクを回避できる内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine capable of avoiding the risk of misfire while suppressing variations in the feeling of deceleration given to the driver during deceleration of the internal combustion engine. .
上記課題を解決するために、本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気通路から吸気通路に還流され前記内燃機関に供給されるEGRガスの供給量の指標となる値を取得する指標値取得手段と、
前記指標値取得手段が取得した指標値に基づいて、前記内燃機関の減速時における前記EGRガスの供給量が過剰か否かを判定する過剰判定手段と、
前記内燃機関の運転状況に応じて前記内燃機関に供給する燃料の噴射量を調整する噴射制御手段であって、前記内燃機関の減速時に前記EGRガスの供給量が過剰の場合には、過剰ではない場合の噴射量である基本噴射量から減量補正した噴射量で燃料噴射を行う噴射制御手段と、
前記内燃機関の運転状況に応じて前記吸気通路に設けられたスロットルの開度を調整するスロットル制御手段であって、前記内燃機関の減速時に前記EGRガスの供給量が過剰の場合には、前記スロットルの開度を、過剰ではない場合の前記スロットルの開度である基本開度から開き側に補正するスロットル制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, an internal combustion engine control apparatus according to the present invention obtains a value that serves as an index of the amount of EGR gas supplied from the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage and supplied to the internal combustion engine. A value acquisition means;
Excess determination means for determining whether or not the supply amount of the EGR gas during deceleration of the internal combustion engine is excessive based on the index value acquired by the index value acquisition means;
An injection control means for adjusting an injection amount of fuel supplied to the internal combustion engine according to an operating state of the internal combustion engine, and when the supply amount of the EGR gas is excessive during deceleration of the internal combustion engine, Injection control means for performing fuel injection with an injection amount that is corrected to decrease from a basic injection amount that is an injection amount when there is not,
Throttle control means for adjusting the opening of a throttle provided in the intake passage according to the operating condition of the internal combustion engine, and when the supply amount of the EGR gas is excessive during deceleration of the internal combustion engine, Throttle control means for correcting the throttle opening from the basic opening, which is the opening of the throttle when not excessive, to the open side;
It is characterized by providing.
本発明では、運転者が感じる減速感は、燃焼によって生じる出力とスロットルを閉じ側に制御することによって大きくなるポンピングロスとの総和に相関があることに着目し、上記課題を解決している。すなわち、本発明によれば、内燃機関の減速時にEGRガスの供給量が過剰の場合には噴射量の減量補正を行うので失火のリスクを回避できる。また、EGRガスの供給量が過剰の場合には、スロットルの開度を開き側に補正するので、基本開度のときに比べてポンピングロスを少なくできる。そして、噴射量の減量による出力低下をスロットルの補正によるポンピングロスの減少分で補うことができ、内燃機関の最終的な出力(燃焼による出力からポンピングロス等の各種損失を引いたトータル出力)を、EGRガスの供給量が過剰ではないときと同等にできる。よって、減速時に運転者に与える減速感のばらつきを抑制できる。 In the present invention, the above problem is solved by paying attention to the fact that the feeling of deceleration felt by the driver has a correlation with the sum of the output generated by combustion and the pumping loss that increases when the throttle is closed. That is, according to the present invention, if the supply amount of EGR gas is excessive during deceleration of the internal combustion engine, the injection amount reduction correction is performed, so the risk of misfire can be avoided. In addition, when the supply amount of EGR gas is excessive, the opening of the throttle is corrected to the open side, so that the pumping loss can be reduced as compared with the basic opening. And the output decrease due to the decrease in the injection amount can be compensated by the decrease in pumping loss due to the correction of the throttle, and the final output of the internal combustion engine (total output obtained by subtracting various losses such as pumping loss from the output due to combustion) , It can be equivalent to the case where the supply amount of the EGR gas is not excessive. Therefore, variation in the feeling of deceleration given to the driver during deceleration can be suppressed.
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、車両に搭載されてその車両の駆動を行うエンジンシステム1の構成図を示している。エンジンシステム1は、内燃機関としてのディーゼルエンジン50(以下、単にエンジンという)と、そのエンジン50の運転に必要な各種構成とを備える形で構成されている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration diagram of an engine system 1 that is mounted on a vehicle and drives the vehicle. The engine system 1 includes a diesel engine 50 (hereinafter simply referred to as an engine) as an internal combustion engine and various configurations necessary for the operation of the
エンジン50は、筒状のシリンダ51とそのシリンダ51内に設けられたピストン52とを備える。シリンダ51の上部にはシリンダ51を塞ぐ形でエンジンヘッド56が設けられている。そのエンジンヘッド56には、シリンダ51内(ピストン52の上面とエンジンヘッド56の間の空間511(燃焼室))に燃料(軽油)を噴射するインジェクタ53が設けられている。また、エンジンヘッド56には、燃焼室511に吸入する空気が流れる吸気通路21及び燃焼室511から排出される排気ガスが流れる排気通路22が、燃焼室511に連通する形で接続されている。吸気通路21と燃焼室511との開口にはその開口を開けたり閉じたりする吸気弁54が設けられている。排気通路22と燃焼室511との開口にはその開口を開けたり閉じたりする排気弁55が設けられている。
The
エンジン50は、燃焼室511に吸入された空気とインジェクタ53から噴射された燃料との燃焼(自然着火)によりピストン52を往復させる動力を生み出し、ピストン52に接続されたクランク(図示外)を介して車両を駆動する。
The
吸気通路21には、上流側から、吸気通路21を流れる空気(新気)に含まれる塵等を除去するエアクリーナー31、エアクリーナー31を通過した空気を圧縮する過給器のコンプレッサ32、圧縮された空気を冷却するインタークーラ33、エンジン50に吸入する空気量を調整するスロットル34がこの順に配置されている。
The
また、吸気通路21には、吸気通路21を流れる空気流量を検知するエアフロメータ61が設けられている。そのエアフロメータ61は、スロットル34よりも上流側(図1ではエアクリーナ31付近)に設けられている。また、吸気通路21のスロットル34よりも下流(インテークマニホールド)には、インテークマニホールド内の圧力を検知するインマニ圧センサ62と、ガス温を検知するインマニガス温センサ63とが設けられている。
The
排気通路22には、上流側から、排気ガスからエネルギーを回収する過給器のタービン37(可変ノズルターボ(VNT))、排気ガス中のCO、HC等を酸化して除去する酸化触媒38、排気ガス中のPMを除去するDPF39、排気音を抑制するマフラー40がこの順で配置されている。また、排気通路22の過給器のタービン37よりも上流(エキゾーストマニホールド)には、排気ガス圧を検知するエキマニ圧センサ64が設けられている。さらに、排気通路22には、排気ガスの空燃比に応じた信号を出力するA/Fセンサ65が設けられている。そのA/Fセンサ65は例えば排気ガスの酸素濃度を演算するために設けられている。
In the
エンジンシステム1には、排気ガスの一部を吸気通路に還流するためのEGR通路23が設けられている。そのEGR通路23の一端は、排気通路22の過給器のタービン37よりも上流(エキゾーストマニホールド)に接続され、他端は、吸気通路21のスロットル34よりも下流(インテークマニホールド)に接続されている。EGR通路23には、EGR通路23を流れるEGRガスの流量を調整するEGRバルブ35が設けられている。また、EGR通路23から分岐し再びEGR通路23に合流する通路231が設けられており、その通路231には、通路231を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラ36が設けられている。また、通路231を流れるEGRガスの量を調整するバルブ41が設けられている。そのバルブ41により通路231を流れるEGRガスの量(EGRクーラ36を通過するEGRガスの量)を調整することで、EGRガスの温度を調整できるようになっている。
The engine system 1 is provided with an EGR
また、エンジンシステム1には、アクセルペダルの踏み込み量を検知するアクセルペダルセンサ66と、エンジン50の回転数を検知する回転数センサ67とが設けられている。回転数センサ67は例えばクランク角を検知するクランク角センサである。
Further, the engine system 1 is provided with an
エンジンシステム1は、エンジン50の運転を制御するECU10を備える。そのECU10は、CPU、ROM、RAM等から構成されたマイクロコンピュータを主にして構成されている。そしてECU10は、上述の各センサ61〜67の検知信号に基づいて、インジェクタ53で噴射させる燃料の噴射タイミング、噴射量を制御したり、燃焼室511に吸入されるガスの総吸入量に対するEGRガスの量の割合である目標EGR率を設定したり、スロットル34、EGRバルブ35等の各バルブ、弁の開閉を制御したりする。また、ECU10は、EEPROM等のメモリ11を備えている。そのメモリ11には、ECU10が実行する処理プログラムや、各種マップ(噴射量を決定するためのマップなど)が記憶されている。
The engine system 1 includes an
ここで、図2を参照して、ECU10によるエンジン50の基本的な制御態様を説明する。図2は、エンジン50の運転に関する各種パラメータの時間変化を例示しており、詳細には、図2(A)はエンジン回転数、図2(B)はアクセルペダルの踏み込み量、図2(C)は燃料噴射量、図2(D)は目標EGR率、図2(E)はスロットル34の開度、図2(F)はEGRバルブ35の開度を示している。なお、図2(A)のエンジン回転数は回転数センサ67で検知されるパラメータであり、図2(B)のアクセルペダルの踏み込み量はアクセルペダルセンサ66で検知されるパラメータであり、図2(C)〜図2(F)はECU10により調整されるパラメータである。なお、図2では、アクセルペダルが緩められる時点t0以前では、各パラメータの値を一定としているが、実際は状況に応じて変動している。
Here, a basic control mode of the
ECU10は、エンジン50の運転状況、具体的には例えば図2(A)のエンジン回転数及び図2(B)のアクセルペダルの踏み込み量に応じて、図2(C)の噴射量や図2(D)の目標EGR率を設定する。図2(B)に示すように、時点t0でアクセルペダルが緩められると、つまりエンジン50の減速時では、ECU10は、図2(C)のライン101(失火のリスクがない場合のライン)で示すように、そのアクセルペダルの踏み込み量の減少に合わせて噴射量を減少させる。そして、アクセルペダルが完全にリリース(踏み込み量がゼロ)になった時点t1より少し遅れた時点t2で、噴射量をゼロ、つまりフューエルカットする。
The
なお、図2(C)は、上記特許文献2の発明による噴射量のライン103も比較例として図示している。ライン103で示すように、特許文献2の発明では、失火のリスクがある場合には、フューエルカットする時期を早めている。つまり、フューエルカットする時期を、時点t2からその時点t2よりも前の時点t3に早めている。
FIG. 2C also shows an
また、ECU10は、図2(D)に示すように、アクセルペダルが緩められるとそれに合わせて(図2(C)の噴射量に合わせて)目標EGR率を減少させる。そして、フューエルカットする時点t2で目標EGR率をゼロに設定する。ECU10は、設定した目標EGR率に応じてEGRバルブ35の目標開度を設定し、その目標開度となるようにEGRバルブ35の開閉を制御する。ただし、図2(F)の実際の開度のラインで示すように、EGRバルブ35に応答遅れが生じ、目標EGR率がゼロに設定される時点t2よりも後の時点t5まで、EGRバルブ35が開いた状態が継続する場合がある。
Further, as shown in FIG. 2D, the
また、ECU10は、エンジン50の減速時(アクセルペダルが緩められた場合)には、燃焼室511に吸入するガス量を少なくして速やかに減速させるために、図2(E)のライン104(失火のリスクがない場合のライン)で示すように、スロットル34を閉じ側に制御する。EGRバルブ35に応答遅れが生じる場合には、スロットル34の開度が閉じ側の目標値になる時点t4が、EGRバルブ35の開度がゼロになる時点t5よりも早くなる。この場合、エンジン50に供給されるEGRガスの供給量が過剰となり失火するおそれがある。上記特許文献1では、図2(E)のライン106で示すように、スロットル34の閉じ側への制御を、EGRバルブ35の閉じ側への制御(図2(F)のライン)と同期させることで、EGRガスが過剰の状態を回避している。
Further, when the
なお、減速時の失火(EGRガスが過剰の状態)は、EGRバルブ35の応答遅れによって生じる他に、EGRバルブ35の応答遅れがない場合であっても例えばエンジン50の高負荷運転時に多量のEGRガスを供給していた状態から急に軽負荷運転(例えばアイドル運転)に移行した場合にも生じる場合がある。
Note that misfire at the time of deceleration (excessive EGR gas) occurs due to a response delay of the
本発明では、エンジン50の減速時に失火のリスクがある場合には、図2(C)に示すように、失火のリスクがないときの通常の噴射量(基本噴射量、ライン101の噴射量)から減量補正した噴射量(ライン102)で燃料噴射を行っている。加えて、図2(E)に示すように、失火のリスクがないときの通常のスロットル開度(基本開度、ライン104のスロットル開度)から開け側に補正したスロットル開度(ライン105)で、スロットル34の開度を制御している。以下、図3のフローチャートを参照して、それら燃料噴射量、スロットル開度の補正に関する処理を説明する。図3は、ECU10が実行する処理のフローチャートである。図3の処理は例えばエンジン50の始動時に開始し、エンジン50が停止するまで一定間隔で繰り返し実行される。
In the present invention, when there is a risk of misfire when the
図3の処理が開始すると、先ず、エンジン50の現在の運転状況に応じた燃料の指令噴射量、噴射タイミング、スロットル開度、目標EGR率等のエンジン50の運転に必要な各パラメータの値を演算する(S11)。具体的には、例えば回転数センサ67(図1参照)で検知されるエンジン回転数及びアクセルペダルセンサ66(図1参照)で検知されるアクセルペダルの踏み込み量に応じた指令噴射量を、メモリ11に記憶された噴射量マップに基づいて設定する。エンジン50が減速状態の場合には、S11では、図2(C)のライン101の噴射量が設定される。同様に、エンジン回転数やアクセルペダルの踏み込み量に応じたスロットル開度を、メモリ11に記憶されたスロットル開度マップに基づいて設定する。エンジン50が減速状態の場合には、図2(E)のライン104のスロットル開度が設定される。さらに、S11では、例えば、エンジン回転数及び指令噴射量に応じた目標EGR率を、メモリ11に記憶された目標EGR率マップに基づいて設定する。そして、設定した目標EGR率に応じたEGRバルブ35の目標開度を設定する。
When the processing of FIG. 3 starts, first, the values of parameters necessary for the operation of the
次に、アクセルペダルセンサ66の検知信号に基づいて、エンジン50が減速状態か否かを判断する(S12)。具体的には、アクセルペダルが閉じ側に動いている、又はアクセルペダルが完全にリリース(踏み込み量がゼロ)され、かつ、エンジン回転数が減少している場合に、エンジン50が減速状態であると判断し、それ以外(アクセルペダルの踏み込み量が一定に維持又はアクセルペダルが開け側に動いている)の場合には減速状態ではないと判断する。
Next, based on the detection signal of the
エンジン50が減速状態ではない場合には(S12:No)、S11で設定した各パラメータの値(指令噴射量、噴射タイミング、スロットル開度、EGRバルブ開度)にしたがってインジェクタ53、EGRバルブ35等を制御する(S21)。その後、図3のフローチャートの処理を終了する。
When the
エンジン50が減速状態の場合には(S12:Yes)、エンジン50(燃焼室511)に供給されるEGRガスの供給量を演算する(S13)。具体的には例えば図4のフローチャートの処理にしたがってEGRガスの供給量を演算する。図4の処理に移行すると、先ず、燃焼室511に流入するガス量(以下、シリンダ流入ガス量という)を演算する(S31)。エンジン50の空気の吸い込みはエンジン回転に同期して行われるので、シリンダ流入ガス量はエンジン回数数に依存する。具体的には、エンジン回転数が高くなると1回転あたりの吸い込み量が多くなる。一方で、エンジン回転数が変わると吸気弁54が開いている時間が変わる(エンジン回転数が高くなるほど吸気弁54が開いている時間が短くなる)ので、エンジン回転数に応じて燃焼室511に吸い込まれる空気の充填効率が変化する。また、シリンダ流入ガス量は、インマニ圧センサ62(図1参照)で検知されるインテークマニホールド内の圧力に依存し、具体的には、その圧力が高くなると燃焼室511にガスが吸い込まれやすくなる。また、シリンダ流入ガス量は、エキマニ圧センサ64(図1参照)で検知されるエキゾーストマニホールド内の圧力に依存し、具体的には、その圧力が高くなると燃焼室511からガスが排出されにくくなり燃焼室511に残留するガスが増え、その結果、燃焼室511にガスが吸い込まれにくくなる。よって、S31では、例えば、エンジン回転数、インテークマニホールド内の圧力及びエキゾーストマニホールド内の圧力に基づいてシリンダ流入ガス量を演算する。
When the
次に、エアフロメータ61(図1参照)の検知信号に基づいてスロットル34を通過する新気量(以下、スロットル通過ガス量という)を演算する(S32)。S31で得られるシリンダ流入ガス量は、スロットル通過ガス量とEGR通路23からのEGRガス量の総和と考えることができる。そこで、次に、シリンダ流入ガス量とスロットル通過ガス量の差分を、燃焼室511に供給されるEGRガスの供給量として演算する(S33)。これにより、EGRガスの供給量を直接検知するセンサ(EGR通路23を流れるガス量を検知するセンサ)が設けられていなくても、EGRガス供給量を演算することができる。なお、EGRガスの供給量を直接検知するセンサが設けられている場合には、そのセンサの検知信号に基づいてEGRガス供給量を演算しても良い。この場合には、図4の処理を省略できる。S33の後、図4のフローチャートの処理を終了して、図3の処理に戻る。
Next, the amount of fresh air passing through the throttle 34 (hereinafter referred to as throttle passing gas amount) is calculated based on the detection signal of the air flow meter 61 (see FIG. 1) (S32). The cylinder inflow gas amount obtained in S31 can be considered as the sum of the throttle passage gas amount and the EGR gas amount from the
図3のS13でEGRガス供給量を演算した後、S14に進み、S13で演算したEGRガス供給量等に基づいて、燃焼室511に吸入されるO2量(以下、吸気O2量という)を演算する(S14)。具体的には、A/Fセンサ65の検知信号に基づいて排気ガス(EGRガス)のO2濃度(以下、排気O2濃度という)を演算する。そして、EGRガス供給量、排気O2濃度、スロットル通過ガス量(新気量)及び新気のO2濃度(理論値)に基づいて、吸気O2量を演算する。なお、EGRバルブ35の応答遅れ等によりEGRガス供給量が過剰となる場合には、燃焼室511に吸入されるガス(新気+EGRガス)に対するEGRガスの割合が多くなるので、過剰でない場合に比べて吸気O2量が小さくなる。
After calculating the EGR gas supply amount in S13 of FIG. 3, the process proceeds to S14, and the amount of O2 sucked into the combustion chamber 511 (hereinafter referred to as intake O2 amount) is calculated based on the EGR gas supply amount calculated in S13. (S14). Specifically, the O2 concentration of exhaust gas (EGR gas) (hereinafter referred to as exhaust O2 concentration) is calculated based on the detection signal of the A /
次に、S14で得られた吸気O2量に基づいて失火を回避することができる(確実に燃焼させることができる)燃料噴射量(以下、失火回避噴射量という)を演算する(S15)。具体的には、例えば、得られた吸気O2量に対してストイキ(理論空燃比)となる噴射量を失火回避噴射量として演算する。なお、ストイキとなる噴射量よりも多少少ない噴射量(例えばストイキとなる噴射量から所定割合だけ減じた噴射量)を失火回避噴射量として演算しても良い。これにより、より確実に失火を回避することができる噴射量を得ることができる。 Next, a fuel injection amount (hereinafter, referred to as misfire avoidance injection amount) that can avoid misfire (can be reliably burned) is calculated based on the intake O2 amount obtained in S14 (S15). Specifically, for example, an injection amount that becomes stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) with respect to the obtained intake O2 amount is calculated as a misfire avoidance injection amount. An injection amount that is slightly smaller than the stoichiometric injection amount (for example, an injection amount obtained by subtracting a predetermined ratio from the stoichiometric injection amount) may be calculated as the misfire avoidance injection amount. Thereby, the injection quantity which can avoid misfire more reliably can be obtained.
次に、S11で演算した指令噴射量とS15で演算した失火回避噴射量との比較に基づいて、S11の指令噴射量で燃料噴射を行った場合に失火のリスクがあるか否かを判断する(S16)。具体的には、指令噴射量のほうが失火回避噴射量よりも小さければ失火のリスクがないと判断し、指令噴射量のほうが大きければ失火のリスクがあると判断する。 Next, based on the comparison between the command injection amount calculated in S11 and the misfire avoidance injection amount calculated in S15, it is determined whether or not there is a risk of misfire when fuel injection is performed with the command injection amount in S11. (S16). Specifically, if the command injection amount is smaller than the misfire avoidance injection amount, it is determined that there is no risk of misfire, and if the command injection amount is larger, it is determined that there is a risk of misfire.
失火のリスクがない場合には(S16:No)、EGRガスの供給が正常に行われているとして、S11で設定した各パラメータの値(指令噴射量、噴射タイミング、スロットル開度、EGRバルブ開度)にしたがった通常の制御を行う(S21)。つまり、図2(C)のライン101で示される噴射量で燃料噴射を行い、図2(E)のライン104で示されるスロットル開度でスロットル34を制御する。
If there is no risk of misfire (S16: No), it is assumed that the EGR gas is normally supplied, and the values of the parameters set in S11 (command injection amount, injection timing, throttle opening, EGR valve open) The normal control according to (degree) is performed (S21). That is, fuel injection is performed at the injection amount indicated by the
一方、失火のリスクがある場合には(S16:Yes)、S17に進む。吸気O2量が少ない時には、正常の吸気O2量を前提として設定した噴射タイミングで燃料噴射を行うと着火遅れ(失火)が生じやすくなり、失火するリスクが高まるが、ある程度の吸気O2量を確保できている場合には、噴射タイミングを進角させることで失火を回避できる場合もある。そこで、S17では、燃料の噴射タイミングを進角(S11で演算した噴射タイミングに対して進角)させれば、S11の指令噴射量で燃料噴射を行ったとしても失火を回避できるか否かを判断する(S17)。具体的には例えば、指令噴射量がS15で得られたストイキとなる噴射量よりも所定割合だけ減じた失火回避噴射量よりも多いものの、ストイキとなる噴射量よりも所定の閾値よりも少ない場合に、噴射タイミングの進角で失火を回避できると判断し、閾値以上の場合に噴射タイミングを進角させても失火を回避できないと判断する。 On the other hand, when there is a risk of misfire (S16: Yes), the process proceeds to S17. When the amount of intake O2 is small, if fuel injection is performed at the injection timing set on the assumption of a normal intake O2 amount, an ignition delay (misfire) is likely to occur and the risk of misfire increases, but a certain amount of intake O2 can be secured. In some cases, misfire can be avoided by advancing the injection timing. Therefore, in S17, if the fuel injection timing is advanced (advanced with respect to the injection timing calculated in S11), whether or not misfire can be avoided even if fuel injection is performed with the command injection amount in S11. Judgment is made (S17). Specifically, for example, when the command injection amount is larger than the misfire avoidance injection amount reduced by a predetermined rate than the stoichiometric injection amount obtained in S15, but less than the predetermined threshold value than the stoichiometric injection amount In addition, it is determined that misfire can be avoided by the advance angle of the injection timing, and it is determined that misfire cannot be avoided even if the injection timing is advanced if it is equal to or greater than the threshold.
噴射タイミングの進角で失火を回避できる場合には(S17:Yes)、S11で演算した噴射タイミングを進角させて、S11の指令噴射量で燃料噴射を行う(S22)。例えば、失火を回避できる噴射タイミングの進角量を予め実験で求めてメモリ11に記憶しておき、S22では、その進角量だけ噴射タイミングを進角させれば良い。また、S22では、S11で設定したスロットル開度でスロットル34を制御する。これにより、指令噴射量の減量補正及びスロットル開度の補正を行わなくても失火を回避でき、減速感のばらつきを抑制できる。S22の後、図3のフローチャートの処理を終了する。
If misfire can be avoided by the advance angle of the injection timing (S17: Yes), the injection timing calculated in S11 is advanced and fuel injection is performed with the command injection amount of S11 (S22). For example, the advance amount of the injection timing that can avoid misfire is obtained in advance by experiment and stored in the memory 11, and in S22, the injection timing may be advanced by the advance amount. In S22, the
噴射タイミングの進角では失火を回避できない場合には(S17:No)、S11の指令噴射量に対して減量補正を行う(S18)。具体的には、指令噴射量とS15で演算した失火回避噴射量との差分だけ指令噴射量を減量補正する。そして、減量補正後の噴射量、つまり失火回避噴射量で燃料噴射を行う。この場合、図2(C)のライン102で示される噴射量(失火回避噴射量)で燃料噴射が行われる。これにより、EGRガス供給量の過剰による失火を回避することができる。
If misfire cannot be avoided at the advance angle of the injection timing (S17: No), a decrease correction is performed on the command injection amount of S11 (S18). Specifically, the command injection amount is reduced and corrected by the difference between the command injection amount and the misfire avoidance injection amount calculated in S15. Then, fuel injection is performed with the injection amount after the reduction correction, that is, the misfire avoidance injection amount. In this case, fuel injection is performed with the injection amount (misfire avoidance injection amount) indicated by the
次に、噴射量の減量補正による出力低下量を演算する(S19)。具体的には例えば噴射量の減量に対する出力低下量のマップを求めてメモリ11に記憶しておく。そして、そのマップに基づいて今回の噴射量の減量に対する出力低下量を演算すれば良い。 Next, the output reduction amount due to the injection amount reduction correction is calculated (S19). Specifically, for example, a map of the output decrease amount with respect to the decrease in the injection amount is obtained and stored in the memory 11. Then, an output decrease amount with respect to the current decrease in the injection amount may be calculated based on the map.
次に、S19で演算した出力低下量を補う分だけ、S11で演算したスロットル開度を開き側に補正する(S20)。具体的には、例えばスロットル開度の開き側への補正量と、ポンピングロスの低下量(出力増加量)との関係を予め実験で求めてメモリ11に記憶しておく。そして、その関係に基づいて、S19で得られた出力低下量を補うポンピングロスの低下量を与えるスロットル開度の補正量を演算する。そして、その補正量だけ、スロットル34を開き側に補正する。この場合、図2(E)のライン105で示されるスロットル開度でスロットル34の制御が行われる。これにより、スロットル34を開き側に補正した分だけポンピングロスを低下させて、噴射量の減量による出力低下を補うことができる。その結果、運転者に与える減速感を、噴射量、スロットル開度の補正を行うときと行わないときとで同等にできる。なお、図2(C)の噴射量(ライン102)がゼロになる時点(フューエルカットする時期)以降では失火のリスクがないが、ライン101がゼロになる時点までは出力が低下しているので、本実施形態では、その時点まではスロットル開度を補正し、その時点以降で通常のスロットル開度に戻すようにスロットル34の制御を行っている。つまり、図2(E)のライン105は、途中で(フューエルカットする時期以降で)通常の開度のライン104と同じとしている。S20の後、図3のフローチャートの処理を終了する。
Next, the throttle opening calculated in S11 is corrected to the open side by the amount that compensates for the output decrease calculated in S19 (S20). Specifically, for example, the relationship between the correction amount to the opening side of the throttle opening and the pumping loss reduction amount (output increase amount) is obtained in advance through experiments and stored in the memory 11. Then, based on the relationship, the correction amount of the throttle opening that gives the pumping loss reduction amount to compensate for the output reduction amount obtained in S19 is calculated. Then, the
ここで、図5は、本発明の効果を説明するための図であり、詳細には、燃料噴射による燃焼出力、スロットル開度等に起因するポンピングロス及び燃焼出力からポンピングロスを引いたトータル出力を示している。図5(A)は、想定の出力(EGRガスの供給が正常の場合の出力)を示し、図5(B)は特許文献1の発明の出力を示し、図5(C)は特許文献2の発明の出力を示し、図5(D)は本発明の出力を示している。本発明では、図5(D)に示すように、EGRガスの供給が過剰で失火のリスクがある場合には噴射量を減量させているので、図5(A)の燃焼出力よりも燃焼出力が低下する。しかし、この場合には、スロットル開度を開け側に補正するので、図5(A)のポンピングロスに比べて、ポンピングロスが低下する。そして、トータル出力は、図5(A)のトータル出力と略同一となる。 Here, FIG. 5 is a diagram for explaining the effect of the present invention. Specifically, the combustion output by fuel injection, the pumping loss due to the throttle opening, and the total output obtained by subtracting the pumping loss from the combustion output. Is shown. FIG. 5A shows an assumed output (output when the supply of EGR gas is normal), FIG. 5B shows the output of the invention of Patent Document 1, and FIG. 5C shows Patent Document 2. FIG. 5 (D) shows the output of the present invention. In the present invention, as shown in FIG. 5D, when the supply of EGR gas is excessive and there is a risk of misfire, the injection amount is reduced, so that the combustion output is higher than the combustion output of FIG. Decreases. However, in this case, since the throttle opening is corrected to the open side, the pumping loss is lower than the pumping loss in FIG. The total output is substantially the same as the total output in FIG.
これに対して、特許文献1の発明では、減速時にはスロットル開度をEGRバルブ開度と同期させる結果、図2(E)のライン106で示されるように、本発明と同様に減速時にはスロットルが開け側に動作する。その結果、図5(B)に示すように、ポンピングロスが低下することになるが、噴射量の補正は行っていないので、トータル出力は、図5(A)のトータル出力よりも大きくなる。つまり、想定よりも減速感が弱くなってしまう(エンジンブレーキの効きが弱く空走感を感じてしまう)。
On the other hand, in the invention of Patent Document 1, as a result of synchronizing the throttle opening with the EGR valve opening at the time of deceleration, as shown by the
また、特許文献2の発明では、失火のリスクがある場合には、図2(C)のライン103で示されるように、フューエルカットを行う時期を早めているので、図5(C)に示すように、燃焼出力が、図5(A)の想定の燃焼出力よりも低下する。特許文献2ではスロットル開度の補正は行っていないので、トータル出力は、図5(A)のトータル出力よりも小さくなる。つまり、想定よりも減速感が強くなってしまう(エンジンブレーキの効きが強いと感じてしまう)。本発明では、特許文献1、2のような不具合を回避できる。
Further, in the invention of Patent Document 2, when there is a risk of misfire, as shown by the
以上説明したように、本実施形態では、減速感のばらつきを抑制しつつ、エンジン減速時のEGRガス供給の過渡状態における失火を回避できる。 As described above, in the present embodiment, misfire in the transient state of the EGR gas supply during engine deceleration can be avoided while suppressing the variation in the feeling of deceleration.
なお、本発明に係る内燃機関の制御装置は上記実施形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、図3のS16では、指令噴射量と失火回避噴射量との比較に基づいて失火のリスクを判断していたが、S13で演算されるEGRガス供給量又はS14で演算される吸気O2量の大小に基づいて失火のリスクを判断しても良い。具体的には、EGRガス供給量が所定の閾値を超えていた場合又は吸気O2量が所定の閾値未満の場合に失火のリスクがあると判断しても良い。これによれば、簡易的に失火のリスクを判断できる。 The control device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims. For example, in S16 of FIG. 3, the risk of misfire is determined based on the comparison between the command injection amount and the misfire avoidance injection amount. However, the EGR gas supply amount calculated in S13 or the intake O2 amount calculated in S14 The risk of misfire may be determined based on the magnitude of the. Specifically, it may be determined that there is a risk of misfire when the EGR gas supply amount exceeds a predetermined threshold or when the intake O2 amount is less than the predetermined threshold. According to this, the risk of misfire can be easily determined.
また、S13では、EGRガス供給量そのものを演算していたが、EGRガス供給量の指標となる値、具体的には例えば特許文献2のようにEGRバルブの目標開度と実際の開度との偏差を演算しても良い。そして、その偏差に基づいて失火のリスクの有無や、失火回避噴射量を演算しても良い。偏差で失火のリスクを判断する場合には、例えば、偏差が所定の閾値を超えている場合に失火のリスクがあると判断する。偏差から失火回避噴射量を演算する場合には、偏差と吸気O2量との関係を予め実験で求め、その関係に基づいて今回の偏差に対する吸気O2量を演算する。そして、その吸気O2量に基づいて失火回避噴射量を演算すれば良い。また、本発明をガソリンエンジンのシステムに適用しても良い。 Further, in S13, the EGR gas supply amount itself is calculated, but a value serving as an index of the EGR gas supply amount, specifically, for example, as shown in Patent Document 2, the target opening and the actual opening of the EGR valve The deviation may be calculated. Based on the deviation, the presence or absence of misfire risk and the misfire avoidance injection amount may be calculated. When judging the risk of misfire based on the deviation, for example, it is judged that there is a risk of misfire when the deviation exceeds a predetermined threshold. When calculating the misfire avoidance injection amount from the deviation, the relationship between the deviation and the intake O2 amount is obtained in advance by experiment, and the intake O2 amount with respect to the current deviation is calculated based on the relationship. Then, the misfire avoidance injection amount may be calculated based on the intake O2 amount. Further, the present invention may be applied to a gasoline engine system.
1 エンジンシステム
10 ECU
50 ディーゼルエンジン
21 吸気通路
22 排気通路
23 EGR通路
34 スロットル
35 EGRバルブ
1
50
Claims (8)
前記指標値取得手段が取得した指標値に基づいて、前記内燃機関の減速時における前記EGRガスの供給量が過剰か否かを判定する過剰判定手段(S14〜S16)と、
前記内燃機関の運転状況に応じて前記内燃機関に供給する燃料の噴射量を調整する噴射制御手段であって、前記内燃機関の減速時に前記EGRガスの供給量が過剰の場合には、過剰ではない場合の噴射量である基本噴射量から減量補正した噴射量で燃料噴射を行う噴射制御手段(S18)と、
前記内燃機関の運転状況に応じて前記吸気通路に設けられたスロットル(34)の開度を調整するスロットル制御手段であって、前記内燃機関の減速時に前記EGRガスの供給量が過剰の場合には、前記スロットルの開度を、過剰ではない場合の前記スロットルの開度である基本開度から開き側に補正するスロットル制御手段(S19、S20)と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置(10)。 Index value acquisition means (S13) for acquiring a value serving as an index of the supply amount of EGR gas that is recirculated from the exhaust passage (22) of the internal combustion engine (50) to the intake passage (21) and supplied to the internal combustion engine;
Excess determination means (S14 to S16) for determining whether or not the supply amount of the EGR gas during deceleration of the internal combustion engine is excessive based on the index value acquired by the index value acquisition means;
An injection control means for adjusting an injection amount of fuel supplied to the internal combustion engine according to an operating state of the internal combustion engine, and when the supply amount of the EGR gas is excessive during deceleration of the internal combustion engine, Injection control means (S18) for performing fuel injection with an injection amount that is corrected to decrease from a basic injection amount that is an injection amount when there is not,
Throttle control means for adjusting the opening of a throttle (34) provided in the intake passage according to the operating condition of the internal combustion engine, and when the supply amount of the EGR gas is excessive during deceleration of the internal combustion engine Throttle control means (S19, S20) for correcting the throttle opening from the basic opening, which is the opening of the throttle when not excessive, to the open side;
A control device (10) for an internal combustion engine, comprising:
前記噴射制御手段は、前記内燃機関の減速時に前記EGRガスの供給量が過剰の場合には、前記基本噴射量から減量補正した噴射量として前記失火回避噴射量で燃料噴射を行うことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
An injection amount calculation means (S14, S15) for calculating a misfire avoidance injection amount, which is a fuel injection amount expected to burn without injecting the injected fuel, based on the index value;
The injection control means, wherein when the supply amount of the EGR gas during deceleration of the internal combustion engine is excessive, characterized in that the fuel injection by the misfire avoidance injection amount as reduced corrected injection amount from the previous SL basic injection amount The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
前記指標値取得手段は、
前記内燃機関に流入するガス量を推定する第1のガス量推定手段(S31)と、
前記スロットルを通過するガス量を推定する第2のガス量推定手段(S32)と、
前記第1のガス量推定手段が推定したガス量と前記第2のガス量推定手段が推定したガス量とに基づいて前記EGRガスの供給量を推定するEGRガス量推定手段(S33)とを備えることを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の制御装置。 The EGR gas is returned to the intake passage downstream of the throttle,
The index value acquisition means
First gas amount estimating means (S31) for estimating the amount of gas flowing into the internal combustion engine;
Second gas amount estimating means (S32) for estimating the amount of gas passing through the throttle;
EGR gas amount estimating means (S33) for estimating the supply amount of the EGR gas based on the gas amount estimated by the first gas amount estimating means and the gas amount estimated by the second gas amount estimating means. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, further comprising:
前記噴射制御手段は、前記回避判断手段が噴射タイミングの進角により失火を回避できると判断した場合には、噴射量の減量補正を中止して、前記基本噴射量のまま噴射タイミングを進角させて燃料噴射を行うことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 An avoidance judging means (S17) for judging whether misfire can be avoided by advancing the fuel injection timing when the supply amount of the EGR gas is excessive during deceleration of the internal combustion engine;
When the avoidance determination unit determines that the misfire can be avoided by the advance of the injection timing, the injection control unit stops the injection amount reduction correction and advances the injection timing with the basic injection amount. 8. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein fuel injection is performed.
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