JP6156298B2 - Engine control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの吸排気系の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an intake / exhaust system of an engine.
排気の一部を吸気系に再循環することにより、排気に含まれる窒素酸化物の量を低減し、また、部分負荷時における燃費の向上を図る排気再循環(以下、EGRと呼ぶ。)装置が知られている。 An exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) device that reduces the amount of nitrogen oxides contained in the exhaust gas by recirculating a part of the exhaust gas to the intake system and improves fuel efficiency at the time of partial load. It has been known.
一般に、ある負荷を超える高負荷領域、例えば加速領域では、吸気中の新気量を確保して過給性能を向上させるために、EGRの供給を行わないようにする場合がある。このときのEGRの供給停止と新気量の増大とに伴って燃焼速度が急速に高まり、燃焼音が大きくなることがある。 In general, in a high load region exceeding a certain load, for example, an acceleration region, there is a case where EGR is not supplied in order to secure a fresh air amount during intake and improve supercharging performance. At this time, with the EGR supply stoppage and the increase in the amount of fresh air, the combustion speed may rapidly increase and the combustion noise may increase.
EGRの供給停止時における燃焼音の増大を抑制すべく、燃料の噴射圧力(以下、燃圧とも呼ぶ。)を低下することも考えられる。但し、燃圧が低下すると、燃料と酸素との混合の状態が悪化して、スモークが発生することが懸念される。 In order to suppress an increase in combustion noise when EGR supply is stopped, the fuel injection pressure (hereinafter also referred to as fuel pressure) may be reduced. However, there is a concern that when the fuel pressure decreases, the state of mixing of fuel and oxygen deteriorates and smoke is generated.
本発明は、かかる点に鑑みてなされ、その課題とするところは、所定のEGR率以上のEGR供給領域から所定のEGR率よりも低い運転領域への遷移時に生じる燃焼音の高まりとスモークの発生とを同時に抑制できる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the problem is that the combustion noise is increased and smoke is generated at the time of transition from an EGR supply region that is equal to or higher than a predetermined EGR rate to an operation region that is lower than the predetermined EGR rate. It is to provide a technology capable of simultaneously suppressing the above.
なお、上記の特許文献1には、排気酸素濃度に基づき燃料の噴射量の上限値を設定して、スモークの発生を抑制するディーゼルエンジンの制御装置が提案されている。 Patent Document 1 proposes a control device for a diesel engine that suppresses the generation of smoke by setting an upper limit value of the fuel injection amount based on the exhaust oxygen concentration.
上記の課題を解決するため、本発明は、EGR率が低下する領域への遷移時(加速時)に、燃圧を下げ、且つ、燃料の増量を抑制することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that the fuel pressure is lowered and the increase in fuel is suppressed at the time of transition to an area where the EGR rate is lowered (acceleration).
具体的には、本発明は、エンジンの制御装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。 Specifically, the present invention is directed to an engine control device and has taken the following solutions.
すなわち、第1の発明は、加速時に燃料を増量して過給圧を上昇させる一方、排気酸素濃度が所定の閾値を下回らないように燃料噴射量に上限値を設定するエンジン制御装置を対象とし、加速時に排気を吸気系に再循環する所定のEGR率以上のEGR供給領域から所定のEGR率よりも低い運転領域に移行したことを判定した際に、燃圧を低下させると共に、該燃圧の低下に伴って一旦燃料の増量を抑制するものである。 That is, the first invention is directed to an engine control device that increases the fuel pressure during acceleration to increase the boost pressure while setting an upper limit value for the fuel injection amount so that the exhaust oxygen concentration does not fall below a predetermined threshold. When it is determined that an EGR supply region having a predetermined EGR rate equal to or higher than a predetermined EGR rate at which the exhaust gas is recirculated to the intake system during acceleration has shifted to an operation region lower than the predetermined EGR rate, the fuel pressure is reduced and the fuel pressure is reduced. Along with this, the increase in fuel is temporarily suppressed.
これによれば、燃料の噴射圧力である燃圧を低下させることにより、燃料の燃焼速度が遅くなるので、燃焼音が小さくなると共に、燃圧の低下による燃料と酸素との混合状態の悪化に伴うスモークの増大を、燃料の増量を一旦抑制することにより抑えることができる。 According to this, by reducing the fuel pressure, which is the fuel injection pressure, the combustion speed of the fuel is slowed, so the combustion noise is reduced and the smoke associated with the deterioration of the mixed state of fuel and oxygen due to the decrease in fuel pressure. Can be suppressed by temporarily suppressing the increase in fuel.
第2の発明は、上記第1の発明において、燃圧の低下時には、排気酸素濃度の閾値を上昇させることにより、燃料の増量を抑制するものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, when the fuel pressure is lowered, an increase in the amount of fuel is suppressed by increasing a threshold value of the exhaust oxygen concentration.
これによれば、排気酸素濃度に基づいて空燃比を大きくすることにより、スモークの発生の悪化を確実に抑制することができる。 According to this, it is possible to reliably suppress the deterioration of smoke generation by increasing the air-fuel ratio based on the exhaust oxygen concentration.
第3の発明は、上記第2の発明において、排気酸素濃度の閾値を徐々に上昇させるものである。 According to a third invention, in the second invention, the threshold value of the exhaust oxygen concentration is gradually increased.
これによれば、急激な排気酸素濃度の閾値の変更に伴って、トルクの上昇の伸びが急激に悪化することを防止できる。 According to this, it is possible to prevent the increase in the torque increase from abruptly deteriorating with a sudden change in the threshold value of the exhaust oxygen concentration.
第4の発明は、上記第1の発明において、前記EGR供給領域から所定のEGR率よりも低い運転領域への移行時には、所定期間が経過した後に燃圧を低下させるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the fuel pressure is lowered after a predetermined period of time when the EGR supply region shifts to an operation region lower than a predetermined EGR rate.
これによれば、EGR率が低い運転領域への移行後の所定期間だけ上記の制御を遅らすことにより、その間のトルクの伸びを維持することができる。 According to this, it is possible to maintain the torque increase during that period by delaying the above control for a predetermined period after the shift to the operation region where the EGR rate is low.
第5の発明は、上記第4の発明において、EGR供給領域は、相対的に圧力が高い排気を用いる高圧EGR領域、相対的に圧力が低い排気を用いる低圧EGR領域、高圧EGR領域及び低圧EGR領域を併用する高圧/低圧EGR併用領域のうち、高圧EGR領域全域と高圧/低圧EGR併用領域全域と、低圧EGR領域の低中負荷域とであり、高圧/低圧EGR併用領域及び低圧EGR領域における所定期間を、高圧EGR領域よりも長く設定するものである。 In a fifth aspect based on the fourth aspect, the EGR supply region includes a high pressure EGR region that uses exhaust gas having a relatively high pressure, a low pressure EGR region that uses exhaust gas having a relatively low pressure, a high pressure EGR region, and a low pressure EGR region. Among the high-pressure / low-pressure EGR combined region that uses the region together, the high-pressure EGR region, the high-pressure / low-pressure EGR combined region, and the low- and medium-load regions of the low-pressure EGR region. The predetermined period is set longer than the high pressure EGR region.
これによれば、EGR率の低下期間が異なる高圧EGR領域と、低圧EGRを含む領域とにおいて、さらに緻密に制御することができる。 According to this, it is possible to control more precisely in the high-pressure EGR region having a different EGR rate reduction period and the region including the low-pressure EGR.
第6の発明は、上記第1の発明において、所定のEGR率以上のEGR供給領域から所定のEGR率よりも低い運転領域への移行時には、吸気酸素濃度が所定値以上となった際に燃圧を低下させるものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, when the intake oxygen concentration becomes a predetermined value or more during the transition from the EGR supply region having a predetermined EGR rate or higher to the operating region lower than the predetermined EGR rate, the fuel pressure Is to lower.
これによれば、EGR率の低い運転領域への移行後の所定期間だけ上記の制御を遅らすことにより、その間のトルクの伸びを維持することができる。 According to this, it is possible to maintain the torque increase during that period by delaying the above control only for a predetermined period after the shift to the operation region with a low EGR rate.
第7の発明は、上記第1の発明において、所定のEGR率以上のEGR供給領域から所定のEGR率よりも低い運転領域への移行時には、エンジンの燃焼モードにおける噴射パターンを、より少ない噴射パターン、例えば、パイロット噴射、前噴射、主噴射及び後噴射からなる4段の噴射パターンを、前噴射及び主噴射からなる2段の噴射パターンに切り換えるものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect, the injection pattern in the engine combustion mode is changed to a smaller number of injection patterns at the time of transition from an EGR supply region having a predetermined EGR rate or higher to an operation region lower than the predetermined EGR rate. For example, a four-stage injection pattern consisting of pilot injection, pre-injection, main injection, and post-injection is switched to a two-stage injection pattern consisting of pre-injection and main injection.
これによれば、パイロット噴射のカットにより主噴射前の発熱量の高さを適正化し、燃焼音の抑制を確実に行うことができる。また、後噴射をカットして該カット分の所定量を主噴射に加えることにより、燃焼期間を高トルクが出せる期間に短縮化でき、燃料の消費量を削減することができる。 According to this, the height of the heat generation amount before the main injection can be optimized by cutting the pilot injection, and the combustion noise can be reliably suppressed. Further, by cutting the post-injection and adding a predetermined amount of the cut to the main injection, the combustion period can be shortened to a period during which high torque can be produced, and the fuel consumption can be reduced.
本発明によると、EGR率が低い運転領域への遷移時に生じる燃焼音の高まりとスモークの発生とを同時に抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to simultaneously suppress the increase in combustion noise and the generation of smoke that occur at the time of transition to an operation region where the EGR rate is low.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物又はその用途を制限することを意図しない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiments is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention, its application, or its application.
(一実施形態)
図1は、一実施形態に係るエンジンの制御装置により制御されるエンジン1の概略構成を示している。エンジン1は、車両に搭載されるディーゼルエンジンであって、複数の気筒11a(1つのみ図示)が設けられたシリンダブロック11と、該シリンダブロック11上に配設されたシリンダヘッド12と、シリンダブロック11の下側に配設され、潤滑油が貯溜されたオイルパン13とを有している。エンジン1の各気筒11a内には、ピストン14が往復動可能にそれぞれ嵌挿されており、ピストン14の頂面には深皿形燃焼室14aを区画するキャビティが形成されている。ピストン14は、コンロッド14bを介してクランク軸15と連結されている。
(One embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine 1 controlled by an engine control apparatus according to an embodiment. The engine 1 is a diesel engine mounted on a vehicle, and includes a
シリンダヘッド12には、気筒11aごとに吸気ポート16及び排気ポート17が形成されていると共に、これら吸気ポート16及び排気ポート17の燃焼室14a側の開口を開閉する吸気弁21及び排気弁22がそれぞれ配設されている。
In the
また、シリンダヘッド12には、燃料を噴射するインジェクタ18と、エンジン1の冷間時に気筒11a内に吸入されたガスを暖めて燃料の着火性を高めるためのグロープラグ19とが設けられている。インジェクタ18は、その燃料噴射口が燃焼室14aの天井面から該燃焼室14aに臨むように配設されており、燃焼室14aに燃料を直接に噴射供給するようになっている。
Further, the
インジェクタ18には、燃料供給システム51を介して燃料が燃料タンク52から供給されるようになっている。燃料供給システム51は、低圧燃料ポンプ(不図示)、燃料フィルタ53、高圧燃料ポンプ54及びコモンレール55を有している。高圧燃料ポンプ54は、低圧燃料ポンプ及び燃料フィルタ53を介して燃料タンク52より供給されてきた低圧の燃料をコモンレール55に高圧で圧送し、該コモンレール55は、その圧送された燃料を、その高圧の圧力でもって蓄える。そして、インジェクタ18が作動することによって、コモンレール55に蓄えられている燃料がインジェクタ18から燃焼室14aに噴射される。尚、低圧燃料ポンプ、高圧燃料ポンプ54、コモンレール55及びインジェクタ18のそれぞれで生じた余剰の燃料は、リターン通路56を介して燃料タンク52に戻される。
The
高圧燃料ポンプ54は、エンジン1の回転部材(例えばカムシャフト)によって駆動される。高圧燃料ポンプ54には、電磁弁で構成された調圧弁が設けられており、該調圧弁によって、高圧燃料ポンプ54からコモンレール55に供給する燃料の圧力(コモンレール55で蓄えられる燃料の圧力、燃圧)、つまり、インジェクタ18から噴射される燃圧を調整することができる。
The high-
エンジン1の一側面には、各気筒11aの吸気ポート16に連通するように吸気通路30が接続されている。一方、エンジン1の他側面には、各気筒11aの燃焼室14aからの既燃ガス(排気)を排出する排気通路40が接続されている。これら吸気通路30及び排気通路40には、吸入空気(後述の低圧EGR通路81により還流された排気を含む)の過給を行う排気ターボ過給機61が配設されている。
An
吸気通路30の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ31が配設されている。一方、吸気通路30における下流端近傍には、サージタンク34が配設されている。サージタンク34よりも下流側の吸気通路30は、気筒11aごとに分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒11aの吸気ポート16にそれぞれ接続されている。
An
吸気通路30におけるエアクリーナ31とサージタンク34との間には、上流側から順に、排気ターボ過給機61のコンプレッサ61aと、吸気シャッタ弁36と、コンプレッサ61aにより圧縮されたガスを冷却するインタークーラ35とが配設されている。吸気シャッタ弁36は、基本的には全開状態とされるが、後述の高圧EGR通路71による排気の還流量を確保するために、全開よりも小さい開度とされる場合がある。インタークーラ35は、電動ウォータポンプ91による冷却水の供給により、吸気を冷却するように構成されている。
Between the
排気通路40の上流側の部分は、気筒11aごとに分岐して排気ポート17の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。排気通路40における排気マニホールドよりも下流側には、上流側から順に、排気ターボ過給機61のタービン61bと、エンジン1の排気中の有害成分を浄化する排気浄化装置41と、サイレンサ42とが配設されている。
The upstream portion of the
排気浄化装置41は、酸化触媒41aと、ディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、フィルタと呼ぶ。)41bとを有しており、上流側から順次並んでいる。酸化触媒41aは、白金又は該白金にパラジウムを加えた合金等を担持した酸化触媒を有しており、排気中の一酸化炭素(CO)及び炭化水素(HC)を酸化して二酸化炭素(CO2)及び水(H2O)を生成する反応を促す。また、フィルタ41bは、エンジン1の排気中に含まれる煤等の微粒子を捕集する。尚、フィルタ41bに酸化触媒をコーティングしてもよい。
The
排気ターボ過給機61は、上記のように吸気通路30に配設されたコンプレッサ61aと、上記のように排気通路40に配設されたタービン61bとを有しており、該タービン61bが排気流により回転し、タービン61bの回転により、該タービン61bと同軸上に連結されたコンプレッサ61aが作動する。排気通路40におけるタービン61bの上流側の近傍には、VGT絞り弁62が設けられており、該VGT絞り弁62の開度(絞り量)を制御することにより、タービン61bへの排気の流速を調整することができる。これにより、排気流により回転するタービン61bの回転速度、つまり排気ターボ過給機61のコンプレッサ61aの圧力比(コンプレッサ61aへの流入直前のガス圧力に対する、コンプレッサ61aからの流出直後のガス圧力の比)を調整することができる。
The exhaust turbocharger 61 has the compressor 61a disposed in the
エンジン1は、その排気の一部を排気通路40から吸気通路30に還流させるように構成されている。すなわち、排気の還流のために、高圧EGR通路71と、低圧EGR通路81とが設けられている。
The engine 1 is configured to recirculate part of the exhaust gas from the
高圧EGR通路71は、排気通路40における排気マニホールドと排気ターボ過給機61のタービン61bとの間の部分(つまり、排気ターボ過給機61のタービン61bよりも上流側部分)と、吸気通路30におけるサージタンク34とインタークーラ35との間の部分(つまり、排気ターボ過給機61のコンプレッサ61aよりも下流側部分)とを接続している。高圧EGR通路71には、該高圧EGR通路71の断面積を変更可能な高圧EGR弁73が配設されている。高圧EGR弁73により、高圧EGR通路71による排気の還流量(以下、高圧EGR量と呼ぶ。)が調節される。
The high
低圧EGR通路81は、排気通路40における排気浄化装置41とサイレンサ42との間の部分(つまり、排気ターボ過給機61のタービン61bよりも下流側部分)と、吸気通路30における排気ターボ過給機61のコンプレッサ61aとエアクリーナ31との間の部分(つまり、排気ターボ過給機61のコンプレッサ61aよりも上流側部分)とを接続している。低圧EGR通路81には、その内部を通過する排気を冷却する低圧EGRクーラ82が配設されている。低圧EGRクーラ82は、エンジン1の冷却水の供給により、排気を冷却するように構成されている。また、低圧EGR通路81における低圧EGRクーラ82の下流側には、低圧EGR通路81の断面積を変更可能な低圧EGR弁83が配設されている。
The low
排気通路40における低圧EGR通路81の接続部分よりも下流側(且つサイレンサ42の上流側)には、排気シャッタ弁43が配設されている。排気シャッタ弁43は、該排気シャッタ弁43の配設部分における排気通路40の断面積を変更し、該断面積が小さくなる(排気シャッタ弁43の開度が小さくなる)と、排気通路40における低圧EGR通路81の接続部分の圧力(排気の低圧EGR通路81への流入圧力)が高くなって、排気の低圧EGR通路81への流入圧力と流出圧力(吸気通路30における低圧EGR通路81の接続部分の圧力)との間の差圧が大きくなる。従って、低圧EGR弁83及び排気シャッタ弁43の開度を制御することにより、低圧EGR通路81による排気の還流量(以下、低圧EGR量と呼ぶ。)が調節される。
An
エンジン1には、クランク軸15の回転角度位置を検出することでエンジン1の回転数(以下、エンジン回転数と呼ぶ。)を検出するエンジン回転数センサ101が設けられている。
The engine 1 is provided with an
また、吸気通路30におけるエアクリーナ31の下流側近傍には、吸気通路30に吸入された吸入空気(新気)の流量を検出するエアフローセンサ102と、該吸入空気の温度(吸気温度)を検出する吸気温度センサ103とが配設されている。さらに、サージタンク34には、エンジン1の各気筒11aに吸入されるガス温度を検出する吸入ガス温度センサ104が配設されている。また、吸気通路30におけるインタークーラ35の下流側近傍には、当該部分におけるガスの圧力(サージタンク34内のガスの圧力と略同一)を検出する吸気圧センサ105が配設されている。
An
さらに、排気通路40における高圧EGR通路71の接続部分の上流側(且つ排気マニホールドの下流側)には、エンジン1より排出された排気の圧力を検出する排気圧センサ106が配設されている。また、排気通路40における排気浄化装置41と低圧EGR通路81の接続部分との間には、当該部分における排気の温度を検出する排気温度センサ107が設けられている。
Further, an
また、エンジン1のシリンダブロック11には、該エンジン1の冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ108が設けられている。
The
このように構成されたエンジン1は、コントロールユニット100によって制御される。コントロールユニット100は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置(CPU)と、例えばRAM及びROM等により構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力を行う入出力(I/O)バスとを備えている。
The engine 1 configured as described above is controlled by the
図2に示すように、上記のエンジン回転数センサ101、エアフローセンサ102、吸気温度センサ103、吸入ガス温度センサ104、吸気圧センサ105、排気圧センサ106、排気温度センサ107、及びエンジン水温センサ108等のセンサ値の信号が、コントロールユニット100に入力される。また、コントロールユニット100には、車両のアクセルペダル(図示省略)の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサ110(図2にのみ示す)のセンサ値の信号が入力される。
As shown in FIG. 2, the
コントロールユニット100は、上記の入力信号に基づいて、インジェクタ18、吸気シャッタ弁36、排気シャッタ弁43、高圧燃料ポンプ54(詳細には、調圧弁)、VGT絞り弁62、高圧EGR弁73、低圧EGR弁83、及び電動ウォータポンプ91等を制御する。
Based on the above input signal, the
<エンジンの基本制御>
以下に、コントロールユニット100によるエンジン1の基本制御について、図3のフローチャートを参照しながら説明する。
<Basic engine control>
Hereinafter, basic control of the engine 1 by the
最初のステップS1で、各種センサからのセンサ値を読み込み、次のステップS2で、アクセル開度センサ110によるアクセル開度に基づき、目標トルクを設定する。
In the first step S1, sensor values from various sensors are read, and in the next step S2, a target torque is set based on the accelerator opening by the
次のステップS3では、設定された目標トルクと、エンジン回転数センサ101によるエンジン回転数とに基づき、インジェクタ18から噴射すべき燃料量(エンジン1(気筒11a)に供給すべき燃料量)である要求噴射量及び噴射パターンを設定する。噴射パターンとは、主燃焼を生じさせるための主噴射、該主噴射よりも前に噴射され、プリ燃焼を生じさせるための前噴射、その前噴射よりも前に噴射され、プリ燃焼を生じさせ易くするためのパイロット噴射、主燃焼に継続して後燃焼を生じさせるための後噴射等を、どのタイミングでどれだけの量を噴射するかの設定パターンである。パイロット噴射、前噴射及び後噴射の噴射量が0になる場合があり、その場合、これらの噴射は行われない。
In the next step S3, the amount of fuel to be injected from the injector 18 (the amount of fuel to be supplied to the engine 1 (
次のステップS4では、要求噴射量とエンジン回転数とに基づき、インジェクタ18から噴射される燃料の圧力(燃圧)及びVGT絞り弁62の開度を設定する。
In the next step S4, the pressure (fuel pressure) of the fuel injected from the
次のステップS5では、要求噴射量とエンジン回転数とに基づき、エンジン1(気筒11a)に吸い込まれる全吸気ガスの酸素濃度の目標値である目標吸気酸素濃度を設定する。
In the next step S5, a target intake oxygen concentration, which is a target value of the oxygen concentration of all intake gas sucked into the engine 1 (
次のステップS6では、要求噴射量と、エンジン回転数と、吸気温度センサ103による吸気温度と、エンジン水温センサ108によるエンジン水温とに基づき、高圧EGR量と低圧EGR量との比率であるEGR併用率を設定する。EGR併用率には、高圧EGR量又は低圧EGR量が0になる場合も含まれる。
In the next step S6, based on the required injection amount, the engine speed, the intake air temperature by the intake
ステップS6においてEGR併用率を設定した結果、エンジン回転数とエンジン負荷(要求噴射量と対応する)とで表されるエンジン運転領域において、高圧EGR通路71のみにより排気の還流が行われる高圧EGR供給領域である「HP−EGR」領域、低圧EGR通路81のみにより排気の還流が行われる低圧EGR供給領域である「LP−EGR」領域、及び高圧EGR通路71と低圧EGR通路81との両方により排気の還流が行われる高圧/低圧EGR併用領域である「HP/LP−EGR併用」領域は、概略的に図4のようになる。「HP/LP−EGR併用」領域では、「LP−EGR」領域に近づくほど、高圧EGR量の割合が減少し、低圧EGR量の割合が増大する。
As a result of setting the EGR combined ratio in step S6, high-pressure EGR supply in which exhaust gas recirculation is performed only by the high-
次のステップS7では、目標吸気酸素濃度と、EGR併用率と、排気の酸素濃度である排気酸素濃度とに基づき、低圧EGR量の目標値である目標低圧EGR量を設定する。詳細には、目標吸気酸素濃度と排気酸素濃度とから、低圧EGR量と高圧EGR量とのトータルEGR量の目標値である目標トータルEGR量を算出して、その目標トータルEGR量とEGR併用率とから目標低圧EGR量を設定する。排気酸素濃度は、本実施形態では、吸気酸素濃度と、気筒11a内にて燃料の燃焼で使用される酸素量とに基づいて算出した値である。尚、排気酸素濃度を算出する代わりに、排気通路40に設けた02センサにより排気酸素濃度を検出するようにしてもよい。
In the next step S7, a target low pressure EGR amount that is a target value of the low pressure EGR amount is set based on the target intake oxygen concentration, the EGR combined rate, and the exhaust oxygen concentration that is the exhaust oxygen concentration. Specifically, a target total EGR amount that is a target value of the total EGR amount of the low pressure EGR amount and the high pressure EGR amount is calculated from the target intake oxygen concentration and the exhaust oxygen concentration, and the target total EGR amount and the EGR combined rate are calculated. To set the target low pressure EGR amount. In this embodiment, the exhaust oxygen concentration is a value calculated based on the intake oxygen concentration and the amount of oxygen used for fuel combustion in the
次のステップS8では、目標低圧EGR量に基づき、吸気通路30における高圧EGR通路71の合流直前の酸素濃度(新気の酸素濃度と低圧EGR通路81により実際に還流された排気の酸素濃度との和)を計算する。ここでは、低圧EGR通路81により還流された排気が、吸気通路30における高圧EGR通路71の合流直前に達するまでの時間を考慮して、該合流直前の酸素濃度を算出する。
In the next step S8, based on the target low pressure EGR amount, the oxygen concentration just before joining the high
次のステップS9では、目標吸気酸素濃度と、排気酸素濃度と、合流直前の酸素濃度とに基づき、目標高圧EGR量を設定する。すなわち、ステップS8で、EGR併用率から、目標低圧EGR量に加えて、目標高圧EGR量を設定可能であるが、低圧EGR通路81により還流された排気が、吸気通路30における高圧EGR通路71の合流直前に達するまでにはある程度の時間を要する。このため、その時間遅れの分だけ低圧EGR量が不足することになり、その不足分を高圧EGR量で補えるように目標高圧EGR量を設定する。すなわち、本実施形態では、エンジン1の運転状態に応じて予め設定した目標吸気酸素濃度と、低圧EGRガスが排気ポート17から高圧EGR合流部に到達するまでの遅延時間を考慮して算出される高圧EGR合流前ガスの酸素濃度と、排気酸素濃度と、エンジン1への総吸入ガス量とから算出される値を、目標高圧EGR量に設定している。実低圧EGR量は、エンジン1(気筒11a)に吸入される総吸入ガス量から、エアフローセンサ102により検出された新気量を差し引く(「HP/LP−EGR併用」領域では、更に、高圧EGR通路71による還流量の実値である実高圧EGR量も差し引く)ことによって算出する。総吸入ガス量は、吸入ガス温度センサ104により検出されたガス温度と、吸気圧センサ105により検出されたガス圧とから算出することができ、実高圧EGR量は、吸気圧センサ105と排気圧センサ106との差圧及び高圧EGR弁73の実開度より算出することができる。
In the next step S9, the target high pressure EGR amount is set based on the target intake oxygen concentration, the exhaust oxygen concentration, and the oxygen concentration immediately before the merge. That is, in step S8, in addition to the target low pressure EGR amount, the target high pressure EGR amount can be set from the EGR combined use rate, but the exhaust gas recirculated by the low
次のステップS10では、上記の各設定に基づいて、インジェクタ18、吸気シャッタ弁36、排気シャッタ弁43、高圧燃料ポンプ54(調圧弁)、VGT絞り弁62、高圧EGR弁73、低圧EGR弁83、及び電動ウォータポンプ91等の各アクチュエータの制御量を設定する。
In the next step S10, based on the above settings, the
次のステップS11では、上記の制御量に基づいて各アクチュエータを制御し、しかる後にリターンする。 In the next step S11, each actuator is controlled based on the above-described control amount, and then the process returns.
コントロールユニット100は、高圧EGR量が、予め設定された目標高圧EGR量(上記のステップS9で設定された目標高圧EGR量)となるように、高圧EGR弁73の開度を制御する。すなわち、コントロールユニット100は、高圧EGR弁73の開度を、吸気圧センサ105と排気圧センサ106との差圧から、目標高圧EGR量が得られる開度に設定する。
The
また、コントロールユニット100は、低圧EGR量が、予め設定された目標低圧EGR量(上記のステップS7で設定された目標低圧EGR量)となるように、低圧EGR弁83及び排気シャッタ弁43の開度を制御する。その際、設定された目標低圧EGR量が、低圧EGR弁83及び排気シャッタ弁43の全開時に還流可能な低圧EGR量以下である場合には、排気シャッタ弁43が全開状態になり、その状態で、低圧EGR弁83の制御により低圧EGR量を制御する(目標低圧EGR量が多いほど、低圧EGR弁83の開度を大きくする)。また、目標低圧EGR量が、低圧EGR弁83及び排気シャッタ弁43の全開時に還流可能な低圧EGR量よりも多い場合には、低圧EGR弁83が全開状態となり、その状態で、排気シャッタ弁43の制御により低圧EGR量を制御する(目標低圧EGR量が多いほど、排気シャッタ弁43の開度を小さくする)。
Further, the
<EGR供給領域からEGR非供給領域への遷移時の制御>
次に、図4に示すように、EGR供給領域のうちのHP−EGR領域からEGR非供給領域への遷移時のエンジン制御について説明する。なお、本実施形態は、EGR領域が、極軽負荷領域にHP−EGR領域、軽負荷領域にHP/LP併用領域、中負荷領域にHP−EGR領域、高負荷領域に非EGR領域が設定されており、EGR領域の中におけるEGR率はHP−EGR領域が最も高く、且つ、LP−EGR領域が最も低くなるように設定されている。各EGR領域中では、負荷が高くなるほどEGR率は低く設定され、EGR領域全体では、LP−EGR領域の高負荷領域が最もEGR率が低く、所定のEGR率よりも低く設定されている。本発明は、所定のEGR率以上のEGR供給領域から、より高負荷領域又は高エンジン回転領域の所定のEGR率以下のEGR領域(LP−EGR領域の高負荷領域)及び非EGR領域に遷移する際に有効であり、従って、HP−EGR領域からLP−EGR領域の高負荷領域への遷移、HP/LP−EGR併用領域からEGR非供給領域及びLP−EGR領域の高負荷領域への遷移、及びLP−EGR領域の低中負荷領域からEGR非供給領域及びLP−EGR領域の高負荷領域への遷移の際にも有効である。
<Control at the time of transition from the EGR supply area to the EGR non-supply area>
Next, as shown in FIG. 4, engine control at the time of transition from the HP-EGR region to the EGR non-supply region in the EGR supply region will be described. In this embodiment, the EGR region is set to the HP-EGR region in the extremely light load region, the HP / LP combined region in the light load region, the HP-EGR region in the medium load region, and the non-EGR region in the high load region. The EGR rate in the EGR region is set so that the HP-EGR region is the highest and the LP-EGR region is the lowest. In each EGR region, the EGR rate is set lower as the load becomes higher. In the entire EGR region, the high load region in the LP-EGR region has the lowest EGR rate and is set lower than the predetermined EGR rate. The present invention makes a transition from an EGR supply region having a predetermined EGR rate or higher to an EGR region (high load region of LP-EGR region) and a non-EGR region having a higher EGR rate or lower than a predetermined EGR rate in a higher load region or higher engine speed region. Therefore, transition from the HP-EGR region to the high load region of the LP-EGR region, transition from the HP / LP-EGR combined region to the EGR non-supply region and the LP-EGR region to the high load region, It is also effective in transition from the low-medium load region of the LP-EGR region to the EGR non-supply region and the high load region of the LP-EGR region.
まず、エンジン1に対する燃料制御においては、図3に示したステップS7及びS9で、目標吸気酸素濃度に沿ってEGRを制御できていなくても、基本的にはステップS3で設定された(目標トルクとエンジン回転数とから得た)要求出力により算出された要求噴射量によって燃料を噴射する。ここで、要求噴射量が制限値よりも大きい場合は該制限値に止める。本実施形態では、この要求噴射量の制限値が、スモークに対する排気酸素濃度の制限値(排気酸素ガード値)に基づいて決定される。 First, in the fuel control for the engine 1, even if the EGR is not controlled along the target intake oxygen concentration in steps S7 and S9 shown in FIG. 3, the fuel is basically set in step S3 (target torque). And the required injection amount calculated from the required output (obtained from the engine speed). Here, when the required injection amount is larger than the limit value, the limit value is stopped. In the present embodiment, the limit value of the required injection amount is determined based on the limit value (exhaust oxygen guard value) of the exhaust oxygen concentration for smoke.
例えば、加速時において、現時点の吸気酸素濃度(実吸気酸素濃度の推定値)は計算することができる。現時点での吸気酸素濃度に対して得られる排気酸素濃度が、排気酸素ガード値と整合する燃料噴射量を計算して噴射量ガード値を得る。上記の要求出力から計算した燃料の噴射量が、算出した噴射量ガード値を超えているか否かを判断する。 For example, at the time of acceleration, the current intake oxygen concentration (estimated value of actual intake oxygen concentration) can be calculated. An injection amount guard value is obtained by calculating a fuel injection amount in which the exhaust oxygen concentration obtained with respect to the current intake oxygen concentration matches the exhaust oxygen guard value. It is determined whether or not the fuel injection amount calculated from the required output exceeds the calculated injection amount guard value.
以下に、EGR供給領域からEGR非供給領域への遷移する際の制御方法の具体例を図5のフローチャート、並びに燃圧、燃圧アクセル開度、エンジン回転数、燃料噴射量、燃焼モード、排気酸素ガード及び該排気酸素ガードに対する排気酸素濃度の動きを表すグラフに基づいて説明する。 Hereinafter, a specific example of the control method when transitioning from the EGR supply region to the EGR non-supply region will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 and the fuel pressure, fuel pressure accelerator opening, engine speed, fuel injection amount, combustion mode, and exhaust oxygen guard. A description will be given based on a graph representing the movement of the exhaust oxygen concentration with respect to the exhaust oxygen guard.
図5に示すように、まず、ステップST01において、エンジン回転数をエンジン回転数センサ101から読み込む。アクセル開度をアクセル開度センサ110から読み込む。さらに、エンジン水温をエンジン水温センサ108から読み込む。なお、本ステップST01の各データは、図3に示した基本制御フローにおけるステップS1で周期的に取得されており、それらの取得されたデータを用いてもよい。
As shown in FIG. 5, first, in step ST01, the engine speed is read from the
次に、ステップST02において、エンジン1の運転状態が加速中であるか否かを判定する。加速状態になければ、元のステップST01に戻り、加速状態にあれば、次のステップST03に進む。 Next, in step ST02, it is determined whether or not the operating state of the engine 1 is accelerating. If it is not in the acceleration state, the process returns to the original step ST01, and if it is in the acceleration state, the process proceeds to the next step ST03.
次に、ステップST03において、所定のEGR率以上のEGR供給領域から所定のEGR率よりも低い運転領域に遷移したか否かを、本実施例では、LP−EGR領域の高負荷領域以外のEGR領域から、EGR非供給領域又はLP−EGR領域の高負荷領域に遷移したか否かを判定する。所定のEGR率よりも低い運転領域に遷移していなければ、元のステップST01に戻り、所定のEGR率よりも低い運転領域に遷移していれば、次のステップST04に進む。 Next, in the present embodiment, whether or not the transition from the EGR supply region having a predetermined EGR rate or higher to the operation region lower than the predetermined EGR rate is made in step ST03 is performed in the EGR other than the high load region in the LP-EGR region. It is determined whether or not the region has transitioned to the EGR non-supply region or the high load region of the LP-EGR region. If it has not changed to the operation area | region lower than a predetermined | prescribed EGR rate, it will return to the original step ST01, and if it has changed to the operation area | region lower than a predetermined | prescribed EGR rate, it will progress to the following step ST04.
次に、ステップST04において、EGR供給領域の種類に応じて、所定時間の経過後に、燃圧を低下させる。図6の1番目の燃圧のグラフによると、EGR供給領域からEGR非供給領域にA時点で遷移したとすると、燃圧は所定時間の遅れを伴って低下している。図7は、EGR供給領域の種類に応じて、所定時間の設定が変更される様子を模式的に表している。グラフa1は、EGR供給領域のうちのHP/LP−EGR併用領域及びLP−EGR領域における低中負荷領域の所定時間を表し、グラフa2は、EGR供給領域のうちのHP−EGR領域の所定時間を表している。図7から分かるように、HP/LP−EGR併用領域及びLP−EGR領域の低中負荷領域における所定期間(a1)を、HP−EGR領域の所定期間(a2)よりも長く設定してもよい。 Next, in step ST04, the fuel pressure is reduced after a lapse of a predetermined time according to the type of the EGR supply region. According to the graph of the first fuel pressure in FIG. 6, if the transition is made from the EGR supply region to the EGR non-supply region at time A, the fuel pressure decreases with a delay of a predetermined time. FIG. 7 schematically shows how the setting of the predetermined time is changed according to the type of the EGR supply area. Graph a1 represents a predetermined time in the HP / LP-EGR combined region and the LP-EGR region in the EGR supply region, and a graph a2 represents a predetermined time in the HP-EGR region in the EGR supply region. Represents. As can be seen from FIG. 7, the predetermined period (a1) in the low / medium load region of the HP / LP-EGR combined region and the LP-EGR region may be set longer than the predetermined period (a2) of the HP-EGR region. .
なお、燃圧を下げる変更を所定時間の経過後に実行する方法に代えて、実吸気酸素濃度の推定値が所定値以上となった時点で、燃圧を低下させるようにしてもよい。このようにしても、EGR率が低い運転領域への移行後に、燃圧を低下させる制御が遅れるので、その間のトルクの伸びを維持することができる。 Note that the fuel pressure may be lowered when the estimated value of the actual intake oxygen concentration becomes equal to or higher than the predetermined value instead of the method of executing the change for lowering the fuel pressure after the predetermined time has elapsed. Even if it does in this way, since control which lowers | hangs a fuel pressure is overdue after transfer to the operation area | region with a low EGR rate, the elongation of the torque in the meantime can be maintained.
次に、排気酸素濃度の制限値(排気酸素ガード)を徐々に上昇させる。図6の7番目の排気酸素ガードのグラフにおいて、HP−EGR供給領域からEGR非供給領域にA時点で遷移したとする。グラフb1は、EGR非供給領域における排気酸素ガードを表し、グラフb2は、HP−EGR供給領域における排気酸素ガードを表し、グラフb3は、実際の排気酸素ガードを表している。従って、A時点までは、グラフb3はグラフb2にほぼ沿っており、EGR非供給領域に遷移したA時点からB時点の間に、グラフb3はグラフb1に漸近していることが分かる。さらに、図6の4番目の排気酸素ガードに対する排気酸素濃度の動きを表すグラフにおいて、A時点からしばらく後に、実際の排気酸素濃度を表すグラフb4は、実際の排気酸素ガードを表すグラフb3から離れて、その値が上昇していることが分かる。 Next, the limit value (exhaust oxygen guard) of the exhaust oxygen concentration is gradually increased. In the graph of the seventh exhaust oxygen guard in FIG. 6, it is assumed that the transition from the HP-EGR supply region to the EGR non-supply region occurs at time A. Graph b1 represents the exhaust oxygen guard in the EGR non-supply region, graph b2 represents the exhaust oxygen guard in the HP-EGR supply region, and graph b3 represents the actual exhaust oxygen guard. Therefore, it can be seen that the graph b3 is substantially along the graph b2 until the time A, and the graph b3 is asymptotic to the graph b1 between the time A and the time B when transitioning to the EGR non-supply region. Further, in the graph representing the movement of the exhaust oxygen concentration with respect to the fourth exhaust oxygen guard in FIG. 6, a graph b4 representing the actual exhaust oxygen concentration is separated from the graph b3 representing the actual exhaust oxygen guard after a while from the point A. It can be seen that the value is rising.
次に、吸気酸素濃度に基づき、徐々に上昇する排気酸素ガードの元となる燃料の噴射量を計算し、噴射量ガードして設定する。図6の6番目の燃料噴射量のグラフにおいて、グラフb5はガード値(制限値)であり、グラフb6は、実際の噴射量である。EGR非供給領域に遷移したA時点の手前から、排気酸素濃度がEGR非供給領域の排気酸素ガードへのシフトが完了したB時点を超える期間にわたって、実噴射量のグラフb6は、噴射量ガードのグラフb5と合致している。図8は、排気酸素ガード値(閾値)の上昇に伴って、燃料の噴射量ガードが低減される様子を模式的に表している。その後、本制御フローからリターンする。 Next, based on the intake oxygen concentration, the injection amount of the fuel that becomes the source of the exhaust oxygen guard that gradually rises is calculated, and the injection amount guard is set. In the graph of the sixth fuel injection amount in FIG. 6, a graph b5 is a guard value (limit value), and a graph b6 is an actual injection amount. The graph b6 of the actual injection amount shows the injection amount guard over the period from the point A before the transition to the EGR non-supply region to the point B when the exhaust oxygen concentration shifts to the exhaust oxygen guard in the EGR non-supply region. This is consistent with the graph b5. FIG. 8 schematically shows how the fuel injection amount guard is reduced as the exhaust oxygen guard value (threshold value) increases. Thereafter, the process returns from this control flow.
以上をまとめると、図9のようになる。すなわち、加速時に、所定のEGR率以上のEGR供給領域から所定のEGR率よりも低い運転領域に遷移すると、新気量の増大により燃焼速度が上昇して燃焼音が大きくなる。そこで、燃圧を下げることにより、燃料と酸素との混合を抑え、燃焼速度の上昇を抑えることにより、燃焼音の増大を抑制する。しかしながら、燃圧を下げて燃料と酸素との混合を抑えると、燃料の微粒子化が進まず、スモークが増大するため、排気酸素ガードをリーン側に厳しくすることにより、該スモークの増大を抑える。 The above is summarized as shown in FIG. That is, during acceleration, when a transition is made from an EGR supply region that is equal to or higher than a predetermined EGR rate to an operation region that is lower than the predetermined EGR rate, the combustion speed increases due to the increase in the amount of fresh air, and the combustion noise increases. Therefore, by reducing the fuel pressure, mixing of fuel and oxygen is suppressed, and an increase in combustion speed is suppressed, thereby suppressing an increase in combustion noise. However, if the fuel pressure is lowered to suppress the mixing of fuel and oxygen, the fuel will not be atomized and smoke will increase. Therefore, the exhaust oxygen guard is tightened to the lean side to suppress the increase in smoke.
また、本実施形態は、図6の3番目の燃焼モードを表すグラフのように、燃焼モードを変更してもよい。例えば、所定のEGR率以上のEGR供給領域における多段噴射を、所定のEGR率よりも低い運転領域においては、該多段噴射の段数を減らす燃焼モードとしてもよい。具体的には、図10に示すように、例えば、所定のEGR率以上のEGR供給領域において、燃料の噴射パターンに、パイロット噴射、前噴射(プリ噴射)、主噴射(メイン噴射)、及び後噴射(アフタ噴射)からなる4段の噴射パターンを採用しているとすると、所定のEGR率よりも低い運転領域に遷移した後は、図11に示すように、前噴射及び主噴射からなる2段の噴射パターンを採用してもよい。 Moreover, this embodiment may change a combustion mode like the graph showing the 3rd combustion mode of FIG. For example, the multi-stage injection in the EGR supply region having a predetermined EGR rate or higher may be a combustion mode in which the number of stages of the multi-stage injection is reduced in the operation region lower than the predetermined EGR rate. Specifically, as shown in FIG. 10, for example, in an EGR supply region having a predetermined EGR rate or higher, the fuel injection pattern includes pilot injection, pre-injection (pre-injection), main injection (main injection), and rear Assuming that a four-stage injection pattern consisting of injection (after injection) is adopted, after transition to an operation region lower than a predetermined EGR rate, as shown in FIG. A step injection pattern may be employed.
このようにすると、多段噴射によるパイロット噴射及びプリ噴射による燃焼音の増大を抑えることができる。その上、多段噴射の噴射段数を減らしたことにより、燃費も向上する。 If it does in this way, the increase in the combustion sound by pilot injection by multistage injection and pre-injection can be controlled. In addition, the fuel efficiency is improved by reducing the number of injection stages of the multi-stage injection.
本発明に係るエンジンの制御装置は、所定のEGR率以上のEGR供給領域から所定のEGR率よりも低い運転領域に遷移するEGR制御を必要とする用途等に適用することができる。 The engine control device according to the present invention can be applied to an application that requires EGR control for transitioning from an EGR supply region having a predetermined EGR rate or higher to an operation region lower than the predetermined EGR rate.
1 エンジン
30 吸気通路
31 エアクリーナ
36 吸気シャッタ弁
41 排気浄化装置
42 サイレンサ
43 排気シャッタ弁
61 排気ターボ過給機
61a コンプレッサ
61b タービン
73 高圧EGR弁
83 低圧EGR弁
101 エンジン回転数センサ
102 エアフローセンサ(新気量センサ)
103 吸気温度センサ
104 吸入ガス温度センサ
105 吸気圧センサ
106 排気圧センサ
107 排気温度センサ
108 エンジン水温センサ
1
103
Claims (5)
加速時に排気を吸気系に再循環する所定のEGR率以上のEGR供給領域から所定のEGR率よりも低い運転領域に移行したことを判定した際に、燃圧を低下させると共に、
少なくともアクセル開度に基づく要求トルクにより設定される要求噴射量は、前記排気酸素濃度の閾値に基づいて決定され、
前記排気酸素濃度の閾値は、前記所定のEGR率以上のEGR供給領域と前記所定のEGR率よりも低い運転領域とで異なる閾値を有しており、該所定のEGR率よりも低い運転領域における排気酸素濃度の閾値は、前記所定のEGR率以上のEGR供給領域の閾値よりも高く設定されており、
前記燃料噴射量の上限値は、前記排気酸素濃度の閾値の上昇に伴って低減され、
前記所定のEGR率以上のEGR供給領域と前記所定のEGR率よりも低い運転領域とは異なる燃圧が設定されており、該所定のEGR率よりも低い運転領域における燃圧は、前記所定のEGR率以上のEGR供給領域の燃圧よりも低く設定されており、
前記所定のEGR率以上のEGR供給領域から前記所定のEGR率よりも低い運転領域への移行時には、所定期間が経過した後に、前記燃圧を低下させ、
前記燃圧の低下時には、前記所定のEGR率以上のEGR供給領域の前記排気酸素濃度の閾値から、前記所定のEGR率よりも低い運転領域における閾値に向けて徐々に上昇させることを特徴とするエンジン制御装置。 An engine control device that sets an upper limit value for a fuel injection amount so that an exhaust oxygen concentration does not fall below a predetermined threshold while increasing a boost pressure by increasing fuel during acceleration,
When it is determined that an EGR supply region that is greater than or equal to a predetermined EGR rate that recirculates exhaust gas to the intake system during acceleration has shifted to an operation region that is lower than the predetermined EGR rate, the fuel pressure is reduced ,
The required injection amount set by at least the required torque based on the accelerator opening is determined based on the threshold value of the exhaust oxygen concentration ,
The exhaust oxygen concentration threshold value has a different threshold value in an EGR supply region that is equal to or higher than the predetermined EGR rate and an operating region that is lower than the predetermined EGR rate, and in an operating region that is lower than the predetermined EGR rate. The exhaust oxygen concentration threshold value is set higher than the threshold value of the EGR supply region equal to or higher than the predetermined EGR rate,
The upper limit value of the fuel injection amount is reduced as the exhaust oxygen concentration threshold increases ,
Different fuel pressures are set in the EGR supply region above the predetermined EGR rate and the operation region lower than the predetermined EGR rate, and the fuel pressure in the operation region lower than the predetermined EGR rate is the predetermined EGR rate. It is set lower than the fuel pressure in the above EGR supply area,
At the time of transition from an EGR supply region that is equal to or higher than the predetermined EGR rate to an operation region that is lower than the predetermined EGR rate, the fuel pressure is decreased after a predetermined period has elapsed,
When the fuel pressure decreases , the engine gradually increases from the threshold value of the exhaust oxygen concentration in the EGR supply region that is equal to or higher than the predetermined EGR rate toward the threshold value in the operation region that is lower than the predetermined EGR rate. Control device.
前記EGR供給領域は、相対的に圧力が高い排気を用いる高圧EGR領域、相対的に圧力が低い排気を用いる低圧EGR領域、前記高圧EGR領域及び低圧EGR領域を併用する高圧/低圧EGR併用領域のうち、前記高圧EGR領域全域と高圧/低圧EGR併用領域全域と、前記低圧EGR領域の低中負荷域であり、
前記高圧/低圧EGR併用領域及び低圧EGR領域における前記所定期間を、前記高圧EGR領域よりも長く設定することを特徴とするエンジン制御装置。 The engine control device according to claim 1 ,
The EGR supply region includes a high pressure EGR region that uses exhaust having a relatively high pressure, a low pressure EGR region that uses exhaust having a relatively low pressure, and a high pressure / low pressure EGR combined region that uses the high pressure EGR region and the low pressure EGR region together. Of these, the high pressure EGR region, the high pressure / low pressure EGR combined region, and the low and medium load region of the low pressure EGR region,
The high pressure / the predetermined time period in the low-pressure EGR combination area and the low-pressure EGR region, the engine control apparatus characterized by setting longer than the high-pressure EGR region.
加速時に排気を吸気系に再循環する所定のEGR率以上のEGR供給領域から所定のEGR率よりも低い運転領域に移行したことを判定した際に、燃圧を低下させると共に、
少なくともアクセル開度に基づく要求トルクにより設定される要求噴射量は、前記排気酸素濃度の閾値に基づいて決定され、
前記排気酸素濃度の閾値は、前記所定のEGR率以上のEGR供給領域と前記所定のEGR率よりも低い運転領域とで異なる閾値を有しており、該所定のEGR率よりも低い運転領域における排気酸素濃度の閾値は、前記所定のEGR率以上のEGR供給領域の閾値よりも高く設定されており、
前記燃料噴射量の上限値は、前記排気酸素濃度の閾値の上昇に伴って低減され、
前記所定のEGR率以上のEGR供給領域と前記所定のEGR率よりも低い運転領域とは異なる燃圧が設定されており、該所定のEGR率よりも低い運転領域における燃圧は、前記所定のEGR率以上のEGR供給領域の燃圧よりも低く設定されており、
前記所定のEGR率以上のEGR供給領域から前記所定のEGR率よりも低い運転領域への移行時には、吸気酸素濃度が所定値以上となった時点で、前記燃圧を低下させ、
前記燃圧の低下時には、前記所定のEGR率以上のEGR供給領域の前記排気酸素濃度の閾値から、前記所定のEGR率よりも低い運転領域における閾値に向けて徐々に上昇させることを特徴とするエンジン制御装置。 An engine control device that sets an upper limit value for a fuel injection amount so that an exhaust oxygen concentration does not fall below a predetermined threshold while increasing a boost pressure by increasing fuel during acceleration,
When it is determined that an EGR supply region that is greater than or equal to a predetermined EGR rate that recirculates exhaust gas to the intake system during acceleration has shifted to an operation region that is lower than the predetermined EGR rate, the fuel pressure is reduced,
The required injection amount set by at least the required torque based on the accelerator opening is determined based on the threshold value of the exhaust oxygen concentration ,
The exhaust oxygen concentration threshold value has a different threshold value in an EGR supply region that is equal to or higher than the predetermined EGR rate and an operating region that is lower than the predetermined EGR rate, and in an operating region that is lower than the predetermined EGR rate. The exhaust oxygen concentration threshold value is set higher than the threshold value of the EGR supply region equal to or higher than the predetermined EGR rate,
The upper limit value of the fuel injection amount is reduced as the exhaust oxygen concentration threshold increases ,
Different fuel pressures are set in the EGR supply region above the predetermined EGR rate and the operation region lower than the predetermined EGR rate, and the fuel pressure in the operation region lower than the predetermined EGR rate is the predetermined EGR rate. It is set lower than the fuel pressure in the above EGR supply area,
At the time of transition from an EGR supply region that is equal to or higher than the predetermined EGR rate to an operation region that is lower than the predetermined EGR rate, the fuel pressure is reduced when the intake oxygen concentration becomes equal to or higher than a predetermined value,
When the fuel pressure decreases, the engine gradually increases from the threshold value of the exhaust oxygen concentration in the EGR supply region that is equal to or higher than the predetermined EGR rate toward the threshold value in the operation region that is lower than the predetermined EGR rate. Control device.
前記EGR供給領域は、相対的に圧力が高い排気を用いる高圧EGR領域、相対的に圧力が低い排気を用いる低圧EGR領域、前記高圧EGR領域及び低圧EGR領域を併用する高圧/低圧EGR併用領域のうち、前記高圧EGR領域全域と高圧/低圧EGR併用領域全域と、前記低圧EGR領域の低中負荷域であり、The EGR supply region includes a high pressure EGR region that uses exhaust having a relatively high pressure, a low pressure EGR region that uses exhaust having a relatively low pressure, and a high pressure / low pressure EGR combined region that uses the high pressure EGR region and the low pressure EGR region together. Of these, the high pressure EGR region, the high pressure / low pressure EGR combined region, and the low and medium load region of the low pressure EGR region,
前記高圧/低圧EGR併用領域及び低圧EGR領域における所定期間を、前記高圧EGR領域よりも長く設定することを特徴とするエンジン制御装置。An engine control apparatus characterized in that a predetermined period in the high-pressure / low-pressure EGR combined region and the low-pressure EGR region is set longer than the high-pressure EGR region.
前記EGR供給領域から前記所定のEGR率よりも低い運転領域への移行時には、エンジンの燃焼モードにおける噴射パターンを、より噴射回数が少ない噴射パターンに切り換えることを特徴とするエンジン制御装置。 The engine control apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
An engine control device that switches an injection pattern in an engine combustion mode to an injection pattern with a smaller number of injections when shifting from the EGR supply region to an operation region lower than the predetermined EGR rate.
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JP3539238B2 (en) * | 1998-10-29 | 2004-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine |
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