JP6458480B2 - Exhaust gas recirculation control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの吸気系に排気の一部を還流させる排気還流制御装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation control device that recirculates part of exhaust gas to an intake system of an engine.
従来、車両に搭載されるエンジンの排気ガスを排気系から吸気系へと再循環させることで、燃費や環境性能を改善する排気還流制御装置が知られている。すなわち、排気通路と吸気通路との間をEGR(Exhaust Gas Recirculation)通路で接続し、排気ガスの一部をEGRガスとして、再びシリンダに導入するものである。EGR通路上には、EGRガスが吸気系に導入されるタイミングやEGRガスの流量(EGR量)を調節するためのEGR弁が設けられ、エンジンの運転状態に応じてその開度が制御される。 Conventionally, an exhaust gas recirculation control device that improves fuel efficiency and environmental performance by recirculating exhaust gas of an engine mounted on a vehicle from an exhaust system to an intake system is known. That is, the exhaust passage and the intake passage are connected by an EGR (Exhaust Gas Recirculation) passage, and a part of the exhaust gas is introduced into the cylinder again as EGR gas. On the EGR passage, an EGR valve for adjusting the timing at which EGR gas is introduced into the intake system and the flow rate (EGR amount) of the EGR gas is provided, and its opening degree is controlled according to the operating state of the engine. .
一方、EGR弁を通過するEGRガスの流量は、たとえEGR弁の開度が一定であったとしても、吸気系及び排気系の圧力差に応じて変動する。つまり、EGR弁の開度とEGR量との対応関係は、エンジンの運転状態や環境条件によって変化しうる。そこで、これらの対応関係が規定される「開度流量マップ」を適宜補正,更新することで、EGRガスの流量を適正化することが提案されている。例えば、エンジンのアイドリング運転中に吸気温度と予め設定された基準値との温度差を算出し、この温度差に基づいてEGR弁の開度流量マップを修正する技術が存在する(特許文献1参照)。 On the other hand, the flow rate of the EGR gas passing through the EGR valve varies depending on the pressure difference between the intake system and the exhaust system even if the opening degree of the EGR valve is constant. That is, the correspondence relationship between the opening degree of the EGR valve and the EGR amount can vary depending on the operating state of the engine and environmental conditions. In view of this, it has been proposed that the flow rate of the EGR gas is optimized by appropriately correcting and updating the “opening flow rate map” in which these correspondences are defined. For example, there is a technique for calculating a temperature difference between an intake air temperature and a preset reference value during an idling operation of an engine, and correcting an opening flow rate map of an EGR valve based on the temperature difference (see Patent Document 1). ).
しかしながら、EGR弁の開度流量マップは、全てのEGR制御に影響を及ぼす基本的な設定データであるため、その内容を安易に修正すると、EGRガスの流量を適切に制御することができない場合がある。例えば、エンジンに作用する負荷の大きさは、アイドリング運転中であっても環境条件(外気温,外気圧)や外部負荷装置(空調装置,各種電装品,自動変速機等)の作動状態に応じて変動する。このような一時的な負荷変動の影響が開度流量マップに反映されてしまうと、筒内に導入されるEGR量に過不足が生じうる。したがって、開度流量マップを補正,更新するための条件は、より慎重に判断することが望まれる。 However, since the opening flow rate map of the EGR valve is basic setting data that affects all EGR control, if the content is easily corrected, the flow rate of the EGR gas may not be appropriately controlled. is there. For example, the magnitude of the load acting on the engine depends on the environmental conditions (outside temperature, outside pressure) and operating conditions of external load devices (air conditioners, various electrical components, automatic transmissions, etc.) even during idling operation. Fluctuate. If the influence of such a temporary load fluctuation is reflected in the opening flow rate map, the amount of EGR introduced into the cylinder may be excessive or insufficient. Therefore, it is desirable to judge the conditions for correcting and updating the opening flow rate map more carefully.
一方、車両の走行環境の変化によって外気温や外気圧,湿度等が急変し、筒内に導入される混合気の温度が過度に上昇したような場合には、着火遅れ時間が短縮されるとともに、排ガス性能の悪化(例えばNOxの増加など)が懸念される。したがって、開度流量マップを補正,更新するための条件は、補正によって生じる吸気温度の変化を考慮して判断することが望まれる。 On the other hand, if the outside air temperature, outside air pressure, humidity, etc. change suddenly due to changes in the driving environment of the vehicle and the temperature of the air-fuel mixture introduced into the cylinder rises excessively, the ignition delay time is shortened. There is a concern about deterioration of exhaust gas performance (for example, increase in NOx). Therefore, it is desirable to determine the conditions for correcting and updating the opening flow rate map in consideration of the change in intake air temperature caused by the correction.
本件は上記のような課題に鑑み創案されたものであり、排気還流制御装置に関し、筒内の燃焼状態を改善することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。 This case has been devised in view of the above problems, and an object of the exhaust recirculation control device is to improve the in-cylinder combustion state. In addition, it is not only this purpose, but it is an operation effect derived from each composition shown in "mode for carrying out the invention", Comprising: There exists an effect which cannot be obtained by the prior art as another object of this case. Can be positioned.
(1)ここで開示する排気還流制御装置は、高圧EGR通路及び低圧EGR通路を具備するEGRシステムの高圧EGR量及び低圧EGR量を制御する排気還流制御装置である。この排気還流制御装置は、エンジンの吸気温度の目標値を計測値から減じた温度差を算出する算出部を備える。また、前記算出部で算出された前記温度差に基づき、前記温度差が小さくなるように前記高圧EGR量及び前記低圧EGR量を学習制御する制御部を備える。前記制御部は、前記温度差が負の第一閾値以下であれば、前記高圧EGR量を増加させ、前記温度差が前記第一閾値よりも小さい絶対値を有する正の第二閾値以上であれば、前記低圧EGR量を増加させる。 (1) The exhaust gas recirculation control device disclosed herein is an exhaust gas recirculation control device that controls the high pressure EGR amount and the low pressure EGR amount of an EGR system including a high pressure EGR passage and a low pressure EGR passage. The exhaust gas recirculation control device includes a calculation unit that calculates a temperature difference obtained by subtracting a target value of the intake temperature of the engine from a measured value. Moreover, the control part which carries out learning control of the said high voltage | pressure EGR amount and the said low voltage | pressure EGR quantity is provided so that the said temperature difference may become small based on the said temperature difference calculated by the said calculation part. The controller increases the high-pressure EGR amount if the temperature difference is equal to or less than a negative first threshold, and the temperature difference is equal to or greater than a positive second threshold having an absolute value smaller than the first threshold. For example, the low pressure EGR amount is increased.
前記高圧EGR通路及び前記低圧EGR通路はともに、前記エンジンの排気系から吸気系へと排気ガスの一部を還流させるEGR通路である。前記高圧EGR通路は、前記エンジンの吸気系及び排気系に介装される過給機よりもシリンダに近い位置で前記排気ガスの一部を還流させる通路である。一方、前記低圧EGR通路は、前記過給機よりも前記シリンダから離れた位置で前記排気ガスの一部を還流させる通路である。また、前記高圧EGR量とは、前記高圧EGR通路を通過する高圧EGRガスの量を表し、前記低圧EGR量とは、前記低圧EGR通路を通過する低圧EGRガスの量を表す。 Both the high pressure EGR passage and the low pressure EGR passage are EGR passages that recirculate a part of the exhaust gas from the exhaust system of the engine to the intake system. The high-pressure EGR passage is a passage that recirculates a part of the exhaust gas at a position closer to the cylinder than a supercharger interposed in the intake system and exhaust system of the engine. On the other hand, the low pressure EGR passage is a passage that recirculates a part of the exhaust gas at a position farther from the cylinder than the supercharger. The high pressure EGR amount represents the amount of high pressure EGR gas passing through the high pressure EGR passage, and the low pressure EGR amount represents the amount of low pressure EGR gas passing through the low pressure EGR passage.
前記吸気温度の目標値は、前記エンジンの運転状態に基づいて設定されるものであってもよいし、予め設定された固定値であってもよい。また、前記計測値は、前記エンジンの吸気系に設けられた温度センサで検出されたものであってもよいし、吸気系で検出された他の吸気関連パラメータ(例えば、インマニ圧,吸気酸素濃度等)に基づいて推定演算された前記吸気温度の推定値であってもよい。 The target value of the intake air temperature may be set based on the operating state of the engine, or may be a fixed value set in advance. Further, the measured value may be detected by a temperature sensor provided in the intake system of the engine, or other intake-related parameters (for example, intake manifold pressure, intake oxygen concentration) detected in the intake system. Etc.) may be an estimated value of the intake air temperature calculated based on the above.
前記高圧EGR量を増加させる昇温操作と比較して、前記低圧EGR量を増加させる降温操作の方が、より絶対値の小さい閾値に基づいて実施条件が判定される。これにより、昇温操作は降温操作よりも開始されにくくなり、言い換えれば、前記高圧EGR量は前記低圧EGR量よりも増量されにくくなる。なお、前記第一閾値は、前記温度差が負の場合にEGR弁の開度と流量との対応関係を変更するための前記閾値であり、前記第二閾値は、前記温度差が正の場合に前記対応関係を変更するための前記閾値である。 Compared with the temperature raising operation for increasing the high-pressure EGR amount, the temperature-decreasing operation for increasing the low-pressure EGR amount is determined based on a threshold having a smaller absolute value. Accordingly, the temperature raising operation is less likely to be started than the temperature lowering operation, in other words, the high pressure EGR amount is less likely to be increased than the low pressure EGR amount. The first threshold is the threshold for changing the correspondence between the opening degree of the EGR valve and the flow rate when the temperature difference is negative, and the second threshold is when the temperature difference is positive. The threshold value for changing the correspondence relationship.
ここで、前記温度差が小さくなるように前記高圧EGR量及び前記低圧EGR量を制御することを「学習制御」と呼ぶ。前記第一閾値は、前記目標値よりも前記計測値が小さい場合(吸気温度が低温である場合)に、前記学習制御を実施するための前記閾値である。一方、前記第二閾値は、前記目標値よりも前記計測値が大きい場合(前記吸気温度が高温である場合)に、前記学習制御を実施するための前記閾値である。つまり、前記吸気温度が低温である場合には、高温である場合よりも前記学習制御が実施されにくくなる。 Here, controlling the high pressure EGR amount and the low pressure EGR amount so as to reduce the temperature difference is referred to as “learning control”. The first threshold is the threshold for performing the learning control when the measured value is smaller than the target value (when the intake air temperature is low). On the other hand, the second threshold is the threshold for carrying out the learning control when the measured value is larger than the target value (when the intake air temperature is high). That is, when the intake air temperature is low, the learning control is less likely to be performed than when the intake air temperature is high.
(2)前記制御部が、前記エンジンの負荷が高いほど前記第一閾値と前記第二閾値との間隔を広げることが好ましい。
前記温度差が前記第一閾値(負の値)を超える場合、前記昇温操作は実施されない。また、前記温度差が前記第二閾値(正の値)未満の場合、前記降温操作は実施されない。したがって、前記第一閾値と前記第二閾値とに挟まれた領域は、前記学習制御が不実施となる領域に対応する。前記第一閾値と前記第二閾値との間隔を広げることで、この領域が拡大され、前記学習制御が開始されにくくなる。
(2) It is preferable that the said control part widens the space | interval of said 1st threshold value and said 2nd threshold value, so that the load of the said engine is high.
When the temperature difference exceeds the first threshold (negative value), the temperature raising operation is not performed. When the temperature difference is less than the second threshold value (positive value), the temperature lowering operation is not performed. Therefore, a region sandwiched between the first threshold value and the second threshold value corresponds to a region where the learning control is not performed. By widening the interval between the first threshold value and the second threshold value, this area is enlarged, and the learning control is hardly started.
(3)前記制御部が、前記エンジンの単位負荷あたりの前記第一閾値の変化勾配の絶対値を、前記エンジンの単位負荷あたりの前記第二閾値の変化勾配の絶対値よりも大きく設定することが好ましい。
(4)前記制御部は、前記温度差が負の場合に前記高圧EGR量を増加させるための前記エンジンの第一最小負荷を、前記温度差が正の場合に前記低圧EGR量を増加させるための前記エンジンの第二最小負荷よりも高い値に設定することが好ましい。つまり、前記目標値よりも前記計測値が小さい場合(前記吸気温度が低温である場合)には、高温である場合よりも前記エンジンが高負荷の状態でなければ前記学習制御が実施されないようにすることが好ましい。
(3) The control unit sets the absolute value of the change gradient of the first threshold per unit load of the engine to be larger than the absolute value of the change gradient of the second threshold per unit load of the engine. Is preferred.
(4) The control unit increases the first minimum load of the engine for increasing the high pressure EGR amount when the temperature difference is negative, and increases the low pressure EGR amount when the temperature difference is positive. It is preferable to set a value higher than the second minimum load of the engine. In other words, when the measured value is smaller than the target value (when the intake air temperature is low), the learning control is not performed unless the engine is in a high load state compared to when the intake temperature is high. It is preferable to do.
(5)なお、前記第二最小負荷が、前記エンジンのアイドル負荷と同一値であり、前記第一最小負荷が、前記アイドル負荷よりも大きい値であることが好ましい。
(6)また、前記制御部は、前記エンジンの負荷が前記第一最小負荷未満ならば前記負荷が高いほど前記第二閾値を小さくし、前記エンジンの負荷が前記第一最小負荷以上ならば前記負荷が高いほど前記第二閾値を大きくすることが好ましい。
(5) In addition, it is preferable that said 2nd minimum load is the same value as the idle load of said engine, and said 1st minimum load is a value larger than said idle load.
(6) Further, the control unit reduces the second threshold value as the load is higher if the engine load is less than the first minimum load, and if the engine load is equal to or higher than the first minimum load, It is preferable to increase the second threshold value as the load is higher.
ここで開示する排気還流制御装置では、高圧EGR量を増加させる昇温操作と比較して、低圧EGR量を増加させる降温操作の方が、より絶対値の小さい閾値に基づいて実施条件が判定される。これにより、降温操作よりも昇温操作を開始されにくくすることができる。つまり、吸気温度の計測値を上昇させるような操作を抑制することができ、高圧EGR量の増量を抑制して、エンジンの筒内ガス温度の過度な上昇を回避することができる。一方、降温操作は比較的開始されやすくなるため、着火遅れ時間を確保して、排ガス性能の良い燃焼状態を保つことができる。 In the exhaust gas recirculation control apparatus disclosed herein, the implementation condition is determined based on a threshold value having a smaller absolute value in the temperature lowering operation that increases the low pressure EGR amount than in the temperature increase operation that increases the high pressure EGR amount. The Thereby, it can be made difficult to start temperature rising operation rather than temperature falling operation. That is, an operation that increases the measured value of the intake air temperature can be suppressed, and an increase in the high-pressure EGR amount can be suppressed to avoid an excessive increase in the in-cylinder gas temperature of the engine. On the other hand, since the temperature lowering operation is relatively easily started, an ignition delay time can be secured and a combustion state with good exhaust gas performance can be maintained.
図面を参照して、実施形態としての排気還流制御装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。 An exhaust gas recirculation control apparatus as an embodiment will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is merely an example, and there is no intention of excluding various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present embodiment, and can be selected or combined as necessary.
[1.エンジン]
本実施形態の排気還流制御装置は、図1に示すデュアルループEGRシステムを備えたエンジン10に適用される。図1中には、エンジン10に設けられる複数のシリンダのうちの一つを例示する。このエンジン10は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、車両の走行状態に応じて拡散燃焼運転と予混合燃焼運転とを切り替えて実施する。拡散燃焼運転とは、エンジン10の筒内で拡散燃焼(拡散圧縮自着火燃焼)を実現する運転モードである。一方、予混合燃焼運転とは、エンジン10の筒内で予混合燃焼(予混合圧縮自着火燃焼)を実現する運転モードである。本実施形態のエンジン10では、これらの二種類の燃焼状態が車両の走行状態に応じて使い分けられる。
[1. engine]
The exhaust gas recirculation control device according to the present embodiment is applied to an
シリンダの頂面には、吸気ポート,排気ポートが設けられ、それぞれのポート開口には吸気弁,排気弁が設けられる。また、筒内の上部には、筒内噴射弁11がその先端を燃焼室側に突出させた状態で設けられる。筒内噴射弁11は、各々の筒内に燃料を噴射する直噴インジェクターであり、高圧の燃料が内部に蓄えられたコモンレール(蓄圧室)に接続される。
An intake port and an exhaust port are provided on the top surface of the cylinder, and an intake valve and an exhaust valve are provided in each port opening. Further, an in-
筒内噴射弁11から供給される燃料噴射量や噴射タイミングは、エンジン制御装置1で制御される。例えば、エンジン制御装置1から筒内噴射弁11に制御パルス信号が伝達されると、筒内噴射弁11の噴孔がその制御パルス信号の大きさに対応する期間だけ開放される。なお、燃料噴射量は、コモンレール内のレール圧や制御パルス信号の大きさ(駆動パルス幅)に応じた量となり、燃料噴射時期(噴射タイミング)は制御パルス信号が伝達された時刻に対応したものとなる。
The fuel injection amount and injection timing supplied from the in-
エンジン10の吸気通路12及び排気通路13には、排気圧を利用して吸気通路12上の空気を筒内へと強制的に送り込むことで過給するターボチャージャー14(過給機)が介装される。ターボチャージャー14は、タービン,コンプレッサの互いの回転軸が軸受を介して連結された構造を持つ。タービンは排気通路13上に配置され、コンプレッサは吸気通路12上に配置される。ターボチャージャー14の作動状態は、エンジン10の運転状態に応じてエンジン制御装置1で制御される。
The
吸気通路12には、上流側から順にエアクリーナー(フィルター)16,低圧スロットル弁17,ターボチャージャー14,インタークーラー18,高圧スロットル弁19が設けられる。一方、排気通路13には、ターボチャージャー14よりも下流側に排気浄化装置15が介装される。この排気浄化装置15には、DOC(ディーゼル酸化触媒)15AやDPF(ディーゼル・パティキュレート・フィルター)15B等が内蔵される。
In the
また、このエンジン10には、排気の一部を吸気側に再循環させるための二系統のEGR通路、すなわち、高圧EGR通路20,低圧EGR通路23が設けられる。高圧EGR通路20は、吸気通路12及び排気通路13においてターボチャージャー14よりもシリンダに近い部分同士を連通するEGR通路であり、吸気通路12におけるターボチャージャー14(コンプレッサ)よりも下流側と、排気通路13におけるターボチャージャー14(タービン)よりも上流側とを接続する。本実施形態の高圧EGR通路20は、吸気通路12との接続箇所(出口箇所)が高圧スロットル弁19よりも下流側に設定される。また、高圧EGR通路20には、高圧EGRクーラー21及び高圧EGR弁22(EGR弁の一つ)が介装される。高圧EGR通路20を介して吸気系に導入されるEGRガスの量(高圧EGR量)は、吸気系及び排気系の圧力差や、高圧EGR通路20を流れるEGRガスの圧力,高圧EGR弁22の開度等に応じた量となる。
In addition, the
低圧EGR通路23は、吸気通路12及び排気通路13においてターボチャージャー14よりもシリンダから遠い部分同士を連通するEGR通路であり、吸気通路12におけるターボチャージャー14(コンプレッサ)よりも上流側と、排気通路13におけるターボチャージャー14(タービン)よりも下流側とを接続する。本実施形態の低圧EGR通路23は、排気通路13との接続箇所(入口箇所)が排気浄化装置15よりも下流側に設定されるとともに、吸気通路12との接続箇所(出口箇所)が低圧スロットル弁17よりも下流側に配置される。また、低圧EGR通路23には、低圧EGRフィルタ24,低圧EGRクーラー25,低圧EGR弁26(EGR弁の一つ)が介装される。低圧EGR通路23を介して吸気系に導入されるEGRガスの量(低圧EGR量)は、吸気系及び排気系の圧力差や、低圧EGR通路23を流れるEGRガスの圧力,低圧EGR弁26の開度等に応じた量となる。
The low-
高圧EGR弁22及び低圧EGR弁26の弁開度は可変であり、エンジン制御装置1において、エンジン10の運転状態に応じて制御される。例えば、エンジン10の運転状態に応じて、所望の高圧EGR量及び低圧EGR量が算出され、各々のEGR量に対応する弁開度となるように、高圧EGR弁22,低圧EGR弁26のそれぞれの開度が制御される。また、本実施形態では、所望のEGR量と弁開度との対応関係を補正し、その補正内容を記録,更新することによって適切な制御量を学習する学習制御が実施される。この学習制御の具体的な内容については後述する。
The valve openings of the high
高圧スロットル弁19は、吸気通路12における高圧EGR通路20との接続箇所よりも上流であって、低圧EGR通路23との接続箇所よりも下流に配置される。また、低圧スロットル弁17は、吸気通路12における低圧EGR通路23との接続箇所よりも上流であって、エアクリーナー16よりも下流側に配置される。高圧EGR通路20を通過するEGR量は、高圧スロットル弁19の開度を増大させるほど減少する特性を持つ。同様に、低圧EGR通路23を通過するEGR量も、低圧スロットル弁17の開度を増大させるほど減少する特性を持つ。
The high-
エンジン10のクランクシャフトの近傍には、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転数センサ31が設けられる。また、吸気通路12の高圧スロットル弁19よりも下流側には、筒内に導入される吸気の圧力(インマニ圧P)を計測するインマニ圧センサ32と、吸気中の酸素濃度(吸気酸素濃度D)を検出する酸素濃度センサ33と、筒内に導入される直前の吸気の温度(インマニ温度TR)を検出する吸気温センサ37とが設けられる。以下、吸気温センサ37で検出される温度のことを、実吸気温度TRと呼ぶ。
An
実吸気温度TRは、高圧EGR通路20を介して吸気通路12に導入されるEGRガスの温度(高圧EGRガス温度)よりも低温である。また、実吸気温度TRは、低圧EGR通路23を介して吸気通路12に導入されるEGRガスの温度(低圧EGRガス温度)よりも高温である。したがって、実吸気温度TRは、高圧EGR量及び低圧EGR量のそれぞれを増減させることによって調節可能である。以下、実吸気温度TRが上昇するようにEGR量を増減させる操作のことを「昇温操作」と呼び、実吸気温度TRが低下するようにEGR量を増減させる操作のことを「降温操作」と呼ぶ。高圧EGR量を増加させる操作や低圧EGR量を減少させる操作は昇温操作に含まれ、高圧EGR量を減少させる操作や低圧EGR量を増加させる操作は降温操作に含まれる。
The actual intake air temperature T R is lower than the temperature of the EGR gas introduced into the
車両の任意の位置には、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度APS)を検出するアクセル開度センサ34と、シフトレバーの操作位置SPを検出するシフトポジションセンサ35と、車速Vを検出する車速センサ36とが設けられる。アクセル開度APSやその時間変化率ΔAPSは、例えば運転手がエンジン10に要求する出力(トルク)の大きさに対応するパラメータとされる。また、シフトレバーの操作位置SPは、車両に搭載される変速機の変速ギア段(例えば1速,2速,…,6速等)に対応する。上記の各種センサ31〜37で検出された各種情報は、エンジン制御装置1に伝達される。
At an arbitrary position of the vehicle, an
[2.エンジン制御装置]
上記のエンジン10を搭載する車両には、エンジン制御装置1(Engine Electronic Control Unit,制御装置,排気還流制御装置)が設けられる。エンジン制御装置1は、エンジン10に関する点火系,燃料系,吸排気系及び動弁系といった広汎なシステムを総合的に制御する電子制御装置であり、エンジン10の各シリンダに供給される吸入空気量や燃料噴射量,燃料噴射時期,EGR量等を制御するものである。エンジン制御装置1は、車載ネットワーク網を介して、他の電子制御装置(例えば、変速機ECU,エアコンECU,ブレーキECU,車体制御ECU,ボディECU等)や各種センサ31〜37に接続される。
[2. Engine control unit]
A vehicle equipped with the
このエンジン制御装置1は、例えばCPU(Central Processing Unit),MPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサ(マイクロプロセッサ)やROM(Read Only Memory),RAM(Random Access Memory),不揮発メモリ等を集積した電子デバイスである。プロセッサは、制御ユニット(制御回路)や演算ユニット(演算回路),キャッシュメモリ(レジスタ群)等を内蔵する演算処理装置である。また、ROM,RAM及び不揮発メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置である。エンジン制御装置1での制御内容は、例えばアプリケーションプログラムとしてROM,RAM,不揮発メモリ,リムーバブルメディア内に記録される。また、プログラムの実行時には、プログラムの内容がRAM内のメモリ空間内に展開され、プロセッサによって実行される。
The
エンジン制御装置1には、各EGR弁22,26の開度及び流量の対応関係を表す「開度流量マップ」が予め用意されており、このマップに基づいて、目標とするEGR量に対応する弁開度を設定,制御する機能を持つ。また、エンジン制御装置1は、車両の走行状態に応じて、高圧EGR弁22及び低圧EGR弁26のそれぞれについて、開度及び流量の対応関係を変更する学習制御を実施する。
The
学習制御では、開度及び流量の対応関係が補正されるとともに、補正後の対応関係が記録される。本実施形態の学習制御では、開度流量マップから得られる弁開度(目標とするEGR量に対応する弁開度)に乗算される補正用の係数KA,KBの値が補正,記憶されるとともに、係数KA,KBが乗算された弁開度に基づいて、実際の各EGR弁22,26の開度が制御される。係数KA,KBの初期値は1.0であり、学習の過程でKA,KBの値が変更されることになる。
In the learning control, the correspondence relationship between the opening degree and the flow rate is corrected, and the correspondence relationship after correction is recorded. In the learning control of this embodiment, the values of correction coefficients K A and K B multiplied by the valve opening obtained from the opening flow rate map (the valve opening corresponding to the target EGR amount) are corrected and stored. At the same time, the actual opening degrees of the
エンジン制御装置1には、学習制御を実施するための要素として、算出部2及び制御部6が設けられる。これらの各要素は、電子回路(ハードウェア)によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよい。あるいは、これらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。なお、ソフトウェアは、エンジン制御装置1内のROMや補助記憶装置に記録,保存してもよいし、エンジン制御装置1が読み取り可能な記録媒体に記録してもよい。
The
[2−1.算出部]
算出部2には、目標温度算出部3,基本開度算出部4,温度差算出部5が設けられる。
目標温度算出部3は、筒内に導入される吸気の目標温度(吸気温度の目標値)を目標吸気温度TEとして算出するものである。ここではまず、アクセル開度APS及びエンジン回転数Neに基づいて、エンジン10の負荷Ec(エンジン10の目標トルクに対応するパラメータ)が算出される。また、目標吸気温度TEは、エンジン回転数Ne及び負荷Ecに基づいて算出される。ここで算出された目標吸気温度TEの情報は、温度差算出部5に伝達される。
[2-1. Calculation unit]
The
Target temperature calculation unit 3 is for calculating a target temperature of the intake air introduced into the cylinder (target value of the intake air temperature) as the target intake air temperature T E. Here, first, the load Ec of the engine 10 (a parameter corresponding to the target torque of the engine 10) is calculated based on the accelerator opening APS and the engine speed Ne. The target intake air temperature T E is calculated based on the engine speed Ne and the load Ec. Information on the target intake air temperature T E calculated here is transmitted to the temperature
負荷Ec,目標吸気温度TEの値は、例えばアクセル回転マップ,回転負荷マップを用いて算出される。アクセル回転マップには、少なくともアクセル開度APS,エンジン回転数Ne,負荷Ecの三者の関係が規定され、好ましくはエンジン冷却水温を含む四者の関係が規定される。同様に、回転負荷マップには、エンジン回転数Ne,負荷Ec,目標吸気温度TEの三者の関係が規定され、好ましくはエンジン冷却水温を含む四者の関係が規定される。 The values of the load Ec and the target intake air temperature T E are calculated using, for example, an accelerator rotation map and a rotation load map. The accelerator rotation map defines at least a three-way relationship of the accelerator opening APS, the engine speed Ne, and the load Ec, and preferably defines a four-way relationship including the engine coolant temperature. Similarly, the rotational load map, the engine speed Ne, the load Ec, tripartite relationship between the target intake air temperature T E is defined, it is preferably defined four-person relationships including an engine coolant temperature.
基本開度算出部4は、目標とするEGR量に基づき、各EGR弁22,26の基本開度を算出するものである。高圧基本開度VAは、高圧EGR弁22の基本開度であり、低圧基本開度VBは、低圧EGR弁26の基本開度である。これらの基本開度は、吸気の状態が標準状態(例えば、圧力が1気圧,温度が20℃,相対湿度が65%の状態)であるときに、エンジン10の出力が負荷Ecに対応する大きさとなるEGR量を与える基本的な開度である。ここで算出された高圧基本開度VA,低圧基本開度VBの値は、開度制御部9に伝達される。
The basic
上記の基本開度VA,VBの値は、例えば低圧EGR用回転負荷マップ,高圧EGR用回転負荷マップを用いて算出される。低圧EGR用回転負荷マップには、少なくともエンジン回転数Ne,負荷Ec,低圧基本開度VBの三者の関係が規定され、好ましくは吸気酸素濃度D,インマニ圧P,エンジン冷却水温等を含む関係が規定される。同様に、高圧EGR用回転負荷マップには、少なくともエンジン回転数Ne,負荷Ec,高圧基本開度VAの三者の関係が規定され、好ましくは吸気酸素濃度D,インマニ圧P,エンジン冷却水温等を含む関係が規定される。 The values of the basic openings V A and V B are calculated using, for example, a low-pressure EGR rotational load map and a high-pressure EGR rotational load map. The rotational load map for the low-pressure EGR, including at least the engine speed Ne, the load Ec, tripartite relationship low basic opening V B is defined, preferably the intake oxygen concentration D, intake manifold pressure P, and the engine coolant temperature, etc. A relationship is defined. Similarly, the rotational load map for high pressure EGR defines at least the three relationships of the engine speed Ne, the load Ec, and the high pressure basic opening VA . Preferably, the intake oxygen concentration D, the intake manifold pressure P, and the engine coolant temperature Etc. are defined.
温度差算出部5は、目標吸気温度TEを吸気温度の計測値から減じた温度差ΔTを算出するものである。ここでいう計測値には、吸気温度の「実測値」及び「推定値」の両方が含まれ、またこれらに基づいて算出される「演算値」も含まれる。すなわち、吸気温センサ37で検出された実吸気温度TRだけでなく、吸気温度に影響を与えるパラメータについての実測値に基づいて推定された吸気温度の推定値も、計測値の一つとなりうる。
Temperature
また、温度差算出部5は、エンジン10の負荷Ecに基づいて、学習制御の実施条件に関する第一閾値A,第二閾値Bを算出する。これらは、学習制御を実施するか禁止するかを判断するための温度差ΔTについての閾値である。第一閾値Aは、温度差ΔTが負の場合に学習制御を実施するための閾値であり、第二閾値Bは、温度差ΔTが正の場合に学習制御を実施するための閾値である。
Further, the temperature
図2に示すように、温度差ΔTが負ならば、温度差ΔTが第一閾値A以下の場合に学習制御が実施され、温度差ΔTが第一閾値Aを超える場合に学習制御が禁止される。また、温度差ΔTが正ならば、温度差ΔTが第二閾値B以上である場合に学習制御が実施され、温度差ΔTが第二閾値B未満である場合に学習制御が禁止される。これらの第一閾値A,第二閾値Bの値は、エンジン10の負荷Ecに応じて設定される。ここで算出された第一閾値A及び第二閾値Bの情報は、制御部6に伝達される。
As shown in FIG. 2, if the temperature difference ΔT is negative, learning control is performed when the temperature difference ΔT is equal to or smaller than the first threshold A, and learning control is prohibited when the temperature difference ΔT exceeds the first threshold A. The If the temperature difference ΔT is positive, learning control is performed when the temperature difference ΔT is equal to or greater than the second threshold B, and learning control is prohibited when the temperature difference ΔT is less than the second threshold B. The values of the first threshold value A and the second threshold value B are set according to the load Ec of the
閾値A,Bの値は、負荷Ecと閾値A,Bとの関係が規定された閾値マップを用いて算出される。図3(A),(B)に閾値マップを例示する。閾値マップには、少なくとも閾値A,Bの各々と負荷Ecとの関係が規定される。閾値マップ上で第一閾値Aは負の値を持ち、エンジン10の負荷Ecが第一最小負荷Ec1のときに最大値A1をとり、負荷Ecが増大するに連れて小さくなる特性が与えられる。一方、第二閾値Bは正の値を持ち、エンジン10の負荷Ecが第二最小負荷Ec2以上、第一最小負荷Ec1未満の範囲では負荷Ecが高いほど小さくなり、エンジン10の負荷Ecが第一最小負荷Ec1以上の範囲では負荷Ecが高いほど大きくなる特性が与えられる。
The values of the thresholds A and B are calculated using a threshold map that defines the relationship between the load Ec and the thresholds A and B. 3A and 3B illustrate threshold map. In the threshold map, the relationship between at least each of the thresholds A and B and the load Ec is defined. On the threshold map, the first threshold A has a negative value, takes a maximum value A 1 when the load Ec of the
第二閾値Bは、負荷Ecが第二最小負荷Ec2であるときに所定値B2をとり、負荷Ecが第一最小負荷Ec1であるときに最小値B1をとる。ここで、第一最小負荷Ec1は、エンジン10のアイドル負荷Ec0よりも大きな値を持ち、第二最小負荷Ec2はアイドル負荷Ec0と同一値に設定される。アイドル負荷Ec0は、アイドリング状態のエンジン10に作用する負荷であり、例えばエンジン10の摩擦損失,吸排気損失,機械的損失等の合計に対応する負荷である。
The second threshold value B takes a predetermined value B 2 when the load Ec is the second minimum load Ec 2, a minimum value B 1 when the load Ec is the first minimum load Ec 1. Here, the first minimum load Ec 1 has a value larger than the idle load Ec 0 of the
したがって、学習制御が実施されるのは、負荷Ec及び温度差ΔTが図3(A)中に斜線でハッチングされた領域内にある場合に限られる。ここで、学習制御の実施領域のうち、温度差ΔTが負となる領域を第一学習領域と呼び、温度差ΔTが正となる領域を第二学習領域と呼ぶ。第二学習領域が第二最小負荷Ec2(アイドル負荷Ec0)以上の全負荷範囲にわたって設けられるのに対し、第一学習領域は第一最小負荷Ec1以上の範囲のみに設けられる。つまり、エンジン10がアイドリング状態に近い低負荷低回転の状態であれば、少なくとも温度差ΔTが正でなければ学習制御は実施されない。
Therefore, the learning control is performed only when the load Ec and the temperature difference ΔT are within the hatched area in FIG. Here, of the learning control execution region, a region where the temperature difference ΔT is negative is referred to as a first learning region, and a region where the temperature difference ΔT is positive is referred to as a second learning region. The second learning area is provided over the entire load range equal to or higher than the second minimum load Ec 2 (idle load Ec 0 ), whereas the first learning area is provided only in the range equal to or higher than the first minimum load Ec 1 . That is, if the
また、第一閾値Aは、負荷Ecが高いほどその絶対値|A|が大きくなる(すなわち負方向に増大する)特性を持つ。同様に、第二閾値Bも、第一最小負荷Ec1以上の範囲では、負荷Ecが高いほどその絶対値|B|が大きくなる(すなわち正方向に増大する)特性を持つ。つまり、第一最小負荷Ec1以上の範囲では、負荷Ecが高いほど第一閾値Aと第二閾値Bとの間隔が広げられ(すなわち、二つの閾値A,Bの距離が離れ)、学習制御の禁止領域が拡大される。言い換えれば、閾値マップにおける第一最小負荷Ec1以上の範囲には、負荷Ecが高くなるに連れて学習制御の実施領域が狭められ、学習制御が実施されにくくなる特性が与えられる。 The first threshold A has a characteristic that the absolute value | A | increases (that is, increases in the negative direction) as the load Ec increases. Similarly, the second threshold value B also has a characteristic that the absolute value | B | increases (that is, increases in the positive direction) as the load Ec increases in the range of the first minimum load Ec 1 or more. That is, in the range of the first minimum load Ec 1 or more, the higher the load Ec, the wider the interval between the first threshold A and the second threshold B (that is, the distance between the two thresholds A and B increases), and learning control. The prohibited area is expanded. In other words, the range of the first minimum load Ec 1 or more in the threshold map is given a characteristic that the learning control execution region is narrowed as the load Ec increases and the learning control is difficult to be executed.
エンジン10の負荷Ecが第二最小負荷Ec2以上、第一最小負荷Ec1未満の範囲では、第二学習領域のみが設定される。この範囲内で設定される第二閾値Bの値は、負荷Ecが低いほどその絶対値|B|が大きくなる特性を持つ。つまり、第一最小負荷Ec1未満の範囲では、負荷Ecが低いほど学習制御の禁止領域が拡大される。言い換えれば、閾値マップにおける第一最小負荷Ec1未満の範囲には、負荷Ecが低くなるに連れて学習制御の実施領域が狭められ、学習制御が実施されにくくなる特性が与えられる。
In the range where the load Ec of the
図3(B)は、第一閾値Aの絶対値|A|と第二閾値Bの絶対値|B|との関係を示すグラフである。これらの閾値A,Bは、常に|A|>|B|が成立するように設定される。したがって、第一学習領域での学習制御は、第二学習領域での学習制御よりも実施されにくい特性が与えられる。 FIG. 3B is a graph showing the relationship between the absolute value | A | of the first threshold A and the absolute value | B | of the second threshold B. These thresholds A and B are set so that | A |> | B | is always established. Therefore, the learning control in the first learning region is given a characteristic that is less likely to be implemented than the learning control in the second learning region.
また、第一閾値A,第二閾値Bの絶対値|A|,|B|に関して、エンジン10の単位負荷あたりの変化勾配(d|A|/dEc,d|B|/dEc)の絶対値は、第一閾値Aの方が大きくなるように設定される。つまり、図3(B)中における絶対値|A|の傾きは、絶対値|B|の傾きよりも急勾配とされる。これにより、負荷Ecが変動したときの第一閾値Aの変化量が第二閾値Bの変化量よりも大きくなる。つまり、負荷Ecが上昇するにつれて、第一学習領域での学習制御が第二学習領域での学習制御よりも開始されにくくなり、高圧EGR量を増加させる昇温操作への抑制が強められる。
Further, with respect to the absolute values | A | and | B | of the first threshold A and the second threshold B, the absolute values of the change gradients per unit load (d | A | / dEc, d | B | / dEc) of the
[2−2.制御部]
制御部6には、条件判定部7,指示開度設定部8,開度制御部9が設けられる。
条件判定部7は、学習制御を実施するための条件を判定するものである。ここでは、エンジン10が定常運転中であり、かつ、温度差ΔTが学習制御の実施領域内にある場合に、学習制御の実施条件が成立するものと判定される。エンジン10が定常運転中であるか否かは、エンジン回転数Ne,負荷Ec,アクセル開度APS,車速V,エンジン冷却水温等に基づいて判定される。例えば、エンジン10のアイドリング運転時や、車速Vの変動が比較的少ない定速走行時,エンジン回転数Ne及び負荷Ecの変動が比較的少ない安定走行時には、エンジン10が定常運転中であると判断される。また、温度差ΔTの条件は、その時点における温度差ΔTが第一閾値A以下であるか、第二閾値B以上である場合に成立する。ここでの判定結果は、指示開度設定部8に伝達される。
[2-2. Control unit]
The
The
指示開度設定部8は、条件判定部7での判定結果に応じて係数KA,KBの値を変更するものである。第一係数KAは、高圧EGR弁22の開度を補正するための係数であり、第二係数KBは、低圧EGR弁26の開度を補正するための係数である。
学習制御を実施するための条件が成立しない場合、指示開度設定部8は、係数KA,KBの値を変更せず、前回の値をそのまま保持する。何も学習されていない状態での係数KA,KBの初期値はともに1.0である。
The instruction
When the conditions for performing the learning control are not satisfied, the instruction
一方、学習制御の実施条件が成立したときに、温度差ΔTが負であれば、第一係数KAの値が増加方向に補正される。このとき、第二係数KBの値を減少方向に補正してもよい。補正後の第一係数KA,第二係数KBの値は、開度制御部9に伝達される。これにより、低圧EGR量に対する高圧EGR量の割合が増大し、吸気温度の計測値(実吸気温度TR)が上昇するため、温度差ΔTが上昇する。このような昇温操作は、温度差ΔTが第一閾値Aを超えるまで繰り返され、温度差ΔTが第一閾値Aを超えた時点で第一係数KA,第二係数KBの補正が完了し、その値がメモリに記録される。
On the other hand, when the execution conditions of the learning control is satisfied, the temperature difference ΔT is equal negative, the value of the first coefficient K A is corrected in the increasing direction. At this time, it may be corrected value of the second coefficient K B in the decreasing direction. The corrected values of the first coefficient K A and the second coefficient K B are transmitted to the opening
また、学習制御の実施条件が成立したときに、温度差ΔTが正であれば、第二係数KBの値が増加方向に補正される。このとき、第一係数KAの値を減少方向に補正してもよい。補正後の第一係数KA,第二係数KBの値は、開度制御部9に伝達される。これにより、高圧EGR量に対する低圧EGR量の割合が増大し、吸気温度の計測値(実吸気温度TR)が低下するため、温度差ΔTが減少する。このような降温操作は、温度差ΔTが第二閾値Bを下回るまで繰り返され、温度差ΔTが第二閾値B未満になった時点で第一係数KA,第二係数KBの補正が完了し、その値がメモリに記録される。
Further, when the execution conditions of the learning control is satisfied, if positive temperature difference ΔT is, the value of the second coefficient K B is corrected in the increasing direction. At this time, it may be corrected value of the first coefficient K A in the decreasing direction. The corrected values of the first coefficient K A and the second coefficient K B are transmitted to the opening
開度制御部9は、基本開度算出部4で算出された高圧基本開度VA,低圧基本開度VBと指示開度設定部8で設定された第一係数KA,第二係数KBとに基づき、高圧EGR弁22,低圧EGR弁26の開度を制御するものである。高圧EGR弁22に伝達される開度指令値に対応する指示開度は、高圧基本開度VAと第一係数KAとの積で与えられる。同様に、低圧EGR弁26の指示開度は、低圧基本開度VBと第二係数KBとの積で与えられる。開度制御部9は、それぞれの指示開度に対応する開度指令値を高圧EGR弁22,低圧EGR弁26に伝達する。
The
このように、開度制御部9は、高圧基本開度VA,低圧基本開度VBに第一係数KA,第二係数KBを乗じた値に基づいて、各EGR弁22,26の開度を制御する。つまり、開度制御部9は、低圧EGR用回転負荷マップや高圧EGR用回転負荷マップに規定された各EGR弁22,26の開度及び流量(EGR量)の対応関係を変更する制御部として機能する。また、変更された第一係数KA,第二係数KBの値は、温度差ΔTが第一閾値Aを超えた時点で、又は第二閾値B未満になった時点でメモリに記録され、その後の各EGR弁22,26の開度制御に反映される。本実施形態の学習制御では、これらの第一係数KA,第二係数KBの値が記録,更新され、適切な開度制御量を与えるためのパラメータとして学習される。
In this way, the opening
[3.フローチャート]
図5は、学習制御の手順を例示するフローチャートであり、エンジン制御装置1内において所定の演算周期で繰り返し実行される。
ステップA1では、エンジン制御装置1に各種情報が入力される。ここでは、エンジン回転数Ne,アクセル開度APS,車速V,実吸気温度TR,インマニ圧P,吸気酸素濃度D,シフトレバーの操作位置SP等の情報が取得される。
[3. flowchart]
FIG. 5 is a flowchart illustrating the learning control procedure, and is repeatedly executed in the
In step A1, various types of information are input to the
ステップA2では、目標温度算出部3において、エンジン回転数Ne及び負荷Ecに基づいて目標吸気温度TEが算出される。また、ステップA3では、基本開度算出部4において、エンジン回転数Ne及び負荷Ecに基づいて高圧基本開度VAと低圧基本開度VBとが算出される。そしてステップA4では、吸気温度の計測値(例えば実吸気温度TR)から目標吸気温度TEを減じた温度差ΔTが算出されるとともに、その時点での第一閾値A,第二閾値Bが算出される。これらの閾値A,Bの値は、エンジン10の負荷Ecに基づき、例えば図3(A)に示すようなマップから算出される。
In step A2, the target temperature calculation unit 3, a target intake air temperature T E is calculated based on the engine speed Ne and the load Ec. In Step A3, the basic opening
ステップA5では、条件判定部7において、エンジン10が定常運転中であるか否かが判定される。エンジン10が定常運転中である場合にはステップA6に進み、そうでない場合にはステップA8に進む。ステップA8では、指示開度設定部8において、前回の演算周期で設定された係数KA,KBの値がそのまま保持される。なお、何も学習されていない状態での係数KA,KBの初期値はともに1.0である。
In step A5, the
ステップA6では、条件判定部7において、温度差ΔTが学習制御の実施領域内にあるか否かが判定される。ここで、A<ΔT<Bである場合には、温度差ΔTが学習領域外にあるため、ステップA8に進む。一方、ΔT≦A又はB≦ΔTである場合には、温度差ΔTが学習領域内にあるため、ステップA7に進んで温度差ΔTの正負が判定される。ここで温度差ΔTが正のときには降温操作のためのステップA9に進み、第一係数KAの値が減少方向に補正されるとともに、第二係数KBの値が増加方向に補正される。ただし、少なくとも低圧EGR量を増加させれば温度差ΔTが低下することから、第二係数KBを増加させる補正のみを実施してもよい。また、ステップA7で温度差ΔTが負のときには昇温操作のためのステップA10に進み、第一係数KAの値が増加方向に補正されるとともに、第二係数KBの値が減少方向に補正される。ただし、少なくとも高圧EGR量を増加させれば温度差ΔTが上昇することから、第一係数KAを増加させる補正のみを実施してもよい。
In Step A6, the
ステップA8〜10に続くステップA11では、指示開度設定部8において、高圧基本開度VAと第一係数KAとを乗じた値が高圧EGR弁22の指示開度として算出されるとともに、低圧基本開度VBと第二係数KBとを乗じた値が低圧EGR弁26の指示開度として算出される。そしてステップA12では、開度制御部9から高圧EGR弁22,低圧EGR弁26の各々へと開度指令値が伝達され、各EGR弁22,26の開度が指示開度に一致するように制御される。
In step A11 following steps A8 to 10, the command
[4.作用,効果]
図4は、エンジン回転数Neが一定であると仮定したときのエンジン10の負荷Ecと高圧EGR量及び低圧EGR量との関係を例示するグラフである。図中に太実線で示す高圧EGR量は、負荷Ecが比較的低い状態で大量に導入され、負荷Ecの増加に伴って減少する。一方、負荷Ecが第一最小負荷Ec1以上の範囲では、温度差ΔTに応じて高圧EGR量が増量補正される。したがって、負荷Ecと高圧EGR量との関係は、太破線で示す特性に変化する。
[4. Action, effect]
FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between the load Ec of the
また、図中に細実線で示す低圧EGR量は、負荷Ecが比較的低い状態ではあまり導入されず、負荷Ecが比較的高い状態で大量に導入される。一方、低圧EGR量は負荷Ecがアイドル負荷Ec0以上の範囲で温度差ΔTに応じて増量補正される。したがって、負荷Ecと低圧EGR量との関係は、細破線で示す特性に変化する。 Further, the low pressure EGR amount indicated by a thin solid line in the figure is not so much introduced when the load Ec is relatively low, and is introduced in a large amount when the load Ec is relatively high. On the other hand, the amount of low pressure EGR is corrected to increase in accordance with the temperature difference ΔT in the range where the load Ec is equal to or greater than the idle load Ec 0 . Therefore, the relationship between the load Ec and the low-pressure EGR amount changes to a characteristic indicated by a thin broken line.
(1)上記のエンジン制御装置1(排気還流制御装置)では、温度差ΔTが負の第一閾値A以下であれば、高圧EGR量を増加させる制御が実施され、温度差ΔTが正の第二閾値B以上であれば、低圧EGR量を増加させる制御が実施される。また、第二閾値Bの絶対値|B|は、第一閾値Aの絶対値|A|よりも小さい値に設定される。つまり、高圧EGR量を増加させる昇温操作と比較して、低圧EGR量を増加させる降温操作の方が、より絶対値の小さい閾値に基づいて実施条件が判定される。 (1) In the engine control apparatus 1 (exhaust gas recirculation control apparatus) described above, if the temperature difference ΔT is equal to or less than the negative first threshold A, control is performed to increase the high-pressure EGR amount, and the temperature difference ΔT is positive. If it is equal to or greater than the two threshold values B, control for increasing the low-pressure EGR amount is performed. Further, the absolute value | B | of the second threshold B is set to a value smaller than the absolute value | A | of the first threshold A. In other words, the temperature reduction operation for increasing the low pressure EGR amount is determined based on a threshold having a smaller absolute value as compared with the temperature increase operation for increasing the high pressure EGR amount.
これにより、昇温操作が降温操作よりも開始されにくくなり、言い換えれば、高圧EGR量が低圧EGR量よりも増量されにくくなる。したがって、高圧EGR量の増量によって生じうるインマニ圧Pの低下やポンプ損失(ポンピングロス)の増加を未然に防ぐことができ、エンジン10の熱効率や排ガス性能を改善することができるとともに、エンジン10の筒内ガス温度の過度な上昇を回避することができる。また、予混合燃焼モードにおいては、吸気温度が低い方が着火遅れ期間を長くとることができ、排ガス性能を向上させやすくすることができる。さらに、降温操作は比較的開始されやすくなるため、適切な着火遅れ時間を確保して、排ガス性能の良い燃焼状態を維持しやすくすることができる。
Thereby, the temperature raising operation is less likely to be started than the temperature lowering operation, in other words, the high pressure EGR amount is less likely to be increased than the low pressure EGR amount. Therefore, it is possible to prevent a decrease in intake manifold pressure P and an increase in pumping loss (pumping loss) that can occur due to an increase in the amount of high-pressure EGR, improve the thermal efficiency of the
(2)上記のエンジン制御装置1では、図3(A)に示すように、エンジン10の負荷Ecが高いほど、第一閾値Aと第二閾値Bとの間隔が広がるように、各々の閾値A,Bが設定される。つまり、エンジン10の負荷Ecが高いほど、学習制御が実施されない領域が拡大される。これにより、恒常的でない温度差ΔTによる補正(例えば、天候変化による一時的な温度変化)を回避することができ、各EGR弁22,26の開度の過剰な変更(過補正)を抑制することができる。したがって、筒内に導入されるEGR量の変動を抑制することができ、エンジン10の筒内における燃焼状態の過剰な変動を抑制することができる。
(2) In the
(3)上記のエンジン制御装置1では、図3(B)中における絶対値|A|の傾きが、絶対値|B|の傾きよりも急勾配に設定される。ここで、エンジン10の負荷Ecが上昇したときの第一閾値Aの減少量をΔAとおき、第二閾値Bの増加量をΔBとおけば、減少量ΔAの絶対値|ΔA|は増加量ΔBの絶対値|ΔB|よりも大きくなる。つまり、負荷Ecの変動に対して、第一学習領域が第二学習領域よりも速く縮小させることができ、昇温操作よりも降温操作の開始されやすさを相対的に高めることができる。したがって、吸気温度の計測値を目標値近傍に維持しやすくすることができ、排ガス中のNOx成分を低減させて、排ガス性能を向上させることができる。
(3) In the
また、低圧EGR量と比較して、高圧EGR量はスロットル弁開度やEGR弁開度の変化に対して敏感に反応する傾向がある。つまり、高圧EGR量は、EGR弁開度を僅かに開放しただけで一気に増加しやすい特性を持つ。そのため、EGR弁開度の開放時に吸気温度が上昇しやすく、これに釣られて筒内最高温度も上昇する場合がある。また、高圧EGR量が急激に増加すると、筒内の酸素濃度が過度に低下し、失火しやすくなってしまう。これに対し、上記のエンジン制御装置1は、図3(B)に示すように、負荷Ecが上昇するに連れて高圧EGR量を増加させる昇温操作への抑制を強めて、高圧EGR側の学習頻度を下げるように働く。したがって、筒内最高温度の上昇や酸素濃度の低下を抑制することができ、失火の可能性を減少させることができる。
Further, as compared with the low pressure EGR amount, the high pressure EGR amount tends to react more sensitively to changes in the throttle valve opening and the EGR valve opening. That is, the high-pressure EGR amount has a characteristic that it is likely to increase at a stretch by slightly opening the EGR valve opening. Therefore, the intake air temperature tends to rise when the EGR valve opening degree is opened, and the maximum in-cylinder temperature may rise due to this. In addition, when the amount of high pressure EGR increases rapidly, the oxygen concentration in the cylinder is excessively lowered, and misfire is likely to occur. On the other hand, as shown in FIG. 3B, the
(4)上記のエンジン制御装置1では、図3(A),(B)に示すように、第二学習領域が第二最小負荷Ec2以上の範囲に設定されるのに対し、第一学習領域は第二最小負荷Ec2よりも高い(大きい)値である第一最小負荷Ec1以上の範囲に設定される。このような設定により、低負荷状態での昇温操作に制限を加えることができ、例えば高圧EGR量の増加による失火や異常燃焼の発生を抑制することができ、排ガス性能を向上させることができる。一方、低負荷状態での降温操作は許容されるため、例えば低圧EGR量を増加させて着火遅れ時間を確保でき、排ガス性能の良い燃焼状態を維持しやすくすることができ、エンジン10の騒音を小さくできるとともに、エンジン10の燃焼状態を適正化することができる。
(4) In the
(5)なお、上記のエンジン制御装置1では、第二最小負荷Ec2がエンジン10のアイドル負荷Ec0と同一値に設定されるため、アイドル状態に近い低負荷低回転状態での燃焼安定性を確保できるとともに、エンジン10の燃焼状態を適正化することができる。
(6)上記の第二閾値Bは、図3(A),(B)に示すように、負荷Ecが第一最小負荷Ec1のときに最小値B1をとる。すなわち、エンジン10の負荷Ecが第一最小負荷Ec1未満ならば、負荷Ecが高いほど第二閾値Bが小さく設定される。つまり、アイドル状態に近い低負荷低回転状態では、降温操作であっても、負荷Ecが小さいほど制限が強められることになる。このような設定により、低負荷低回転状態での失火の発生をより確実に防止することができ、エンジン10の燃焼状態を適正化することができる。
(5) In the
(6) As shown in FIGS. 3A and 3B, the second threshold value B takes the minimum value B 1 when the load Ec is the first minimum load Ec 1 . That is, if the load Ec of the
[5.変形例]
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上述の実施形態では、ディーゼルエンジンの制御について詳述したが、この制御はガソリンエンジンにも適用することができる。また、ターボシステムはエンジン10に必須の要素ではなく、これを省略することも可能である。
[5. Modified example]
Regardless of the embodiment described above, various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Each structure of this embodiment can be selected as needed, or may be combined appropriately.
In the above-described embodiment, the control of the diesel engine has been described in detail, but this control can also be applied to a gasoline engine. Further, the turbo system is not an essential element for the
上述の実施形態では、図3(A),(B)に示すような閾値マップを用いて第一閾値A及び第二閾値Bを設定するものを例示したが、エンジン10の負荷Ecと閾値A,Bとの間の具体的な対応関係はこれに限定されない。また、負荷Ecに加えて、エンジン10の運転状態に関する別のパラメータを引数とした閾値マップを用いてもよい。例えば、吸気酸素濃度D,インマニ圧P,目標吸気温度TE,実吸気温度TR,吸入空気量(新気量),エンジン冷却水温,外気温等を参照して、閾値A,Bを設定することが考えられる。これらのパラメータを考慮に入れることで、筒内に導入される吸入空気及びEGRガスの状態をより精度よく推測することができ、燃焼安定性をより向上させることができる。
In the above-described embodiment, the first threshold A and the second threshold B are set using the threshold map as shown in FIGS. 3A and 3B, but the load Ec and the threshold A of the
上述の実施形態では、吸気温度の計測値として実吸気温度TRを用いているが、これに代えて、吸気温度の推定値を使用してもよい。吸気温度の推定値は、低圧EGRガス温度や高圧EGRガス温度,外気温,インマニ圧P,過給圧等に基づいて推定することができる。少なくとも、吸気温度の目標値とその計測値(実測値,推定値,演算値)との温度差に基づいて学習制御の実施条件を判定することで、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。 In the embodiment described above, although using the actual intake air temperature T R as a measurement value of the intake air temperature, instead of this, it may be used an estimate of the intake air temperature. The estimated value of the intake air temperature can be estimated based on the low pressure EGR gas temperature, the high pressure EGR gas temperature, the outside air temperature, the intake manifold pressure P, the supercharging pressure, and the like. At least the learning control execution condition is determined based on the temperature difference between the target value of the intake air temperature and the measured value (actually measured value, estimated value, and calculated value). It becomes.
1 エンジン制御装置
2 算出部
3 目標温度算出部
4 基本開度算出部
5 温度差算出部
6 制御部
7 条件判定部
8 指示開度設定部
9 開度制御部
10 エンジン
TR 実吸気温度
TE 目標吸気温度
ΔT 温度差
Ec 負荷
A 第一閾値
B 第二閾値
KA 第一係数
KB 第二係数
Ec1 第一最小負荷
Ec2 第二最小負荷
DESCRIPTION OF
T R Actual intake air temperature
T E Target intake air temperature ΔT Temperature difference
Ec load
A First threshold
B Second threshold
K A first coefficient
K B second coefficient
Ec 1 First minimum load
Ec 2 2nd minimum load
Claims (6)
エンジンの吸気温度の目標値を計測値から減じた温度差を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記温度差に基づき、前記温度差が小さくなるように前記高圧EGR量及び前記低圧EGR量を学習制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記温度差が負の第一閾値以下であれば、前記高圧EGR量を増加させ、前記温度差が前記第一閾値よりも小さい絶対値を有する正の第二閾値以上であれば、前記低圧EGR量を増加させる
ことを特徴とする、排気還流制御装置。 In an exhaust gas recirculation control device for controlling a high pressure EGR amount and a low pressure EGR amount of an EGR system having a high pressure EGR passage and a low pressure EGR passage,
A calculation unit for calculating a temperature difference obtained by subtracting the target value of the engine intake air temperature from the measured value;
A control unit that learns and controls the high-pressure EGR amount and the low-pressure EGR amount so that the temperature difference is reduced based on the temperature difference calculated by the calculation unit;
The controller increases the high-pressure EGR amount if the temperature difference is equal to or less than a negative first threshold, and the temperature difference is equal to or greater than a positive second threshold having an absolute value smaller than the first threshold. For example, the exhaust gas recirculation control apparatus increases the low-pressure EGR amount.
ことを特徴とする、請求項1記載の排気還流制御装置。 2. The exhaust gas recirculation control apparatus according to claim 1, wherein the controller widens the interval between the first threshold value and the second threshold value as the engine load increases.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の排気還流制御装置。 The control unit sets an absolute value of the change gradient of the first threshold per unit load of the engine to be larger than an absolute value of the change gradient of the second threshold per unit load of the engine. The exhaust gas recirculation control device according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の排気還流制御装置。 The control unit is configured to increase a first minimum load of the engine for increasing the high pressure EGR amount when the temperature difference is negative, and to increase the low pressure EGR amount when the temperature difference is positive. The exhaust gas recirculation control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the exhaust gas recirculation control device is set to a value higher than the second minimum load.
前記第一最小負荷が、前記アイドル負荷よりも大きい値である
ことを特徴とする、請求項4記載の排気還流制御装置。 The second minimum load is the same value as the idle load of the engine;
The exhaust gas recirculation control apparatus according to claim 4, wherein the first minimum load is a value larger than the idle load.
前記エンジンの負荷が前記第一最小負荷未満ならば前記負荷が高いほど前記第二閾値を小さくし、
前記エンジンの負荷が前記第一最小負荷以上ならば前記負荷が高いほど前記第二閾値を大きくする
ことを特徴とする、請求項5記載の排気還流制御装置。 The controller is
If the engine load is less than the first minimum load, the higher the load, the smaller the second threshold,
6. The exhaust gas recirculation control apparatus according to claim 5, wherein if the load on the engine is equal to or greater than the first minimum load, the second threshold value is increased as the load is higher.
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