JP6493279B2 - Engine control device - Google Patents

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ここに開示された技術は、吸気通路と排気通路とを接続する排気再循環通路を介して排気の一部を吸気に還流させる排気再循環(Exhaust Gas Recirculation、以下、「EGR」と称する)、いわゆる外部EGRが行われるエンジンの制御装置に関する。   The technology disclosed herein is an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as “EGR”) in which a part of the exhaust gas is recirculated to the intake air via an exhaust gas recirculation passage that connects the intake passage and the exhaust passage. The present invention relates to an engine control apparatus in which so-called external EGR is performed.

この種のエンジンでは、EGR通路にEGRバルブが設けられ、このEGRバルブの開度をエンジンの運転状態、例えばエンジン回転数やエンジン負荷などに応じて調節することにより、吸気通路に還流される排気の還流量(以下、「EGR流量」と称する)が制御される(例えば、特許文献1参照)。   In this type of engine, an EGR valve is provided in the EGR passage, and the exhaust gas recirculated to the intake passage is adjusted by adjusting the opening of the EGR valve in accordance with the operating state of the engine, for example, the engine speed or the engine load. Is controlled (hereinafter referred to as “EGR flow rate”) (see, for example, Patent Document 1).

特開2008−163953号公報JP 2008-163953 A

上記のようなエンジンでは、EGRバルブの上流側の圧力であるEGRバルブ上流圧力とEGRバルブの下流側の圧力であるEGRバルブ下流圧力との差圧が小さくなるほど、つまりはEGRバルブ上流圧力に対するEGRバルブ下流圧力の圧力比が1に近づくほど、EGRバルブの開度調節によるEGR流量の制御性が悪化する。このため、EGRバルブ下流圧力に対するEGRバルブ上流圧力の圧力比が所定の基準値よりも小さい場合には外部EGRの実行を禁止し、当該圧力比が所定の基準値よりも大きい場合のみに外部EGRの実行を許可することが考えられる。   In the engine as described above, the difference between the EGR valve upstream pressure, which is the pressure upstream of the EGR valve, and the EGR valve downstream pressure, which is the pressure downstream of the EGR valve, becomes smaller, that is, EGR relative to the EGR valve upstream pressure. As the pressure ratio of the valve downstream pressure approaches 1, the controllability of the EGR flow rate by adjusting the opening degree of the EGR valve becomes worse. Therefore, when the pressure ratio of the EGR valve upstream pressure to the EGR valve downstream pressure is smaller than a predetermined reference value, execution of the external EGR is prohibited, and only when the pressure ratio is larger than the predetermined reference value, the external EGR is prohibited. It is conceivable to allow the execution of.

しかし、そうした外部EGRの実行制御では、外部EGRを行っているときに当該外部EGRの実行が禁止されると、外部EGRを停止させるためにEGRバルブが全閉して、還流されていた排気の圧力分が吸気圧から差し引かれる。このため、吸気圧に対する排気圧の圧力比が急に大きくなり所定の設定値を直ぐに超え、外部EGRの実行が再び許可されて、外部EGRが停止後早々に再開される。外部EGRが再開されると、当該排気圧の圧力比がまた所定の設定値よりも小さくなって、外部EGRの実行が禁止される。こうして、外部EGRの制御において実行と停止を短い周期で繰り返すハンチングが発生するおそれがある。   However, in such execution control of external EGR, when execution of the external EGR is prohibited during external EGR, the EGR valve is fully closed to stop the external EGR, and the exhaust gas that has been recirculated is The pressure is subtracted from the intake pressure. For this reason, the pressure ratio of the exhaust pressure to the intake pressure suddenly increases and immediately exceeds a predetermined set value, the execution of the external EGR is permitted again, and the external EGR is restarted as soon as it stops. When the external EGR is resumed, the pressure ratio of the exhaust pressure becomes smaller than a predetermined set value, and the execution of the external EGR is prohibited. Thus, there is a possibility that hunting that repeats execution and stop in a short cycle may occur in the control of the external EGR.

外部EGRにハンチングが発生すると、エンジンの運転制御がその影響を受けて不安定になることが懸念される。外部EGRの実行制御にハンチングが発生するのを防止するには、外部EGRの実行について許可した状態と禁止した状態とを切り替える上記の基準値に一定の幅、いわゆるヒステリシスを持たせることが考えられる。こうしたハンチング対策では、外部EGRの実行を許可している状態から禁止するか否かを判断する基準値である禁止基準値を、外部EGRの実行を禁止している状態から許可するか否かを判断する基準値である許可基準値よりも高くし、これら許可基準値と禁止基準値との差(ヒステリシス幅)を、EGRバルブの最大開度を考慮して比較的大きく設定する必要がある。   When hunting occurs in the external EGR, there is a concern that engine operation control may be affected and become unstable. In order to prevent the occurrence of hunting in the execution control of the external EGR, it is conceivable that the reference value for switching between the permitted state and the prohibited state for executing the external EGR has a certain width, that is, a so-called hysteresis. . In such hunting countermeasures, it is determined whether or not the prohibition reference value that is a reference value for determining whether or not to prohibit the execution of the external EGR from the state in which the execution of the external EGR is prohibited. It is necessary to set the difference (hysteresis width) between the permission reference value and the prohibition reference value to be relatively large in consideration of the maximum opening of the EGR valve.

けれどもそうすると、エンジンの運転状態によっては、EGR流量の制御性がさほど悪くならないのに、外部EGRを行えなくなる事態に陥ることがある。例えば、要求されるEGR流量を実現するのに必要なEGRバルブの開度が小さく、外部EGRを実行してもEGRバルブ上流圧力とEGRバルブ下流圧力との差圧変化が小さい場合などに、そうした事態に陥る。したがって、外部EGRの実行が許可されるエンジンの運転状態が限られてしまい、その結果、外部EGRの実行により改善していたエミッション性能や燃費が低下し兼ねない。   However, if it does so, depending on the operating state of the engine, the controllability of the EGR flow rate does not deteriorate so much, but a situation may occur where external EGR cannot be performed. For example, when the opening of the EGR valve necessary to realize the required EGR flow rate is small and the differential pressure change between the EGR valve upstream pressure and the EGR valve downstream pressure is small even when the external EGR is executed. It falls into a situation. Therefore, the operating state of the engine that is permitted to execute the external EGR is limited, and as a result, the emission performance and the fuel consumption that have been improved by the execution of the external EGR may be reduced.

ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外部EGRの実行を適切に制御して外部EGRの実行制御にハンチングが発生するのを抑制することにある。   The technology disclosed herein has been made in view of such a point, and the purpose thereof is to appropriately control the execution of the external EGR and suppress the occurrence of hunting in the execution control of the external EGR. There is to do.

上記の目的を達成するために、ここに開示された技術では、EGRバルブの開度を調節したときのEGRバルブ下流圧力の変化を見越して外部EGRの実行を制御するようにした。   In order to achieve the above object, the technique disclosed herein controls the execution of the external EGR in anticipation of a change in the EGR valve downstream pressure when the opening degree of the EGR valve is adjusted.

具体的には、ここに開示された技術は、排気通路に排出された排気を吸気通路へ還流させるEGR通路と、EGR通路を流通する排気の還流量、すなわちEGR流量を制御するEGRバルブとを備え、EGRバルブを開くことにより排気の一部をEGR通路を通じて再循環させる外部EGRが行われるエンジンの制御装置を対象とする。   Specifically, the technology disclosed herein includes an EGR passage that recirculates the exhaust discharged to the exhaust passage to the intake passage, and an EGR valve that controls the recirculation amount of the exhaust gas flowing through the EGR passage, that is, the EGR flow rate. It is intended for an engine control apparatus in which external EGR is performed to recirculate a part of exhaust gas through an EGR passage by opening an EGR valve.

このエンジンの制御装置は、EGRバルブの開閉制御を行うバルブ制御部と、外部EGRによって還流される排気の分圧の目標値である目標排気分圧を算出する目標排気分圧算出部と、外部EGRを実行しているときにエンジンの気筒内に吸入される吸気の圧力のうちの排気の分圧である実排気分圧を算出する実排気分圧算出部とを備える。そして、バルブ制御部は、前記排気再循環バルブよりも前記排気通路側での排気の圧力をPex、排気再循環によって還流される排気と混合された状態の吸気の圧力をPin、前記目標排気分圧をPtex、前記実排気分圧をPrexとしたとき、外部EGRの実行が許可された状態では、P ex に対するP in +(Pt ex −Pr ex )の圧力比である予測圧力比が所定の許可基準値以上であるときに外部EGRの実行を禁止し、外部EGRの実行が禁止された状態では、上記予測圧力比が許可基準値よりも小さな所定の禁止基準値以下であるときに外部EGRの実行を許可する(バルブ制御部による外部EGRの実行制御)。 The engine control device includes: a valve control unit that performs opening / closing control of the EGR valve; a target exhaust partial pressure calculation unit that calculates a target exhaust partial pressure that is a target value of the partial pressure of exhaust gas recirculated by the external EGR; An actual exhaust partial pressure calculation unit that calculates an actual exhaust partial pressure that is a partial pressure of exhaust among the pressures of intake air sucked into the cylinders of the engine when EGR is executed. Then, the valve control unit sets the pressure of the exhaust gas on the exhaust passage side of the exhaust gas recirculation valve to P ex , the pressure of the intake air mixed with the exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation, P in , and the target Assuming that the exhaust partial pressure is Pt ex and the actual exhaust partial pressure is Pr ex , the predicted pressure that is the pressure ratio of P in + (Pt ex −Pr ex ) with respect to P ex in a state where execution of the external EGR is permitted. Execution of external EGR is prohibited when the ratio is greater than or equal to a predetermined permission reference value, and in a state where execution of external EGR is prohibited, the predicted pressure ratio is less than a predetermined prohibition reference value that is smaller than the permission reference value. Sometimes the execution of the external EGR is permitted (execution control of the external EGR by the valve control unit).

この構成によると、目標排気分圧を見込んだEGRバルブ下流圧力の要素Pin+(Ptex−Prex)、つまり目標排気分圧の実現に向けてEGRバルブの開度を調節したときの圧力変化を見越したEGRバルブ下流圧力の予測値と、EGRバルブ上流圧力の要素Pexとの比である予測圧力比に基づいて、外部EGRの実行を許可又は禁止するようにした、つまり、外部EGRの実行が許可された状態では当該予測圧力比が所定の許可基準値以上であるときに外部EGRの実行を禁止し、外部EGRの実行が禁止された状態では当該予測圧力比が所定の禁止基準値以下であるときに外部EGRの実行を許可するようにしたので、予測圧力比が外部EGRの実行制御にハンチングを起こす関係にあるときには、外部EGRの実行について許可した状態と禁止した状態とを切り替えないでおくことができる。 According to this configuration, the element P in + (Pt ex −P r ex ) of the EGR valve downstream pressure taking into account the target exhaust partial pressure, that is, the pressure when the opening degree of the EGR valve is adjusted to achieve the target exhaust partial pressure the predicted value of the EGR valve downstream pressure in anticipation of change, based on the predicted pressure ratio which is the ratio of the element P ex of the EGR valve upstream pressure and so as to permit or prohibit execution of the external EGR, that is, an external EGR In the state where the execution of the external EGR is permitted, the execution of the external EGR is prohibited when the predicted pressure ratio is equal to or greater than the predetermined allowable reference value. In the state where the execution of the external EGR is prohibited, the predicted pressure ratio is the predetermined prohibition standard. since so as to permit the execution of external EGR when it is a value or less, when the prediction pressure ratio is the relationship cause hunting execution control of external EGR is executing external EGR Nitsu Thus, it is possible to keep switching between the permitted state and the prohibited state.

それによって、外部EGRの実行制御にハンチングが発生するのを抑制できる。また、要求されるEGR流量を実現するのに必要なEGRバルブの開度が小さく、外部EGRを実行してもEGRバルブ上流圧力とEGRバルブ下流圧力との差圧変化が小さい場合など、外部EGRの実行について許可した状態と禁止した状態とを切り替える基準値にヒステリシスを持たせる場合に外部EGRが行えなくなるエンジンの運転状態においても、要求に応じて外部EGRを実行することができる。   Thereby, it is possible to suppress the occurrence of hunting in the execution control of the external EGR. In addition, when the opening of the EGR valve necessary to realize the required EGR flow rate is small and the differential pressure change between the EGR valve upstream pressure and the EGR valve downstream pressure is small even when the external EGR is executed, the external EGR The external EGR can be executed on demand even in an engine operating state where external EGR cannot be performed when the reference value for switching between the permitted state and the prohibited state is provided with hysteresis.

なお、上記バルブ制御部による外部EGRの実行制御において許可や禁止を判断するために行われる「予測圧力比」と「所定の許可基準値」との比較、および「予測圧力比」と「所定の禁止基準値」との比較には、演算上は上記予測圧力比の逆数(つまり、PIt should be noted that the “predicted pressure ratio” and “predetermined permission reference value” used for determining permission or prohibition in the execution control of the external EGR by the valve control unit, and “predicted pressure ratio” and “predetermined In comparison with the “prohibited reference value”, the reciprocal of the predicted pressure ratio (that is, P inin +(Pt+ (Pt exex −Pr-Pr exex )に対するPP for exex の圧力比)が用いられていてもよい。この場合、バルブ制御部は、上記予測圧力比の逆数が所定の許可基準値以下であるときに外部EGRの実行を禁止し、外部EGRの実行が禁止された状態では、上記予測圧力比の逆数が許可基準値よりも大きな所定の禁止基準値以上であるときに外部EGRの実行を許可することとなる。このように上記予測圧力比の逆数を用いて比較演算を行う場合も、上記バルブ制御部による外部EGRの実行制御に含まれる。要は、「PPressure ratio) may be used. In this case, the valve control unit prohibits the execution of the external EGR when the reciprocal of the predicted pressure ratio is equal to or less than a predetermined permission reference value, and in the state where the execution of the external EGR is prohibited, the reciprocal of the predicted pressure ratio. When the value is equal to or greater than a predetermined prohibition reference value larger than the permission reference value, the execution of the external EGR is permitted. Thus, the case where the comparison calculation is performed using the reciprocal of the predicted pressure ratio is also included in the execution control of the external EGR by the valve control unit. In short, “P exex 」および「P"And" P inin +(Pt+ (Pt exex −Pr-Pr exex )」の演算上の取扱いはどのようにされていても、上記予測圧力比に基づくバルブ制御部による外部EGRの実行制御が実質的に行われていればよい。) ”, The execution control of the external EGR by the valve control unit based on the predicted pressure ratio may be substantially performed.

上記の制御装置は、エンジンの気筒内に吸入される吸気の総量のうちの外部EGRによる排気の分量の目標値である目標EGR率を設定するEGR率設定部と、EGR率設定部で設定された目標EGR率を、予測圧力比が大きいほど小さい値をとる0以上且つ1以下の調整係数を目標EGR率に乗算することにより、予測圧力比が大きいほど下げるように調整するEGR率調整部とをさらに備えていてもよい。この場合、バルブ制御部は、EGR率調整部により調整された目標EGR率に基づいて、EGRバルブの開度を制御することが好ましい。 The above control device, the EGR rate setting unit for setting a target EGR rate which is a target value of the amount of exhaust gas by the external EGR of the total amount of intake air sucked into the cylinder of the engine, set at E GR ratio setting unit An EGR rate adjustment unit that adjusts the target EGR rate so as to decrease as the predicted pressure ratio increases by multiplying the target EGR rate by an adjustment coefficient of 0 or more and 1 or less that takes a smaller value as the predicted pressure ratio increases And may be further provided. In this case, it is preferable that the valve control unit controls the opening degree of the EGR valve based on the target EGR rate adjusted by the EGR rate adjusting unit.

EGRバルブの開度調節によるEGR流量の制御性は、EGRバルブ上流圧力に対するEGRバルブ下流圧力の圧力比が大きいほど悪化する。上記の構成によると、目標排気分圧を踏まえたEGRバルブ下流圧力のEGRバルブ上流圧力に対する予測圧力比が大きいほど目標EGR率を下げるようにしたので、EGRバルブの制御性が悪くなるに連れてEGRバルブの開度を小さくし、外部EGR実行時のEGR率のばらつきによるエンジンの運転制御への悪影響を低減することができる。それによって、エンジンの運転制御をよりいっそう安定化させることができる。   The controllability of the EGR flow rate by adjusting the opening of the EGR valve becomes worse as the pressure ratio of the EGR valve downstream pressure to the EGR valve upstream pressure is larger. According to the above configuration, since the target EGR rate is lowered as the predicted pressure ratio of the EGR valve downstream pressure to the EGR valve upstream pressure based on the target exhaust partial pressure is larger, the controllability of the EGR valve becomes worse. The opening degree of the EGR valve can be reduced, and adverse effects on engine operation control due to variations in the EGR rate during execution of external EGR can be reduced. As a result, engine operation control can be further stabilized.

上記制御装置において、所定の許可基準値は、1以上の値に設定されていてもよい。In the control device, the predetermined permission reference value may be set to one or more values.

上記エンジンの制御装置によれば、外部EGRの実行を適切に制御して外部EGRの実行制御にハンチングが発生するのを抑制できる。その結果、外部EGRを含むエンジンの運転制御が不安定になることを回避し、且つエミッション性能や燃費の低下を防止することができる。   According to the engine control apparatus, it is possible to appropriately control the execution of the external EGR and suppress the occurrence of hunting in the execution control of the external EGR. As a result, it is possible to prevent the operation control of the engine including the external EGR from becoming unstable, and to prevent the emission performance and the fuel consumption from being lowered.

実施形態1に係るエンジンの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るECUの機能構成図である。FIG. 2 is a functional configuration diagram of an ECU according to the first embodiment. 実施形態1に係るEGR率調整マップのイメージ図である。It is an image figure of the EGR rate adjustment map which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る目標EGR比率の調整方法を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the adjustment method of the target EGR ratio which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る外部EGRの実行制御を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing execution control of external EGR according to the first embodiment. 実施形態2に係る外部EGRの実行制御を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing execution control of external EGR according to the second embodiment.

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

《実施形態1》
図1に、この実施形態1に係る制御装置が適用されたエンジン1の概略構成図を示す。
Embodiment 1
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an engine 1 to which the control device according to the first embodiment is applied.

エンジン1は、過給機付きの火花点火式直噴エンジンであって、主に、図1に示すように、吸気(空気)と燃料との混合気を燃焼させるエンジン本体3と、エンジン本体3に導入される吸気が流通する吸気通路5と、エンジン本体3での混合気の燃焼により発生した排気が流通する排気通路7と、排気のエネルギーを利用して吸気を過給するターボ過給機8と、外部EGRを行うための外部EGR機構9と、当該エンジン1の制御に利用される情報を検出するセンサ類と、当該エンジン1の全体を制御するECU(Engine Control Unit)11とを備える。   The engine 1 is a spark ignition direct injection engine with a supercharger. As shown in FIG. 1, the engine 1 mainly burns a mixture of intake air (air) and fuel, and the engine body 3. An intake passage 5 through which intake air introduced into the engine flows, an exhaust passage 7 through which exhaust gas generated by combustion of the air-fuel mixture in the engine body 3 flows, and a turbocharger that supercharges intake air using the energy of the exhaust gas 8, an external EGR mechanism 9 for performing external EGR, sensors for detecting information used for controlling the engine 1, and an ECU (Engine Control Unit) 11 for controlling the engine 1 as a whole. .

<エンジン本体>
エンジン本体3は、複数の気筒13(例えば4つ、図1では1つのみ示す)が直列に設けられたシリンダブロック15と、このシリンダブロック15上に配置されたシリンダヘッド17とを備える。これらシリンダブロック15及びシリンダヘッド17の内部には、図示しないが、エンジン冷却水が流れるウォータジャケットが設けられている。
<Engine body>
The engine body 3 includes a cylinder block 15 in which a plurality of cylinders 13 (for example, four, only one is shown in FIG. 1) are provided in series, and a cylinder head 17 disposed on the cylinder block 15. Inside the cylinder block 15 and the cylinder head 17, although not shown, a water jacket through which engine coolant flows is provided.

各気筒13には、混合気を燃焼させる燃焼室19を区画するピストン21が往復動可能に嵌め入れられている。このピストン21は、コネクティングロッド23を介してクランクシャフト25に連結されている。さらに、エンジン本体3には、インジェクタと呼ばれる燃料噴射装置27が設けられている。燃料噴射装置27は、ECU11からの制御信号に従って、所定のタイミングで燃焼室19に向けて燃料(例えばガソリン)を噴射する。   Each cylinder 13 is fitted with a piston 21 that divides a combustion chamber 19 for burning the air-fuel mixture so as to reciprocate. The piston 21 is connected to the crankshaft 25 via a connecting rod 23. Further, the engine body 3 is provided with a fuel injection device 27 called an injector. The fuel injection device 27 injects fuel (for example, gasoline) toward the combustion chamber 19 at a predetermined timing in accordance with a control signal from the ECU 11.

また、シリンダヘッド17には、気筒13毎に、燃焼室19の天井面にそれぞれ開口した吸気ポート29及び排気ポート31が形成されている。吸気ポート29には、その燃焼室19側の開口を開閉する吸気バルブ33が設けられている。他方、排気ポート31には、その燃焼室19側の開口を開閉する排気バルブ35が設けられている。   Further, the cylinder head 17 is formed with an intake port 29 and an exhaust port 31 that are opened on the ceiling surface of the combustion chamber 19 for each cylinder 13. The intake port 29 is provided with an intake valve 33 that opens and closes the opening on the combustion chamber 19 side. On the other hand, the exhaust port 31 is provided with an exhaust valve 35 for opening and closing the opening on the combustion chamber 19 side.

これら吸気バルブ33及び排気バルブ35は、エンジン本体3に設けられた図示しない動力伝達機構を介してクランクシャフト25に連結されている。動力伝達機構は、クランクシャフト25の回転に連動して吸気バルブ33及び排気バルブ35を開位置と閉位置との間で往復駆動する。この駆動によって、吸気バルブ33は吸気ポート29を、排気バルブ35は排気ポート31を、それぞれ所定のタイミングで開閉する。   The intake valve 33 and the exhaust valve 35 are connected to the crankshaft 25 via a power transmission mechanism (not shown) provided in the engine body 3. The power transmission mechanism reciprocates the intake valve 33 and the exhaust valve 35 between the open position and the closed position in conjunction with the rotation of the crankshaft 25. By this driving, the intake valve 33 opens and closes the intake port 29 and the exhaust valve 35 opens and closes the exhaust port 31 at predetermined timings.

シリンダヘッド17にはさらに、気筒13毎に、燃焼室19内の混合気に点火する点火プラグ37が設けられている。点火プラグ37は、ECU11からの制御信号に従って、所定のタイミングで火花を発生し、その火花によって混合気を爆発燃焼させる。この爆発燃焼により、ピストン21が気筒13内を往復運動し、そのピストン21の往復運動がクランクシャフト25の回転運動に変換されてトルク(回転動力)として出力される。   The cylinder head 17 is further provided with a spark plug 37 for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 19 for each cylinder 13. The spark plug 37 generates a spark at a predetermined timing in accordance with a control signal from the ECU 11 and causes the air-fuel mixture to explode and burn with the spark. By this explosion combustion, the piston 21 reciprocates in the cylinder 13, and the reciprocating motion of the piston 21 is converted into the rotational motion of the crankshaft 25 and output as torque (rotational power).

<吸気通路>
吸気通路5には、上流側から順に、外部から吸入される空気中に含まれるゴミ等の異物を取り除いて吸気を浄化するエアクリーナ39と、通過する吸気を昇圧させるコンプレッサ41と、通過する吸気を冷却するインタークーラ43と、エンジン本体3に導入される吸気の流量を調節するスロットルバルブ45と、エンジン本体3に供給される吸気を一時的に蓄えるサージタンク47とが設けられている。
<Intake passage>
In the intake passage 5, in order from the upstream side, an air cleaner 39 that purifies the intake air by removing foreign matters such as dust contained in the air intake from the outside, a compressor 41 that boosts the intake air that passes through, and the intake air that passes through An intercooler 43 for cooling, a throttle valve 45 for adjusting the flow rate of intake air introduced into the engine body 3, and a surge tank 47 for temporarily storing intake air supplied to the engine body 3 are provided.

吸気通路5にはさらに、コンプレッサ41によって過給された吸気の一部をコンプレッサ41の上流側に環流させるためのエアバイパス通路49が設けられている。このエアバイパス通路49には、当該エアバイパス通路49を流通する吸気の流量を調節するエアバイパスバルブ51が設けられている。エアバイパスバルブ51は、例えば、エアバイパス通路49を全閉状態と全開状態とに切り換え可能な、いわゆるオンオフバルブである。   The intake passage 5 is further provided with an air bypass passage 49 for circulating a part of the intake air supercharged by the compressor 41 to the upstream side of the compressor 41. The air bypass passage 49 is provided with an air bypass valve 51 that adjusts the flow rate of intake air flowing through the air bypass passage 49. The air bypass valve 51 is, for example, a so-called on / off valve that can switch the air bypass passage 49 between a fully closed state and a fully open state.

吸気通路5のうちサージタンク47よりも下流側の部分は、詳しくは図示しないが、エンジン本体3の気筒13毎に分岐した複数の独立吸気通路を有する吸気マニホールド52によって構成されている。サージタンク47は、この吸気マニホールド52に含まれている。   The portion of the intake passage 5 downstream of the surge tank 47 is constituted by an intake manifold 52 having a plurality of independent intake passages branched for each cylinder 13 of the engine body 3, although not shown in detail. The surge tank 47 is included in the intake manifold 52.

<排気通路>
排気通路7には、上流側から順に、通過する排気によって回転するタービン53と、排気に含まれるNOx(窒素酸化物)、CO(一酸化炭素)、HC(炭化水素)等の有害な大気汚染物質を浄化する排気浄化装置55とが設けられている。
<Exhaust passage>
In the exhaust passage 7, in order from the upstream side, a turbine 53 that is rotated by exhaust gas passing through, and harmful air pollution such as NOx (nitrogen oxide), CO (carbon monoxide), and HC (hydrocarbon) contained in the exhaust gas. An exhaust purification device 55 for purifying the substance is provided.

排気浄化装置55は、例えば、三元触媒などの排気浄化用の触媒を内部に担持した触媒コンバータ61を2つ併用してなる。排気通路7のうち排気バイパス通路57よりも上流側の部分は、詳しくは図示しないが、エンジン本体3の気筒13毎に分岐した複数の独立排気通路を有する排気マニホールド60を含む。   The exhaust purification device 55 is formed by using, for example, two catalytic converters 61 that internally support an exhaust purification catalyst such as a three-way catalyst. The portion of the exhaust passage 7 upstream of the exhaust bypass passage 57 includes an exhaust manifold 60 having a plurality of independent exhaust passages branched for each cylinder 13 of the engine body 3, although not shown in detail.

排気通路7にはさらに、当該排気通路7に流通する排気を、タービン53をバイパスして流すための排気バイパス通路57が設けられている。この排気バイパス通路57には、当該排気バイパス通路57を流通する排気の流量を調節するウェイストゲートバルブ59が設けられている。このウェイストゲートバルブ59は、排気バイパス通路57の開度を全開状態と全閉状態との間で連続的に又は多段階に変化させることが可能な、いわゆるリニアバルブである。   The exhaust passage 7 is further provided with an exhaust bypass passage 57 for bypassing the exhaust gas flowing through the exhaust passage 7 by bypassing the turbine 53. The exhaust bypass passage 57 is provided with a waste gate valve 59 for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust bypass passage 57. The waste gate valve 59 is a so-called linear valve that can change the opening of the exhaust bypass passage 57 continuously or in multiple stages between a fully open state and a fully closed state.

<ターボ過給機>
ターボ過給機8は、吸気通路5に設けられた上記コンプレッサ41と、排気通路7に設けられた上記タービン53とを備える。これらコンプレッサ41とタービン53とは、シャフトを介して連結されており、一体に回転するようになっている。このターボ過給機8では、排気の流れを受けてタービン53が回転すると、そのタービン53の回転力を利用してコンプレッサ41が吸気を下流側に送り込み、吸気を圧縮(過給)する。
<Turbocharger>
The turbocharger 8 includes the compressor 41 provided in the intake passage 5 and the turbine 53 provided in the exhaust passage 7. The compressor 41 and the turbine 53 are connected via a shaft and rotate integrally. In the turbocharger 8, when the turbine 53 rotates in response to the exhaust flow, the compressor 41 sends the intake air to the downstream side using the rotational force of the turbine 53, and compresses (supercharges) the intake air.

<外部EGR機構>
外部EGR機構9は、排気通路7に排出された排気の一部を吸気通路5へ還流させるEGR通路63と、EGR通路63を通じて還流させる排気を冷却するEGRクーラ65と、EGR通路63を流通する排気の還流量、つまりEGR流量を制御するEGRバルブ67とを備える。
<External EGR mechanism>
The external EGR mechanism 9 circulates through the EGR passage 63 that recirculates part of the exhaust discharged to the exhaust passage 7 to the intake passage 5, the EGR cooler 65 that cools the exhaust recirculated through the EGR passage 63, and the EGR passage 63. And an EGR valve 67 for controlling the exhaust gas recirculation amount, that is, the EGR flow rate.

EGR通路63は、スロットルバルブ45よりも下流側の吸気通路5、具体的には吸気マニホールド52と、タービン53よりも上流側の排気通路7、具体的には排気マニホールド60とを接続し、それら両マニホールド52,60を連通させている。EGRクーラ65及びEGRバルブ67は、EGR通路63に、その上流側(排気通路7側)から順に設けられている。EGRバルブ67は、EGR通路63の開度を全開状態と全閉状態との間で連続的に又は多段階に変化させることが可能なリニアバルブである。   The EGR passage 63 connects the intake passage 5, specifically the intake manifold 52, downstream of the throttle valve 45, and the exhaust passage 7, specifically exhaust manifold 60, upstream of the turbine 53. Both manifolds 52 and 60 are connected. The EGR cooler 65 and the EGR valve 67 are provided in the EGR passage 63 in order from the upstream side (exhaust passage 7 side). The EGR valve 67 is a linear valve that can change the opening of the EGR passage 63 continuously or in multiple stages between a fully open state and a fully closed state.

<センサ類>
センサ類は、上述したエンジン本体3、吸気通路5、排気通路7及び外部EGR機構9の各所に設けられている。
<Sensors>
Sensors are provided in the engine main body 3, the intake passage 5, the exhaust passage 7, and the external EGR mechanism 9 described above.

具体的には、エンジン本体3においては、クランクシャフト25の回転角度を検出するクランク角センサ69と、ウォータジャケット内のエンジン冷却水の温度であるエンジン水温を検出する水温センサ71とが設けられている。   Specifically, the engine body 3 is provided with a crank angle sensor 69 that detects the rotation angle of the crankshaft 25 and a water temperature sensor 71 that detects the engine water temperature, which is the temperature of the engine coolant in the water jacket. Yes.

吸気通路5においては、エアクリーナ39とコンプレッサ41との間で吸気流量を検出するエアフローセンサ73が設けられている。このエアフローセンサ73は、吸気温度を検出する温度センサを内蔵している。さらに、コンプレッサ41とスロットルバルブ45との間で且つインタークーラ43の下流側の吸気通路5には、ターボ過給機8により圧縮された吸気の圧力、つまり過給圧を検出する第1吸気圧センサ75が設けられている。   In the intake passage 5, an air flow sensor 73 that detects an intake air flow rate is provided between the air cleaner 39 and the compressor 41. The air flow sensor 73 has a built-in temperature sensor that detects the intake air temperature. Further, the intake air passage 5 between the compressor 41 and the throttle valve 45 and on the downstream side of the intercooler 43 has a first intake pressure that detects the pressure of the intake air compressed by the turbocharger 8, that is, the supercharging pressure. A sensor 75 is provided.

吸気通路5にはさらに、スロットルバルブ45の開度を検出するスロットル開度センサ77が設けられている。また、スロットルバルブ45の下流側の吸気通路5、詳しくはサージタンク47には、当該サージタンク47内の圧力であるインマニ圧を検出する第2吸気圧センサ79が設けられている。この第2吸気圧センサ79は、サージタンク47内の温度であるインマニ温を検出する温度センサを内蔵している。   The intake passage 5 is further provided with a throttle opening sensor 77 that detects the opening of the throttle valve 45. The intake passage 5 on the downstream side of the throttle valve 45, specifically the surge tank 47, is provided with a second intake pressure sensor 79 that detects the intake manifold pressure that is the pressure in the surge tank 47. The second intake pressure sensor 79 includes a temperature sensor that detects the intake manifold temperature, which is the temperature in the surge tank 47.

排気通路7においては、ウェイストゲートバルブ61の開度を検出するWG開度センサ81が設けられている。さらに、タービン53と排気浄化装置55との間の排気通路7と、2つの触媒コンバータ61の間の排気通路7とには、O2センサ83,85がそれぞれ設けられている。これら2つのO2センサ83,85の検出値は、燃焼室19内の空燃比をフィードバック制御するのに利用される。   In the exhaust passage 7, a WG opening degree sensor 81 that detects the opening degree of the waste gate valve 61 is provided. Further, O2 sensors 83 and 85 are provided in the exhaust passage 7 between the turbine 53 and the exhaust purification device 55 and the exhaust passage 7 between the two catalytic converters 61, respectively. The detection values of these two O2 sensors 83 and 85 are used for feedback control of the air-fuel ratio in the combustion chamber 19.

また、外部EGR機構9においては、EGRバルブ67の開度を検出するEGR開度センサ87が設けられている。さらに、EGRクーラ65とEGRバルブ67との間のEGR通路63には、EGRバルブ67の上流側における排気の圧力であるEGRバルブ上流圧力を検出する排圧センサ89が設けられている。   The external EGR mechanism 9 is provided with an EGR opening sensor 87 that detects the opening of the EGR valve 67. Further, the EGR passage 63 between the EGR cooler 65 and the EGR valve 67 is provided with an exhaust pressure sensor 89 that detects an EGR valve upstream pressure that is an exhaust pressure upstream of the EGR valve 67.

自動車の運転中は、これら各種のセンサ69〜89の検出値が、ECU11に出力されるようになっている。   The detected values of these various sensors 69 to 89 are output to the ECU 11 during driving of the automobile.

<ECU>
ECU11は、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)と
かRAM(Random Access Memory)といった内部メモリ等のハードウェアと、OS(Operating System)等の基本制御プラグラムやOS上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含むソフトウェアとで構成されたコンピュータであり、上記センサ類の検出値に基づいて外部EGRを含むエンジン1の運転を総合的に制御する。なお、ECU11は、エンジン1の制御装置の一例である。
<ECU>
The ECU 11 is activated by a hardware such as an internal memory such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory), a basic control program such as an OS (Operating System), and a specific function activated on the OS. And a computer configured with software including an application program that comprehensively controls the operation of the engine 1 including the external EGR based on the detection values of the sensors. The ECU 11 is an example of a control device for the engine 1.

図2に、EGRバルブ67の開度制御に関わる部分を中心とした、ECU11の機能構成図を示す。ECU11は、図2に示すように、機能的には、現在のエンジン1の運転状態における充填効率である実充填効率を算出する充填効率算出部91と、現在のエンジン1の運転状態におけるEGR流量である実EGR流量を算出するEGR流量算出部93と、EGRバルブ67の開閉制御を行うバルブ制御部95と、各種データを記憶する記憶部97とを備える。   FIG. 2 shows a functional configuration diagram of the ECU 11 with a focus on the portion related to the opening degree control of the EGR valve 67. As shown in FIG. 2, the ECU 11 functionally includes a charging efficiency calculation unit 91 that calculates the actual charging efficiency that is the charging efficiency in the current operating state of the engine 1, and the EGR flow rate in the current operating state of the engine 1. The EGR flow rate calculation unit 93 that calculates the actual EGR flow rate, the valve control unit 95 that controls opening and closing of the EGR valve 67, and the storage unit 97 that stores various data.

充填効率算出部91は、エアフローセンサ73によって検出される吸気流量と、クランク角センサ69の検出値から求められるエンジン回転数とに基づいて、現在のエンジン1の運転状態における体積効率である実体積効率を算出する。そして、充填効率算出部91は、その実体積効率から標準大気密度(標準状態における大気の密度:約1.2kg[kg/m3])を用いて実充填効率を算出する。   The charging efficiency calculation unit 91 is based on the intake air flow rate detected by the air flow sensor 73 and the engine speed obtained from the detected value of the crank angle sensor 69, and is the actual volume that is the volume efficiency in the current operating state of the engine 1. Calculate efficiency. Then, the filling efficiency calculation unit 91 calculates the actual filling efficiency from the actual volume efficiency using the standard atmospheric density (the density of the atmosphere in the standard state: about 1.2 kg [kg / m3]).

EGR流量算出部93は、排圧センサ89によって検出されるEGRバルブ上流圧力と、EGRバルブ下流圧力と、EGR開度センサ87によって検出されるEGRバルブ67の開度とに基づき、ベルヌーイの定理を用いて、実EGR流量の基本値を算出する。ここで、EGRバルブ下流圧力は、サージタンク47内の圧力に相当する。このため、EGRバルブ下流圧力としては、第2吸気圧センサ79によって検出されるインマニ圧が用いられる。そして、EGR流量算出部93は、その基本値を外部EGRによって還流される排気の温度に応じて補正し、その補正後の値を最終的な実EGR流量として算出する。ここで、還流される排気の温度は、エンジン回転数及びエンジン負荷から推定される。   The EGR flow rate calculation unit 93 calculates Bernoulli's theorem based on the EGR valve upstream pressure detected by the exhaust pressure sensor 89, the EGR valve downstream pressure, and the opening degree of the EGR valve 67 detected by the EGR opening degree sensor 87. Use to calculate the basic value of the actual EGR flow rate. Here, the EGR valve downstream pressure corresponds to the pressure in the surge tank 47. For this reason, the intake manifold pressure detected by the second intake pressure sensor 79 is used as the EGR valve downstream pressure. Then, the EGR flow rate calculation unit 93 corrects the basic value according to the temperature of the exhaust gas recirculated by the external EGR, and calculates the corrected value as the final actual EGR flow rate. Here, the temperature of the recirculated exhaust gas is estimated from the engine speed and the engine load.

バルブ制御部95は、EGR率の目標値である目標EGR率を設定する目標EGR率設定部99と、外部EGRによって還流される排気の分圧の目標値である目標排気分圧を算出する目標排気分圧算出部101と、外部EGRを実行しているときにエンジン1の気筒13内に吸入される吸気の圧力のうちの現在の排気の分圧である実排気分圧を算出する実排気分圧算出部103と、目標EGR率を調整する目標EGR率調整部105と、外部EGRの実行を許可又は禁止するEGR実行制御部107とを備える。   The valve control unit 95 sets a target EGR rate setting unit 99 that sets a target EGR rate that is a target value of the EGR rate, and a target that calculates a target exhaust partial pressure that is a target value of the partial pressure of the exhaust gas recirculated by the external EGR. The exhaust partial pressure calculation unit 101 and the actual exhaust for calculating the actual exhaust partial pressure that is the partial pressure of the current exhaust among the pressures of the intake air sucked into the cylinder 13 of the engine 1 when executing the external EGR. A partial pressure calculation unit 103, a target EGR rate adjustment unit 105 that adjusts a target EGR rate, and an EGR execution control unit 107 that permits or prohibits execution of external EGR are provided.

目標EGR率設定部99は、記憶部97に予め記憶されているEGR制御マップに基づいて目標EGR率の基本値を設定する。EGR制御マップには、実充填効率及びエンジン水温とそれらに応じた目標EGR率とがエンジン回転数毎に規定されている。目標EGR率の基本値は、充填効率算出部91によって算出される実充填効率と、クランク角センサ69の検出値から求められるエンジン回転数と、水温センサ71によって検出されるエンジン水温とを、そのEGR制御マップに照らし合わせることにより設定される。   The target EGR rate setting unit 99 sets a basic value of the target EGR rate based on the EGR control map stored in advance in the storage unit 97. In the EGR control map, the actual charging efficiency, the engine water temperature, and the target EGR rate corresponding to them are defined for each engine speed. The basic value of the target EGR rate includes the actual charging efficiency calculated by the charging efficiency calculation unit 91, the engine speed obtained from the detection value of the crank angle sensor 69, and the engine water temperature detected by the water temperature sensor 71. It is set by checking against the EGR control map.

なお、EGR制御マップを含め、外部EGRの実行制御に用いる各種のマップは、エンジン1に固有のものであり、実測等によって予め求められる。そのため、EGR制御マップや後述するEGR率調整マップは、一例に過ぎず、エンジン1によっては異なる特性となり得る。   Note that various maps used for external EGR execution control, including the EGR control map, are unique to the engine 1 and are obtained in advance by actual measurement or the like. Therefore, the EGR control map and the EGR rate adjustment map described later are merely examples, and may have different characteristics depending on the engine 1.

目標排気分圧算出部101は、EGR流量の目標値である目標EGR流量を、第2吸気圧センサ79によって検出されるインマニ温に基づいて圧力に変換することにより、目標排気分圧を算出する。実排気分圧算出部103は、EGR流量算出部93によって算出される実EGR流量を、第2吸気圧センサ79によって検出されるインマニ温に基づいて圧力に変換することにより、実排気分圧を算出する。   The target exhaust partial pressure calculation unit 101 calculates a target exhaust partial pressure by converting a target EGR flow rate, which is a target value of the EGR flow rate, into a pressure based on the intake manifold temperature detected by the second intake pressure sensor 79. . The actual exhaust partial pressure calculation unit 103 converts the actual EGR flow rate calculated by the EGR flow rate calculation unit 93 into a pressure based on the intake manifold temperature detected by the second intake pressure sensor 79, thereby reducing the actual exhaust partial pressure. calculate.

目標EGR率調整部105は、記憶部97に予め記憶されているEGR率補正マップに基づいて、目標EGR率設定部99によって設定された目標EGR率を調整する。EGR率調整マップには、目標EGR率が実現されたときの、つまりは目標排気分圧が実現されたときのインマニ圧の予測値である予測インマニ圧と排圧センサ89によって検出されたEGRバルブ上流圧力との圧力比である予測圧力比と、それに対応したEGR率の調整係数とが規定されている。本実施形態での予測圧力比は、EGRバルブ上流圧力に対する予測インマニ圧力の圧力比である。   The target EGR rate adjustment unit 105 adjusts the target EGR rate set by the target EGR rate setting unit 99 based on the EGR rate correction map stored in advance in the storage unit 97. The EGR rate adjustment map includes an EGR valve detected by a predicted intake manifold pressure and an exhaust pressure sensor 89 that is a predicted value of the intake manifold pressure when the target EGR rate is realized, that is, when the target exhaust partial pressure is realized. A predicted pressure ratio, which is a pressure ratio with the upstream pressure, and an adjustment coefficient for the EGR rate corresponding thereto are defined. The predicted pressure ratio in the present embodiment is a pressure ratio of the predicted intake manifold pressure to the EGR valve upstream pressure.

図3に、EGR率調整マップのイメージ図を示す。EGR率調整マップにおいて、EGR率の調整係数αは、図3に示すように、0〜1の正の値であって、予測圧力比が一定値以上(例えば0.8以上)の範囲ではその予測圧力比が1に近づくほど小さくなる。これは、EGRバルブ67の開度調節によるEGR流量の制御性がEGRバルブ上流圧力に対するEGRバルブ下流圧力の圧力比が大きいほど悪化することを考慮し、EGRバルブ67の制御性が悪くなるに連れてEGRバルブ67の開度を小さくすることで、実際の排気分圧のばらつきに起因するエンジン1の運転制御への悪影響を低減するためである。   FIG. 3 shows an image diagram of the EGR rate adjustment map. In the EGR rate adjustment map, as shown in FIG. 3, the EGR rate adjustment coefficient α is a positive value of 0 to 1, and is within a range where the predicted pressure ratio is a certain value or more (for example, 0.8 or more). The predicted pressure ratio decreases as it approaches 1. This is because the controllability of the EGR flow rate by adjusting the opening degree of the EGR valve 67 becomes worse as the pressure ratio of the EGR valve downstream pressure to the EGR valve upstream pressure becomes larger, and the controllability of the EGR valve 67 becomes worse. This is because by reducing the opening of the EGR valve 67, the adverse effect on the operation control of the engine 1 due to the variation in the actual exhaust partial pressure is reduced.

目標EGR率調整部105は、そのようなEGR率調整マップに予測圧力比を照らし合わせることにより、EGR率の調整係数αを取得する。そして、目標EGR率調整部105は、そのEGR率の調整係数αを目標EGR率の基本値に乗算することにより、目標EGR率を調整する。   The target EGR rate adjustment unit 105 obtains the EGR rate adjustment coefficient α by comparing the predicted pressure ratio with such an EGR rate adjustment map. Then, the target EGR rate adjustment unit 105 adjusts the target EGR rate by multiplying the basic value of the target EGR rate by the adjustment coefficient α of the EGR rate.

バルブ制御部95は、上記の目標EGR率設定部99、目標排気分圧算出部101、実排気分圧算出部103及び目標EGR率調整部105の機能によって、最終的な目標EGR率を設定する。この目標EGR率の設定方法について、以下に、図4を参照しながら説明する。図4は、バルブ制御部95による目標EGR率の設定方法を示すブロック図である。   The valve control unit 95 sets the final target EGR rate by the functions of the target EGR rate setting unit 99, the target exhaust partial pressure calculation unit 101, the actual exhaust partial pressure calculation unit 103, and the target EGR rate adjustment unit 105. . A method for setting the target EGR rate will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a method for setting the target EGR rate by the valve control unit 95.

バルブ制御部95は、図4に示すように、まず、目標EGR率設定部99の機能によりエンジン回転数、実充填効率及びエンジン水温に基づいて目標EGR率の基本値を設定する。次いで、バルブ制御部95は、その目標EGR率の基本値を、スロットルバルブ45を通過する流量であるスロットル通過流量に基づいて流量に変換することにより、目標EGR流量を算出する。ここで、スロットル通過流量は、吸気通路5を流通する吸気の流量である。このため、スロットル通過流量としては、エアフローセンサ73によって検出される吸気流量が用いられる。   As shown in FIG. 4, the valve control unit 95 first sets the basic value of the target EGR rate based on the engine speed, the actual charging efficiency, and the engine water temperature by the function of the target EGR rate setting unit 99. Next, the valve control unit 95 calculates the target EGR flow rate by converting the basic value of the target EGR rate into a flow rate based on a throttle passage flow rate that is a flow rate that passes through the throttle valve 45. Here, the throttle passage flow rate is the flow rate of the intake air flowing through the intake passage 5. For this reason, the intake flow rate detected by the air flow sensor 73 is used as the throttle passage flow rate.

バルブ制御部95は、そうして算出された目標EGR流量を、目標排気分圧算出部101の機能によりインマニ温に基づき圧力に変換して、目標排気分圧を取得する。また、バルブ制御部95は、EGR流量算出部93の機能により算出された実EGR流量を、実排気分圧算出部103の機能によりインマニ温に基づき圧力に変換して、実排気分圧を取得する。バルブ制御部95は、こうして取得された目標排気分圧から実排気分圧を減算することにより、基本値の目標EGR率が実現されたときの実排気分圧の変化量の予測値である排気分圧変化量を算出する。   The valve control unit 95 converts the target EGR flow rate thus calculated into a pressure based on the intake manifold temperature by the function of the target exhaust partial pressure calculation unit 101, and acquires the target exhaust partial pressure. Further, the valve control unit 95 converts the actual EGR flow rate calculated by the function of the EGR flow rate calculation unit 93 into a pressure based on the intake manifold temperature by the function of the actual exhaust gas partial pressure calculation unit 103, and acquires the actual exhaust gas partial pressure. To do. The valve control unit 95 subtracts the actual exhaust partial pressure from the target exhaust partial pressure acquired in this manner, thereby obtaining an exhaust value that is a predicted value of the change amount of the actual exhaust partial pressure when the target EGR rate of the basic value is realized. The amount of change in partial pressure is calculated.

次に、バルブ制御部95は、その排気分圧変化量に第2吸気圧センサ79によって検出されるインマニ圧を加算することにより、予測インマニ圧を算出する。続いて、バルブ制御部95は、この予測インマニ圧を排圧センサ89によって検出されるEGRバルブ上流圧力で除算することにより、予測圧力比を算出する。   Next, the valve control unit 95 calculates the predicted intake manifold pressure by adding the intake manifold pressure detected by the second intake pressure sensor 79 to the exhaust partial pressure change amount. Subsequently, the valve control unit 95 calculates the predicted pressure ratio by dividing the predicted intake manifold pressure by the EGR valve upstream pressure detected by the exhaust pressure sensor 89.

次いで、バルブ制御部95は、目標EGR率調整部105の機能により、図3に示すようなEGR率調整マップを参照して予測圧力比に対応するEGR率の調整係数αを取得し、その調整係数αを目標EGR率の基本値に乗算して目標EGR率を調整する。バルブ制御部95は、その調整した値を最終的な目標EGR率として取得し、その目標EGR率が実現されるようにEGRバルブ67の開度を調節することにより、外部EGRを実行する。   Next, the valve control unit 95 obtains the adjustment coefficient α of the EGR rate corresponding to the predicted pressure ratio with reference to the EGR rate adjustment map as shown in FIG. 3 by the function of the target EGR rate adjustment unit 105, and the adjustment The target EGR rate is adjusted by multiplying the basic value of the target EGR rate by the coefficient α. The valve control unit 95 acquires the adjusted value as the final target EGR rate, and executes the external EGR by adjusting the opening degree of the EGR valve 67 so that the target EGR rate is realized.

EGR実行制御部107は、上述した外部EGRの実行を、以下の式で表される予測圧力比Prに基づき、所定の基準値を用いて許可又は禁止する。   The EGR execution control unit 107 permits or prohibits the execution of the above-described external EGR using a predetermined reference value based on the predicted pressure ratio Pr expressed by the following equation.

Pr={Pin+(Ptex−Prex)}/Pex
ここで、Pexは、排圧センサ89によって検出されるEGRバルブ上流圧力である。Pinは、第2吸気圧センサ79によって検出されるインマニ圧(EGRバルブ下流圧力)である。Ptexは、目標排気分圧算出部101によって算出される目標排気分圧である。Prexは、実排気分圧算出部103によって算出される実排気分圧である。
Pr = {P in + (Pt ex −Pr ex )} / P ex
Here, P ex is the EGR valve upstream pressure detected by the exhaust pressure sensor 89. P in is the intake manifold pressure detected by the second intake pressure sensor 79 (EGR valve downstream pressure). Pt ex is the target exhaust partial pressure calculated by the target exhaust partial pressure calculation block 101. Pr ex is the actual exhaust partial pressure calculated by the actual exhaust partial pressure calculation unit 103.

具体的には、EGR実行制御部107は、予測圧力比Prが1.0以上の値に設定される所定の基準値未満であるときには外部EGRの実行を許可し、予測圧力比Prが当該所定の基準値以上であるときには外部EGRの実行を禁止する。所定の基準値には、例えば1.0が設定される。   Specifically, the EGR execution control unit 107 permits the execution of the external EGR when the predicted pressure ratio Pr is less than a predetermined reference value set to a value of 1.0 or more, and the predicted pressure ratio Pr is the predetermined pressure value. Execution of external EGR is prohibited when the value is equal to or greater than the reference value. For example, 1.0 is set as the predetermined reference value.

このEGR実行制御部107による外部EGRの実行制御について、以下に、図5を参照しながら説明する。図5は、外部EGRの実行制御のフローチャートである。   The external EGR execution control by the EGR execution control unit 107 will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart of external EGR execution control.

EGR実行制御部107は、図5に示すように、まず、ステップST01において、現在のエンジン1の運転状態が外部EGR領域にあるか否かを判定する。外部EGR領域は、外部EGRの実行が許可状態にあれば外部EGRが実行される、低負荷乃至中負荷且つ低回転乃至中回転の運転領域である。エンジン1の運転状態が外部EGR領域にあるか否かは、エンジン回転数や充填効率、エンジン水温などに基づいて判定される。   As shown in FIG. 5, the EGR execution control unit 107 first determines whether or not the current operating state of the engine 1 is in the external EGR region in step ST01. The external EGR region is a low load to medium load and low rotation to medium rotation operation region where the external EGR is executed if the execution of the external EGR is permitted. Whether or not the operating state of the engine 1 is in the external EGR region is determined based on the engine speed, the charging efficiency, the engine water temperature, and the like.

このとき、エンジン1の運転状態が外部EGR領域にあると判定された場合には、外部EGRの実行を許可すべきか禁止すべきかを判定する必要があるので、そのような判定を行うステップST02に進む。他方、エンジン1の運転状態が外部EGR領域にないと判定された場合には、外部EGRが行われないことから外部EGRの実行について禁止や許可を判定する必要がないため、リターンし、再びステップST01を行う。   At this time, if it is determined that the operating state of the engine 1 is in the external EGR region, it is necessary to determine whether the execution of the external EGR should be permitted or prohibited. move on. On the other hand, if it is determined that the operating state of the engine 1 is not in the external EGR region, there is no need to determine prohibition or permission for the execution of the external EGR because the external EGR is not performed, so the process returns and steps again. ST01 is performed.

次いで、ステップST02において、EGR実行制御部107は、予測圧力比Prが所定の基準値(例えば1.0)以上であるか否かを判定する。   Next, in step ST02, the EGR execution control unit 107 determines whether or not the predicted pressure ratio Pr is equal to or greater than a predetermined reference value (for example, 1.0).

このとき、予測圧力比Prが所定の基準値以上である場合には、目標EGR率を実現するようにEGRバルブ67の開度を調節すると、EGRバルブ上流圧力とEGRバルブ下流圧力の差圧が比較的小さくなり、EGRバルブ67の開度調節によるEGR流量の制御性、つまりはEGR率の制御性が悪くなることが予測される。とりわけ所定の基準値として1.0が設定されている場合には、EGRバルブ下流圧力がEGRバルブ上流圧力と均衡するか又はそれよりも大きくなり、EGRバルブ67の開度調節によるEGR率の制御性が著しく悪くなることが予測される。したがって、この場合には、外部EGRの実行を許可すべきでないとして、ステップST03に進む。   At this time, if the predicted pressure ratio Pr is greater than or equal to a predetermined reference value, the differential pressure between the EGR valve upstream pressure and the EGR valve downstream pressure is adjusted by adjusting the opening of the EGR valve 67 so as to achieve the target EGR rate. It is expected that the controllability of the EGR flow rate by adjusting the opening degree of the EGR valve 67, that is, the controllability of the EGR rate will be degraded. In particular, when 1.0 is set as the predetermined reference value, the EGR valve downstream pressure is balanced with or larger than the EGR valve upstream pressure, and the EGR rate is controlled by adjusting the opening degree of the EGR valve 67. It is predicted that the property will be significantly worse. Therefore, in this case, it is determined that external EGR execution should not be permitted, and the process proceeds to step ST03.

ステップST03では、EGR実行制御部107は、外部EGRの実行を禁止する。   In step ST03, the EGR execution control unit 107 prohibits the execution of external EGR.

他方、ステップST02で予測圧力比Prが所定の基準値未満である場合には、目標EGR率を実現するようにEGRバルブ67の開度を調節しても、EGRバルブ上流圧力がEGRバルブ下流圧力よりも大きく、EGRバルブ上流圧力とEGRバルブ下流圧力とに所要の差圧が確保されるので、EGRバルブ67の開度調節によるEGR率の制御性が著しくは損なわれないことが予測される。したがって、この場合には、外部EGRの実行を許可すべきとして、ステップST04に進む。   On the other hand, if the predicted pressure ratio Pr is less than the predetermined reference value in step ST02, the EGR valve upstream pressure remains the EGR valve downstream pressure even if the opening degree of the EGR valve 67 is adjusted to achieve the target EGR rate. Since the required differential pressure is ensured between the EGR valve upstream pressure and the EGR valve downstream pressure, it is predicted that the controllability of the EGR rate by adjusting the opening degree of the EGR valve 67 is not significantly impaired. Therefore, in this case, the execution of the external EGR should be permitted, and the process proceeds to step ST04.

ステップST04では、EGR実行制御部107は、外部EGRの実行を許可する。   In step ST04, the EGR execution control unit 107 permits execution of the external EGR.

ステップST03,ST04を終えるとリターンし、ステップST01以降のステップを繰り返す。   When steps ST03 and ST04 are completed, the process returns, and the steps after step ST01 are repeated.

こうした外部EGRの実行制御に従えば、目標排気分圧の実現に向けてEGRバルブの開度を調節したときの圧力変化を見越したEGRバルブ下流圧力の予測値Pin+(Ptex−Prex)とEGRバルブ上流圧力Pexとの圧力比が、外部EGRの実行制御にハンチングを起こす関係にあるときには、外部EGRの実行について許可と禁止が切り替えられない。 According to such external EGR execution control, the predicted value P in + (Pt ex −P r ex ) of the EGR valve downstream pressure in anticipation of the pressure change when the opening degree of the EGR valve is adjusted to achieve the target exhaust partial pressure. ) and the pressure ratio of the EGR valve upstream pressure P ex is, when a relation causing hunting execution control of an external EGR, it not switched enable and disable the execution of external EGR.

したがって、この実施形態1に係るエンジン1のECU11によると、外部EGRの実行制御にハンチングが発生するのを好適に抑制できる。また、外部EGRの実行について許可と禁止を切り替える基準値にヒステリシスを持たせると外部EGRが行えなくなるエンジン1の運転状態においても、要求に応じて外部EGRを実行することができる。その結果、外部EGRを含むエンジン1の運転制御が不安定になることを回避し、且つエミッション性能や燃費の低下を防止することができる。   Therefore, according to ECU11 of engine 1 concerning this embodiment 1, it can control suitably that hunting generate | occur | produces in execution control of external EGR. In addition, external EGR can be executed on demand even when the engine 1 is in an operating state where external EGR cannot be performed by providing hysteresis to the reference value for switching between permitting and prohibiting the execution of external EGR. As a result, the operation control of the engine 1 including the external EGR can be avoided from becoming unstable, and the emission performance and fuel consumption can be prevented from being lowered.

《実施形態2》
この実施形態2に係るエンジン1は、ECUによる外部EGRの実行制御の方法が上記実施形態1と異なる。なお、この実施形態2では、外部EGRの実行制御の方法が上記実施形態1と異なる他はエンジン1について上記実施形態1と同様に構成されているので、態様の異なる外部EGRの実行制御の方法についてのみ説明し、同一の構成や制御方法は図1〜図5に基づく上記実施形態1の説明に譲ることにして、その詳細な説明を省略する。
<< Embodiment 2 >>
The engine 1 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the method of execution control of the external EGR by the ECU. In the second embodiment, the external EGR execution control method is the same as that of the first embodiment except that the external EGR execution control method is different from that of the first embodiment. Therefore, the external EGR execution control method is different from that of the first embodiment. The same configuration and control method will be left to the description of the first embodiment based on FIGS. 1 to 5, and the detailed description thereof will be omitted.

上記実施形態1では、外部EGRの実行についての禁止と許可を、許可された状態から禁止する場合と禁止された状態から許可する場合とで、同一の基準値を用いて切り替える例を説明したが、本変形例では、EGR実行制御部107は、外部EGRの実行を、予測圧力比Prに基づき、ヒステリシスを持たせた所定の基準値(許可基準値及び禁止基準値)を用いて許可又は禁止する。   In the first embodiment, the example in which the prohibition and permission for the execution of the external EGR are switched using the same reference value in the case of prohibiting from the permitted state and in the case of allowing from the prohibited state has been described. In this modification, the EGR execution control unit 107 permits or prohibits the execution of the external EGR using a predetermined reference value (allowed reference value and prohibited reference value) having hysteresis based on the predicted pressure ratio Pr. To do.

具体的には、EGR実行制御部107は、外部EGRの実行が許可された状態において、予測圧力比Prが1.0以上の値に設定される所定の許可基準値未満であるときには外部EGRの実行を許可したままとし、予測圧力比Prが許可基準値以上であるときには外部EGRの実行を禁止する。許可基準値には、例えば1.0が設定される。   Specifically, the EGR execution control unit 107 determines whether the external EGR is less than a predetermined permission reference value set to a value of 1.0 or more in a state where the execution of the external EGR is permitted. Execution of the external EGR is prohibited when the predicted pressure ratio Pr is equal to or greater than the allowable reference value. For example, 1.0 is set as the permission reference value.

また、EGR実行制御部107は、外部EGRの実行が禁止された状態において、予測圧力比Prが許可基準値よりも小さな所定の禁止基準値よりも大きいときには外部EGRの実行を禁止したままとし、予測圧力比Prが禁止基準値以下であるときには外部EGRの実行を許可する。禁止基準値には、例えば0.2〜0.4の固定値が設定される。   Further, the EGR execution control unit 107 keeps the execution of the external EGR prohibited when the predicted pressure ratio Pr is larger than a predetermined prohibition reference value smaller than the permission reference value in a state where the execution of the external EGR is prohibited, When the predicted pressure ratio Pr is equal to or less than the prohibition reference value, the execution of external EGR is permitted. For example, a fixed value of 0.2 to 0.4 is set as the prohibition reference value.

このEGR実行制御部107による外部EGRの実行制御について、以下に、図6を参照しながら説明する。図6は、本変形例に係る外部EGRの実行制御のフローチャートである。   The external EGR execution control by the EGR execution control unit 107 will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart of external EGR execution control according to this modification.

EGR実行制御部107は、図6に示すように、まず、ステップST11において、現在のエンジン1の運転状態が外部EGR領域にあるか否かを判定する。ステップST11は、上記実施形態1でのステップST01と同様であるので、その説明を省略する。   As shown in FIG. 6, the EGR execution control unit 107 first determines whether or not the current operating state of the engine 1 is in the external EGR region in step ST11. Since step ST11 is the same as step ST01 in the first embodiment, description thereof is omitted.

このステップST11でエンジン1の運転状態が外部EGR領域にあると判定された場合には、外部EGRが実行されているか否かを判定する必要があるため、そのような判定を行うステップST12に進む。他方、エンジン1の運転状態が外部EGR領域にないと判定された場合には、上記実施形態1と同様にリターンし、再びステップST11を行う。   If it is determined in step ST11 that the operating state of the engine 1 is in the external EGR region, it is necessary to determine whether or not the external EGR is being executed. Therefore, the process proceeds to step ST12 for performing such determination. . On the other hand, when it is determined that the operation state of the engine 1 is not in the external EGR region, the process returns as in the first embodiment, and step ST11 is performed again.

ステップST12において、EGR実行制御部107は、現在、外部EGRが実行されているか否かを判定する。   In step ST12, the EGR execution control unit 107 determines whether or not an external EGR is currently being executed.

外部EGRが実行されているか否かは、EGR開度センサ87によって検出されるEGRバルブ67の開度に基づいて判定される。具体的には、EGR開度センサ87の検出値がEGRバルブ67の開度が0以外であることを示していれば、EGRバルブ67が開いているから、外部EGRを実行していると判定する。また、EGR開度センサ87の検出値がEGRバルブ67の開度が0であることを示していれば、EGRバルブ67は完全に閉じているから、外部EGRを実行していないと判定する。   Whether or not the external EGR is being executed is determined based on the opening degree of the EGR valve 67 detected by the EGR opening degree sensor 87. Specifically, if the detected value of the EGR opening sensor 87 indicates that the opening of the EGR valve 67 is other than 0, it is determined that the external EGR is being performed because the EGR valve 67 is open. To do. If the detected value of the EGR opening sensor 87 indicates that the opening degree of the EGR valve 67 is 0, it is determined that the external EGR is not executed because the EGR valve 67 is completely closed.

このとき、外部EGRが実行されていると判定された場合には、外部EGRの実行が許可されており、外部EGRの実行が許可された状態から禁止するか否かを判定する必要があるため、そのような判定を行うステップST13に進む。他方、外部EGRが実行されていないと判定された場合には、外部EGRの実行が禁止されている可能性があり、外部EGRの実行が禁止された状態から許可するか否かを判定する必要があるため、そのような判定を行うステップST14に進む。   At this time, if it is determined that the external EGR is being executed, the execution of the external EGR is permitted, and it is necessary to determine whether to prohibit the external EGR from being permitted. Then, the process proceeds to step ST13 for making such a determination. On the other hand, if it is determined that the external EGR is not executed, the execution of the external EGR may be prohibited, and it is necessary to determine whether or not to permit the execution from the state where the execution of the external EGR is prohibited. Therefore, the process proceeds to step ST14 for making such a determination.

ステップST13では、EGR実行制御部107は、予測圧力比Prが許可基準値(例えば1.0)以上であるか否かを判定する。   In step ST13, the EGR execution control unit 107 determines whether or not the predicted pressure ratio Pr is equal to or greater than a permission reference value (for example, 1.0).

このとき、予測圧力比Prが許可基準値以上である場合には、上記実施形態1のステップST02でも説明したようにEGRバルブ67の開度調節によるEGR率の制御性が著しく悪くなることが予測されるから、外部EGRの実行を許可すべきでないとして、ステップST15に進む。   At this time, when the predicted pressure ratio Pr is equal to or greater than the permission reference value, it is predicted that the controllability of the EGR rate by adjusting the opening degree of the EGR valve 67 is remarkably deteriorated as described in step ST02 of the first embodiment. Therefore, assuming that the execution of the external EGR should not be permitted, the process proceeds to step ST15.

ステップST15では、EGR実行制御部107は、外部EGRの実行を禁止する。   In step ST15, the EGR execution control unit 107 prohibits execution of external EGR.

他方、ステップST13で予測圧力比Prが許可基準値未満である場合には、上記実施形態1のステップST02でも説明したようにEGRバルブ67の開度調節によるEGR率の制御性が著しくは損なわれないことが予測されるから、外部EGRの実行を許可すべきとして、ステップST16に進む。   On the other hand, if the predicted pressure ratio Pr is less than the permitted reference value in step ST13, the controllability of the EGR rate by adjusting the opening of the EGR valve 67 is significantly impaired as described in step ST02 of the first embodiment. Since it is predicted that no external EGR is to be executed, the process proceeds to step ST16.

ステップST16では、EGR実行制御部107は、外部EGRの実行を許可する。   In step ST16, the EGR execution control unit 107 permits execution of the external EGR.

また、ステップST14では、EGR実行制御部107は、予測圧力比Prが禁止基準値(例えば0.2〜0.4の固定値)以下であるか否かを判定する。   In step ST14, the EGR execution control unit 107 determines whether or not the predicted pressure ratio Pr is equal to or less than the prohibition reference value (for example, a fixed value of 0.2 to 0.4).

このとき、予測圧力比Prが禁止基準値以下である場合には、目標EGR率を実現するようにEGRバルブ67の開度を調節しても、EGRバルブ上流圧力とEGRバルブ下流圧力とに所要の差圧が確保されるので、EGRバルブ67の開度調節によるEGR率の制御性が良いことが予測される。したがって、この場合には、外部EGRの実行を禁止すべきでないとして、ステップST16に進み、外部EGRの実行を許可する。   At this time, if the predicted pressure ratio Pr is less than or equal to the prohibition reference value, the EGR valve upstream pressure and the EGR valve downstream pressure are required even if the opening degree of the EGR valve 67 is adjusted to achieve the target EGR rate. Therefore, it is predicted that the controllability of the EGR rate by adjusting the opening degree of the EGR valve 67 is good. Therefore, in this case, the execution of the external EGR should not be prohibited, the process proceeds to step ST16, and the execution of the external EGR is permitted.

他方、予測圧力比Prが禁止基準値よりも大きい場合には、目標EGR率を実現するようにEGRバルブ67の開度を調節すると、EGRバルブ上流圧力とEGRバルブ下流圧力の差圧が比較的小さくなり、EGRバルブ67の開度調節によるEGR率の制御性が悪くなることが予測される。したがって、この場合には、外部EGRの実行を許可すべきでないとして、ステップST15に進み、外部EGRの実行を禁止する。   On the other hand, when the predicted pressure ratio Pr is larger than the prohibition reference value, the differential pressure between the EGR valve upstream pressure and the EGR valve downstream pressure is relatively adjusted by adjusting the opening degree of the EGR valve 67 so as to achieve the target EGR rate. It is predicted that the controllability of the EGR rate by adjusting the opening degree of the EGR valve 67 becomes worse. Therefore, in this case, the execution of the external EGR should not be permitted, and the process proceeds to step ST15 to prohibit the execution of the external EGR.

なお、外部EGRの実行が許可されているときにもEGRバルブ67が全閉とされている場合には、このステップST14に移行されるが、予測圧力比Prが禁止基準値よりも大きく且つ許可基準値未満の範囲にあるので、ステップST16に進み、外部EGRの実行が許可されたままとなる。   If the EGR valve 67 is fully closed even when the execution of the external EGR is permitted, the process proceeds to step ST14, but the predicted pressure ratio Pr is larger than the prohibition reference value and permitted. Since it is in the range less than the reference value, the process proceeds to step ST16 and the execution of the external EGR is still permitted.

ステップST15,ST16を終えるとリターンし、ステップST11以降のステップを繰り返す。   When steps ST15 and ST16 are completed, the process returns, and the steps after step ST11 are repeated.

こうした外部EGRの実行制御に従えば、目標排気分圧を見込んだEGRバルブ下流圧力とEGRバルブ上流圧力との圧力比に基づいて外部EGRの実行を許可又は禁止することに加え、外部EGRの実行について許可した状態と禁止した状態とを切り替える基準値にヒステリシスを持たせるようにしたので、外部EGRの実行制御にハンチングが発生するのをよりいっそう抑制できる。その他については、上記実施形態1と同様な効果を得ることができる。   According to the execution control of the external EGR, in addition to permitting or prohibiting the execution of the external EGR based on the pressure ratio between the EGR valve downstream pressure and the EGR valve upstream pressure in consideration of the target exhaust partial pressure, the execution of the external EGR is performed. Since the reference value for switching between the permitted state and the prohibited state is provided with hysteresis, it is possible to further suppress the occurrence of hunting in the execution control of the external EGR. About the other, the effect similar to the said Embodiment 1 can be acquired.

以上のように、本出願に開示する技術の例示として、好ましい実施形態を説明した。しかし、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態1,2で説明した各構成要素や制御方法を組み合わせて新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須でない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることを以て、直ちにそれらの必須でない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。   As described above, a preferred embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, and the like have been made as appropriate. Moreover, it is possible to form a new embodiment by combining the components and control methods described in the first and second embodiments. In addition, the constituent elements described in the accompanying drawings and the detailed description may include constituent elements that are not essential for solving the problem. For this reason, it should not be immediately recognized that these non-essential components are essential because they are described in the accompanying drawings and detailed description.

例えば、上記実施形態1,2について、以下のような構成としてもよい。   For example, the first and second embodiments may be configured as follows.

上記実施形態1では、目標EGR率設定部99は、実充填効率に基づいて目標EGR率を設定するとしたが、これに限らず、実充填効率に代えて、エンジン1の充填効率の目標値である目標充填効率に基づいて設定されてもよい。目標充填効率は、アクセルペダルの踏み込み操作に応じた出力トルクの要求値である要求出力トルクと、O2センサ83,85の検出値から求められる空燃比及び熱効率とに基づいて既知の方法により算出される。   In the first embodiment, the target EGR rate setting unit 99 sets the target EGR rate based on the actual charging efficiency. However, the target EGR rate setting unit 99 is not limited to this, and instead of the actual charging efficiency, a target value of the charging efficiency of the engine 1 is used. It may be set based on a certain target filling efficiency. The target charging efficiency is calculated by a known method based on the required output torque, which is the required value of the output torque corresponding to the depression operation of the accelerator pedal, and the air-fuel ratio and the thermal efficiency obtained from the detected values of the O2 sensors 83 and 85. The

また、上記実施形態1では、EGR実行制御部107は、目標EGR率設定部99により設定された目標EGR率の基本値から求められた目標排気分圧を用いて、外部EGRの実行について許可と禁止を切り替える制御を行うとしたが、これに限らず、基本値の目標EGR率を調整係数αの乗算により調整して得られた最終的な目標EGR率から目標排気分圧を算出し、その目標排気分圧を用いて外部EGRの実行制御を行ってもよい。   In the first embodiment, the EGR execution control unit 107 permits the execution of the external EGR by using the target exhaust partial pressure obtained from the basic value of the target EGR rate set by the target EGR rate setting unit 99. Although the control for switching the prohibition is performed, the present invention is not limited thereto, and the target exhaust partial pressure is calculated from the final target EGR rate obtained by adjusting the target EGR rate of the basic value by multiplying by the adjustment coefficient α, The execution control of the external EGR may be performed using the target exhaust partial pressure.

また、上記実施形態1では、外部EGRの実行制御に用いられる予測圧力比PrがEGRバルブ上流圧力Pexに対する予測インマニ圧力{Pin+(Ptex−Prex)}の圧力比、すなわち{Pin+(Ptex−Prex)}/Pexであるとしたが、予測圧力比Prは、その逆数Pex/{Pin+(Ptex−Prex)}が用いられていてもよい。要は、バルブ制御部95が、EGRバルブ上流圧力Pexと予測インマニ圧力Pin+(Ptex−Prex)との圧力比に基づいて、外部EGRの実行をハンチングが発生しないように許可又は禁止に切り替えるようになっていればよい。 In the first embodiment, the predicted pressure ratio Pr used for the execution control of the external EGR is the pressure ratio of the predicted intake manifold pressure {P in + (Pt ex −Pr ex )} to the EGR valve upstream pressure P ex , that is, {P In + (Pt ex −Pr ex )} / P ex , but the reciprocal number P ex / {P in + (Pt ex −Pr ex )} may be used as the predicted pressure ratio Pr. In short, the valve control unit 95 permits or prohibits the execution of external EGR so that hunting does not occur based on the pressure ratio between the EGR valve upstream pressure Pex and the predicted intake manifold pressure P in + (Pt ex −Pr ex ). It is only necessary to switch to.

また、上記実施形態1では、EGR流量算出部93は、実EGR流量を算出するのに用いる、外部EGRによって還流される排気の温度を、エンジン回転数及びエンジン負荷から推定するとしたが、これに限らない。例えば、当該排気の温度は、実EGR流量の基本値を、EGRバルブ67とEGRクーラ65との間に設けられた温度センサで検出した温度に応じて補正することにより算出してもよい。   In the first embodiment, the EGR flow rate calculation unit 93 estimates the temperature of the exhaust gas recirculated by the external EGR used to calculate the actual EGR flow rate from the engine speed and the engine load. Not exclusively. For example, the temperature of the exhaust gas may be calculated by correcting the basic value of the actual EGR flow rate according to the temperature detected by the temperature sensor provided between the EGR valve 67 and the EGR cooler 65.

また、上記実施形態1では、ターボ過給機付きのエンジンを例に挙げて説明したが、これに限らず、ここに開示された技術は、ターボ過給機を備えていないエンジンの制御装置に対しても適用可能である。   In the first embodiment, an engine with a turbocharger has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the technology disclosed herein is applied to an engine control device that does not include a turbocharger. It can also be applied to.

以上説明したように、ここに開示した技術は、外部EGRが行われるエンジンの制御装置について有用である。   As described above, the technology disclosed herein is useful for an engine control apparatus in which external EGR is performed.

1…エンジン、3…エンジン本体、5…吸気通路、7…排気通路、8…ターボ過給機、9…外部EGR機構、11…ECU(エンジンの制御装置)、13…気筒、
15…シリンダブロック、17…シリンダヘッド、19…燃焼室、21…ピストン、
23…コネクティングロッド、25…クランクシャフト、27…燃料噴射装置、
29…吸気ポート、31…排気ポート、33…吸気バルブ、35…排気バルブ、
37…点火プラグ、39…エアクリーナ、41…コンプレッサ、
43…インタークーラ、45…スロットルバルブ、47…サージタンク、
49…エアバイパス通路、51…エアバイパスバルブ、52…吸気マニホールド、
53…タービン、55…排気浄化装置、57…排気バイパス通路、
59…ウェイストゲートバルブ、60…排気マニホールド、61…触媒コンバータ、
63…EGR通路、65…EGRクーラ、67…EGRバルブ、
69…クランク角センサ、71…水温センサ、73…エアフローセンサ、
75…第1吸気圧センサ、77…スロットル開度センサ、79…第2吸気圧センサ、
81…WG開度センサ、83,85…O2センサ、87…EGR開度センサ、
89…排圧センサ、91…充填効率算出部、93…EGR流量算出部、
95…バルブ制御部、97…記憶部、99…目標EGR率設定部、
101…目標排気分圧算出部、103…実排排気圧算出部、
105…目標EGR率調整部、107…EGR実行制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 3 ... Engine main body, 5 ... Intake passage, 7 ... Exhaust passage, 8 ... Turbocharger, 9 ... External EGR mechanism, 11 ... ECU (engine control device), 13 ... Cylinder,
15 ... Cylinder block, 17 ... Cylinder head, 19 ... Combustion chamber, 21 ... Piston,
23 ... Connecting rod, 25 ... Crankshaft, 27 ... Fuel injection device,
29 ... Intake port, 31 ... Exhaust port, 33 ... Intake valve, 35 ... Exhaust valve,
37 ... Spark plug, 39 ... Air cleaner, 41 ... Compressor,
43 ... Intercooler, 45 ... Throttle valve, 47 ... Surge tank,
49 ... Air bypass passage, 51 ... Air bypass valve, 52 ... Intake manifold,
53 ... Turbine, 55 ... Exhaust gas purification device, 57 ... Exhaust gas bypass passage,
59 ... Waste gate valve, 60 ... Exhaust manifold, 61 ... Catalytic converter,
63 ... EGR passage, 65 ... EGR cooler, 67 ... EGR valve,
69 ... Crank angle sensor, 71 ... Water temperature sensor, 73 ... Air flow sensor,
75 ... 1st intake pressure sensor, 77 ... Throttle opening sensor, 79 ... 2nd intake pressure sensor,
81 ... WG opening sensor, 83, 85 ... O2 sensor, 87 ... EGR opening sensor,
89 ... Exhaust pressure sensor, 91 ... Filling efficiency calculation unit, 93 ... EGR flow rate calculation unit,
95 ... Valve control unit, 97 ... Storage unit, 99 ... Target EGR rate setting unit,
101 ... target exhaust partial pressure calculation unit, 103 ... actual exhaust pressure calculation unit,
105 ... target EGR rate adjustment unit, 107 ... EGR execution control unit

Claims (3)

排気通路に排出された排気を吸気通路へ還流させる排気再循環通路と、
前記排気再循環通路を流通する排気の還流量を制御する排気再循環バルブと、を備え、
前記排気再循環バルブを開くことにより排気の一部を前記排気再循環通路を通じて再循環させる排気再循環が行われるエンジンの制御装置であって、
前記排気再循環バルブの開閉制御を行うバルブ制御部と、
排気再循環によって還流される排気の分圧の目標値である目標排気分圧を算出する目標排気分圧算出部と、
排気再循環を実行しているときにエンジンの気筒内に吸入される吸気の圧力のうちの排気の分圧である実排気分圧を算出する実排気分圧算出部と、を備え、
前記バルブ制御部は、前記排気再循環バルブよりも前記排気通路側での排気の圧力をPex、排気再循環によって還流される排気と混合された状態の吸気の圧力をPin、前記目標排気分圧をPtex、前記実排気分圧をPrexとしたとき、排気再循環の実行が許可された状態では、前記P ex に対する前記P in +(Pt ex −Pr ex )の圧力比である予測圧力比が所定の許可基準値以上であるときに排気再循環の実行を禁止し、排気再循環の実行が禁止された状態では、前記予測圧力比が前記許可基準値よりも小さな所定の禁止基準値以下であるときに排気再循環の実行を許可する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
An exhaust gas recirculation passage for recirculating exhaust gas discharged to the exhaust passage to the intake passage;
An exhaust gas recirculation valve for controlling a recirculation amount of exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation passage,
An engine control apparatus that performs exhaust gas recirculation in which a part of exhaust gas is recirculated through the exhaust gas recirculation passage by opening the exhaust gas recirculation valve,
A valve control unit for controlling opening and closing of the exhaust gas recirculation valve;
A target exhaust partial pressure calculation unit that calculates a target exhaust partial pressure that is a target value of a partial pressure of exhaust gas recirculated by exhaust gas recirculation;
An actual exhaust partial pressure calculation unit that calculates an actual exhaust partial pressure that is a partial pressure of exhaust among the pressure of the intake air sucked into the cylinder of the engine when performing exhaust gas recirculation,
The valve control unit is configured such that the exhaust pressure on the exhaust passage side of the exhaust gas recirculation valve is P ex , the intake air pressure mixed with the exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation is P in , and the target exhaust gas When the partial pressure is Pt ex and the actual exhaust partial pressure is Pr ex , the pressure ratio of the P in + (Pt ex −Pr ex ) with respect to the P ex when the exhaust gas recirculation is permitted. Execution of exhaust gas recirculation is prohibited when the predicted pressure ratio is equal to or higher than a predetermined permission reference value, and when the execution of exhaust gas recirculation is prohibited, the predicted pressure ratio is smaller than the permission reference value. An engine control device that permits execution of exhaust gas recirculation when the value is below a reference value .
請求項1に記載されたエンジンの制御装置において、
エンジンの気筒内に吸入される吸気の総量のうちの排気再循環による排気の分量の目標値である目標排気再循環率を設定する排気再循環率設定部と
記排気再循環率設定部で設定された前記目標排気再循環率を、前記予測圧力比が大きいほど小さい値をとる0以上且つ1以下の調整係数を前記目標排気再循環率に乗算することにより、前記予測圧力比が大きいほど下げるように調整する排気再循環率調整部と、をさらに備え、
前記バルブ制御部は、前記排気再循環率調整部により調整された目標排気再循環率に基づいて、前記排気再循環バルブの開度を制御する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
The engine control device according to claim 1,
An exhaust gas recirculation rate setting unit that sets a target exhaust gas recirculation rate that is a target value of the amount of exhaust gas by exhaust gas recirculation out of the total amount of intake air taken into the cylinders of the engine ;
Multiplying the target exhaust gas recirculation rate set in the previous SL exhaust gas recirculation rate setting unit, a 0 or more and 1 or less adjustment factor that takes a smaller value as the predicted pressure ratio is large to the target exhaust gas recirculation rate An exhaust gas recirculation rate adjusting unit that adjusts so as to decrease as the predicted pressure ratio increases.
The valve control unit controls the opening of the exhaust gas recirculation valve based on a target exhaust gas recirculation rate adjusted by the exhaust gas recirculation rate adjusting unit.
請求項1又は2に記載されたエンジンの制御装置において、
前記所定の許可基準値は、1以上の値に設定されている
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
In the engine control apparatus according to claim 1 or 2,
The engine control device, wherein the predetermined permission reference value is set to a value of 1 or more .
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