JP6536299B2 - Internal combustion engine control method and internal combustion engine control device - Google Patents
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Description
本発明は、自車両の減速時における内燃機関の制御方法及び制御装置に関する。 The present invention relates to a control method and control device for an internal combustion engine at the time of deceleration of a host vehicle.
主として排気ガス中の窒素酸化物(NOx)低減や燃費向上を目的として、自動車用の小型内燃機関において燃焼後の排気ガスの一部を再度吸気させるEGR(Exhaust Gas Recirculation:排気再循環)という技術が知られている。このEGRに関連する技術として、特許文献1に、低圧ループEGR装置が付帯した内燃機関が開示されている。この内燃機関は、自車両の減速時に、スロットルバルブを減速要求に応じた開度よりも大きく開くとともに、気筒での燃焼回数を間引く制御を行うことにより、減速時の失火を防ぐ。
A technology called EGR (Exhaust Gas Recirculation) that re-inhales a part of exhaust gas after combustion in a small internal combustion engine for automobiles, mainly for the purpose of reducing nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas and improving fuel consumption. It has been known. As a technique related to this EGR,
しかし、自車両の減速時には、様々な要因による内燃機関の性能の悪化が懸念される。例えば、減速時の失火を防ぐために燃焼回数を間引くことで、燃焼間隔が変わることによる音振性能の悪化が懸念される。また、排気ガスが理論空燃比よりも薄い混合ガスの状態になり、排出される窒素酸化物の悪化が懸念される。更に、通常燃焼から間引き燃焼に切り替わるときや、間引き燃焼から通常燃焼に切り替わるときのトルク段差による運転性悪化が懸念される。 However, at the time of deceleration of the host vehicle, there is a concern that the performance of the internal combustion engine may deteriorate due to various factors. For example, by thinning the number of times of combustion in order to prevent a misfire at the time of deceleration, there is a concern that the acoustic vibration performance may be deteriorated due to a change in the combustion interval. In addition, the exhaust gas is in the state of a mixed gas thinner than the theoretical air fuel ratio, and there is a concern that the nitrogen oxides discharged may be deteriorated. Furthermore, there is a concern that the operability may deteriorate due to a torque step when switching from normal combustion to thinning combustion or when switching from thinning combustion to normal combustion.
本発明の目的は、自車両の減速時における内燃機関の性能の悪化を抑止する内燃機関制御方法及び内燃機関制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an internal combustion engine control method and an internal combustion engine control device which suppress the deterioration of the performance of the internal combustion engine at the time of deceleration of the host vehicle.
本発明の一態様に係る内燃機関制御方法及び内燃機関制御装置では、上記の課題を解決するために、排気通路を流れる排気ガスをEGRガスとして吸気通路に還流させる循環通路と、循環通路を流れる排気ガスの流量を制御するEGRバルブと、を備えた内燃機関の制御方法であって、自車両の減速時に、吸気通路に設けられた吸気酸素センサからの出力に基づいて実EGR率を計測するとともに、実EGR率が高いほど吸気通路の空気量が増加するように空気量を制御し、空気量を制御した結果、空気量が増加した時には、内燃機関の点火時期を遅くする制御、内燃機関の排気バルブの開弁時期を早くする制御、内燃機関によって駆動される補機の負荷を増やす制御、自動的にブレーキの制動力を上昇させる制御、及び内燃機関を成層燃焼させる制御のうち、少なくとも1つの制御を実施する。 In the internal combustion engine control method and the internal combustion engine control device according to one aspect of the present invention, in order to solve the above problems, a circulation passage for recirculating the exhaust gas flowing in the exhaust passage as EGR gas to the intake passage, and a circulation passage A control method for an internal combustion engine comprising an EGR valve for controlling the flow rate of exhaust gas, which measures an actual EGR rate based on an output from an intake oxygen sensor provided in an intake passage when the host vehicle decelerates. At the same time, the amount of air is controlled so that the amount of air in the intake passage increases as the actual EGR rate increases, and as a result of controlling the amount of air, when the amount of air increases, control to delay the ignition timing of the internal combustion engine Control to accelerate the opening timing of the exhaust valve, control to increase the load on accessories driven by the internal combustion engine, control to automatically increase the braking force of the brake, and stratified combustion of the internal combustion engine Of the control to be carried out at least one control.
本発明の一態様によれば、EGR率に応じて空気量を制御することで、自車両の減速時の内燃機関の燃焼が安定する。また、空気量の増加により燃焼安定を図るとともに、自車両の減速時に必要な減速トルクを両立させることができる。その結果、自車両の減速時における内燃機関の性能の悪化を抑止することができる。 According to one aspect of the present invention, by controlling the amount of air according to the EGR rate, the combustion of the internal combustion engine at the time of deceleration of the host vehicle is stabilized. In addition, the combustion stability can be achieved by the increase of the air amount, and at the same time, it is possible to simultaneously achieve the deceleration torque required at the time of deceleration of the host vehicle. As a result, deterioration of the performance of the internal combustion engine at the time of deceleration of the host vehicle can be suppressed.
次に、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成部品については以下の説明を参酌して判断すべきものである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下の詳細な説明では、本発明の一実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても1つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and different from real ones. Therefore, specific components should be determined in consideration of the following description.
In addition, the embodiments described below illustrate apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention includes the shape, structure, arrangement, and the like of components. It does not specify the following. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.
In the following detailed description, numerous specific details are set forth to provide a thorough understanding of an embodiment of the present invention. However, it will be apparent that one or more embodiments may be practiced without such specific details. Besides, well-known structures and devices are illustrated schematically in order to simplify the drawings.
<実施形態>
以下に、本発明の一実施形態に係る内燃機関制御装置について説明する。
(内燃機関制御装置)
本実施形態に係る内燃機関制御装置は、図1に示すような排気還流システムを制御する。この排気還流システムでは、例えば4ストロークサイクルの火花点火式ガソリン機関からなる内燃機関1(エンジン)の上流側には、吸気ガスを通過させるための吸気通路2が配置されている。また、この内燃機関1の下流側には、排気ガスを通過させるための排気通路3が配置されている。
Embodiment
Hereinafter, an internal combustion engine control system according to an embodiment of the present invention will be described.
(Internal combustion engine control device)
The internal combustion engine control system according to the present embodiment controls an exhaust gas recirculation system as shown in FIG. In this exhaust gas recirculation system, an intake passage 2 for passing intake gas is disposed upstream of an internal combustion engine 1 (engine) comprising, for example, a spark-ignition gasoline engine having a four-stroke cycle. Further, on the downstream side of the
吸気通路2は、吸気口であるエアインテーク(図示省略)を介して外部へ開放され、このエアインテークから吸気ガスとして外部の空気を取り入れる。このエアインテークの下流側には、吸気ガスの流入量を調整するための吸気バルブ4が配置されている。吸気バルブ4の下流側には、吸気ガスの圧力を大気圧以上に高める過給機5の吸気側のコンプレッサ5aが配置されている。
The intake passage 2 is opened to the outside through an air intake (not shown) which is an intake port, and takes in external air as intake gas from the air intake. On the downstream side of this air intake, an intake valve 4 for adjusting the inflow of intake gas is disposed. On the downstream side of the intake valve 4, an intake-
コンプレッサ5aの下流側には、吸気ガス中の酸素の濃度を計測するための吸気酸素センサ6が配置されている。吸気酸素センサ6の下流側には、吸気ガスの流入量を制御する電子制御式のスロットルバルブを内蔵したスロットルチャンバ―7が配置されている。スロットルチャンバ―7の下流側には、圧縮等により温度が上がった吸気ガスを冷却するための冷却装置であるインタークーラー8が配置されている。
An intake oxygen sensor 6 for measuring the concentration of oxygen in the intake gas is disposed downstream of the
ここで、内燃機関1は、例えば直噴型の構成であり、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射バルブ(図示省略)を気筒毎に備えている。吸気通路2は、インタークーラー8と内燃機関1との間において、内燃機関1の各気筒への吸気配分を均一にするための吸気マニホールドとして内燃機関1の気筒毎に分岐している。上記燃料噴射バルブにおける燃料噴射量は、吸気酸素センサ6の検出信号に基づき、フィードバック制御されている。また、内燃機関1には、クランクケースの圧力を逃がすための通気口となるPCVバルブ(図示省略)が配置されている。
Here, the
排気通路3は、内燃機関1の下流側において、排気マニホールドとして内燃機関1の排気ガスの複数の流路を1つにまとめる。その下流側では、排気通路3が二股に分岐し、一方に過給機5の排気側のタービン5bが配置され、他方にウェイストゲートバルブ9が配置されている。このウェイストゲートバルブ9は、開閉することで排気ガスの一部を分流させることにより過給機5のタービン5bへの排気ガスの流入量を調節する。このタービン5b及びウェイストゲートバルブ9の下流側には、マニ触媒や床下触媒等の排気浄化装置10が配置されている。排気浄化装置10の下流側には、排気消音器(図示省略)が配置されている。この排気消音器を介して排気通路3は外部へ開放され、排気通路3を通過してきた排気ガスは外部へ放出される。
The exhaust passage 3 combines a plurality of flow paths of the exhaust gas of the
また、この排気還流システムでは、吸気通路2と排気通路3とを連結する循環通路11が配置されている。この循環通路11は、排気浄化装置10の下流かつ排気消音器の上流において排気通路3から分岐し、過給機5の吸気側のコンプレッサ5aの前段において吸気通路2と合流し、排気通路3から吸気通路2へ排気ガスの一部をEGRガスとして通過させる。この循環通路11には、EGRガスを冷却するEGRクーラー12が配置されている。このEGRクーラー12の下流側には、排気側から吸気側へのEGRガスの流入量を調節するEGRバルブ13が配置されている。このEGRバルブ13の下流側において、循環通路11は吸気通路2と合流する。吸気通路2を通過する吸気ガスは、循環通路11を通過してきたEGRガスと混合することにより、混合ガスとなる。すなわち、EGRが行われた場合、過給機5の吸気側のコンプレッサ5aには、この混合ガスが流入することになる。以降、過給機5の吸気側のコンプレッサ5aの下流側において、吸気通路2には、吸気ガスとして混合ガスが通過する。この場合、吸気酸素センサ6を用いることで、混合ガスの中に占めるEGRガスの割合を示すEGR率を計測することができる。
Further, in the exhaust gas recirculation system, a
なお、本実施形態では、排気還流システム内に過給機5を配置した構成例について説明しているが、実際には、過給機5は必須ではない。 In the present embodiment, a configuration example in which the supercharger 5 is disposed in the exhaust gas recirculation system is described, but in practice, the supercharger 5 is not essential.
更に、本実施形態に係る内燃機関制御装置には、各種センサからの出力結果を入力して各種バルブ機構を制御する電子制御装置20が配置されている。例えば、電子制御装置20は、吸気通路2に設置された吸気酸素センサ6からの出力に基づいて吸気中の酸素濃度を検出し、その検出された酸素濃度から実EGR率を算出し、内燃機関1の運転条件から決定される目標EGR率と、算出された実EGR率との間に差異があったときに、目標EGR率になるようにEGRバルブ13を制御する。また、電子制御装置20は、内燃機関1の運転条件毎に、目標EGR率と実EGR率との差分を補正係数として記憶し、目標EGR率を補正する。
Furthermore, in the internal combustion engine control device according to the present embodiment, an
このとき、運転者操作による内燃機関1の運転条件の変化に対して、吸気通路2におけるEGRガス取り出し口から吸気酸素センサ6の設置位置まで、また吸気酸素センサ6の位置から内燃機関1の気筒内にEGRガスと新気の混合ガスが流入するまでの吸気容積分の応答遅れを考慮する必要がある。随時運転条件が変化する過渡運転時において吸気酸素センサ6の計測結果に基づいてEGRバルブ13を制御することは過多/過少なEGRガスの導入に繋がりかねず、ノッキングや失火といった運転性悪化、及び燃費悪化の原因となる。また、過渡運転時において随時補正値を演算することは上記応答遅れを考慮すると誤学習につながりかねない。
At this time, in response to a change in the operating condition of the
図1に示した排気還流システムでは、排気通路3において過給機5の排気側のタービン5bの下流に設けられた排気ガス取り出し口から、循環通路11のEGRバルブ13を通り、吸気通路2における過給機5の吸気側のコンプレッサ5aの上流に還流させる。また、過給機5の吸気側のコンプレッサ5aの下流に、EGR率を計測するための吸気酸素センサ6が設けられている。
In the exhaust gas recirculation system shown in FIG. 1, an exhaust gas outlet provided downstream of the
ただし、この排気還流システムを構成する部品は当然製造上の初期ばらつきを持っており、また、市場での経時劣化によっても、そのばらつきは大きくなる。これにより、実際に導入されるEGRガスは設計上の中央値から大きくばらつき得る。すなわち、実EGRが過多な場合には内燃機関1の失火につながり、また実EGRが過少な場合には燃費の低下につながるため、これらのばらつきを考慮した目標EGR率を設定しなければならない。
However, the parts constituting the exhaust gas recirculation system naturally have initial variations in manufacture, and the variations also become large due to deterioration with time in the market. As a result, the EGR gas actually introduced may vary greatly from the design median value. That is, when the actual EGR is excessive, it leads to a misfire of the
しかし、吸気酸素センサ6を用いて実際に内燃機関1に流入する混合ガスのEGR率を計測することができるため、目標EGR率との乖離を少なくするようにEGRバルブ13の開口面積を補正し、EGRガス導入に影響するシステムの部品初期ばらつき及び市場での経時変化に伴う実EGR率のばらつきを低減することで、目標EGR率を高く設定することができ、燃費向上につながる。
However, since the EGR rate of the mixed gas actually flowing into the
EGRバルブ13の開口面積の補正については、図2に示すように、目標EGR率から設計中央条件における基点のEGRバルブ13の開口面積を算出する制御に加えて、内燃機関1の回転数や負荷(回転数及び負荷の少なくとも一方)から決まる定常条件におけるトリミングマップ上の特性値を補正する制御を行う。また、基点のEGRバルブ13の開口面積に対して補正係数を乗じることで、補正後のEGRバルブ13の開口面積を算出する制御を行う。
As for correction of the opening area of the
一方でEGRガスは、図3に示すように、吸気通路2への導入部から吸気酸素センサ6までの吸気容積分の応答遅れをもって吸気通路2内を輸送される。そのため、吸気酸素センサ6で計測されるEGR率は応答遅れ分を差し引いた時間分だけ前の状態のEGRバルブ13の開口面積によるものであり、応答遅れがある領域では応答遅れを加味した時間を考慮してEGRバルブ13の開口面積を補正することで、誤学習を防止することができる。また、この応答遅れを無視できる定常条件において、内燃機関1の運転条件が定常条件と適合すると判定した場合(定常時)には、より精度良く学習できるため、このような定常条件にてEGRバルブ13の開口面積を補正しても良い。
On the other hand, EGR gas is transported in the intake passage 2 with a response delay corresponding to the intake volume from the introduction portion to the intake passage 2 to the intake oxygen sensor 6 as shown in FIG. Therefore, the EGR rate measured by the intake oxygen sensor 6 is due to the opening area of the
ここでいう定常条件とは、内燃機関1の回転数や負荷が一定の条件以外にも、内燃機関1の回転数や負荷が過渡的に変化しながらも目標EGR率が一定の領域内(EGR領域内)を動いている条件も含まれる。図4に、このEGR領域に関する目標EGR率マップの例を示す。このEGR領域内を内燃機関1の回転数や負荷が動いているならば目標EGR率は一定となり、吸気酸素センサ6による実EGR率も一定となるため、EGR率にとっては定常条件になっているといえる。
The steady state condition referred to here is a range in which the target EGR rate is constant (EGR) while the rotational speed and load of the
また、内燃機関1の定常時の吸気酸素センサ6の計測精度は部品特性や製造ばらつきの影響を受けるのに対して、内燃機関1の過渡時(非定常時)では更に電子制御装置20との通信や演算の遅れの影響を受けるため、内燃機関1の過渡時の吸気酸素センサ6の計測精度のほうが悪くなる。このため、図5に示すように、内燃機関1の定常時と過渡時とで吸気酸素センサ6の計測精度に差分があるため、内燃機関1の定常時と過渡時とで吸気酸素センサ6の計測精度に応じた個別にクライテリア(基準値)を設定し、内燃機関1の定常時のクライテリアを内燃機関1の過渡時のクライテリアよりも小さくすることで、内燃機関1の運転条件が定常条件と適合すると判定できた場合には精度良くEGRバルブ13の開口面積の補正を行うことができる。このとき、吸気酸素センサ6の計測精度をクライテリアとしても良い。
Further, while the measurement accuracy of intake air oxygen sensor 6 at the steady state of
上記のEGRバルブ13の開口面積の補正では、吸気通路2におけるEGRガスの合流部より上流側に吸気絞り弁(ADMバルブ)(図示省略)を備えるシステムの場合には、この吸気絞り弁の開度によってもEGR率に影響があるため、吸気絞り弁がEGR率に影響しない条件である吸気絞り弁が全開もしくは全開相当の場合のみ補正を実施することで、正確にEGRバルブ13の開口面積の補正を行うことができる。ここで、「全開相当」とは吸気絞り弁の開度がEGR率にほとんど影響しない開度以上のことを指す。吸気絞り弁としての吸気絞り弁はある一定の開度以上になると、それ以上開いたとしても流れる作動ガスの流量にはほとんど影響しなくなるため、このような所定の閾値の吸気絞り弁の開度を事前に把握することで、全開相当の開度を定義することができる。
In the above correction of the opening area of the
なお、吸気絞り弁により正しく目標負圧が生成されていないと、排気脈動の影響を受け、目標EGR率とEGRバルブ13の開度との関係がずれる。そのため、吸気絞り弁を先に補正することで、正しく目標負圧を生成する。実際には、吸気絞り弁は、スロットルバルブや流量調整弁でも良い。
If the target negative pressure is not generated correctly by the intake air throttle valve, the relationship between the target EGR rate and the opening degree of the
(空気量の制御)
本実施形態に係る内燃機関制御装置は、自車両の減速時に、吸気中に含まれるEGR濃度を推定もしくは計測して、そのEGR濃度に基づいて空気量を制御しても良い。例えば、電子制御装置20は、自車両の減速時に、吸気酸素センサ6で計量されたEGR率に基づいて失火に至らないように吸気通路2の空気量を調整する。EGR濃度により空気量を制御することで、自車両の減速時の内燃機関の燃焼が安定する。
(Control of air amount)
The internal combustion engine control device according to the present embodiment may estimate or measure the EGR concentration contained in the intake air at the time of deceleration of the host vehicle, and control the air amount based on the EGR concentration. For example, when the host vehicle decelerates, the
図6を参照して、自車両の減速中の空気量制御に関する動作の一例について説明する。
まず、電子制御装置20は、自車両が減速中であるか否かを判定する(ステップS101)。例えば、電子制御装置20は、アクセルペダルやブレーキペダル等のペダル周辺に設けられたセンサ、若しくは、自車両の車速センサや加速度センサ等からの出力結果に基づいて、自車両が減速中であるか否かを判定する。
ここで、電子制御装置20は、自車両が減速中ではないと判定した場合(ステップS101でNoの場合)には、一連の処理を終了する。また、電子制御装置20は、自車両が停車した場合や加速を再開した場合にも、自車両が減速中ではないと判定する。
An example of the operation relating to air amount control during deceleration of the host vehicle will be described with reference to FIG.
First, the
Here, when it is determined that the host vehicle is not decelerating (in the case of No at step S101), the
電子制御装置20は、自車両が減速中であると判定した場合(ステップS101でYesの場合)には、吸気酸素センサ6からの出力結果を読み込む(ステップS102)。ここでは、電子制御装置20は、吸気酸素センサ6からの出力結果として、吸気酸素センサ6で計測した混合ガスの中に占める酸素の割合を読み込む。
When it is determined that the host vehicle is decelerating (in the case of Yes in step S101), the
電子制御装置20は、吸気酸素センサ6からの出力結果に基づいて、混合ガスの中に占めるEGRガスの割合を示すEGR率を算出する(ステップS103)。
The
電子制御装置20は、そのEGR率に基づいて、吸気通路2の空気量を制御する(ステップS104)。例えば、電子制御装置20は、吸気バルブ4やEGRバルブ13を制御して、吸気通路2を通過する混合ガス中に含まれる吸気ガスとEGRガスとの比率を調整する。
その後、電子制御装置20は、再度、自車両が減速中であるか否かを判定する(ステップS101に戻る)。
The
Thereafter, the
ここで、運転者がアクセルペダルの解放(OFF)又はブレーキペダルの踏込(ON)を行うことで自車両が減速中となりアクセル開度が最小になった場合、従来の車両の動作としては、吸気バルブ4を閉じて吸気通路2の空気量を減らすことが通常である。しかし、従来制御では、吸気バルブ4を閉じても循環通路11に残ったEGRガスが慣性で吸気通路2に流入する。このとき、空気量が減少した状態でEGRガスが流入するため、EGR率が上昇する。この状態でEGRガスが内燃機関1に流入すると、失火の原因となる可能性がある。
Here, when the driver decelerates the accelerator pedal (OFF) or depresses the brake pedal (ON) and the own vehicle is decelerating and the accelerator opening degree becomes minimum, the intake of the conventional vehicle is as follows: It is usual to close the valve 4 to reduce the amount of air in the intake passage 2. However, in the conventional control, even if the intake valve 4 is closed, the EGR gas remaining in the
そこで、本実施形態に係る内燃機関制御装置は、自車両の減速中の空気量設定においてEGR率が高いほど吸気通路2の空気量が大きくなるように吸気バルブ4を制御する。例えば、図7〜図12の(a)及び(b)に示すように、電子制御装置20は、自車両が減速中となりアクセル開度が最小になった場合、EGR率の上昇に応じて減速時の空気量を増加させる。このように、自車両の減速時に、EGR率が高いときには吸気バルブ4を開いて空気量を増やすことで、失火を防げる。反対に、EGR率が低いときには吸気バルブ4を閉じて空気量を減らすことで、減速時に必要な減速トルクを従来制御と同程度に得られる。
Therefore, the internal combustion engine control device according to the present embodiment controls the intake valve 4 so that the amount of air in the intake passage 2 increases as the EGR rate increases in setting the amount of air while the host vehicle is decelerating. For example, as shown in (a) and (b) of FIGS. 7 to 12, the
これにより、図7の(c)〜(e)に示すように、内燃機関1の外部で循環通路11を経由して排気通路3から直接引き戻された排気ガス(外部EGR)の掃気が促進され、従来制御よりも早期に外部EGRが掃気される。また、内燃機関1の内部で再循環する排気ガス(内部EGR)が従来制御よりも低下する。その結果、トータルEGR率については、従来制御よりもピークEGR率が低下する。
Thereby, as shown in (c) to (e) of FIG. 7, scavenging of exhaust gas (external EGR) which is directly pulled back from the exhaust passage 3 via the
また、本実施形態に係る内燃機関制御装置は、自車両の減速時の空気量増加時にトルクを抑制するため、内燃機関1の点火時期を遅くする制御(リタード)を行うようにしても良い。例えば、図8の(c)及び(d)に示すように、電子制御装置20は、内燃機関1の点火時期を遅くする制御(リタード)を行うことで、トルクが発生するのを抑制する。これにより、空気量の増加により燃焼安定を図るとともに、自車両の減速時に必要な減速トルクを両立させることができる。
Further, the internal combustion engine control device according to the present embodiment may perform control (retard) to delay the ignition timing of the
また、本実施形態に係る内燃機関制御装置は、自車両の減速時の空気量増加時にトルクを抑制するため、内燃機関1の排気バルブの開弁時期(EVO)を早くする制御を行うようにしても良い。例えば、図9の(c)及び(d)に示すように、内燃機関1の排気バルブの開弁時期(EVO)を早くすることで、トルクが発生するのを抑制する。これにより、空気量の増加により燃焼安定を図るとともに、自車両の減速時に必要な減速トルクを両立させることができる。
Further, the internal combustion engine control device according to the present embodiment performs control to accelerate the opening timing (EVO) of the exhaust valve of the
また、本実施形態に係る内燃機関制御装置は、自車両の減速時の空気量増加時にトルクを吸収するため、内燃機関1により駆動される補機の負荷を制御するようにしても良い。例えば、図10の(c)及び(d)に示すように、補機の負荷を上げることで、発生したトルクを吸収する。このような補機としては、例えば交流発電機(オルタネータ)を始め、オイルポンプ、ウォーターポンプ、噴射ポンプの他、冷却ファン、エアコンのコンプレッサ及びパワーステアリングポンプ等が挙げられる。補機の負荷を増やすことで、空気量の増加により燃焼安定を図るとともに、自車両の減速時に必要な減速トルクを両立させることができる。
Further, the internal combustion engine control device according to the present embodiment may control the load of the accessory driven by the
また、本実施形態に係る内燃機関制御装置は、自車両の減速時の空気量増加時に車両の駆動力を制御するため、例えば横滑り防止機構(スタビリティコントロールシステム)の一種であるVDC(Vehicle Dynamics Control)システム等の走行支援システムにより、運転者操作や車両の速度を計測してブレーキや内燃機関の出力の制御を自動的に行うようにしても良い。例えば、図11の(c)及び(d)に示すように、自動的にブレーキを制御して制動力を上げることで、発生したトルクを車両として吸収する。これにより、空気量の増加により燃焼安定を図るとともに、自車両の減速時に運転者の要求に合った車両駆動力を両立させることができる。 Further, the internal combustion engine control device according to the present embodiment controls, for example, the driving force of the vehicle when the air amount increases at the time of deceleration of the own vehicle, for example, VDC (Vehicle Dynamics) which is a type of side slip prevention mechanism (stability control system). Control of the driver's operation or the speed of the vehicle may be performed by a driving support system such as a Control) system to automatically control the output of the brake or the internal combustion engine. For example, as shown in (c) and (d) of FIG. 11, the generated torque is absorbed as a vehicle by automatically controlling the brake and raising the braking force. As a result, the combustion stability can be achieved by the increase of the air amount, and the vehicle driving force meeting the driver's request can be made compatible at the time of deceleration of the own vehicle.
また、本実施形態に係る内燃機関制御装置は、自車両の減速時の空気量増加時に内燃機関1を成層燃焼(例えば希薄燃焼)させるようにしても良い。例えば、図12の(c)及び(d)に示すように、内燃機関1が成層燃焼することで、従来制御と同じトルクとすることができる。このように、空気量増加時に燃料量は増やさずに、成層燃焼させることで、燃焼安定を図るとともに、自車両の減速時に必要な減速トルクを両立させることができる。
Further, the internal combustion engine control device according to the present embodiment may perform stratified combustion (for example, lean combustion) of the
なお、上記の図8〜図12の(a)及び(b)に関する処理については、図7の(a)及び(b)に関する処理と同一である。すなわち、図8〜図12の(c)及び(d)に関する処理は、図7の(c)〜(e)に関する処理と同時期に実施可能である。 The processes relating to (a) and (b) in FIGS. 8 to 12 described above are the same as the processes relating to (a) and (b) in FIG. 7. That is, the processes related to (c) and (d) in FIGS. 8 to 12 can be performed at the same time as the processes related to (c) to (e) in FIG. 7.
(本実施形態の効果)
本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
(1)本実施形態に係る内燃機関制御方法では、排気通路を流れる排気ガスをEGRガスとして吸気通路に還流させる循環通路と、循環通路を流れる排気ガスの流量を制御するEGRバルブと、を備えた内燃機関の制御方法であって、自車両の減速時に、吸気通路に設けられた吸気酸素センサからの出力に基づいて実EGR率を計測するとともに、実EGR率が高いほど吸気通路の空気量が増加するように空気量を制御し、空気量を制御した結果、空気量が増加した時には、内燃機関の点火時期を遅くする制御、内燃機関の排気バルブの開弁時期を早くする制御、内燃機関によって駆動される補機の負荷を増やす制御、自動的にブレーキの制動力を上昇させる制御、及び内燃機関を成層燃焼させる制御のうち、少なくとも1つの制御を実施する。
このように、EGR率に応じて空気量を制御することで、自車両の減速時の内燃機関の燃焼が安定する。また、空気量の増加により燃焼安定を図るとともに、自車両の減速時に必要な減速トルクを両立させることができる。その結果、自車両の減速時における内燃機関の性能の悪化を抑止することができる。
(Effect of this embodiment)
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The internal combustion engine control method according to the present embodiment includes a circulation passage for recirculating the exhaust gas flowing in the exhaust passage as EGR gas to the intake passage, and an EGR valve for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing in the circulation passage. In the method of controlling an internal combustion engine, the actual EGR rate is measured based on the output from the intake oxygen sensor provided in the intake passage at the time of deceleration of the host vehicle, and the air amount in the intake passage is higher as the actual EGR rate is higher. When the amount of air increases as a result of controlling the amount of air so as to increase the amount of air, the control to delay the ignition timing of the internal combustion engine, the control to accelerate the opening timing of the exhaust valve of the internal combustion engine, the internal combustion engine At least one control is performed among the control for increasing the load of the accessory driven by the engine, the control for automatically raising the braking force of the brake, and the control for stratified combustion of the internal combustion engine .
Thus, by controlling the amount of air according to the EGR rate, the combustion of the internal combustion engine at the time of deceleration of the host vehicle is stabilized. In addition, the combustion stability can be achieved by the increase of the air amount, and at the same time, it is possible to simultaneously achieve the deceleration torque required at the time of deceleration of the host vehicle. As a result, deterioration of the performance of the internal combustion engine at the time of deceleration of the host vehicle can be suppressed.
(2)また、本実施形態に係る内燃機関制御方法では、内燃機関の運転条件から決定される目標EGR率と実EGR率とが一致するようにEGRバルブの開口面積を補正し、EGRバルブの開口面積を補正するとき、内燃機関の回転数及び負荷の少なくとも一方から決まる定常条件におけるトリミングマップ上の特性値を補正し、且つ、EGRバルブの開口面積に対して、実EGR率と目標EGR率との差分である補正係数を乗じることで、補正後のEGRバルブの開口面積を算出する。
このように、EGRガス導入に影響するシステムの部品初期ばらつき及び市場での経時変化に伴う実EGR率のばらつきを低減することで、目標EGR率を高く設定することができ、燃費向上につながる。
(2) Further, in the internal combustion engine control method according to the present embodiment, the opening area of the EGR valve is corrected so that the target EGR rate determined from the operating conditions of the internal combustion engine matches the actual EGR rate. When correcting the opening area, correct the characteristic value on the trimming map under steady conditions determined by at least one of the rotational speed and the load of the internal combustion engine, and correct the actual EGR rate and the target EGR rate with respect to the opening area of the EGR valve. By multiplying the correction coefficient which is the difference between the above and the above, the opening area of the EGR valve after correction is calculated.
As described above, the target EGR rate can be set high by reducing the initial part variation of the system affecting EGR gas introduction and the variation of the actual EGR rate due to the time-dependent change in the market, which leads to the improvement of fuel efficiency.
(3)また、本実施形態に係る内燃機関制御方法では、内燃機関の運転条件が定常条件と適合すると判定されたとき、EGRバルブから吸気酸素センサまでの吸気容積分の応答遅れ分を加味した計測結果を用いて、EGRバルブの開口面積を補正する。
このように、吸気容積と流速から決まる応答遅れ時間分を加味して補正を実施することで、内燃機関の過渡時の運転条件でも補正を実施することができ、誤学習することなく補正値を求めることができる。また、内燃機関の運転条件が定常条件と適合すると判定できた場合にはEGRガス応答遅れの影響受けないため、このような条件でより精度良く補正を実施しても良い。
(3) Further, in the internal combustion engine control method according to the present embodiment, when it is determined that the operating conditions of the internal combustion engine conform to the steady conditions, the response delay for the intake volume from the EGR valve to the intake oxygen sensor is considered. The measurement result is used to correct the opening area of the EGR valve.
As described above, by performing the correction in consideration of the response delay time determined by the intake volume and the flow velocity, the correction can be performed even under the transitional operating condition of the internal combustion engine, and the correction value can be corrected without erroneous learning. It can be asked. In addition, when it is determined that the operating condition of the internal combustion engine matches the steady condition, the EGR gas response delay is not affected. Therefore, the correction may be performed more accurately under such conditions.
(4)また、本実施形態に係る内燃機関制御方法では、EGRバルブの開口面積を補正するとき、吸気酸素センサの計測精度に応じた基準値を設定し、目標EGR率に対する実EGR率の差分が基準値を超えるときに補正が必要と判断し、EGRバルブの開口面積を補正する。
吸気酸素センサによる計測結果は部品個々の精度ばらつきを備えるため、目標EGR率と実EGR率に乖離がある時に全て補正を実施しようとすると誤学習に繋がりかねない。そのため、吸気酸素センサの精度ばらつきを超える時を基準値に設定することで、誤学習を防止することができる。
(4) Further, in the internal combustion engine control method according to the present embodiment, when correcting the opening area of the EGR valve, a reference value corresponding to the measurement accuracy of the intake oxygen sensor is set, and the difference between the actual EGR rate and the target EGR rate When it exceeds the reference value, it is judged that the correction is necessary, and the opening area of the EGR valve is corrected.
Since the measurement result by the intake oxygen sensor includes the accuracy variation of each part, when there is a difference between the target EGR rate and the actual EGR rate, it may lead to erroneous learning if it is attempted to carry out all the corrections. Therefore, false learning can be prevented by setting the time when the accuracy variation of the intake oxygen sensor is exceeded as the reference value.
(5)また、本実施形態に係る内燃機関制御方法では、上記の基準値として内燃機関の定常時と過渡時とで個別の値を設定し、内燃機関の定常時の基準値を内燃機関の過渡時の基準値よりも小さくする。
内燃機関の定常時には基準値を小さく設定できるため、精度良く補正を実施できるようになる。
(5) Further, in the internal combustion engine control method according to the present embodiment, individual values are set as the above-mentioned reference value at steady state and transient time of the internal combustion engine, and the reference value at steady state of the internal combustion engine Make it smaller than the transitional reference value.
When the internal combustion engine is in steady state, the reference value can be set small, so that the correction can be performed with high accuracy.
(6)また、本実施形態に係る内燃機関制御方法では、EGRバルブの開口面積を補正するとき、吸気通路におけるEGRガスの合流部よりも上流側に吸気絞り弁(ADMバルブ)が設けられている場合には、吸気絞り弁が全開もしくは全開相当の状態であれば、EGRバルブの開口面積を補正する。
吸気絞り弁が設けられている場合には、吸気絞り弁開度もEGR率に影響するため、吸気絞り弁が中間開度の際に目標EGR率と実EGR率に乖離があった際には吸気絞り弁とEGRバルブのどちらの影響となっているかが判断できない。そのため、吸気絞り弁全開もしくは全開相当の状態の時(吸気絞り弁がEGR率に影響しない条件)のみ補正を実施することで、正確にEGRバルブの開口面積の補正を行うことができる。
(6) Further, in the internal combustion engine control method according to the present embodiment, when correcting the opening area of the EGR valve, the intake throttle valve (ADM valve) is provided upstream of the merging portion of EGR gas in the intake passage. If the intake throttle valve is fully open or in a state corresponding to full open, the opening area of the EGR valve is corrected.
When the intake throttle valve is provided, the intake throttle valve opening also affects the EGR rate, so when there is a difference between the target EGR rate and the actual EGR rate when the intake throttle valve is at the intermediate opening degree. It can not be determined which of the intake throttle valve and the EGR valve is the cause. Therefore, the correction of the opening area of the EGR valve can be accurately performed by performing the correction only when the intake throttle valve is fully open or in a state equivalent to the full open (conditions in which the intake throttle valve does not affect the EGR rate).
以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これらの説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。したがって、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例又は実施形態も網羅すると解すべきである。 While the invention has been described with reference to particular embodiments, it is not intended that the invention be limited by these descriptions. Various modifications of the disclosed embodiments, as well as alternative embodiments of the present invention, will be apparent to persons skilled in the art upon reference to the description of the invention. Therefore, it is to be understood that the claims cover these modifications or embodiments which fall within the scope and spirit of the present invention.
1 内燃機関
2 吸気通路
3 排気通路
4 吸気バルブ
5 過給機
5a コンプレッサ
5b タービン
6 吸気酸素センサ
8 インタークーラー
9 ウェイストゲートバルブ
10 排気浄化装置
11 循環通路
12 クーラー
13 バルブ
20 電子制御装置
1 internal combustion engine 2 intake passage 3 exhaust passage 4 intake valve 5
Claims (7)
自車両の減速時に、前記吸気通路に設けられた吸気酸素センサからの出力に基づいて実EGR率を計測するとともに、前記実EGR率が高いほど前記吸気通路の空気量が増加するように空気量を制御し、
前記内燃機関の運転条件から決定される目標EGR率と前記実EGR率とが一致するように、前記内燃機関の回転数及び負荷の少なくとも一方から決まる定常条件にて前記EGRバルブの開口面積を補正し、
前記EGRバルブの開口面積を補正するとき、前記内燃機関の回転数及び負荷の前記少なくとも一方から決まる運転条件毎に記憶した、前記実EGR率と前記目標EGR率との差分である補正係数を前記EGRバルブの開口面積に乗じることで、補正後の前記EGRバルブの開口面積を算出し、
前記空気量を制御した結果、前記空気量が増加した時には、前記内燃機関の点火時期を遅くする制御、前記内燃機関の排気バルブの開弁時期を早くする制御、前記内燃機関によって駆動される補機の負荷を増やす制御、自動的にブレーキの制動力を上昇させる制御、及び前記内燃機関を成層燃焼させる制御のうち、少なくとも1つの制御を実施することを特徴とする内燃機関制御方法。 A control method of an internal combustion engine, comprising: a circulation passage for returning exhaust gas flowing in an exhaust passage to an intake passage as EGR gas; and an EGR valve for controlling the flow rate of exhaust gas flowing in the circulation passage.
The actual EGR rate is measured based on the output from the intake oxygen sensor provided in the intake passage at the time of deceleration of the host vehicle, and the air amount of the intake passage increases as the actual EGR rate increases. Control
Correct the opening area of the EGR valve under steady conditions determined by at least one of the number of revolutions and the load of the internal combustion engine so that the target EGR rate determined from the operating conditions of the internal combustion engine matches the actual EGR rate And
When correcting the opening area of the EGR valve, the correction coefficient, which is the difference between the actual EGR rate and the target EGR rate, is stored for each operating condition determined from the at least one of the rotational speed and the load of the internal combustion engine. By multiplying the opening area of the EGR valve, the opening area of the EGR valve after correction is calculated;
As a result of controlling the amount of air, when the amount of air increases, a control for delaying the ignition timing of the internal combustion engine, a control for advancing the opening timing of the exhaust valve of the internal combustion engine, a control driven by the internal combustion engine An internal combustion engine control method comprising at least one of control for increasing a machine load, control for automatically increasing a braking force of a brake, and control for stratified combustion of the internal combustion engine.
の定常時の前記基準値を前記内燃機関の過渡時の前記基準値よりも小さくする請求項3に記載の内燃機関制御方法。 The reference value is set as an individual value in steady state and transient state of the internal combustion engine, and the reference value in steady state of the internal combustion engine is smaller than the reference value in transient state of the internal combustion engine. The internal combustion engine control method according to
自車両の減速時に、前記吸気通路に設けられた吸気酸素センサからの出力に基づいて実EGR率を計測するとともに、前記実EGR率が高いほど前記吸気通路の空気量が増加するように空気量を制御し、
前記吸気通路における前記EGRガスの合流部よりも上流側に吸気絞り弁が設けられ、且つ前記吸気絞り弁が全開もしくは全開相当の状態である場合に、前記内燃機関の運転条件から決定される目標EGR率と前記実EGR率とが一致するように、前記内燃機関の回転数及び負荷の少なくとも一方から決まる定常条件にて前記EGRバルブの開口面積を補正し、
前記EGRバルブの開口面積を補正するとき、前記内燃機関の回転数及び負荷の前記少なくとも一方から決まる運転条件毎に記憶した、前記実EGR率と前記目標EGR率との差分である補正係数を前記EGRバルブの開口面積に乗じることで、補正後の前記EGRバルブの開口面積を算出し、
前記空気量を制御した結果、前記空気量が増加した時には、前記内燃機関の点火時期を遅くする制御、前記内燃機関の排気バルブの開弁時期を早くする制御、前記内燃機関によって駆動される補機の負荷を増やす制御、自動的にブレーキの制動力を上昇させる制御、及び前記内燃機関を成層燃焼させる制御のうち、少なくとも1つの制御を実施することを特徴とする内燃機関制御方法。 A control method of an internal combustion engine, comprising: a circulation passage for returning exhaust gas flowing in an exhaust passage to an intake passage as EGR gas; and an EGR valve for controlling the flow rate of exhaust gas flowing in the circulation passage.
The actual EGR rate is measured based on the output from the intake oxygen sensor provided in the intake passage at the time of deceleration of the host vehicle, and the air amount of the intake passage increases as the actual EGR rate increases. Control
A target determined from the operating conditions of the internal combustion engine when an intake throttle valve is provided on the upstream side of the merging portion of the EGR gas in the intake passage and the intake throttle valve is in a fully open or fully open state The opening area of the EGR valve is corrected under steady-state conditions determined by at least one of the rotational speed and the load of the internal combustion engine such that the EGR rate matches the actual EGR rate.
When correcting the opening area of the EGR valve, the correction coefficient, which is the difference between the actual EGR rate and the target EGR rate, is stored for each operating condition determined from the at least one of the rotational speed and the load of the internal combustion engine. By multiplying the opening area of the EGR valve, the opening area of the EGR valve after correction is calculated;
As a result of controlling the amount of air, when the amount of air increases, a control for delaying the ignition timing of the internal combustion engine, a control for advancing the opening timing of the exhaust valve of the internal combustion engine, a control driven by the internal combustion engine An internal combustion engine control method comprising at least one of control for increasing a machine load, control for automatically increasing a braking force of a brake, and control for stratified combustion of the internal combustion engine.
前記吸気通路の空気中の酸素の濃度を検知する吸気酸素センサと、
自車両の減速時に、前記吸気酸素センサからの出力に基づいて実EGR率を計測するとともに、前記実EGR率が高いほど前記吸気通路の空気量が増加するように空気量を制御し、前記空気量を制御した結果、前記空気量が増加した時には、前記内燃機関の点火時期を遅くする制御、前記内燃機関の排気バルブの開弁時期を早くする制御、前記内燃機関によって駆動される補機の負荷を増やす制御、自動的にブレーキの制動力を上昇させる制御、及び前記内燃機関を成層燃焼させる制御のうち、少なくとも1つの制御を実施する電子制御装置と、を備え、
前記電子制御装置は、
前記内燃機関の運転条件から決定される目標EGR率と前記実EGR率とが一致するように、前記内燃機関の回転数及び負荷の少なくとも一方から決まる定常条件にて前記EGRバルブの開口面積を補正し、
前記EGRバルブの開口面積を補正するとき、前記内燃機関の回転数及び負荷の前記少なくとも一方から決まる運転条件毎に記憶した、前記実EGR率と前記目標EGR率との差分である補正係数を前記EGRバルブの開口面積に乗じることで、補正後の前記EGRバルブの開口面積を算出する、
ことを特徴とする内燃機関制御装置。 An internal combustion engine comprising: a circulation passage for returning exhaust gas flowing in the exhaust passage as EGR gas to the intake passage; and an EGR valve for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing in the circulation passage;
An intake oxygen sensor that detects the concentration of oxygen in the air of the intake passage;
The actual EGR rate is measured based on the output from the intake oxygen sensor at the time of deceleration of the host vehicle, and the amount of air is controlled so that the amount of air in the intake passage increases as the actual EGR rate increases. As a result of controlling the amount, when the amount of air increases, the control for delaying the ignition timing of the internal combustion engine, the control for advancing the opening timing of the exhaust valve of the internal combustion engine, the accessory driven by the internal combustion engine And an electronic control unit for performing at least one of the control for increasing the load, the control for automatically raising the braking force of the brake, and the control for performing the stratified combustion of the internal combustion engine,
The electronic control unit
Correct the opening area of the EGR valve under steady conditions determined by at least one of the number of revolutions and the load of the internal combustion engine so that the target EGR rate determined from the operating conditions of the internal combustion engine matches the actual EGR rate And
When correcting the opening area of the EGR valve, the correction coefficient, which is the difference between the actual EGR rate and the target EGR rate, is stored for each operating condition determined from the at least one of the rotational speed and the load of the internal combustion engine. The opening area of the EGR valve after correction is calculated by multiplying the opening area of the EGR valve.
An internal combustion engine control device characterized in that.
前記吸気通路の空気中の酸素の濃度を検知する吸気酸素センサと、
自車両の減速時に、前記吸気酸素センサからの出力に基づいて実EGR率を計測するとともに、前記実EGR率が高いほど前記吸気通路の空気量が増加するように空気量を制御し、前記空気量を制御した結果、前記空気量が増加した時には、前記内燃機関の点火時期
を遅くする制御、前記内燃機関の排気バルブの開弁時期を早くする制御、前記内燃機関によって駆動される補機の負荷を増やす制御、自動的にブレーキの制動力を上昇させる制御、及び前記内燃機関を成層燃焼させる制御のうち、少なくとも1つの制御を実施する電子制御装置と、を備え、
前記電子制御装置は、
前記吸気通路における前記EGRガスの合流部よりも上流側に吸気絞り弁が設けられ、且つ前記吸気絞り弁が全開もしくは全開相当の状態である場合に、前記内燃機関の運転条件から決定される目標EGR率と前記実EGR率とが一致するように、前記内燃機関の回転数及び負荷の少なくとも一方から決まる定常条件にて前記EGRバルブの開口面積を補正し、
前記EGRバルブの開口面積を補正するとき、前記内燃機関の回転数及び負荷の前記少なくとも一方から決まる運転条件毎に記憶した、前記実EGR率と前記目標EGR率との差分である補正係数を前記EGRバルブの開口面積に乗じることで、補正後の前記EGRバルブの開口面積を算出する、
ことを特徴とする内燃機関制御装置。 An internal combustion engine comprising: a circulation passage for returning exhaust gas flowing in the exhaust passage as EGR gas to the intake passage; and an EGR valve for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing in the circulation passage;
An intake oxygen sensor that detects the concentration of oxygen in the air of the intake passage;
The actual EGR rate is measured based on the output from the intake oxygen sensor at the time of deceleration of the host vehicle, and the amount of air is controlled so that the amount of air in the intake passage increases as the actual EGR rate increases. As a result of controlling the amount, when the amount of air increases, the control for delaying the ignition timing of the internal combustion engine, the control for advancing the opening timing of the exhaust valve of the internal combustion engine, the accessory driven by the internal combustion engine And an electronic control unit for performing at least one of the control for increasing the load, the control for automatically raising the braking force of the brake, and the control for performing the stratified combustion of the internal combustion engine,
The electronic control unit
A target determined from the operating conditions of the internal combustion engine when an intake throttle valve is provided on the upstream side of the merging portion of the EGR gas in the intake passage and the intake throttle valve is in a fully open or fully open state The opening area of the EGR valve is corrected under steady-state conditions determined by at least one of the rotational speed and the load of the internal combustion engine such that the EGR rate matches the actual EGR rate.
When correcting the opening area of the EGR valve, the correction coefficient, which is the difference between the actual EGR rate and the target EGR rate, is stored for each operating condition determined from the at least one of the rotational speed and the load of the internal combustion engine. The opening area of the EGR valve after correction is calculated by multiplying the opening area of the EGR valve.
An internal combustion engine control device characterized in that.
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