JP6613709B2 - EGR control device - Google Patents
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Description
この発明はEGR制御装置に関する。 The present invention relates to an EGR control device.
EGR弁の前後差圧を差圧センサにより検出し、検出したEGR弁前後差圧が予め決められたEGR弁前後差圧と一致するようにEGR弁開度を制御するものがある(特許文献1参照)。 There is one that detects the differential pressure across the EGR valve with a differential pressure sensor, and controls the EGR valve opening so that the detected differential pressure before and after the EGR valve matches a predetermined differential pressure before and after the EGR valve (Patent Document 1). reference).
さて、EGR取出し部下流温度の実温度が基本温度であるときに基本EGR弁開度を設定している。このため、エンジンの運転点が非EGR領域からEGR領域に移行する場合であって、EGR取出し部下流温度の実温度が基本温度より外れている状態から基本温度へと移行する場合に、その実温度と基本温度の温度差に応じた分だけEGR弁前後差圧が変化する。実温度が基本温度と一致している場合よりEGR弁前後差圧が変化すると、EGR弁を通過するEGRガス量が変化するため、燃焼室に流入する実際のEGRガス量が目標EGRガス量から外れる。基本点火時期を基本EGR率に応じて設定している場合に、燃焼室に流入する実際のEGRガス量が目標EGRガス量から外れたときには、ノッキングが生じたり、燃焼室内での燃焼が不安定となったりする。 The basic EGR valve opening is set when the actual temperature of the downstream temperature of the EGR extraction portion is the basic temperature. For this reason, when the operating point of the engine shifts from the non-EGR region to the EGR region and the actual temperature of the downstream temperature of the EGR extraction portion shifts from the basic temperature to the basic temperature, the actual temperature The differential pressure across the EGR valve changes by an amount corresponding to the temperature difference between the basic temperature and the basic temperature. If the differential pressure before and after the EGR valve changes compared to the case where the actual temperature matches the basic temperature, the amount of EGR gas passing through the EGR valve changes, so the actual amount of EGR gas flowing into the combustion chamber is less than the target amount of EGR gas. Come off. When the basic ignition timing is set according to the basic EGR rate, if the actual EGR gas amount flowing into the combustion chamber deviates from the target EGR gas amount, knocking occurs or combustion in the combustion chamber is unstable. It becomes.
この場合に、上記特許文献1の技術では、EGR弁の前後差圧を差圧センサにより検出し、検出したEGR弁前後差圧が予め決められたEGR弁前後差圧と一致するようにEGR弁開度を制御する。これによって、EGR取出し部下流温度の実温度が基本温度より外れていても、ノッキングの発生や燃焼室内での燃焼の不安定を回避できる。
In this case, according to the technique disclosed in
しかしながら、上記特許文献1の技術のように、差圧センサを用いるのでは、差圧センサにより検出されるEGR弁前後差圧が排気脈動の影響を大きく受ける。このため、差圧センサにより検出されるEGR弁前後差圧から排気脈動の影響を分離するために高精度、高速処理を行うフィルタを追加することが必要となり、コストが上昇する。
However, when the differential pressure sensor is used as in the technique of
そこで本発明は、差圧センサを用いることなく安価な構成で、EGR取出し部下流温度の実温度が基本温度より外れている状態からEGR領域に移行しても、ノッキングの発生や燃焼室内での燃焼の不安定を回避し得る装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has an inexpensive configuration without using a differential pressure sensor, and even when the actual temperature of the downstream temperature of the EGR take-off portion is deviated from the basic temperature to the EGR region, knocking occurs in the combustion chamber. An object of the present invention is to provide an apparatus capable of avoiding unstable combustion.
本発明のEGR制御装置は、排気管から分岐して排気の一部を吸気管に戻すEGR通路と、EGR通路を開閉するEGR弁と、EGR弁の開度を調整し得るアクチュエータと、予め定まっているEGR領域で基本EGR弁開度を算出する基本EGR弁開度算出手段と、エンジンの運転点が非EGR領域からEGR領域に移行する場合またはEGR領域内をエンジンの運転点が移行する場合であって、EGR取出し部下流温度の実温度が予め定めた基本温度へと移行する場合に、温度差分補正量で基本EGR弁開度を補正して目標EGR弁開度を算出する目標EGR弁開度算出手段と、EGR弁の開度が算出した目標EGR弁開度となるようにアクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、を備えて構成される。このEGR制御装置は、エンジントルクとエンジン回転速度をパラメータとするマップ上に、EGR領域でありながらEGR弁を吸気管側から排気管側に流れる逆流が生じる逆流領域を予め定めておき、エンジントルクとエンジン回転速度とで定まるエンジンの運転点がマップ上の逆流領域にあるときに逆流領域であると判定し、実温度が予め定めた温度より低いときに逆流領域を高負荷側に拡大する。 The EGR control device of the present invention includes an EGR passage that branches from an exhaust pipe and returns a part of the exhaust to the intake pipe, an EGR valve that opens and closes the EGR passage, an actuator that can adjust the opening degree of the EGR valve, and a predetermined amount. Basic EGR valve opening calculation means for calculating the basic EGR valve opening in the EGR region, and when the engine operating point shifts from the non-EGR region to the EGR region, or when the engine operating point shifts within the EGR region A target EGR valve that calculates the target EGR valve opening by correcting the basic EGR valve opening by the temperature difference correction amount when the actual temperature of the downstream temperature of the EGR extraction portion shifts to a predetermined basic temperature. Opening calculation means and actuator control means for controlling the actuator so that the opening degree of the EGR valve becomes the calculated target EGR valve opening degree. This EGR control device predetermines a reverse flow region in which a reverse flow in which the EGR valve flows from the intake pipe side to the exhaust pipe side in the EGR region on the map using the engine torque and the engine rotation speed as parameters. When the engine operating point determined by the engine rotational speed is in the reverse flow region on the map, the reverse flow region is determined, and when the actual temperature is lower than a predetermined temperature, the reverse flow region is expanded to the high load side.
本発明では、差圧センサを用いることなく安価な構成で、EGR取出し部下流温度の実温度が基本温度より外れている状態からEGR領域に移行しても、ノッキングの発生や燃焼室内での燃焼の不安定を回避することができる。 In the present invention, knocking occurs or combustion occurs in the combustion chamber even if the EGR take-off section downstream temperature is shifted from the basic temperature to the EGR region with an inexpensive configuration without using a differential pressure sensor. Instability can be avoided.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態のガソリンエンジンの制御装置の概略構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control device for a gasoline engine according to a first embodiment of the present invention.
エンジン1はガソリンエンジン(以下、単に「エンジン」ともいう。)で、図示しない車両に搭載されている。エンジン1には、吸気通路4、排気通路11を備える。上記の吸気通路4は、吸気管4a、吸気コレクタ4b、吸気マニホールド4cで構成される。
The
吸気コレクタ4bのすぐ上流の吸気管4aにはアクセルペダルの踏込量に応動する電子制御のスロットル装置を備える。スロットル装置は、スロットルバルブ5と、スロットルバルブ5を駆動するモータ(回転電機)6により構成されている。吸入空気は吸気管4aを経てスロットルバルブ5によって調量される。調量された空気は吸気コレクタ4bに蓄えられ、この吸気コレクタ4bから吸気マニホールド4cを介して各気筒のシリンダ7(燃焼室)に分配供給される。実施形態は電子制御のスロットル装置の場合であるが、スロットルバルブとアクセルペダルとがワイヤーにより連結されたものであってよい。
The
燃料噴射弁8が吸気マニホールド4cに、点火プラグ9がシリンダ7に直接臨んでそれぞれ設けられ、燃料噴射弁8から燃料が吸気マニホールド4c(吸気ポート)に噴射される。噴射された燃料は、スロットルバルブ5によって調量された空気と混合してガスとなり、このガスを点火プラグ9で着火して燃焼させる。燃焼するガスはピストン10を押し下げる仕事をした後、排気通路11に排出される。燃料噴射弁8を設ける位置は吸気マニホールドに限らない。シリンダ7に直接臨ませて燃料噴射弁を設けるものであってよい。
A
排気通路11は、各気筒のシリンダ7からの排気が流入する排気マニホールド11a、この排気マニホールド11aの集合部に接続される排気管11bで構成される。排気中にはHC、CO、NOxの有害三成分を含むので、これらを全て浄化するため排気マニホールド11aの集合部にマニホールド触媒12を、それよりも下流の排気管11bにメイン触媒13を備えている。メイン触媒13は例えば車両の床下に設けられる。これら各触媒12,13は例えば三元触媒で構成される。排気管11bの末端にはマフラー19を備えている。
The
エンジン1には、さらにターボ過給機21を備える。ターボ過給機21は、排気管11bに設けられるタービン22と、吸気管4aに設けられるコンプレッサ23と、これらタービン22,コンプレッサ23を接続する軸24とで構成される。上記のタービン22は排気管11bを流れる排気のエネルギにより回転し、タービン22と同軸のコンプレッサ23を駆動する。コンプレッサ23はエアクリーナ20を介して吸入される空気を圧縮する。圧縮されて大気圧を超える加圧空気は、吸気コレクタ4bへと送られる。ターボ過給機21を働かせることで、目標過給圧を得ることができる。
The
ターボ過給機21には、タービン22をバイパスするバイパス通路24と、このバイパス通路24を開閉する常閉のウェイストゲートバルブ25を備える。ウェイストゲートバルブ25はモータ(回転電機)26により駆動する。例えば、過給圧センサ45により検出される実過給圧が目標過給圧より高くなったときには、モータ26を駆動することによりウェイストゲートバルブ25を開いてタービン22に流入する排気の一部を、タービン22をバイパスさせて流す。これによって、タービン回転速度がウェイストゲートバルブ25を開く前より低下し、タービン22と同軸のコンプレッサ回転速度も低下する。コンプレッサ回転速度が低下すると実過給圧が低下してゆき目標過給圧と一致する。実過給圧が目標過給圧と一致するタイミングでウェイストゲートバルブ25の開度を保持させる。
The
コンプレッサ23下流側の吸気管4aには、インタークーラ25を備える。インタークーラ25はコンプレッサ23により圧縮された空気を冷却するためのものである。コンプレッサ23による空気圧縮によって温度上昇した空気がインタークーラ25によって冷却されることで、過給効率を高めることができる。
An
さて、ターボ過給機21を備えているガソリンエンジン1においても、過給域においてノッキングの抑制のため、大量のEGR(排気再循環)を行いたい要求がある。この要求に応えるため、本実施形態では、新たにロープレッシャループEGR装置14を設ける。ロープレッシャループEGR装置14は、EGR通路15、EGR通路15に介装されるEGRクーラ16、EGR通路15を開閉するEGR弁17(例えばバタフライ弁)、EGR弁17を駆動するモータ(回転電機)18で構成される。ここでは、EGR弁17を駆動するアクチュエータがモータ18である場合であるが、モータ18である場合に限定されるものでない。
Now, even in the
上記のEGR通路15は、タービン22下流の排気管、具体的にはマニホールド触媒12とメイン触媒13の間の排気管11bから分岐され、コンプレッサ23上流の吸気管4aに合流している。このように、EGR通路15がタービン22下流の排気管11bとコンプレッサ23上流の吸気管4aとを連通する場合には、タービン下流の排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との差圧でガス(排気の一部)がEGR弁17を流れることになる。タービン下流の排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との差圧は例えば1kPa程度ときわめて小さいので、ロープレッシャループEGR(以下「LP−EGR」という。)装置と呼ばれる。以下では、LP−EGR装置のEGR弁を「LP−EGR弁」という。また、LP−EGR弁17を開いてLP−EGRを行う運転領域を「LP−EGR領域」、LP−EGR弁を全閉に保持する運転領域を「非LP−EGR領域」という。LP−EGR装置そのものはディーゼルエンジンにおいて公知であるが、本実施形態では、ターボ過給機21を備えるガソリンエンジン1に対して新たにLP−EGR装置14を採用している。
The
上記のEGRクーラ16はLP−EGR弁17上流のEGR通路15に設けられる。EGRクーラ16はEGR通路15を流れるガス(排気の一部)が一定の温度になるまで冷却するものである。このため、LP−EGR領域では一定温度まで冷却されたガスがLP−EGR弁17を流れる。
The
ここで、ターボ過給機21を備えるガソリンエンジン1にLP−EGR装置14を新たに採用した理由を説明する。ターボ過給機を備えないガソリンエンジンに適用され、比較的高温の排気の一部を吸気コレクタ4bに流入させるEGR装置がある。このEGR装置では、排気通路11と吸気コレクタ4bの間の比較的大きな差圧(負圧)でEGR弁をガスが流れるので、ハイプレッシャループEGR(以下「HP−EGR」という。)装置と呼ばれる。
Here, the reason why the LP-
ターボ過給機を備えるガソリンエンジンにHP−EGR装置を適用することを考える。まず、過給していないときには吸気コレクタ4bに大気圧より低い圧力(負圧)が発達し、排気圧との差圧が大きくなるので、EGR弁を開けばガス(EGRガス)を吸気コレクタ4bに吸い込ませることができる。しかしながら、ターボ過給機による過給の開始で吸気コレクタ4bの圧力は、負圧から大気圧へ、大気圧からさらに大気圧を超える圧力へと高くなっていく。吸気コクレタ4bの圧力が大気圧を超える圧力へと高くなると、排気圧との差圧が小さくなってしまう。吸気コレクタ4bにおいて大気圧を超える圧力とは過給圧のことであり、過給圧が高くなるほど、排気圧との差圧がさらに小さくなる。排気圧との差圧が小さくなると、特に大量のEGRガスを吸気コレクタ4bに吸い込ませることができなくなる。
Consider applying the HP-EGR device to a gasoline engine equipped with a turbocharger. First, when not supercharging, a pressure (negative pressure) lower than the atmospheric pressure develops in the
一方、LP−EGR装置では、タービン下流の相対的に低い排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との微小な差圧(1kPa程度)でガス(EGRガス)がLP−EGR弁17を流れるので、過給圧の影響を受けることがない。つまり、ターボ過給機21を備えるガソリンエンジン1にLP−EGR装置14を追加した構成とすることで、ターボ過給機21による過給中にあっても大量のEGRガスを吸気通路に導入できることとなった。
On the other hand, in the LP-EGR device, gas (EGR gas) flows through the LP-
さらに説明すると、図2に本実施形態の過給域とLP−EGR領域とを重ねて示す。図2において、吸気コレクタ4bの圧力が大気圧となる場合を破線のラインで示している。本実施形態では、吸気コレクタ4bの圧力が大気圧より高くなる領域(破線より上の領域)が過給域、吸気コレクタ4bの圧力が大気圧以下となる領域(破線より下の領域)が非過給域である。一方、LP−EGR領域は全体としてほぼ等脚台形状であり、本実施形態では過給域の中にLP−EGR領域が大きく生じている。
More specifically, FIG. 2 shows the supercharging region and the LP-EGR region of this embodiment in an overlapping manner. In FIG. 2, the case where the pressure of the
このため、本実施形態では、運転領域が次のように4つの領域に区分される。 For this reason, in this embodiment, the operation region is divided into four regions as follows.
〈1〉過給域かつLP−EGR領域(B−C−D−Eで囲まれた領域)
〈2〉過給域かつ非LP−EGR領域(ハッチングで示す領域)
〈3〉非過給域かつLP−EGR領域(A−B−E−Fで囲まれた領域)
〈4〉非過給域かつ非LP−EGR領域
ここで、図2において等脚台形の角をA,C,D,Fとし、等脚台形と破線が交わる点をB,Eとしている。また、破線の両端をG,Jとし、G−H−Iのラインを全負荷時のラインとしている。なお、LP−EGR領域は、全体としてほぼ等脚台形状である場合に限られるものでない。エンジン、ターボ過給機、LP−EGR装置14の仕様が異なれば、LP−EGR領域の形状が違ったものとなり得る。
<1> Supercharging region and LP-EGR region (region surrounded by B-C-D-E)
<2> Supercharging region and non-LP-EGR region (region indicated by hatching)
<3> Non-supercharging region and LP-EGR region (region surrounded by ABEF)
<4> Non-supercharging region and non-LP-EGR region Here, in FIG. 2, the corners of the isosceles trapezoid are A, C, D, and F, and the points where the isosceles trapezoid and the broken line intersect are B and E. Further, both ends of the broken line are G and J, and the GH-I line is a line at full load. Note that the LP-EGR region is not limited to a substantially isosceles trapezoidal shape as a whole. If the specifications of the engine, turbocharger, and LP-
図1に示したように、本実施形態ではさらに、コンプレッサ23をバイパスするバイパス通路31を備える。バイパス通路31には、モータ(回転電機)33により駆動されるリサーキュレーションバルブ32が設けられている。このバルブ32は、車両減速のためスロットルバルブ5が閉じられた際に、スロットルバルブ5からコンプレッサ23までの吸気管4aに閉じ込められた加圧空気をコンプレッサ23上流側に再循環(リサーキュレーション)させるためのものである。一方、車両減速時以外の運転域でターボ過給機21により過給が行われている場合には、バルブ32が基本的に全閉保持され、コンプレッサ23の上流側の空気(EGRガスを含む)の全てがコンプレッサ23に導かれる。
As shown in FIG. 1, the present embodiment further includes a
ここで、リサーキュレーションバルブ32が必要となる理由はディーゼルエンジンとガソリンエンジンとでスロットルバルブの扱いが異なることによるものである。すなわち、ディーゼルエンジンでは、スロットルバルブは常時開かれており、必要な場合に限って閉じられる。一方、ガソリンエンジンでは、スロットルバルブ5は、吸気コレクタ4bのすぐ上流に設けられ、アクセルペダルの踏込量に応動してその開度が変化する。
Here, the reason why the
このような違いにより、ガソリンエンジンでは、ターボ過給機21により過給をしている状態から車両を減速させるためにアクセルペダルを戻すと、これに応動してスロットルバルブ開度が一定量、ステップ的に小さくなる。このスロットルバルブ開度の急な減少でスロットルバルブ5からコンプレッサ23までの吸気管4a内に存在する加圧空気の行き場がなくなる。その上、車両減速時からのコンプレッサ23の稼働によって、スロットルバルブ5からコンプレッサ23までの吸気管4aの圧力がさらに上昇する。すると、コンプレッサ下流で圧力の高くなった空気はコンプレッサ23に向かって逆流する。そして、逆流する加圧空気がコンプレッサ23を通過して上流に逃れる際にコンプレッサ23から音(騒音)が発生する。このような車両減速時に発生する騒音は車両室内の静粛性に影響する。そこで、過給域からの車両減速時にはバルブ32を全閉状態から開状態へと切換え、コンプレッサ上流の加圧空気を、コンプレッサ23をバイパスしてコンプレッサ上流に解放(リサーキュレーション)することで、車両減速時の騒音の発生を防止するのである。
Due to such a difference, in the gasoline engine, when the accelerator pedal is returned to decelerate the vehicle from the state of being supercharged by the
次に、LP−EGR装置14を用いてLP−EGR制御を行う場合の燃焼室7内のEGR率を「LP−EGR率」というとすると、基本LP−EGR率のマップ特性は図3に示したようになっている。すなわち、図3のように、全体としてほぼ等脚台形状のLP−EGR領域を大きく2つに分け、高負荷側の領域で10%、低負荷側の領域で20%としている。
Next, assuming that the EGR rate in the
高負荷側の領域で低負荷側の領域より基本LP−EGR率を小さくしている理由は次の通りである。すなわち、高負荷側においてもターボ過給機により新気をシリンダ7に押し込めることができれば、高負荷側でも低負荷側と同じに基本LP−EGR率を20%にすることができる。しかしながら、実際にはターボ過給機により新気をシリンダ7に押し込むにしても、押し込むことのできる新気量には限界がある。一方、高負荷側では低負荷側より大きなエンジントルクを発生させる必要がある。そこで、高負荷側では低負荷側よりノッキングが生じない範囲で基本LP−EGR率を小さくし、その小さくした分だけシリンダ7内での燃焼状態をよくすることで、低負荷側よりも大きなエンジントルクが得られるようにするのである。なお、図3では、基本LP−EGR率を2段階で設定しているが、基本LP−EGR率を2段階に設定する場合に限定されるものでない。基本LP−EGR率を3段階以上に、あるいは連続的に基本LP−EGR率を変化させるものであってよい。
The reason why the basic LP-EGR rate is made smaller in the high load side region than in the low load side region is as follows. That is, if the fresh air can be pushed into the
次に、燃焼室7内のEGR率の目標値である上記基本LP−EGR率が得られるようにLP−EGR弁開度を定める必要がある。ここで、本実施形態ではLP−EGR率[%]は次式で定義される値である。
Next, it is necessary to determine the LP-EGR valve opening so that the basic LP-EGR rate, which is the target value of the EGR rate in the
LP−EGR率=Qegrcyl/(Qcyl+Qegr)×100
…(A)
(A)式のQcylは1回の吸気行程で燃焼室7に流入する新気量[l](この新気量を、以下「シリンダ新気量」という。)のことである。このシリンダ新気量Qcylは簡単にはエアフローメータ42により検出される。詳細にはエアフローメータ42は単位時間当たりの新気量Qa[l/s](この新気量を、以下単に「新気量」という。)を検出するので、エンジン回転速度Ne[rpm]が相違すると、シリンダ新気量Qcylが異なってくる。そこで、エンジン回転速度Neを用いて、エアフローメータ42により検出される新気量Qaをシリンダ新気量Qcylに変換することになる。
LP-EGR rate = Qegrcyl / (Qcyl + Qegr) × 100
... (A)
Qcyl in the equation (A) is a fresh air amount [l] (this fresh air amount is hereinafter referred to as “cylinder fresh air amount”) flowing into the
(A)式のQegrcylは1回の吸気行程で燃焼室7に流入するEGRガス量[l](このEGRガス量を、以下「シリンダEGRガス量」という。)のことである。このシリンダEGRガス量QegrcylはLP−EGR弁17を流れる単位時間当たりのEGRガス量Qegr[l/s]から求めることができる。以下、LP−EGR弁17を流れる単位時間当たりのEGRガス量を、以下「LP−EGR弁17を流れるEGRガス量」とも、あるいは単に「EGRガス量」ともいう。エンジン回転速度Neが相違すると、シリンダEGRガス量Qegrcylが異なってくるので、エンジン回転速度Neを用いて、EGRガス量QegrをシリンダEGRガス量Qegrcylに変換することになる。上記EGRガス量Qegrは、LP−EGR弁17の前後差圧(以下、「LP−EGR弁前後差圧」ともいう。)とLP−EGR弁17の開口面積とで定まる。
Qegrcyl in the equation (A) is the amount of EGR gas [1] flowing into the
さて、LP−EGR装置14では、LP−EGR弁前後差圧によってEGRガスがLP−EGR弁17の上流側である排気管側からLP−EGR弁17の下流側である吸気管側に流れる。ここで、LP−EGR弁17の下流側である吸気管側の圧力はコンプレッサ23上流の吸気管4aの圧力、つまり大気圧にほぼ等しい。このため、LP−EGR弁17の上流側である排気管側の圧力でEGRガスをコンプレッサ上流の吸気管4aに押し込むこととなる。
In the LP-
ただし、EGR通路15の分岐部(この分岐部を以下、「EGR取出し部」という。)はタービン22上流の排気管11bでなく、タービン22下流の排気管11b、具体的にはマニホールド触媒12とメイン触媒13の間の排気管11bである。タービン22下流の排気管11bには、マニホールド触媒12、メイン触媒13、マフラー19といったものしか圧力を発生するものがない。このため、LP−EGR弁前後差圧がそもそも小さく、LP−EGR弁前後差圧を変化させる要因となるものは、LP−EGR弁17を流れるEGRガス量Qegrを、つまり、上記(A)式のLP−EGR率を動かしてしまう。
However, the branch portion of the EGR passage 15 (hereinafter referred to as “EGR extraction portion”) is not the
また、圧力を積極的に変えるデバイス、たとえばスロットルバルブ5やウェイストゲートバルブ25の外側同士をEGR通路15でつないでいるので、エンジンに入ってくる新気量Qa[l/s]とエンジンから出ていく排気量Qexh[l/s]とは比例関係にある。LP−EGR弁前後差圧は、新気量Qaに基本的に関連を持つことになり、新気量QaによってもLP−EGR弁前後差圧が決まってくる。LP−EGR弁開度を例えば30°に設定して、基本LP−EGR率が例えば10%だとすると、新気量Qaが変わっても(スロットルバルブ5を動かして変えても)、LP−EGR率を一定にできる。
In addition, since the
このため、EGR取出し部下流の排気管11bの温度(以下、「EGR取出し部下流温度」という。)が高負荷側の定常状態での温度T0(例えば600℃)のときにLP−EGR弁開度を適合するとする。高負荷側の定常状態での温度T0、つまり適合時の温度である600℃を、以下「基本温度」という。そして、基本温度T0のときに基本LP−EGR率が得られるように適合したLP−EGR弁開度を「基本LP−EGR弁開度」で定義する。なお、本実施形態では、基本温度T0が600℃の場合で説明するが、600℃に限定されるものでない。
Therefore, the LP-EGR valve is opened when the temperature of the
LP−EGR装置14では、基本温度T0のときに基本LP−EGR率が一律だったら、殆ど同じような基本LP−EGR弁開度に設定できる。これによって、基本温度T0のときに、例えば基本LP−EGR率が10%だと実際のLP−EGR率も10%になる。
In the LP-
ただし、加減速時には新気量Qaと排気量Qexhとのバランスが崩れるので、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量(基本LP−EGR率に対応する燃焼室内のEGRガス量のこと)[l]から乖離する。これは、例えばスロットルバルブ5を急に開けると、新気量Qaは応答良く増えるものの、排気量Qexhはしばらく前の状態を継続するので、新気量Qaと排気量Qexhとのバランスが崩れるためである。こうした加減速時にはLP−EGR弁開度の補正を既にやっている。
However, since the balance between the fresh air amount Qa and the exhaust amount Qexh is lost during acceleration / deceleration, the cylinder EGR gas amount Qegrcyl is the target EGR gas amount (the EGR gas amount in the combustion chamber corresponding to the basic LP-EGR rate) [l. ]. This is because, for example, when the
本実施形態では、加減速時といった、いわば瞬時とは別の事態を扱う。例えば非LP−EGR領域でアイドル状態を続けているとする。すると、アイドル状態では新気量Qaが高負荷状態よりも少ないので、EGR取出し部下流温度の実温度(このEGR取出し部下流温度の実温度を、以下単に「実温度」ともいう。)Trealは基本温度T0より低い温度になっている。この長いアイドル状態からLP−EGR領域に移行する場合には、一瞬では排気管11bが暖まらないので、実温度Trealが基本温度T0より低いままになる。実温度Trealが低いままだと排気管11bの通気抵抗が小さく、ガスが排気管11bを容易に通り抜けるため、LP−EGR弁17の上流側に発生する圧力が小さくなる。基本LP−EGR弁開度は、実温度Trealが基本温度T0のときに適合しているので、LP−EGR弁上流側の圧力が小さくなると、LP−EGR弁前後差圧が小さくなる。LP−EGR弁前後差圧が小さくなると、EGRガス量Qegrが基本温度T0のときより低下する。EGRガス量Qegrが基本温度T0のときより低下すると、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量から低下してしまうことになる。
In the present embodiment, a situation different from instantaneous, such as acceleration / deceleration, is handled. For example, assume that the idle state continues in the non-LP-EGR region. Then, since the fresh air amount Qa is smaller in the idle state than in the high load state, the actual temperature of the downstream temperature of the EGR extraction section (this actual temperature of the EGR extraction section downstream temperature is also simply referred to as “actual temperature” hereinafter) Treal. The temperature is lower than the basic temperature T0. When shifting from the long idle state to the LP-EGR region, the
図4を参照してさらに説明する。図4は長いアイドル状態のあとにアクセルペダルを踏み込んで加速することによって、エンジンの運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域に移行したときの変化を示したものである。ただし、ここでのLP−EGR領域は、図3に示した2つのLP−EGR領域のうち、基本LP−EGR率が10%のLP−EGR領域である。図4において、基本LP−EGR率の変化を実線で、EGR取出し部下流温度の実温度Trealの変化を長破線で、LP−EGR弁前後差圧の変化を長い一点鎖線で、LP−EGR弁前後差圧から推定されるLP−EGR率の変化を短破線で示している。また、実際のLP−EGR率(図では「実LP−EGR率」で略記。)の変化を短い一点鎖線で示している。 This will be further described with reference to FIG. FIG. 4 shows a change when the engine operating point shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region by depressing the accelerator pedal and accelerating after a long idle state. However, the LP-EGR region here is an LP-EGR region having a basic LP-EGR rate of 10% of the two LP-EGR regions shown in FIG. In FIG. 4, the change in the basic LP-EGR rate is indicated by a solid line, the change in the actual temperature Treal at the downstream temperature of the EGR take-out part is indicated by a long broken line, and the change in the differential pressure across the LP-EGR valve is indicated by a long dashed line. A change in the LP-EGR rate estimated from the front-rear differential pressure is indicated by a short broken line. In addition, a change in actual LP-EGR rate (abbreviated as “actual LP-EGR rate” in the figure) is indicated by a short dashed line.
アイドル状態でEGR取出し部下流温度の実温度Trealは基本温度T0より低い側にあるので、実温度Trealは、図4に長破線で示したように、低い側から上昇して基本温度T0へと移行する。実温度Trealが基本温度T0に満たない期間で、図4に長い一点鎖線で示したように、LP−EGR弁前後差圧が基本温度のときのLP−EGR弁前後差圧より小さいものとなる。これによって、LP−EGR弁前後差圧から推定されるLP−EGR率が、図4に短破線で示したように、基本LP−EGR率より低下している。推定されるLP−EGR率が基本LP−EGR率の10%より低下している間はEGRガスが燃焼室内に入りがたくなる。シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回って不足することになるわけである。 Since the actual temperature Treal of the downstream temperature of the EGR extraction part in the idle state is on the lower side than the basic temperature T0, the actual temperature Treal increases from the lower side to the basic temperature T0 as shown by the long broken line in FIG. Transition. During the period when the actual temperature Treal is less than the basic temperature T0, the LP-EGR valve front-rear differential pressure becomes smaller than the LP-EGR valve front-rear differential pressure at the base temperature, as shown by the long dashed line in FIG. . As a result, the LP-EGR rate estimated from the differential pressure across the LP-EGR valve is lower than the basic LP-EGR rate, as indicated by a short broken line in FIG. While the estimated LP-EGR rate is lower than 10% of the basic LP-EGR rate, it becomes difficult for EGR gas to enter the combustion chamber. This means that the cylinder EGR gas amount Qegrcyl becomes insufficient below the target EGR gas amount.
一方、LP−EGR領域では、MBT(Minimum advance for the Best Torque)が得られるように基本LP−EGR率に応じて基本点火時期ADV0を設定している。非LP−EGR領域においては基本的にMBTが得られるように基本点火時期ADV0を設定しているのであるが、燃焼室7にEGRガスが導入されるLP−EGR領域でもMBTが得られるように基本点火時期ADV0を設定するのである。LP−EGR領域での基本点火時期ADV0は基本LP−EGR率が大きくなるほど進角する値である。
On the other hand, in the LP-EGR region, the basic ignition timing ADV0 is set according to the basic LP-EGR rate so that MBT (Minimum advance for the Best Torque) is obtained. The basic ignition timing ADV0 is set so that MBT is basically obtained in the non-LP-EGR region, but MBT is also obtained in the LP-EGR region where EGR gas is introduced into the
上記のようにシリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回って不足すると、そのときの基本点火時期ADV0ではMBTから外れた過進角となる。MBTから外れた過進角となると、ノッキングが発生することが考えられる。 As described above, if the cylinder EGR gas amount Qegrcyl is less than the target EGR gas amount and becomes insufficient, the basic ignition timing ADV0 at that time causes an over-advanced angle that deviates from the MBT. It is conceivable that knocking occurs when the over-advance angle deviates from the MBT.
ただし、アクセルペダル開度を維持して同じ状態を続けていると、排気温度が上昇する。排気温度が上がるにつれて、LP−EGR弁前後差圧が大きくなるので、実際のLP−EGR率が図4に短い一点鎖線で示したように、10%の基本LP−EGR率へと近づいていく。しかしながら、実際のLP−EGR率が10%の基本LP−EGR率に近くなるまでに例えば数百秒と長い時間を要する。その間、ノッキングが発生するので、何らかの手当が必要となる。 However, if the accelerator pedal opening is maintained and the same state continues, the exhaust temperature rises. As the exhaust gas temperature rises, the differential pressure across the LP-EGR valve increases, so the actual LP-EGR rate approaches the basic LP-EGR rate of 10%, as shown by the short dashed line in FIG. . However, it takes a long time such as several hundred seconds for the actual LP-EGR rate to approach the basic LP-EGR rate of 10%. In the meantime, knocking occurs, so some kind of treatment is required.
なお、LP−EGR領域かつ基本温度T0へと移行する前のEGR取出し部下流温度の実温度Trealが低い側にある場合としてアイドル状態を挙げたが、この場合に限られない。例えば、LP−EGR領域かつ基本温度T0へと移行する前のEGR取出し部下流温度の実温度Trealが低い側にある場合として次の例を挙げることができる。すなわち、エンジン始動直後、エンジン暖機完了前、燃料カットが継続されている状態、アイドルストップが継続されている状態、ハイブリッド車両においてEV走行が継続されている状態(エンジン停止状態)などである。 Although the idle state has been described as the case where the actual temperature Treal of the downstream temperature of the EGR take-out portion before shifting to the LP-EGR region and the basic temperature T0 is on the low side, it is not limited to this case. For example, the following example can be given as a case where the actual temperature Treal of the downstream temperature of the EGR take-out portion before shifting to the LP-EGR region and the basic temperature T0 is on the low side. That is, immediately after the engine is started, before the engine warm-up is completed, the fuel cut is continued, the idle stop is continued, the EV traveling is continued in the hybrid vehicle (engine stopped state), and the like.
以上は、エンジンの運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域に移行する場合であって、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが低い側から上昇して基本温度T0へと移行する場合であった。 The above is the case where the engine operating point shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region, and the actual temperature Treal of the EGR take-out portion downstream temperature rises from the lower side and shifts to the basic temperature T0. Met.
次に、高負荷走行等の状態から車両を減速することによって、エンジンの運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域に移行する場合を考える。言い換えると、エンジンの運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域に移行する場合であって、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが高い側から低下して基本温度T0へと移行する場合である。この場合には、実温度Trealが基本温度T0より高い期間で、LP−EGR弁前後差圧が基本温度T0のときのLP−EGR弁前後差圧より大きくなる。これによってLP−EGR弁前後差圧から推定されるLP−EGR率が基本LP−EGR率より大きくなる。推定されるLP−EGR率が基本LP−EGR率より大きくなる間はEGRガスが燃焼室内に入り易くなる。シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を上回って過剰になるわけである。 Next, consider a case where the engine operating point shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region by decelerating the vehicle from a state such as high-load traveling. In other words, when the operating point of the engine shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region, and when the actual temperature Treal of the downstream temperature of the EGR take-out portion decreases from the higher side and shifts to the basic temperature T0. It is. In this case, the LP-EGR valve front-rear differential pressure becomes higher than the LP-EGR valve front-rear differential pressure when the actual temperature Treal is higher than the basic temperature T0. As a result, the LP-EGR rate estimated from the differential pressure across the LP-EGR valve becomes larger than the basic LP-EGR rate. While the estimated LP-EGR rate is larger than the basic LP-EGR rate, EGR gas easily enters the combustion chamber. The cylinder EGR gas amount Qegrcyl exceeds the target EGR gas amount and becomes excessive.
シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を上回って過剰になると、そのときの基本点火時期ADV0ではMBTから外れた過遅角となる。MBTから外れた過遅角となると、燃焼室7内での燃焼状態が悪くなることが考えられる。
If the cylinder EGR gas amount Qegrcyl exceeds the target EGR gas amount and becomes excessive, the basic ignition timing ADV0 at that time becomes an over-retarded angle that deviates from MBT. It is conceivable that the combustion state in the
ただし、アクセルペダル開度を維持して同じ状態を続けていると、排気温度が低下する。排気温度が下がるにつれて、LP−EGR弁前後差圧が小さくなるので、実際のLP−EGR率が、ステップ変化した後の基本LP−EGR率へと近づいていく。しかしながら、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率に近くなるまでに例えば数百秒と長い時間がかかる。その間、燃焼室7内での燃焼状態が悪くなるので、何らかの手当が必要となる。なお、LP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrの変化がシリンダEGRガス量Qegrcylの変化となって現れるまでには所定の応答遅れがある。この応答遅れは、加減速といった瞬時を扱う場合には考慮すべき対象となる。しかしながら、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが基本温度T0に到達するまでの遅れは、上記のように数百秒と長い。EGRガス量Qegrの変化がシリンダEGRガス量Qegrcylの変化となって現れるまでの応答遅れと、この数百秒を比較すれば、EGRガス量Qegrの変化がシリンダEGRガス量Qegrcylの変化となって現れるまでの応答遅れは微小である。よって、本発明では、EGRガス量Qegrの変化がシリンダEGRガス量Qegrcylの変化となって現れるまでの応答遅れは無視することができる。
However, if the accelerator pedal opening degree is maintained and the same state is continued, the exhaust temperature decreases. As the exhaust gas temperature decreases, the differential pressure across the LP-EGR valve decreases, so the actual LP-EGR rate approaches the basic LP-EGR rate after the step change. However, it takes a long time such as several hundred seconds for the actual LP-EGR rate to approach the basic LP-EGR rate. In the meantime, the state of combustion in the
また、図4に示したように、加速初期のLP−EGR弁前後差圧が特に小さい領域で、LP−EGR弁前後差圧から推定されるLP−EGR率(図4短破線参照)よりも実際のLP−EGR率(図4短い一点鎖線参照)がさらに低下している。この理由は、LP−EGR弁前後差圧が特に小さい領域では、排気の圧力脈動を受けて、LP−EGR弁17の前後で逆流(LP−EGR弁17を吸気側から排気側に向けて流れる流れ)が発生するためである。以下、LP−EGR弁前後差圧が特に小さいために逆流が生じる領域を「逆流領域」という。
Further, as shown in FIG. 4, in the region where the differential pressure before and after the LP-EGR valve at the initial stage of acceleration is particularly small, the LP-EGR rate estimated from the differential pressure before and after the LP-EGR valve (see the short dashed line in FIG. 4). The actual LP-EGR rate (see the short dashed line in FIG. 4) further decreases. This is because, in a region where the differential pressure across the LP-EGR valve is particularly small, the pressure pulsation of the exhaust is received, and the reverse flow occurs before and after the LP-EGR valve 17 (the LP-
これについてさらに説明すると、図5は、図4に示したL点での、図6は図4に示したM点でのLP−EGR弁17の上流側と下流側の各圧力を計測したものである。図6に示したように、LP−EGR弁17より上流側の圧力がLP−EGR弁17より下流側の圧力より高いときにはEGRガスが上流側から下流側に流れる。一方、図5に示したように、LP−EGR弁17より上流側の圧力がLP−EGR弁17より下流側の圧力より低くなるときにはEGRガスが下流側から上流側に流れる(逆流が生じる)。逆流が生じた瞬間にLP−EGR弁17を上流側から下流側へと流れるEGRガス量Qegrが低下する。逆流が生じている場合のEGRガス量Qegrが、逆流が生じていない場合のEGRガス量Qegrより低下すると、その低下分だけさらにシリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回って不足する。逆流が生じていない場合のシリンダEGRガス量Qegrcylではノッキングが生じなくても、逆流に起因するEGRガス量Qegrの低下分でシリンダEGRガス量Qegrcylが低下したときの基本点火時期ADV0では過進角となってしまう。これによって、ノッキングが発生することが考えられる。このため、逆流領域に対しては別の手当が必要である。
This will be further explained. FIG. 5 shows the pressure measured at the point L shown in FIG. 4, and FIG. 6 shows the pressures measured at the upstream and downstream sides of the LP-
この場合に、LP−EGR弁前後差圧を差圧センサにより検出し、検出したLP−EGR弁前後差圧が予め決められたLP−EGR弁前後差圧と一致するようにLP−EGR弁開度を制御する従来装置がある。この従来装置によれば、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが基本温度T0より外れていても、ノッキングの発生や燃焼室内での燃焼の不安定を回避できる。 In this case, the differential pressure across the LP-EGR valve is detected by a differential pressure sensor, and the LP-EGR valve is opened so that the detected differential pressure across the LP-EGR valve matches a predetermined differential pressure across the LP-EGR valve. There are conventional devices that control the degree. According to this conventional apparatus, even if the actual temperature Treal of the EGR extraction section downstream temperature is deviated from the basic temperature T0, occurrence of knocking and instability of combustion in the combustion chamber can be avoided.
しかしながら、従来装置のように、差圧センサを用いるのでは、差圧センサにより検出されるLP−EGR弁前後差圧が排気脈動の影響を大きく受けて振れる。このため、差圧センサにより検出されるLP−EGR弁前後差圧から排気脈動の影響を分離するためにはフィルタリングをする必要がある。このフィルタリングには高精度、高速処理が求められるので、コストが上昇する。また、フィルタリングをした後の信号には遅れが生じてしまう。 However, when the differential pressure sensor is used as in the conventional apparatus, the LP-EGR valve front-rear differential pressure detected by the differential pressure sensor is greatly affected by the exhaust pulsation and fluctuates. For this reason, in order to separate the influence of exhaust pulsation from the differential pressure across the LP-EGR valve detected by the differential pressure sensor, it is necessary to perform filtering. This filtering requires high accuracy and high speed processing, which increases costs. In addition, a delay occurs in the signal after filtering.
そこで、本発明の第1実施形態では、LP−EGR弁前後差圧に代えて、EGR取出し部下流温度を用いる。すなわち、EGR取出し部下流温度の実温度Trealと基本温度T0の温度差に応じた第1補正倍率Rhos1(温度差分補正量)を導入する。そして、エンジンの運転点が非EGR領域からEGR領域に移行する場合であって、実温度Trealが基本温度T0へと移行する場合に、この第1補正倍率Rhos1で基本LP−EGR弁開度を補正して目標EGR弁開度を算出する。 Therefore, in the first embodiment of the present invention, the downstream temperature of the EGR take-out part is used instead of the differential pressure across the LP-EGR valve. That is, the first correction magnification Rhos1 (temperature difference correction amount) corresponding to the temperature difference between the actual temperature Treal of the EGR extraction section downstream temperature and the basic temperature T0 is introduced. When the operating point of the engine shifts from the non-EGR region to the EGR region and the actual temperature Treal shifts to the basic temperature T0, the basic LP-EGR valve opening is set at the first correction magnification Rhos1. The target EGR valve opening is corrected and corrected.
具体的には、実温度Trealが低い側から上昇して基本温度T0へと移行する場合に、第1補正倍率Rhos1で基本LP−EGR弁開度を増加側に補正する。一方、実温度Trealが高い側から低下して基本温度T0へと移行する場合に、第1補正倍率Rhos1で基本LP−EGR弁開度を減少側に補正する。 Specifically, when the actual temperature Treal increases from the low side and shifts to the basic temperature T0, the basic LP-EGR valve opening is corrected to the increasing side with the first correction magnification Rhos1. On the other hand, when the actual temperature Treal decreases from the higher side and shifts to the basic temperature T0, the basic LP-EGR valve opening is corrected to the decreasing side with the first correction magnification Rhos1.
LP−EGR弁前後差圧を作り出す元になっているのはEGR取出し部下流温度である。ここで、EGR取出し部下流温度はもともと応答が遅い。また、本発明の課題は排気管11bのガス流れに関して生じる問題であるが、この排気管11bのガス流れの動きも、もともと遅い。このため、もともと応答の遅いEGR取出し部下流温度を採用しても、排気管11bのガス流れに関して生じる問題に対しては遅れが生じることがなく、むしろ追従しているところもある。イメージとしては、直接には圧力を検出していないけれども、排気圧力脈動の影響を受けてギザギザすることのない圧力を間接的に検出しているイメージになる。
The origin of the LP-EGR valve differential pressure is the downstream temperature of the EGR extraction section. Here, the EGR take-out portion downstream temperature is originally slow in response. Moreover, although the subject of this invention is a problem which arises regarding the gas flow of the
EGR取出し部下流温度の実温度Trealを検出するのであるから、差圧センサを採用する場合に必要となる高価なフィルタリング処理は必要ない。これによって、差圧センサを採用する場合に比して、コストを低下させることができる。差圧センサを用いることなく安価な構成で、実温度Trealが基本温度T0から乖離している間のノッキングの発生や燃焼の不安定を回避できるのである。 Since the actual temperature Treal of the downstream temperature of the EGR take-out portion is detected, an expensive filtering process required when the differential pressure sensor is adopted is not necessary. As a result, the cost can be reduced as compared with the case where a differential pressure sensor is employed. It is possible to avoid knocking and instability of combustion while the actual temperature Treal deviates from the basic temperature T0 with an inexpensive configuration without using a differential pressure sensor.
また、LP−EGR領域でありながら逆流領域では、第2補正倍率(第2の補正量)Rhos2を導入し、この第2補正倍率Rhos2を用いて基本LP−EGR弁開度をさらに増加側に補正する。これによって、逆流領域でもシリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回って不足することがないようにする。 Further, in the reverse flow region, although it is the LP-EGR region, a second correction magnification (second correction amount) Rhos2 is introduced, and the basic LP-EGR valve opening is further increased using the second correction magnification Rhos2. to correct. This prevents the cylinder EGR gas amount Qegrcyl from falling short of the target EGR gas amount even in the reverse flow region.
図7,図8を参照して本実施形態をさらに説明する。まず、図7は長く低負荷側の非LP−EGR領域にあった状態(たとえばアイドル状態)からアクセルペダルを踏み込んで加速し運転点が高負荷側のLP−EGR領域に移行した場合のタイミングチャートである。ここで、移行先のLP−EGR領域は、図3に示した2つのLP−EGR領域のうち、基本LP−EGR率が10%のLP−EGR領域であるとする。この場合に、エンジンの運転点はLP−EGR領域に移行した直後に逆流領域となり、その後に非逆流領域に移行するものとする。図7では、上からアクセル開度APO、LP−EGR弁開度、補正倍率、LP−EGR率、LP−EGR弁前後差圧、EGR取出し部下流温度、LP−EGR弁逆流量がどのように変化するのかをモデルで示している。 This embodiment will be further described with reference to FIGS. First, FIG. 7 is a timing chart when the operating point shifts to the high load side LP-EGR region by accelerating by depressing the accelerator pedal from a long state (for example, an idle state) in the low load side non-LP-EGR region. It is. Here, it is assumed that the LP-EGR region of the migration destination is an LP-EGR region having a basic LP-EGR rate of 10% among the two LP-EGR regions shown in FIG. In this case, the operating point of the engine becomes a reverse flow region immediately after shifting to the LP-EGR region, and then shifts to the non-reverse flow region. In FIG. 7, the accelerator opening APO, the LP-EGR valve opening, the correction magnification, the LP-EGR rate, the LP-EGR valve front-rear differential pressure, the EGR outlet downstream temperature, and the LP-EGR valve reverse flow from the top are shown. The model shows how it changes.
まず、本実施形態の前提となる比較例の場合から説明し、その後に本実施形態の場合を説明する。ここで、本実施形態のように第1、第2の補正倍率Rhos1,Rhos2を導入していないものを比較例とする。 First, the case of the comparative example which is the premise of the present embodiment will be described, and then the case of the present embodiment will be described. Here, the first and second correction magnifications Rhos1 and Rhos2 that are not introduced as in the present embodiment are used as comparative examples.
t1のタイミングでアクセルペダルを踏み込むと、図7第1段目に示したようにアクセル開度が所定値APO1から所定値APO2へとステップ的に大きくなる。t3のタイミングからは所定値APO2で一定である。基本LP−EGR率は、通常、アクセル開度の変化と同時に例えばゼロから10%へとステップ的に大きくなる(図7第4段目の実線参照)。基本LP−EGR率に対応する基本LP−EGR弁開度も、通常、アクセル開度の変化と同時にステップ的に大きくなる(図7第2段目の実線参照)。 When the accelerator pedal is depressed at the timing t1, the accelerator opening increases stepwise from the predetermined value APO1 to the predetermined value APO2 as shown in the first stage of FIG. From the timing of t3, the predetermined value APO2 is constant. The basic LP-EGR rate usually increases stepwise from, for example, zero to 10% simultaneously with the change in the accelerator opening (see the solid line in the fourth stage in FIG. 7). The basic LP-EGR valve opening corresponding to the basic LP-EGR rate also usually increases stepwise simultaneously with the change in the accelerator opening (see the second solid line in FIG. 7).
EGR取出し部下流温度の実温度Trealは、基本温度T0に一瞬で到達することはなく、図7第6段目に実線で示したようにt1のタイミングから徐々に基本温度T0に向かって上昇する。この実温度Trealの上昇に伴ってLP−EGR弁前後差圧の実差圧がt1のタイミングから目標差圧に向かって徐々に上昇し、t6のタイミングで目標差圧と一致している(図7第5段目の実線参照)。上記の目標差圧は基本温度T0に対応するLP−EGR弁前後差圧のことである。 The actual temperature Treal of the downstream temperature of the EGR take-out portion does not reach the basic temperature T0 instantly, but gradually increases from the timing t1 toward the basic temperature T0 as shown by the solid line in the sixth stage of FIG. . As the actual temperature Treal increases, the actual differential pressure of the LP-EGR valve front-rear differential pressure gradually increases from the timing t1 toward the target differential pressure, and coincides with the target differential pressure at the timing t6 (FIG. 7 Refer to the solid line on the fifth stage). The target differential pressure is a differential pressure across the LP-EGR valve corresponding to the basic temperature T0.
比較例の場合には、LP−EGR弁前後差圧の実差圧が目標差圧より低下しているt1からt6までの期間でLP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが基本温度T0のときより低下する。EGRガス量Qegrが基本温度T0のときより低下すると、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回って不足する。このため、図7第4段目に二点鎖線で示したように、実際のLP−EGR率(図7では「実LP−EGR率」で略記。)は、ステップ変化する基本LP−EGR率に遅れて応答し、t1からの時間の経過と共に基本LP−EGR率へと近づいてゆく。そして、基本温度になるt6のタイミングで実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率と一致する。
In the case of the comparative example, the EGR gas amount Qegr that passes through the LP-
このように、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率の10%に足りなくても、エンジンコントローラ41では、基本LP−EGR率が10%のEGRガス量(=目標EGRガス量)が燃焼室7に導入されているとみなして、基本点火時期ADV0を算出する。実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率の10%に足りなくなり(つまりEGRガスが燃焼室7に不足して入る)、ノッキングが生じるのである。
Thus, even if the actual LP-EGR rate is less than 10% of the basic LP-EGR rate, the
次に、本実施形態の場合を説明する。本実施形態では、第1、第2の補正倍率Rhos1,Rhos2を新たに導入し、第1、第2の補正倍率Rhos1,Rhos2を基本LP−EGR弁開度VOegr0に乗算した値を目標LP−EGR弁開度tVOegrとして算出する。具体的にはt1のタイミングから第1、第2の補正倍率Rhos1,Rhos2を1.0から所定値1,2へとステップ的に大きくし、その後は時間の経過と共に小さくする。上記の所定値1,2は第1、第2の補正倍率Rhos1,Rhos2の初期値である。
Next, the case of this embodiment will be described. In the present embodiment, first and second correction magnifications Rhos1 and Rhos2 are newly introduced, and a value obtained by multiplying the basic LP-EGR valve opening VOegr0 by the first and second correction magnifications Rhos1 and Rhos2 is set to the target LP−. Calculated as the EGR valve opening tVOegr. Specifically, the first and second
ここで、第1、第2の補正倍率Rhos1,Rhos2は、いずれも1.0を中心とする値である。第1補正倍率Rhos1の初期値である所定値1は、基本温度T0からEGR取出し部下流温度の実温度Trealを差し引いた温度差ΔT0(=T0−Treal)に応じて算出する。第1補正倍率Rhos1の初期値である所定値2は逆流領域に対応するもので、一定値で与える。
Here, the first and second correction magnifications Rhos1 and Rhos2 are both values centered on 1.0. The
第1補正倍率Rhos1は、図7第3段目に示したように運転点がLP−EGR領域に移行した直後のt2のタイミングで1.0から所定値1へとステップ的に大きくなる。t2のタイミングからは、実温度Trealが基本温度T0へと近づくにつれて徐々に1.0に近づいていき、基本温度T0に一致するt6のタイミングで1.0となる(図7第3段目参照)。このように所定値1を初期値として初期値より徐々に小さくする値で第1補正倍率Rhos1を与えるようにした理由は、t1のタイミングより温度差ΔT0が徐々に小さくなっていくことに対応させるためである。
The first correction magnification Rhos1 increases stepwise from 1.0 to the
一方、第2補正倍率Rhos2は、図7第3段目に示したように運転点がLP−EGR領域に移行した直後のt2のタイミングで1.0から所定値2へとステップ的に大きくなる。t2のタイミングからは、徐々に1.0に近づいていき、逆流領域が終了するt4のタイミングで1.0となる(図7第3段目参照)。このように所定値2を初期値として初期値より徐々に小さくする値で第2補正倍率Rhos2を与えるようにした理由は、t1のタイミングよりステップ的に増えたLP−EGR弁逆流量が徐々に小さくなっていくことに対応させるためである。
On the other hand, the second correction magnification Rhos2 increases stepwise from 1.0 to a
この場合、第1、第2の補正倍率Rhos1,Rhos2を乗算した値を、改めて補正倍率Rhos(=Rhos1×Rhos2)としている。このため、t4までの補正倍率Rhosとt4以降の補正倍率Rhosとで減少の傾きが異なり、t4までの補正倍率Rhosの減少の傾きのほうがt4以降の補正倍率Rhosの減少の傾きより大きくなっている。t4以降の補正倍率Rhosの特性についても折れ線で表現しているため、t5までの補正倍率Rhosの減少の傾きのほうがt5以降の補正倍率Rhosの減少の傾きより大きくなっている。 In this case, a value obtained by multiplying the first and second correction magnifications Rhos1 and Rhos2 is again set as a correction magnification Rhos (= Rhos1 × Rhos2). For this reason, the slope of decrease differs between the correction magnification Rhos up to t4 and the correction magnification Rhos after t4, and the slope of decrease in the correction magnification Rhos up to t4 is larger than the slope of decrease in the correction magnification Rhos after t4. Yes. Since the characteristic of the correction magnification Rhos after t4 is also expressed by a broken line, the inclination of the decrease in the correction magnification Rhos up to t5 is larger than the inclination of the decrease in the correction magnification Rhos after t5.
補正倍率Rhosを基本LP−EGR弁開度VOegr0に乗算した値である目標LP−EGR弁開度tVOegrは、図7第2段目に一点鎖線で示したようにt1からt2の間でゼロからステップ的に所定値(=所定値1×所定値2)へと大きくなる。t2のタイミングからは、実温度Trealが基本温度T0へと上昇するにつれて徐々に基本LP−EGR弁開度に近づいていく(図7第2段目の一点鎖線参照)。そして、t6のタイミングで目標LP−EGR弁開度tVOegrは基本LP−EGR弁開度VOegr0に一致する。
A target LP-EGR valve opening degree tVOegr, which is a value obtained by multiplying the basic LP-EGR valve opening degree VOegr0 by the correction magnification Rhos, is zero from t1 to t2 as indicated by a one-dot chain line in the second stage of FIG. In a stepwise manner, the value increases to a predetermined value (=
本実施形態によれば、目標LP−EGR弁開度tVOegrが基本LP−EGR弁開度VOegr0(比較例の場合)より大きくされることで、LP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが基本温度T0のときより増える。EGRガス量Qegrが基本温度T0のときより増加すると、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量と一致する。これによって、本実施形態では、図7第4段目に一点鎖線で示したように、t1からt6までの期間で実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率に一致している。実温度Trealが基本温度T0よりt1からt6までの期間で低下していても、基本LP−EGR率VOegr0が得られることになったのである。
According to the present embodiment, the target LP-EGR valve opening degree tVOegr is made larger than the basic LP-EGR valve opening degree VOegr0 (in the case of the comparative example), so that the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
次に、図8は高速道路走行状態など長く高負荷側の非LP−EGR領域にあった状態からアクセルペダルを戻して減速し運転点が低負荷側のLP−EGR領域に移行した場合のタイミングチャートである。言い換えると、エンジンの運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域に移行する場合であって、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが高い側から低下して基本温度T0へと移行する場合のタイミングチャートである。この場合には逆流領域は生じない。図8でも、図7と同様に上からアクセル開度APO、LP−EGR弁開度、補正倍率、LP−EGR率、LP−EGR弁前後差圧、EGR取出し部下流温度、LP−EGR弁逆流量がどのように変化するのかをモデルで示している。 Next, FIG. 8 shows the timing when the operating point shifts to the low load side LP-EGR region by decelerating the accelerator pedal from the state that has been in the non-LP-EGR region on the high load side for a long time, such as on an expressway. It is a chart. In other words, when the operating point of the engine shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region, and when the actual temperature Treal of the downstream temperature of the EGR take-out portion decreases from the higher side and shifts to the basic temperature T0. It is a timing chart. In this case, a backflow region does not occur. Also in FIG. 8, the accelerator opening APO, the LP-EGR valve opening, the correction magnification, the LP-EGR rate, the LP-EGR valve front-rear differential pressure, the EGR outlet downstream temperature, and the LP-EGR valve reverse from the top as in FIG. The model shows how the flow rate changes.
まず、本実施形態の前提となる比較例の場合から説明し、その後に本実施形態の場合を説明する。 First, the case of the comparative example which is the premise of the present embodiment will be described, and then the case of the present embodiment will be described.
t11以前の高速道路走行状態では実温度Trealが基本温度T0より高温の状態となっている。この状態からt11のタイミングでアクセルペダルを戻すと、図8第1段目に示したようにアクセル開度が所定値APO3から所定値APO4へとステップ的に小さくなる。t13のタイミングからは所定値APO4で一定である。基本LP−EGR率は、通常、アクセル開度の変化と同時に例えばゼロから10%へとステップ的に大きくなる(図8第4段目の実線参照)。基本LP−EGR率に対応する基本LP−EGR弁開度も、通常、アクセル開度の変化と同時にステップ的に大きくなる(図8第2段目の実線参照)。 In the highway driving state before t11, the actual temperature Treal is higher than the basic temperature T0. When the accelerator pedal is returned from this state at the timing t11, the accelerator opening decreases stepwise from the predetermined value APO3 to the predetermined value APO4 as shown in the first stage of FIG. The predetermined value APO4 is constant from the timing of t13. The basic LP-EGR rate usually increases stepwise, for example, from zero to 10% simultaneously with the change in the accelerator opening (see the solid line in the fourth stage in FIG. 8). The basic LP-EGR valve opening corresponding to the basic LP-EGR rate also usually increases stepwise simultaneously with the change in the accelerator opening (see the second solid line in FIG. 8).
実温度Trealは、基本温度T0に一瞬で到達することはなく、図8第6段目に実線で示したようにt11のタイミングから徐々に基本温度T0に向かって低下する。この実温度Trealの低下に伴ってLP−EGR弁前後差圧の実差圧がt11のタイミングから目標差圧に向かって徐々に低下し、t16のタイミングで目標差圧と一致する(図8第5段目の実線参照)。上記の目標差圧は基本温度T0に対応するLP−EGR弁前後差圧のことである。 The actual temperature Treal does not reach the basic temperature T0 in an instant, and gradually decreases from the timing t11 toward the basic temperature T0 as shown by the solid line in the sixth row of FIG. As the actual temperature Treal decreases, the actual differential pressure of the LP-EGR valve front-rear differential pressure gradually decreases from the timing t11 toward the target differential pressure, and coincides with the target differential pressure at the timing t16 (FIG. 8 FIG. 8). (See the solid line on the fifth row). The target differential pressure is a differential pressure across the LP-EGR valve corresponding to the basic temperature T0.
比較例の場合には、LP−EGR弁前後差圧の実差圧が目標差圧より上昇しているt11からt16までの期間でLP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが基本温度T0のときより増加する。EGRガス量Qegrが基本温度T0のときより増加すると、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を上回って過剰となる。このため、図8第4段目に二点鎖線で示したように、実際のLP−EGR率(図7では「実LP−EGR率」で略記。)がステップ変化する基本LP−EGR率に遅れて応答する。t11のタイミングでは実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率から大きく離れていたのが、t11からの時間の経過とともに、基本LP−EGR率へと実際のLP−EGR率が近づき、基本温度T0になるt16のタイミングで基本LP−EGR率と一致する。
In the case of the comparative example, the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
このように、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率の10%を超えていても、エンジンコントローラ41では、基本LP−EGR率が10%のEGRガス量(目標EGRガス量)が燃焼室7に導入されているとみなして、基本点火時期ADV0を算出する。実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率の10%を超えることになり(EGRガスが燃焼室7に余計に入る)、燃焼室7内での燃焼が悪化するのである。
Thus, even if the actual LP-EGR rate exceeds 10% of the basic LP-EGR rate, the
次に、本実施形態の場合を説明する。本実施形態では、第1補正倍率Rhos1を新たに導入し、第1補正倍率Rhos1を基本LP−EGR弁開度VOegr0に乗算した値を目標LP−EGR弁開度tVOegrとして算出する。具体的にはt11のタイミングから補正倍率1を1.0から所定値3へとステップ的に小さくし、その後は時間の経過と共に大きくする。上記の所定値3は第1補正倍率Rhos1の初期値である。
Next, the case of this embodiment will be described. In the present embodiment, a first correction magnification Rhos1 is newly introduced, and a value obtained by multiplying the first correction magnification Rhos1 by the basic LP-EGR valve opening VOegr0 is calculated as the target LP-EGR valve opening tVOegr. Specifically, the
ここで、第1補正倍率Rhos1は、1.0を中心とする値である。第1補正倍率Rhos1の初期値である所定値3は、EGR取出し部下流温度の実温度Trealから基本温度T0を差し引いた温度差ΔT2(=Treal−T0)に応じて算出する。
Here, the first correction magnification Rhos1 is a value centered at 1.0. The
第1補正倍率Rhos1は、図8第3段目に示したように運転点がLP−EGR領域に移行した直後のt12のタイミングで1.0から所定値3(正の値)へとステップ的に小さくなる。t12のタイミングからは、実温度Trealが基本温度T0へと近づくにつれて徐々に1.0に近づいていき、基本温度T0に一致するt16のタイミングで1.0となる(図8第3段目参照)。このように所定値3を初期値として初期値より徐々に大きくする値で第1補正倍率Rhos1を与えるようにした理由は、t11のタイミングより温度差ΔT2が徐々に小さくなっていくことに対応させるためである。
The first correction magnification Rhos1 is stepped from 1.0 to a predetermined value 3 (positive value) at the timing t12 immediately after the operating point shifts to the LP-EGR region as shown in the third row of FIG. Becomes smaller. From the timing of t12, the actual temperature Treal gradually approaches 1.0 as the temperature approaches the basic temperature T0, and becomes 1.0 at the timing of t16 that coincides with the basic temperature T0 (see the third stage in FIG. 8). ). The reason why the first correction magnification Rhos1 is given with a value that gradually increases from the initial value with the
第1補正倍率Rhos1を基本LP−EGR弁開度VOegr0に乗算した値である目標LP−EGR弁開度tVOegrは、t11からt12に向けてゼロからステップ的に大きくなる。この場合、第1補正倍率Rhos1は1.0よりも小さな値であるので、目標LP−EGR弁開度tVOegrは、図8第2段目に一点鎖線で示したように基本LP−EGR弁開度の傾きよりも小さな傾きでステップ的に大きくなる。t13のタイミングからは、実温度Trealが基本温度T0へと低下するにつれて徐々に基本LP−EGR弁開度に近づいていく(図8第2段目の一点鎖線参照)。そして、t16のタイミングで目標LP−EGR弁開度tVOegrは基本LP−EGR弁開度VOegr0に一致する。 A target LP-EGR valve opening degree tVOegr, which is a value obtained by multiplying the basic LP-EGR valve opening degree VOegr0 by the first correction magnification Rhos1, increases stepwise from zero from t11 to t12. In this case, since the first correction magnification Rhos1 is a value smaller than 1.0, the target LP-EGR valve opening tVOegr is set to the basic LP-EGR valve opening as shown by the one-dot chain line in the second stage of FIG. It becomes stepwise with a smaller inclination than the degree inclination. From the timing of t13, as the actual temperature Treal decreases to the basic temperature T0, the basic LP-EGR valve opening gradually approaches the basic LP-EGR valve opening degree (refer to the one-dot chain line in the second stage in FIG. 8). The target LP-EGR valve opening degree tVOegr coincides with the basic LP-EGR valve opening degree VOegr0 at the timing of t16.
本実施形態によれば、目標LP−EGR弁開度tVOegrが基本LP−EGR弁開度VOegr0(比較例の場合)より小さくされることで、LP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが基本温度T0のときより低下する。EGRガス量Qegrが基本温度T0のときより低下すると、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量と一致する。これによって、本実施形態では、図8第4段目に一点鎖線で示したように、t11からt16までの期間で実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率に一致している。実温度Trealが基本温度T0よりt11からt16までの期間で上昇していても、基本LP−EGR率VOegr0が得られることになったのである。
According to this embodiment, the target LP-EGR valve opening degree tVOegr is made smaller than the basic LP-EGR valve opening degree VOegr0 (in the case of the comparative example), so that the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
図1に示したように、燃料噴射弁8及び点火プラグ9に加えて、LP−EGR弁17、ウェイストゲートバルブ25、リサーキュレーションバルブ32を制御するため、エンジンコントローラ41を備える。エンジンコントローラ41はマイクロプロセッサ、ROM及びRAM等の周辺機器を備えたコンピュータユニットとして構成されている。エンジンコントローラ41には、エアフローメータ42、アクセルセンサ43、クランク角センサ44、温度センサ46、ノックセンサ47からの信号が入力する。ここで、エアフローメータ42は吸気管4a内に流入する新気量Qa(質量流量)を検出する。アクセルセンサ43はアクセルペダルの踏込量(アクセル開度)及びその変化量を検出する。クランク角センサ44はエンジン回転速度Neを検出する。温度センサ46はEGR取出し部下流温度の実温度を検出する。ノックセンサ47は燃焼室7内に生じるノッキングを検出する。
As shown in FIG. 1, in addition to the
エンジンコントローラ41で行われる制御を、以下のフローチャートを参照して説明する。
The control performed by the
まず図9A,図9B,図14のフローチャートは目標LP−EGR弁開度を算出するためのものである。このうち図9A,図9Bのフローは運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域へと移行する場合であって実温度Trealが低い側から上昇して基本温度T0へと移行する場合の目標LP−EGR弁開度を算出するためのものである。図9A,図9B,図14のフローは一定時間毎(たとえば10ms毎)に実行する。 First, the flowcharts of FIGS. 9A, 9B, and 14 are for calculating the target LP-EGR valve opening. 9A and 9B is a flow in the case where the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region, and the actual temperature Treal increases from the low side and shifts to the basic temperature T0. This is for calculating the target LP-EGR valve opening. 9A, 9B, and 14 are executed at regular intervals (for example, every 10 ms).
図9A,図9Bのフローから説明する。ステップ1ではエンジンの運転点が図2に示すLP−EGR領域にあるか否かをみる。運転点がLP−EGR領域にあるときにはステップ2に進む。ステップ2では加速フラグ(エンジンの始動時にゼロに初期設定済み)=1であるか否かをみる。ここでは、加速フラグ=0であるとしてステップ3に進む。
9A and 9B will be described. In
ステップ3ではアクセルセンサ43により検出されるアクセル開度APOに基づいて、所定時間当たりのアクセル開度変化量(以下、単に「アクセル開度変化量」という。)ΔAPOを算出する。
In
例えば、今回のアクセル開度から所定時間前のアクセル開度を差し引くことで、つまり次式によりアクセル開度変化量ΔAPOを算出する。 For example, the accelerator opening change amount ΔAPO is calculated by subtracting the accelerator opening before a predetermined time from the current accelerator opening, that is, the following expression.
ΔAPO=APO−APOz …(1)
ただし、APOz:所定時間前のアクセル開度、
(1)式のΔAPOは加速時に正の値となり減速時に負の値となる。
ΔAPO = APO−APOz (1)
Where APOz: accelerator opening before a predetermined time,
ΔAPO in equation (1) is a positive value during acceleration and a negative value during deceleration.
ステップ4ではアクセル開度変化量の絶対値|ΔAPO|と所定値Aを比較する。所定値Aは、過渡時(加速時及び減速時)であるか否かを判定するための値で予め設定しておく。アクセル開度変化量の絶対値|ΔAPO|が所定値Aを超えているときには過渡時であると判断し、ステップ5に進む。
In
ステップ5ではアクセル開度変化量ΔAPOとゼロを比較する。アクセル開度変化量ΔAPOがゼロをこえている、つまりアクセル開度変化量ΔAPOが正であるときには加速時であると判断し、ステップ6に進んで加速フラグ=1とする。言い換えると、ステップ1,4,5より加速によって今回LP−EGR領域にいる、つまり加速により運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域に移行したと判断する。
In
ステップ7では、基本温度T0[℃](例えば600℃程度)から、温度センサ46により検出されるEGR取出し部下流温度の実温度Treal[℃]を差し引いた値を温度差ΔT0[℃]として、つまり次式により温度差ΔT0を算出する。
In
ΔT0=T0−Treal …(2)
ステップ8ではこの温度差ΔT0から図10を内容とするテーブルを検索することにより、第1補正倍率Rhos1[無名数]を算出する。詳細には、テーブル検索値を所定値1とすると、この所定値1を第1補正倍率Rhos1に入れる。ここで、所定値1は第1補正倍率Rhos1の初期値を与えるための値である。図10に示したように所定値1は1.0を中心とする値で、温度差ΔT0が大きくなるほど大きくなる値である。
ΔT0 = T0−Treal (2)
In
図9Bのステップ9〜13は温度センサ46により検出される実温度Trealが3つのどの温度域にあるかによって、異なる逆流領域マップを選択する部分である。ここで、実温度Trealの温度域としては、次の3つである。
〔1〕実温度Trealが予め定めた温度T1を中心とする許容範囲(T1±ε、ただし許容値ε>0)に入っている場合、
〔2〕実温度Trealが許容範囲の下限(T1−ε)を下回って低い場合、
〔3〕実温度Trealが許容範囲の上限(T1+ε)を上回って高い場合、
上記逆流領域マップは、図11に示す基本逆流領域マップ,図12に示す拡大逆流領域マップ,図13に示す縮小逆流領域マップの3つである。
[1] When the actual temperature Treal is within the allowable range (T1 ± ε, where the allowable value ε> 0) centered on the predetermined temperature T1,
[2] When the actual temperature Treal is lower than the lower limit (T1-ε) of the allowable range,
[3] When the actual temperature Treal is higher than the upper limit (T1 + ε) of the allowable range,
There are three backflow region maps: the basic backflow region map shown in FIG. 11, the enlarged backflow region map shown in FIG. 12, and the reduced backflow region map shown in FIG.
図9Bのステップ9で実温度Trealが予め定めた温度T1を中心とする許容範囲(T1±ε)に入っている場合には図9Bのステップ10に進み、基本逆流領域マップを選択して逆流領域マップに入れる。ステップ9で実温度Trealが予め定めた温度T1を中心とする許容範囲(T1±ε)に入っていない場合には図9Bのステップ11に進む。ステップ11で実温度Trealが許容範囲の下限(T1−ε)を下回っている場合には図9Bのステップ12に進み、拡大逆流領域マップを選択して逆流領域マップに入れる。ステップ11で実温度Trealが許容範囲の下限(T1−ε)を下回っていない場合には図9Bのステップ13に進む。ステップ13で実温度Trealが許容範囲の上限(T1+ε)を上回っている場合には図9Bのステップ13に進み、縮小逆流領域禁止マップを選択して逆流領域マップに入れる。図11,図12,図13に示したように各逆流領域マップは、横軸をエンジン回転速度Ne、縦軸をエンジントルクとするマップ上にLP−EGR弁前後差圧が特に小さい領域を逆流領域として予め定めたものである。
If the actual temperature Treal is within the allowable range (T1 ± ε) centered on the predetermined temperature T1 in
図12では、図11の場合より逆流領域が高負荷側かつ高回転速度側に拡大している。これは、次の理由による。すなわち、基本逆流領域マップ上に逆流領域を定めるのは、実温度Trealが予め定めた温度T1の許容範囲に入っているとき(予め定めた温度条件のとき)である。実温度Trealがこの予め定めた温度T1の許容範囲から外れて低いときには、EGR取出し部下流圧力の低下でEGR弁前後差圧が予め定めた温度T1のときより小さくなり、逆流が生じなかった領域でも逆流が新たに生じてしまう。これによって、実際に逆流が生じる領域がマップ上の逆流領域よりも高負荷側かつ高回転速度側に拡大するわけである。そこで、実温度Trealが予め定めた温度T1の許容範囲より低いときには新たに生じる逆流領域に合わせて逆流領域を高負荷側かつ高回転速度側に拡大するためである。なお、上記EGR取出し部下流圧力は、EGR取出し部下流の吸気管11bの圧力のことである。
In FIG. 12, the backflow region is expanded to the high load side and the high rotation speed side compared to the case of FIG. This is due to the following reason. In other words, the reverse flow region is determined on the basic reverse flow region map when the actual temperature Treal is within the allowable range of the predetermined temperature T1 (when the predetermined temperature condition is satisfied). When the actual temperature Treal is lower than the predetermined allowable range of the temperature T1, the region where the EGR valve front-rear differential pressure becomes smaller than the predetermined temperature T1 due to the decrease in the downstream pressure of the EGR take-out portion, and no back flow occurs. But backflow will newly occur. As a result, the region where the reverse flow actually occurs is expanded to the higher load side and higher rotational speed side than the reverse flow region on the map. Therefore, when the actual temperature Treal is lower than the predetermined allowable range of the temperature T1, the backflow region is expanded to the high load side and the high rotation speed side in accordance with the newly generated backflow region. The downstream pressure of the EGR extraction part is the pressure of the
図13では、図11の場合より逆流領域が低負荷側かつ低回転速度側に縮小している。これは、次の理由による。すなわち、基本逆流領域マップ上に逆流領域を定めるのは、実温度Trealが予め定めた温度T1の許容範囲に入っているとき(予め定めた温度条件のとき)である。実温度Trealがこの予め定めた温度T1の許容範囲から外れて高いときには、EGR取出し部下流圧力の上昇でEGR弁前後差圧が予め定めた温度T1のときより大きくなり、逆流が生じていた領域でも逆流が生じなくなる。これによって、実際に逆流が生じる領域がマップ上の逆流領域よりも低負荷側かつ低回転速度側に縮小するわけである。そこで、実温度Trealが予め定めた温度T1の許容範囲より高いときには生じなくなる逆流領域に合わせて逆流領域を低負荷側かつ低回転速度側に縮小するためである。 In FIG. 13, the backflow region is reduced to the low load side and the low rotational speed side as compared with the case of FIG. This is due to the following reason. In other words, the reverse flow region is determined on the basic reverse flow region map when the actual temperature Treal is within the allowable range of the predetermined temperature T1 (when the predetermined temperature condition is satisfied). When the actual temperature Treal is higher than the predetermined allowable range of the temperature T1, the region where the EGR valve downstream pressure becomes larger than the predetermined temperature T1 due to the increase in the downstream pressure of the EGR take-out portion, and the backflow has occurred. But no backflow occurs. As a result, the region where the reverse flow actually occurs is reduced to the lower load side and the lower rotation speed side than the reverse flow region on the map. Therefore, the reverse flow region is reduced to the low load side and the low rotational speed side in accordance with the reverse flow region that does not occur when the actual temperature Treal is higher than the predetermined allowable range of the temperature T1.
図9Bのステップ14では選択された逆流領域マップをみて、エンジン回転速度Neとエンジントルクから定まる運転点が逆流領域に属するか否かをみる。運転点が逆流領域に属するときには図9Bのステップ15に進み、第2補正倍率Rhos2[無名数]を算出する。詳細には、所定値2を第2補正倍率Rhos2に入れる。ここで、所定値2は第2補正倍率Rhos2の初期値を与えるための値である。所定値2も、所定値1と同様に1.0を中心とする値で、ここでは1.0を超える値を採用する。所定値2は一定値でよい。
In
一方、図9Bのステップ14で運転点が逆流領域に属していないときには逆流に関して基本LP−EGR弁開度VOegr0を補正する必要がないと判断する。このときには図9Bのステップ16に進み、第2補正倍率Rhos2に1.0を入れる。
On the other hand, when the operating point does not belong to the reverse flow region in
図9Bのステップ17では、第1補正倍率Rhos1と第2補正倍率Rhos2とを乗算した値を改めて補正倍率Rhosとして、つまり次式により補正倍率Rhosを算出する。
In
Rhos=Rhos1×Rhos2 …(3)
図9Bのステップ18ではこの補正倍率Rhosを基本LP−EGR弁開度VOegr0に乗算した値を目標LP−EGR弁開度tVOegrとして、つまり次式により目標LP−EGR弁開度を算出する。
Rhos = Rhos1 × Rhos2 (3)
In
tVOegr=VOegr0×Rhos …(4)
(4)式の基本LP−EGR弁開度VOegr0は、基本LP−EGR率に比例させて、つまり次式により基本LP−EGR弁開度VOegr0を算出する。
tVOegr = VOegr0 × Rhos (4)
The basic LP-EGR valve opening degree VOegr0 in the equation (4) is proportional to the basic LP-EGR rate, that is, the basic LP-EGR valve opening degree VOegr0 is calculated by the following expression.
VOegr0=換算係数×基本LP−EGR率 …(5)
(5)式の換算係数は、LP−EGR率をLP−EGR弁開度に換算するための係数で、予め求めておく。
VOegr0 = conversion coefficient × basic LP-EGR rate (5)
The conversion coefficient of equation (5) is a coefficient for converting the LP-EGR rate into the LP-EGR valve opening, and is obtained in advance.
図9Aのステップ6で加速フラグ=1としたことより、次回から図9Aのステップ2より図9Aのステップ19以降に進む。図9Aのステップ19は、補正倍率Rhosを徐々に小さくする部分である。すなわち、補正倍率の前回の値である「Rhos(前回)」から正の所定値Kを差し引いた値を今回の補正倍率Rhosとする、つまり次式により補正倍率Rhosを更新する。
Since the acceleration flag is set to 1 in
Rhos=Rhos(前回)−K …(6)
「Rhos(前回)」の初期値は所定値1×所定値2の値である。(6)式の所定値Kは補正倍率Rhosを漸減する程度あるいは基本LP−EGR弁開度VOegr0の補正期間を定めるための値である。このKの値が大きいほど補正倍率Rhosが急激に小さくなり(補正期間が短くなり)、Kの値が小さいほど補正倍率Rhosがゆっくりと小さくなってゆく(補正期間が長くなる)。比較例の場合に実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率と一致するタイミングで補正倍率Rhosが1.0となるように所定値Kを適合により予め求めておく。
Rhos = Rhos (previous) -K (6)
The initial value of “Rhos (previous)” is a
図9Aのステップ20では補正倍率Rhosと1.0を比較する。加速フラグ=1.0より初めて図9Aのステップ19に進んだ後には補正倍率Rhosは1.0より大きいので、図9Bのステップ18に進む。図9Bのステップ18では、このときの補正倍率Rhosを基本LP−EGR弁開度VOegr0に乗算した値を目標LP−EGR弁開度tVOegrとして算出する。
In
図9Aのステップ19の操作を繰り返すことで補正倍率Rhosが徐々に1.0へと小さくなっていく。このように漸減される補正倍率Rhosが1.0未満とならない間は図9Bのステップ18の操作を実行する。
By repeating the operation in
図9Aのステップ19の操作を繰り返すことでやがて、図9Aのステップ20で補正倍率Rhosが1.0未満となる。このときには基本LP−EGR弁開度VOegr0の補正を終了するタイミングになったと判断し、図9Aのステップ21に進み、補正倍率Rhosに1.0を入れる。図9Aのステップ22では今回の基本LP−EGR弁開度の補正を終了し、次回の補正に備えるため加速フラグ=0とする。
By repeating the operation in
図9Bのステップ23〜27は目標LP−EGR弁開度を上限値VOmaxに制限する部分である。まず、ステップ23では上限制限フラグ(エンジンの始動時にゼロに初期設定済み)をみる。ここでは、上限制限フラグ=0であるとして図9Bのステップ24に進む。
ステップ24では目標LP−EGR弁開度tVOegrとLP−EGR弁開度の上限値VOmaxを比較する。目標LP−EGR弁開度tVOegrがLP−EGR弁開度の上限値VOmaxを超えているときには図9Bのステップ25,26,27に進む。ステップ25では上限制限フラグ=1とし、ステップ26で目標LP−EGR弁開度tVOegrの値を目標LP−EGR弁開度算出値tVOegr1に移して記憶する。
In
ステップ27では目標LP−ER弁開度tVOegrに上限値VOmaxを入れる。ここで、上記の「上限値」とはメカ的に定まるLP−EGR弁開度の上限のことである。目標LP−EGR弁開度tVOegrが上限値VOmaxを超えているときに目標LP−EGR弁開度tVOegrを上限値VOmaxに制限する理由は次の通りである。すなわち、目標LP−EGR弁開度tVOegrは算出値であるので、算出した目標LP−EGR弁開度tVOegrが上限値VOmaxを超えることがあり得る。この場合に、LP−EGR弁17のアクチュエータであるモータ18に目標LP−EGR弁開度tVOegrを指令しても、上限値VOmaxを超えてまでLP−EGR弁開度を大きくできない。そこで、目標LP−EGR弁開度tVOegrが上限値VOmaxを超えているときには目標LP−EGR弁開度tVOegrを上限値VOmaxに制限するわけである。
In
目標LP−EGR弁開度tVOegrを上限値VOmaxに制限する場合に、目標LP−EGR弁開度の算出値tVOegr1を記憶させる理由は次の通りである。すなわち、上限値VOmaxと算出値tVOegr1の差分の分だけEGRガス量Qegrが不足し、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回って不足する。シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回って不足する場合にも、基本点火時期ADV0で点火するのでは、ノッキングが生じ得る。そこで、上限値VOmaxと算出値tVOegr1の差分に応じて基本点火時期ADV0を遅角側に補正するのであるが(図16Bのステップ64,65参照)、そのためには算出値tVOegr1を記憶させておく必要があるためである。
The reason why the calculated value tVOegr1 of the target LP-EGR valve opening is stored when the target LP-EGR valve opening tVOegr is limited to the upper limit value VOmax is as follows. That is, the EGR gas amount Qegr is insufficient by the difference between the upper limit value VOmax and the calculated value tVOegr1, and the cylinder EGR gas amount Qegrcyl is insufficient below the target EGR gas amount. Even when the cylinder EGR gas amount Qegrcyl falls short of the target EGR gas amount, knocking may occur if ignition is performed at the basic ignition timing ADV0. Therefore, the basic ignition timing ADV0 is corrected to the retard side in accordance with the difference between the upper limit value VOmax and the calculated value tVOegr1 (see
図9Bのステップ25で上限制限フラグ=1としたことより、次回からは図9Bのステップ23より図9Bのステップ28に進む。ステップ28では、再び目標LP−EGR弁開度tVOegrと上限値VOmaxを比較する。目標LP−EGR弁開度tVOegrが上限値VOmaxを超えているときにはステップ25,26,27の操作を実行する。ステップ28で目標LP−EGR弁開度tVOegrが上限値VOmaxを超えている限り、ステップ25,26,27の操作を繰り返す。
Since the upper limit flag is set to 1 in
一方、ステップ28で目標LP−EGR弁開度tVOegrが上限値VOmax以下になると、目標LP−EGR弁開度tVOegrを上限値VOmaxに制限する必要はないと判断する。このときには図9Bのステップ29に進み、上限制限フラグ=0に戻す。
On the other hand, when the target LP-EGR valve opening tVOegr becomes equal to or lower than the upper limit value VOmax in
このように上限制限フラグを設定することで、目標LP−EGR弁開度tVOegrが上限値VOmaxに制限される場合に上限制限フラグ=1となる。言い換えると、上限制限フラグ=1は目標LP−EGR弁開度tVOegrが上限値VOmaxに制限されていることを表す。 By setting the upper limit limit flag in this manner, the upper limit limit flag = 1 when the target LP-EGR valve opening tVOegr is limited to the upper limit value VOmax. In other words, the upper limit restriction flag = 1 indicates that the target LP-EGR valve opening tVOegr is restricted to the upper limit value VOmax.
次に、図14のフローを説明する。図14のフローは運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域へと移行する場合であって実温度Trealが高い側から低下して基本温度T0へと移行する場合の目標LP−EGR弁開度を算出するためのものである。 Next, the flow of FIG. 14 will be described. The flow of FIG. 14 is a target LP-EGR valve when the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region and the actual temperature Treal decreases from the higher side and shifts to the basic temperature T0. This is for calculating the opening.
まず、ステップ31ではエンジンの運転点が図2に示すLP−EGR領域にあるか否かをみる。運転点がLP−EGR領域にあるときにはステップ32に進む。ステップ32では減速フラグ(エンジンの始動時にゼロに初期設定済み)=1であるか否かをみる。ここでは、減速フラグ=0であるとしてステップ33に進む。
First, in
ステップ33ではアクセルセンサ43により検出されるアクセル開度APOに基づいて、アクセル開度変化量ΔAPOを算出する。
In
ステップ34ではアクセル開度変化量の絶対値|ΔAPO|と所定値Cを比較する。所定値Cは、過渡時(加速時及び減速時)であるか否かを判定するための値で予め設定しておく。所定値Cは図9Aのステップ4の所定値Aと同じ値であってよい。アクセル開度変化量の絶対値|ΔAPO|が所定値Cを超えているときには過渡時であると判断し、ステップ35に進む。
In
ステップ35ではアクセル開度変化量ΔAPOとゼロを比較する。アクセル開度変化量ΔAPOがゼロを下回っている、つまりアクセル開度変化量ΔAPOが負であるときには減速時であると判断し、ステップ36に進んで減速フラグ=1とする。言い換えると、ステップ31,34,35より減速によって今回LP−EGR領域にいる、つまり減速により運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域に移行したと判断する。
In step 35, the accelerator opening change amount ΔAPO is compared with zero. When the accelerator opening change amount ΔAPO is less than zero, that is, when the accelerator opening change amount ΔAPO is negative, it is determined that the vehicle is decelerating, and the routine proceeds to step 36 to set the deceleration flag = 1. In other words, it is determined from
ステップ37では、温度センサ46により検出されるEGR取出し部下流温度の実温度Trealから基本温度T0(例えば600℃程度)を差し引いた値を温度差ΔT2[℃]として、つまり次式により温度差ΔT2を算出する。
In
ΔT2=Treal−T0 …(7)
ステップ38ではこの温度差ΔT2から図15を内容とするテーブルを検索することにより、第1補正倍率Rhos1[無名数]を算出する。詳細には、テーブル検索値を所定値3とすると、この所定値3を第1補正倍率Rhos1に入れる。ここで、所定値3は第1補正倍率Rhos1の初期値を与えるための値である。図15に示したように所定値3は1.0を中心とする値で、温度差ΔT2が大きくなるほど1.0より小さくなる正の値である。
ΔT2 = Treal−T0 (7)
In
ステップ39ではこの第1補正倍率Rhos1を基本LP−EGR弁開度VOegr0に乗算した値を目標LP−EGR弁開度tVOegrとして、つまり次式により目標LP−EGR弁開度tVOegrを算出する。
In
tVOegr=VOegr0×Rhos1 …(8)
ステップ36で減速フラグ=1としたことより、次回からステップ32よりステップ40以降に進む。ステップ40は、第1補正倍率Rhos1を徐々に小さくする部分である。すなわち、第1補正倍率の前回の値である「Rhos1(前回)」から正の所定値Lを差し引いた値を今回の第1補正倍率Rhos1とする、つまり次式により第1補正倍率Rhos1を更新する。
tVOegr = VOegr0 × Rhos1 (8)
Since the deceleration flag is set to 1 in step 36, the process proceeds from
Rhos1=Rhos1(前回)−L …(9)
「Rhos(前回)」の初期値は所定値1の値である。(9)式の所定値Lは第1補正倍率Rhos1を漸減する程度あるいは基本LP−EGR弁開度VOegr0の補正期間を定めるための値である。このLの値が大きいほど第1補正倍率Rhos1が急激に小さくなり(補正期間が短くなり)、Lの値が小さいほど補正倍率Rhos1がゆっくりと小さくなってゆく(補正期間が長くなる)。比較例の場合に実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率と一致するタイミングで第1補正倍率Rhos1が1.0となるように所定値Lを適合により予め求めておく。
Rhos1 = Rhos1 (previous) -L (9)
The initial value of “Rhos (previous)” is a value of the
ステップ41では第1補正倍率Rhosと1.0を比較する。減速フラグ=1.0より初めてステップ40に進んだ後には第1補正倍率Rhos1は1.0より大きいので、ステップ39に進む。ステップ39では、このときの第1補正倍率Rhos1を基本LP−EGR弁開度VOegr0に乗算した値を目標LP−EGR弁開度tVOegrとして算出する。
In
ステップ40の操作を繰り返すことで第1補正倍率Rhos1が徐々に1.0へと小さくなっていく。このように漸減される第1補正倍率Rhos1が1.0未満とならない間はステップ39の操作を実行する。
By repeating the operation of
ステップ40の操作を繰り返すことでやがて、ステップ41で第1補正倍率Rhos1が1.0未満となる。このときには基本LP−EGR弁開度VOegr0の補正を終了するタイミングになったと判断し、ステップ42に進み、第1補正倍率Rhos1に1.0を入れる。ステップ43では今回の基本LP−EGR弁開度の補正を終了し、次回の補正に備えるため減速フラグ=0とする。
By repeating the operation of
図示しないフローでは、図9A,9B,図16のフローにより算出された目標LP−EGR弁開度tVOegrを、LP−EGR弁17のアクチュエータであるモータ18に出力する。
In a flow not shown, the target LP-EGR valve opening tVOegr calculated by the flow of FIGS. 9A, 9B, and 16 is output to the
次に、図16A,図16Bのフローチャートは点火時期指令値ADVを算出するためのものである。図16A,図16Bのフローは一定時間毎(たとえば10ms毎)に図9A,図9B,図14のフローとは独立に実行する。 Next, the flowcharts of FIGS. 16A and 16B are for calculating the ignition timing command value ADV. The flow of FIG. 16A and FIG. 16B is executed independently of the flow of FIG. 9A, FIG. 9B, and FIG. 14 at regular time intervals (for example, every 10 ms).
図16Aのステップ51では、ノックセンサ47からのノック信号の平均値と予め定めたスライスレベルS/Lを比較する。ノック信号の平均値がライスレベルS/Lを超えるとノッキングが生じていると判断し、図16Aのステップ52に進んで、点火時期のフィードバック量の前回値である「FB(前回)」に一定値ΔE[°]を加算した値をフィードバック量FB[°]とする。フィードバック量FBは基本点火時期ADV0を遅角させるための補正量である。ここでは、一定値ΔEの分だけ基本点火時期ADV0を遅角することによって、ノッキングを回避する。なお、「FB(前回)」の初期値はゼロである。
In step 51 of FIG. 16A, the average value of the knock signal from the
この基本点火時期ADV0の遅角によって次回には図16Aのステップ51でノックセンサ47からのノック信号の平均値がスライスレベルS/L以下となる。このときにはノッキングが生じていないと判断し、図16Aのステップ53に進む。
Due to the retardation of the basic ignition timing ADV0, the average value of the knock signal from the
図16Aのステップ53では点火時期のフィードバック量の前回値である「FB(前回)」から一定値ΔF[°]を減算した値をフィードバック量FB[°]とする。フィードバック量FBは基本点火時期ADV0を遅角させるための補正量であるから、ステップ53での操作は、前回の点火時期指令値より一定値ΔFの分だけ基本点火時期ADV0を進角することを意味する。ここで、一定値ΔFは上記の一定値ΔEより小さな値としておく。 In step 53 of FIG. 16A, a value obtained by subtracting a constant value ΔF [°] from “FB (previous)” which is the previous value of the feedback amount of the ignition timing is set as the feedback amount FB [°]. Since the feedback amount FB is a correction amount for retarding the basic ignition timing ADV0, the operation in step 53 indicates that the basic ignition timing ADV0 is advanced by a fixed value ΔF from the previous ignition timing command value. means. Here, the fixed value ΔF is set to a value smaller than the fixed value ΔE.
図16Aのステップ51〜53での操作により、ノッキングが生じたら基本点火時期ADV0をステップ的に一定値ΔEだけ遅角し、その後にノッキングが生じていなければ点火時期を一定値ΔFずつ徐々に進角させる。そして、ノッキングが生じたら再び点火時期をステップ的に一定値ΔEだけ遅角する、という操作を繰り返す。これによって、ノッキングを回避しつつ、できるだけ点火時期が基本点火時期ADV0に保持されるようにする。 If knocking occurs by the operations in steps 51 to 53 in FIG. 16A, the basic ignition timing ADV0 is retarded stepwise by a constant value ΔE, and if knocking does not occur thereafter, the ignition timing is gradually advanced by a constant value ΔF. Horn. When knocking occurs, the operation of retarding the ignition timing step by step by a constant value ΔE is repeated. As a result, the ignition timing is kept at the basic ignition timing ADV0 as much as possible while avoiding knocking.
図9Bのステップ54ではエンジンの運転点が図2に示すLP−EGR領域にあるか否かをみる。運転点が非LP−EGR領域にあるときには図9Bのステップ55,56に進む。
In
図9Bのステップ55,56は運転点が非LP−EGR領域にあるときの点火時期指令値ADVを算出する部分である。まずステップ55では、エンジンの負荷と回転速度Neから定まる運転点に応じてMBTが得られる基本点火時期ADV0[°BTDC]を算出する。
図9Bのステップ56では、基本点火時期ADV0からフィードバック量FBを減算した値を点火時期指令値ADV[°BTDC]として、つまり次式により点火時期指令値ADVを算出する。
In
ADV=ADV0−FB …(10)
ここで、点火時期指令値ADVは圧縮上死点から進角側に計測する値であるので、正の値のフィードバック量FBは基本点火時期ADV0を遅角させるための補正量となる。
ADV = ADV0−FB (10)
Here, since the ignition timing command value ADV is a value measured from the compression top dead center to the advance side, the positive feedback amount FB is a correction amount for retarding the basic ignition timing ADV0.
一方、図9Bのステップ54でエンジンの運転点がLP−EGR領域にあるときにはステップ57以降に進む。
On the other hand, when the engine operating point is in the LP-EGR region in
図9Bのステップ57〜67は運転点がLP−EGR領域にあるときの点火時期指令値ADVを算出する部分である。まず図9Bのステップ57では、運転点がLP−EGR領域にあるときにも、MBTが得られるように基本点火時期ADV0[°BTDC]を算出する。ただし、LP−EGR領域では、シリンダEGRガス量Qegrcylが燃焼室7に導入されるので、シリンダEGRガス量Qegrcylを考慮して基本点火時期ADV0を設定する必要がある。そこで、LP−EGR領域は運転点的には同一の領域にあるとみなし、基本LP−EGR率から、図17を内容とするテーブルを検索することにより、シリンダEGRガス量Qegrcylが燃焼室7に導入されている状態でもMBTが得られるように基本点火時期ADV0を算出する。図17に示したように、LP−EGR領域での基本点火時期ADV0は基本LP−EGR率が大きくなるほど進角側に大きくなる値である。これは次の理由による。すなわち、基本LP−EGR率が大きくなるほど燃焼室内での燃焼状態が悪くなる。そこで、基本点火時期ADV0を進角側に設定することで、悪くなった燃焼を安定させるためである。
図16Bのステップ58では、温度センサ46により検出されるEGR取出し部下流温度の実温度Trealと基本温度T0を比較する。実温度Trealが基本温度T0未満である場合に、図16Bのステップ59,60,67に進む。
In
図16Bのステップ59,60,67は実温度Trealが基本温度T0未満である場合に基本点火時期ADV0を遅角側に補正する部分である。ステップ59では、基本温度T0から実温度Trealを差し引いた値を温度差ΔT0[℃]として、つまり次式により温度差ΔT0を算出する。
ΔT0=T0−Treal …(11)
図16Bのステップ60ではこの温度差ΔT0から図18を内容とするテーブルを検索することにより、温度差分補正量HOS1[°]を算出する。
ΔT0 = T0−Treal (11)
In
温度差分補正量HOS1は基本点火時期ADV0を遅角側に補正するための値である。実温度Trealが基本温度T0より低い場合に、基本点火時期ADV0を遅角側に補正する理由は次の通りである。すなわち、基本点火時期ADVは、実温度Trealが基本温度T0のときに適合している。このため、実温度Trealが基本温度T0より低いときには、前述のように、LP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが減少し、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量より減って、ノッキングが生じがちとなる。そこで、実温度Trealが基本温度T0より低いときには、温度差分補正量HOS1で基本点火時期ADV0を遅角側に補正することによって、ノッキングの発生を回避するためである。
The temperature difference correction amount HOS1 is a value for correcting the basic ignition timing ADV0 to the retard side. The reason why the basic ignition timing ADV0 is corrected to the retard side when the actual temperature Treal is lower than the basic temperature T0 is as follows. That is, the basic ignition timing ADV is suitable when the actual temperature Treal is the basic temperature T0. Therefore, when the actual temperature Treal is lower than the basic temperature T0, as described above, the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
また、図18に示したように温度差分補正量HOS1は温度差ΔT0が大きくなるほど大きくなる値である。温度差ΔT0が相対的に大きい場合に、温度差ΔT0が相対的に小さい場合より温度差分補正量HOS1を大きくするのは次の理由による。すなわち、温度差ΔT0が相対的に大きい場合のほうが、温度差ΔT0が相対的に小さい場合よりシリンダEGRガス量Qegrcylの目標EGRガス量からの不足分が大きいことを意味する。シリンダEGRガス量Qegrcylの目標EGRガス量からの不足分が相対的に大きい方が、目標EGRガス量からの不足分が相対的に小さい場合よりノッキングが生じがちとなるので、その分、基本点火時期ADV0を遅くする必要があるためである。 Further, as shown in FIG. 18, the temperature difference correction amount HOS1 is a value that increases as the temperature difference ΔT0 increases. When the temperature difference ΔT0 is relatively large, the temperature difference correction amount HOS1 is made larger than when the temperature difference ΔT0 is relatively small for the following reason. That is, when the temperature difference ΔT0 is relatively large, the shortage of the cylinder EGR gas amount Qegrcyl from the target EGR gas amount is larger than when the temperature difference ΔT0 is relatively small. When the shortage of the cylinder EGR gas amount Qegrcyl from the target EGR gas amount is relatively large, knocking tends to occur compared to the case where the shortage from the target EGR gas amount is relatively small. This is because the timing ADV0 needs to be delayed.
一方、図16Bのステップ58で実温度Trealが基本温度T0以上であるときには、ノッキングが生じないと判断する。このときには図16Bのステップ61に進み、温度差分補正量HOS1にゼロを入れる。
On the other hand, when the actual temperature Treal is equal to or higher than the basic temperature T0 in
図16Bのステップ62,63では加速フラグ=1かつ上限制限フラグ=1(図9A,図9Bのフローにより設定済み)であるか否かをみる。加速フラグ=1かつ上限制限フラグ=1であるときには目標LP−EGR弁開度tVOegrが上限値VOmaxに制限されていると判断する。このときには図16Bのステップ64,65,67に進む。
In
図16Bのステップ64,65,67は目標LP−EGR弁開度tVOegrが上限値VOmaxに制限されている場合に基本点火時期ADV0を遅角側に補正する部分である。ステップ64では、目標LP−EGR弁開度算出値tVOegr1(図9A,9Bのフローにより算出済み)と上限値VOmaxの差を差分LP−EGR弁開度ΔVOegrとして、つまり次式により差分LP−EGR弁開度ΔVOegrを算出する。
ΔVOegr=tVOegr1−VOmax …(12)
図16Bのステップ65では、この差分LP−EGR弁開度ΔVOegrから、図19を内容とするテーブルを検索することにより、差分LP−EGR弁開度補正量HOS2[°]を算出する。
ΔVOegr = tVOegr1-VOmax (12)
In
図16Bのステップ67では、基本点火時期ADV0からこの差分LP−EGR弁開度補正量HOS2、上記の温度差分補正量HOS1及びフィードバック補正量FBを減算した値を点火時期指令値ADV[°BTDC]として算出する。つまり次式により点火時期指令値ADVを算出する。
In
ADV=ADV0−HOS1−HOS2−FB …(13)
ここで、点火時期指令値ADVは圧縮上死点から進角側に計測する値であるので、正の値の差分LP−EGR弁開度補正量HOS2は点火時期を遅角させるための補正量となる。
ADV = ADV0-HOS1-HOS2-FB (13)
Here, since the ignition timing command value ADV is a value measured from the compression top dead center to the advance side, the positive difference LP-EGR valve opening correction amount HOS2 is a correction amount for retarding the ignition timing. It becomes.
目標LP−EGR弁開度tVOegrが上限値VOmaxに制限される場合に差分LP−EGR弁開度補正量HOS2で基本点火時期ADV0を遅角させる理由は次の通りである。すなわち、目標LP−EGR弁開度tVOegrと上限値VOmaxとの差分の分だけLP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが不足してシリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量より小さくなってしまう。シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量より小さいときには、その差の分(ΔVOegr)だけ燃焼室7内での作動ガスの燃焼状態が良くなってノッキングが生じがちとなる。そこで、このときには基本点火時期ADV0よりも点火時期を遅角側に補正することでノッキングの発生を抑制するためである。
The reason why the basic ignition timing ADV0 is retarded by the differential LP-EGR valve opening correction amount HOS2 when the target LP-EGR valve opening tVOegr is limited to the upper limit value VOmax is as follows. That is, the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
図19に示したように差分LP−EGR弁開度補正量HOS2は差分LP−EGR弁開度ΔVOegrが大きくなるほど大きくなる値である。差分LP−EGR弁開度ΔVOegrが相対的に大きい場合に、差分LP−EGR弁開度ΔVOegrが相対的に小さい場合より差分LP−EGR弁開度補正量HOS2を大きくするのは次の理由による。すなわち、差分LP−EGR弁開度ΔVOegrが相対的に大きい場合のほうが差分LP−EGR弁開度ΔVOegrが相対的に小さい場合よりシリンダEGRガス量Qegrcylの目標EGRガス量からの不足分が大きいことを意味する。シリンダEGRガス量Qegrcylの目標EGRガス量からの不足分が相対的に大きい方が、目標EGRガス量からの不足分が相対的に小さい場合よりノッキングが生じがちとなる。そこで、ノッキングが生じがちとなる分、基本点火時期ADV0を遅くする側に補正する必要があるためである。 As shown in FIG. 19, the difference LP-EGR valve opening correction amount HOS2 is a value that increases as the difference LP-EGR valve opening ΔVOegr increases. When the difference LP-EGR valve opening degree ΔVOegr is relatively large, the difference LP-EGR valve opening degree correction amount HOS2 is made larger than when the difference LP-EGR valve opening degree ΔVOegr is relatively small for the following reason. . That is, when the differential LP-EGR valve opening degree ΔVOegr is relatively large, the shortage of the cylinder EGR gas amount Qegrcyl from the target EGR gas amount is larger than when the differential LP-EGR valve opening degree ΔVOegr is relatively small. Means. When the shortage of the cylinder EGR gas amount Qegrcyl from the target EGR gas amount is relatively large, knocking is more likely to occur than when the shortage from the target EGR gas amount is relatively small. This is because it is necessary to correct the basic ignition timing ADV0 to the side that makes knocking likely to occur.
一方、図16Bのステップ62,63で加速フラグ=0のときまたは上限制限フラグ=0のときには、ノッキングが生じないと判断する。このときにはステップ66に進み、差分LP−EGR弁開度補正量HOS2にゼロを入れる。
On the other hand, when the acceleration flag = 0 or the upper limit flag = 0 in
エンジンコントローラ41に備えている図示しないフローでは、このようにして算出した点火時期指令値ADVを、点火プラグ9を含む点火装置のパワートランジスタに出力する。パワートランジスタは、点火コイルの一次側に設けられており、点火時期指令値ADVのタイミングで点火コイルの1次電流を遮断することで、点火プラグ9により火花点火が行われる。
In a flow (not shown) provided in the
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。 Here, the effect of this embodiment is demonstrated.
本実施形態では、EGR通路15と、LP−EGR弁17(EGR弁)と、基本EGR弁開度算出手段と、目標EGR弁開度算出手段と、アクチュエータ制御手段とを備える。上記EGR通路15は排気管11bから分岐して排気の一部を吸気管4aに戻す。上記LP−EGR弁17(EGR弁)はEGR通路15を開閉する。上記モータ18(アクチュエータ)はLP−EGR弁17の開度を調整し得る。上記基本EGR弁開度算出手段(エンジンコントローラ41)は予め定まっているLP−EGR領域(EGR領域)で基本LP−EGR弁開度(基本EGR弁開度)を算出する。上記目標EGR弁開度算出手段(エンジンコントローラ41)はエンジンの運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域に移行する場合であって、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが予め定めた基本温度T0へと移行する場合に、第1補正倍率Rhos1で基本LP−EGR弁開度を補正して目標LP−EGR弁開度を算出する。上記アクチュエータ制御手段(エンジンコントローラ41)はLP−EGR弁17(EGR弁)の開度が前記算出した目標LP−EGR弁開度となるようにモータ18(アクチュエータ)を制御する。本実施形態では、差圧センサを用いることなく安価な構成で、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが基本温度T0より外れている状態からLP−EGR領域に移行しても、ノッキングの発生や燃焼室内での燃焼の不安定を回避することができる。
In the present embodiment, an
実温度Trealと基本温度T0との温度差ΔT0が相対的に大きい方が、温度差ΔT0が相対的に小さい方よりノッキングが発生しやすく燃焼室内での燃焼の不安定が大きくなる。本実施形態では、第1補正倍率Rhos1(温度差分補正量)を、実温度Trealと基本温度T0との温度差ΔT0に応じて算出する。これにより、実温度とTreal基本温度T0との温度差ΔT0に関係なく、ノッキングの発生や燃焼室内での燃焼の不安定を回避することができる。 When the temperature difference ΔT0 between the actual temperature Treal and the basic temperature T0 is relatively large, knocking is more likely to occur than when the temperature difference ΔT0 is relatively small, and the instability of combustion in the combustion chamber increases. In the present embodiment, the first correction magnification Rhos1 (temperature difference correction amount) is calculated according to the temperature difference ΔT0 between the actual temperature Treal and the basic temperature T0. Thereby, regardless of the temperature difference ΔT0 between the actual temperature and the Treal basic temperature T0, it is possible to avoid the occurrence of knocking and the instability of combustion in the combustion chamber.
実温度Trealが低い側から上昇して基本温度T0へと移行する場合に、EGR弁前後差圧が基本温度T0のときより小さくなり、LP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが減少する。EGRガス量Qegrが減少すると、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回り、ノッキングが発生する。本実施形態では、実温度がTreal低い側から上昇して基本温度T0へと移行する場合に、第1補正倍率Rhos1(温度差分補正量)で基本LP−EGR弁開度(基本EGR弁開度)を増加側に補正する。これによって、ノッキングの発生を回避することができる。
When the actual temperature Treal rises from the lower side and shifts to the basic temperature T0, the EGR valve front-rear differential pressure becomes smaller than that at the basic temperature T0, and the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
実温度Trealが高い側から低下して基本温度T0へと移行する場合に、EGR弁前後差圧が基本温度T0のときより大きくなり、LP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが増加する。Qegrが増加すると、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を上回り、燃焼室7内での燃焼が不安定となる。本実施形態では、実温度Trealが高い側から低下して基本温度T0へと移行する場合に、第1補正倍率Rhos1(温度差分補正量)で基本LP−EGR弁開度(基本EGR弁開度)を減少側に補正する。これによって、燃焼室7内での燃焼の不安定を回避することができる。
When the actual temperature Treal decreases from the higher side and shifts to the basic temperature T0, the EGR valve front-rear differential pressure becomes larger than that at the basic temperature T0, and the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
本実施形態では、LP−EGR領域でありながら逆流領域では、第2補正倍率Rhos2(第2の補正量)を用いて基本LP−EGR弁開度を、逆流によってLP−EGR弁17を通過するEGRガスQegrが減少する分を補う側に変更する。これによって、LP−EGR弁17を吸気管側から排気管側に流れる逆流が生じる逆流領域でシリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量からの乖離することを回避することができる。
In the present embodiment, the basic LP-EGR valve opening degree is passed through the LP-
本実施形態では、逆流領域で、第2補正倍率Rhos2(第2の補正量)を用いて基本LP−EGR弁開度(基本EGR弁開度)をさらに増加側に補正するので、逆流領域でもシリンダEGRガス量Qegrcylを目標EGRガス量と一致させることができる。 In the present embodiment, the basic LP-EGR valve opening (basic EGR valve opening) is further corrected to the increasing side using the second correction magnification Rhos2 (second correction amount) in the backflow region. The cylinder EGR gas amount Qegrcyl can be matched with the target EGR gas amount.
本実施形態では、エンジントルクとエンジン回転速度Neをパラメータとするマップ上に逆流領域を予め定めておき、エンジントルクとエンジン回転速度Neとで定まるエンジンの運転点が前記マップ上の逆流領域にあるときに逆流領域であると判定する。これによって、逆流領域であるか否かを簡易に判定することができる。 In the present embodiment, a reverse flow region is determined in advance on a map using the engine torque and the engine rotational speed Ne as parameters, and the engine operating point determined by the engine torque and the engine rotational speed Ne is in the reverse flow region on the map. Sometimes it is determined that the region is a reverse flow region. This makes it possible to easily determine whether or not the region is a backflow region.
マップ上に逆流領域を定めるのは、実温度Trealが予め定めた温度T1のときである。実温度Trealがこの予め定めた温度T1から外れて低いときには、逆流が生じなかった領域でも逆流が生じてしまう。実際に逆流が生じる領域がマップ上の逆流領域よりも高負荷側かつ高回転速度側に拡大するわけである。本実施形態では、実温度Trealが予め定めた温度T1より低いときに逆流領域を高負荷側かつ高回転速度側に拡大するので、実温度Trealが予め定めた温度T1から外れて低いときでも、逆流領域であるか否かの判定を精度良く行うことができる。 The reverse flow region is determined on the map when the actual temperature Treal is a predetermined temperature T1. When the actual temperature Treal is lower than the predetermined temperature T1, the backflow occurs even in the region where the backflow does not occur. The region where the reverse flow is actually generated expands to the high load side and the high rotation speed side than the reverse flow region on the map. In the present embodiment, when the actual temperature Treal is lower than the predetermined temperature T1, the backflow region is expanded to the high load side and the high rotation speed side. Therefore, even when the actual temperature Treal deviates from the predetermined temperature T1 and is low. It is possible to accurately determine whether or not the region is a backflow region.
LP−EGR弁開度の上限値は機械的に予め定まっている。一方、目標LP−EGR弁開度は算出値であるため、上限値VOmaxを超えることがある。目標LP−EGR弁開度算出値tVOegr1が上限値VOmaxを超える場合には、LP−EGR弁17のアクチュエータであるモータ18に目標EGR弁開度算出値tVOegr1を指令しても、実際のLP−EGR弁開度は上限値VOmaxにとどまる。このため、目標EGR弁開度算出値tVOegr1から上限値VOmaxを差し引いた分だけ、LP−EGR弁17弁を流れるEGRガス量Qegrが減る。EGRガス量Qegrが減るとシリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回る。これによって、燃焼室内での燃焼状態がよくなって、ノッキングが生じ得る。一方、本実施形態では、基本EGR率設定手段と、基本点火時期算出手段と、点火時期遅角補正手段とをエンジンコントローラ41が備える。上記基本EGR率設定手段はLP−EGR領域(EGR領域)で基本LP−EGR率(基本EGR率)を設定する。上記基本点火時期算出手段は前記設定される基本LP−EGR率に応じた基本点火時期ADV0を算出する。上記点火時期遅角補正手段は目標LP−EGR弁開度算出値tVOegr1(算出される目標EGR弁開度)が予め定めた上限値VOmaxを超えるとき、点火時期を基本点火時期ADV0よりも遅角側に補正する。これによって、目標EGR弁開度算出値が上限値を超えるときでも、ノッキングを回避できる。
The upper limit value of the LP-EGR valve opening is mechanically determined in advance. On the other hand, since the target LP-EGR valve opening is a calculated value, it may exceed the upper limit value VOmax. When the target LP-EGR valve opening degree calculated value tVOegr1 exceeds the upper limit value VOmax, the actual LP-E is calculated even if the target EGR valve opening degree calculated value tVOegr1 is commanded to the
基本点火時期ADVは、実温度Trealが基本温度T0のときに適合している。このため、実温度Trealが基本温度T0より低いときには、LP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが減少する。EGRガス量Qegrが減少するとシリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回る。これによって、燃焼室内での燃焼状態がよくなって、ノッキングが生じ得る。一方、本実施形態では、実温度Trealが基本温度T0より低いときには、点火時期を基本点火時期ADV0よりも遅角側に補正する。これによって、実温度Trealが基本温度T0より低いときでも、ノッキングを回避できる。
The basic ignition timing ADV is suitable when the actual temperature Treal is the basic temperature T0. For this reason, when the actual temperature Treal is lower than the basic temperature T0, the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
(第2実施形態)
図20A,図20Bのフローチャートは運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域へと移行する場合であって実温度Trealが低い側から上昇して基本温度T0へと移行する場合の第2実施形態の目標LP−EGR弁開度を算出するためのものである。図20A,図20Bのフローは一定時間毎(たとえば10ms毎)に実行する。第1実施形態の図9A,図9Bのフローと同一部分には同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
The flowcharts of FIGS. 20A and 20B show the second case where the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region and the actual temperature Treal increases from the lower side and shifts to the basic temperature T0. This is for calculating the target LP-EGR valve opening degree of the embodiment. 20A and 20B are executed at regular intervals (for example, every 10 ms). The same parts as those in the flow of FIGS. 9A and 9B of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
第2実施形態は、逆流領域でLP−EGR弁17を全閉とすることによりEGR制御を禁止するものである。第1実施形態の図9A,図9Bのフローと相違する部分を主に説明する。図20Bのステップ14では選択された逆流領域マップをみて、エンジン回転速度Neとエンジントルクから定まる運転点が逆流領域に属するか否かをみる。運転点が逆流領域に属するときには図20Bのステップ71に進み、1.0を中心とする第2補正倍率Rhos2[無名数]にゼロを入れる。図20Bのステップ71ではまた、逆流領域であることを表すため、逆流領域フラグ=1とする。
In the second embodiment, EGR control is prohibited by fully closing the LP-
図20Bのステップ71で第2補正倍率Rhos2にゼロを入れると、図20Bのステップ17で第1補正倍率Rhos1と第2補正倍率Rhos2を乗算した値である補正倍率Rhosがゼロになる。ステップ17で補正倍率Rhosがゼロになると、図20Bのステップ18で補正倍率Rhosを基本LP−EGR弁開度VOegr0に乗算した値である目標LP−EGR弁開度tVOegrがゼロになる。目標LP−EGR弁開度tVOegrがゼロになることは、LP−EGR弁17が全閉状態になることを意味する。言い換えると、LP−EGR領域内にある逆流領域ではLP−EGR弁17を全閉とすることによりEGR制御を禁止する(EGRを行わない)のである。
When zero is entered in the second correction magnification Rhos2 in
このように、逆流領域でLP−EGR弁17を全閉とすることによりEGR制御を禁止するのは次の理由による。すなわち、エンジンの運転点が逆流領域にあるか否かは判定しにくいため、判定精度が低下し、逆流領域でもないのに逆流領域にあると判定されることがあり得る。こうした誤判定に基づいてEGR制御を行ったのでは、ノッキングが発生することがあり得る。そこで、EGR領域内にある逆流領域では誤判定に基づいてEGR制御を行うことによるノッキングの発生が回避されるように、LP−EGR弁17を全閉とすることによりEGR制御を禁止するためである。
Thus, the EGR control is prohibited by fully closing the LP-
一方、図20Bのステップ14でエンジンの運転点が逆流領域に属さないときには図20Bのステップ72に進み、第1実施形態と同じに第2補正倍率Rhos2に1.0を入れる。図20Bのステップ72ではまた、逆流領域にないことを表すため、逆流領域フラグ=0とする。
On the other hand, when the engine operating point does not belong to the reverse flow region in
次に、図21A,図21Bのフローチャートは第2実施形態の点火時期指令値ADVを算出するためのものである。図21A,図21Bのフローは一定時間毎(たとえば10ms毎)に図20A,図20B,図14のフローとは独立に実行する。第1実施形態の図16A,図16Bのフローと同一部分には同一の符号を付している。 Next, the flowcharts of FIGS. 21A and 21B are for calculating the ignition timing command value ADV of the second embodiment. The flow of FIGS. 21A and 21B is executed at regular intervals (for example, every 10 ms) independently of the flows of FIGS. 20A, 20B, and 14. The same parts as those in the flow of FIGS. 16A and 16B of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
第1実施形態の図16A,図16Bのフローと相違する部分を主に説明する。図21Bのステップ54ではエンジンの運転点が図2に示すLP−EGR領域にあるか否かをみる。運転点がLP−EGR領域にあるときには図21Bのステップ81に進む。図21Bのステップ81では、逆流領域フラグ(図20A,図20Bのフローにより設定済み)により逆流領域であるか否かをみる。逆流領域フラグ=1である(つまり逆流領域である)ときには、図21Bのステップ55,56に進む。
The difference from the flow of FIGS. 16A and 16B of the first embodiment will be mainly described. In
図21Bのステップ55では、エンジンの負荷と回転速度Neから定まる運転点に応じてMBTが得られる基本点火時期ADV0[°BTDC]を算出する。これは、第2実施形態では逆流領域であるときにEGR制御を禁止するので、逆流領域が非LP−EGR領域と同じ扱いになるためである。
In
図21Bのステップ56では、基本点火時期ADV0からフィードバック量FBを減算した値を点火時期指令値ADV[°BTDC]として、つまり次式により点火時期指令値ADVを算出する。
In
ADV=ADV0−FB …(14)
ここで、第2実施形態の作用効果を説明する。
ADV = ADV0−FB (14)
Here, the effect of 2nd Embodiment is demonstrated.
エンジンの運転点が逆流領域にあるか否かは判定しにくいため、判定精度が低下し、逆流領域でもないのに逆流領域にあると判定されることがある。こうした誤判定に基づいてEGR制御を行ったのでは、ノッキングが発生することがあり得る。第2実施形態では、逆流領域では前記EGR弁を全閉とすることによりEGR制御を禁止するので、誤判定に基づいてEGR制御を行うことによるノッキングの発生を防止できる。 Since it is difficult to determine whether or not the engine operating point is in the backflow region, the determination accuracy is lowered, and it may be determined that the engine is in the backflow region although it is not the backflow region. If EGR control is performed based on such erroneous determination, knocking may occur. In the second embodiment, since the EGR control is prohibited by fully closing the EGR valve in the backflow region, it is possible to prevent the occurrence of knocking by performing the EGR control based on the erroneous determination.
(第3実施形態)
図22は第3実施形態のガソリンエンジンの概略構成図である。第1実施形態の図1と同一部分には同一の符号を付している。
(Third embodiment)
FIG. 22 is a schematic configuration diagram of a gasoline engine according to the third embodiment. The same parts as those in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
第1、第2の実施形態では、逆流領域マップをみて、エンジン回転速度Neとエンジントルクから定まる運転点が逆流領域に属するか否かによって運転点が逆流領域にあるか否かを判定した。一方、第3実施形態は、図22に示したように、LP−EGR弁17下流のEGR通路15の温度を検出する温度センサ48(温度検出手段)を追加して設けている。
In the first and second embodiments, whether or not the operating point is in the backflow region is determined by looking at the backflow region map and whether or not the operating point determined from the engine rotational speed Ne and the engine torque belongs to the backflow region. On the other hand, in the third embodiment, as shown in FIG. 22, a temperature sensor 48 (temperature detection means) that detects the temperature of the
図23A,図23Bは第3実施形態の目標LP−EGR弁開度の算出を説明するためのフローチャートで、第1実施形態の図9A,図9Bのフローと置き換わるものである。つまり、図23A,図23Bは運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域へと移行する場合であって実温度Trealが低い側から上昇して基本温度T0へと移行する場合のものである。第1実施形態の図9A,図9Bのフローと同一部分には同一の符号を付している。 FIG. 23A and FIG. 23B are flowcharts for explaining calculation of the target LP-EGR valve opening degree of the third embodiment, which replaces the flow of FIG. 9A and FIG. 9B of the first embodiment. That is, FIGS. 23A and 23B show a case where the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region and the actual temperature Treal increases from the lower side and shifts to the basic temperature T0. is there. The same parts as those in the flow of FIGS. 9A and 9B of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
第3実施形態は、温度センサ48により検出されるLP−EGR弁下流のEGR通路15の温度Tdfに基づいて逆流領域にあるか否かを判定するものである。第1実施形態と相違する部分を主に説明すると、図23Aのステップ8で第1補正倍率Rhos1を算出した後に図23Bのステップ91に進む。ステップ91では温度センサ48により検出されるLP−EGR弁下流のEGR通路15の温度Tdf[℃]に基づいて、制御周期当たりの温度変化量ΔTdf[℃]を次式により算出する。
In the third embodiment, it is determined whether or not the vehicle is in the reverse flow region based on the temperature Tdf of the
ΔTdf=Tdf(前回)−Tdf …(15)
ただし、Tdf(前回):Tdfの前回値、
ここでの制御周期は10msと短いので、この10倍の100ms当たりの温度変化量ΔTdfを算出するようにしてもかまわない。どのくらい当たりの温度変化量とするか否かは適合により定めればよい。
ΔTdf = Tdf (previous) −Tdf (15)
Where Tdf (previous): previous value of Tdf,
Since the control cycle here is as short as 10 ms, the temperature change amount ΔTdf per 100 ms, which is 10 times, may be calculated. The amount of temperature change per unit may be determined by conformance.
ステップ92ではこの温度変化量ΔTdfとゼロを比較する。温度変化量ΔTdfが正の値であるときには温度低下量を表すので、ステップ93に進む。 In step 92, the temperature change amount ΔTdf is compared with zero. When the temperature change amount ΔTdf is a positive value, it represents a temperature decrease amount, and thus the process proceeds to step 93.
ステップ92では温度変化量ΔTdfと所定値ΔT3を比較する。所定値ΔT3は逆流によりLP−EGR弁下流のEGR通路15の温度が低下しているか否かを判定するための値(正の値)で、予め設定しておく。温度変化量ΔTdfが所定値ΔT3以上であるときには逆流によりLP−EGR弁下流のEGR通路15の温度が低下している(つまり逆流領域にある)と判断し、図23Bのステップ15に進み、第2補正倍率Rhos2[無名数]を算出する。詳細には、所定値2を第2補正倍率Rhos2に入れる。ここで、所定値2は第2補正倍率Rhos2の初期値を与えるための値である。所定値2も、所定値1と同様に1.0を中心とする値で、ここでは1.0を超える値を採用する。所定値2は一定値でよい。
In step 92, the temperature change amount ΔTdf is compared with a predetermined value ΔT3. The predetermined value ΔT3 is a value (positive value) for determining whether or not the temperature of the
一方、図23Bのステップ93で温度変化量ΔTdfが所定値ΔT3未満であるときには逆流によりLP−EGR弁下流のEGR通路15の温度が低下していない(つまり逆流領域にない)と判断する。このときには、逆流に関して基本LP−EGR弁開度VOegr0を補正する必要がないので、図23Bのステップ16に進み、第2補正倍率Rhos2に1.0を入れる。
On the other hand, when the temperature change amount ΔTdf is less than the predetermined value ΔT3 in step 93 of FIG. 23B, it is determined that the temperature of the
図23Bのステップ92で温度変化量ΔTdfがゼロ以下であるときにも逆流によりLP−EGR弁下流のEGR通路15の温度が低下していない(つまり逆流領域にない)と判断する。このときも図23Bのステップ16に進み、第2補正倍率Rhos2に1.0を入れる。
It is determined that the temperature of the
このように第3実施形態では、温度センサ48により検出されるLP−EGR弁下流のEGR通路15の温度Tdfに基づいて逆流領域にあるか否かを判定する。
Thus, in the third embodiment, it is determined whether or not the vehicle is in the reverse flow region based on the temperature Tdf of the
逆流領域では吸気管側より排気管側へと新気が流入することによって、LP−EGR弁17下流のEGR通路15の温度が低下すると考えられる。第3実施形態ではLP−EGR弁17(EGR弁)下流の温度を検出する温度センサ48(温度検出手段)を備え、温度センサ48により検出されるLP−EGR弁下流のEGR通路15の温度Tdfに基づいて逆流が生じるか否かを判定する。これによって、温度センサ48により、逆流が生じるか否かを簡易に判定することができる。
In the reverse flow region, it is considered that the temperature of the
図24,図25,図26はどういう運転点の移行時に本発明が適用されるかをまとめた特性図である。まず、図24は2つの各LP−EGR領域内で基本LP−EGR率が一律である場合に、どういう運転点の移行時に本発明が適用されるかをまとめた特性図である。図24において〔1〕〜〔4〕は次の通りである。 FIG. 24, FIG. 25, and FIG. 26 are characteristic diagrams summarizing at what operating point transition the present invention is applied. First, FIG. 24 is a characteristic diagram summarizing at which operating point the present invention is applied when the basic LP-EGR rate is uniform in each of the two LP-EGR regions. In FIG. 24, [1] to [4] are as follows.
〔1〕加速によって運転点が非LP−EGR領域から基本LP−EGR率が10%のLP−EGR領域に移行する場合(つまり第1実施形態で図7に示した場合)、
〔2〕加速によって運転点が非LP−EGR領域から基本LP−EGR率が20%のLP−EGR領域に移行する場合、
〔3〕減速によって非LP−EGR領域から基本LP−EGR率が10%のLP−EGR領域に移行する場合(つまり第1実施形態で図8に示した場合)、
〔4〕減速によって非LP−EGR領域から基本LP−EGR率が20%のLP−EGR領域に移行する場合、
ここで、図24には排気温度の傾向を破線で重ねて示している。排気温度は、エンジン回転速度Neが一定の条件でエンジンの負荷が大きくなるほど高くなり、エンジンの負荷が一定の条件でエンジン回転速度Neが高くなるほど高くなる特性である。なお、図24では、破線で示したように排気温度が同一となる線を円弧状で示しているが、必ずしも円弧状になるものではない。上記〔1〕及び〔2〕は加速によって排気温度が高くなる側に移行する場合を考えている。同様に、上記〔3〕及び〔4〕は減速によって排気温度が低くなる側に移行する場合を考えている。
[1] When the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region where the basic LP-EGR rate is 10% by acceleration (that is, the case shown in FIG. 7 in the first embodiment),
[2] When the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region where the basic LP-EGR rate is 20% due to acceleration,
[3] When shifting from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region where the basic LP-EGR rate is 10% by deceleration (that is, the case shown in FIG. 8 in the first embodiment)
[4] When shifting from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region where the basic LP-EGR rate is 20% by deceleration,
Here, in FIG. 24, the tendency of the exhaust temperature is shown by being overlapped with a broken line. The exhaust temperature is a characteristic that increases as the engine load increases under a constant engine rotational speed Ne, and increases as the engine rotational speed Ne increases under a constant engine load. In FIG. 24, as indicated by a broken line, a line having the same exhaust temperature is indicated by an arc, but it is not necessarily an arc. The above [1] and [2] consider the case of shifting to the side where the exhaust temperature becomes higher due to acceleration. Similarly, the above [3] and [4] consider the case of shifting to a side where the exhaust temperature becomes lower due to deceleration.
特に上記〔1〕及び〔3〕の場合を第1実施形態で説明したが、上記〔2〕及び〔4〕の場合も同様である。すなわち、運転点が非LP−EGR領域からLP−EGR領域に移行する場合であって、実温度Trealが基本温度T0へと移行する場合に、実温度Trealと基本温度T0の温度差に応じた分だけEGR弁前後差圧が変化する。実温度Trealが基本温度T0と一致している場合よりLP−EGR弁前後差圧が変化すると、LP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが変化し、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量から外れる。たとえば、上記〔2〕の場合にはシリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回って不足する。上記〔4〕の場合にはシリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を上回って過剰となる。
In particular, the cases [1] and [3] have been described in the first embodiment, but the same applies to the cases [2] and [4]. That is, when the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the LP-EGR region and the actual temperature Treal shifts to the basic temperature T0, the temperature depends on the temperature difference between the actual temperature Treal and the basic temperature T0. The differential pressure across the EGR valve changes by the amount. If the differential pressure across the LP-EGR valve changes from the case where the actual temperature Treal matches the basic temperature T0, the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
このように上記〔2〕及び〔4〕の場合にも第1実施形態と同じ問題が生じるので、上記〔2〕の場合には第1補正倍率Rhos1及び第2補正倍率Rhos2(第2の補正量)で基本LP−EGR弁開度を補正して目標LP−EGR弁開度を算出する。また、上記〔4〕の場合には第1補正倍率Rhos1で基本LP−EGR弁開度を補正して目標LP−EGR弁開度を算出する。そして、LP−EGR弁開度が算出した各目標LP−EGR弁開度となるようにLP−EGR弁17のアクチュエータであるモータ18を制御すればよい。これによって、上記〔2〕及び〔4〕の場合にも、シリンダEGRガス量Qegrcylを目標EGRガス量に一致させることができる。
As described above, the same problems as in the first embodiment also occur in the cases [2] and [4]. Therefore, in the case [2], the first correction magnification Rhos1 and the second correction magnification Rhos2 (second correction magnification). The target LP-EGR valve opening is calculated by correcting the basic LP-EGR valve opening by (amount). In the case of [4] above, the basic LP-EGR valve opening is corrected by the first correction magnification Rhos1 to calculate the target LP-EGR valve opening. Then, the
さて、図24は基本LP−EGR率が10%と20%の2つの各LP−EGR領域内で基本LP−EGR率は一律であるとみなすものであった。一方、図25,図26は2つの各LP−EGR領域内で基本LP−EGR率が一律でない場合に、どういう運転点の移行時に本発明が適用されるかをまとめた特性図である。すなわち、図25にはほぼ台形状の各LP−領域内で右上にゆくほど(負荷が大きくなりかつNeが高くなるほど)基本LP−EGR率が大きくなり、左下にゆくほど(負荷が小さくなりかつNeが低くなるほど)基本LP−EGR率が小さくなる場合を示している。そして、図25に示す2つの各LP−EGR領域で基本LP−EGR率を平均したとき、その平均値は10%,20%となっている。図25において〔5〕、〔6〕は次の通りである。 Now, in FIG. 24, the basic LP-EGR rate is considered to be uniform in the two LP-EGR regions having the basic LP-EGR rate of 10% and 20%. On the other hand, FIG. 25 and FIG. 26 are characteristic diagrams summarizing at what operating point transition the present invention is applied when the basic LP-EGR rate is not uniform within each of the two LP-EGR regions. That is, in FIG. 25, the basic LP-EGR rate increases as it goes to the upper right in each of the trapezoidal LP-regions (as the load increases and Ne increases), and as it goes to the lower left (the load decreases). It shows a case where the basic LP-EGR rate is small (as Ne is low). When the basic LP-EGR rates are averaged in the two LP-EGR regions shown in FIG. 25, the average values are 10% and 20%. In FIG. 25, [5] and [6] are as follows.
〔5〕基本LP−EGR率が10%のLP−EGR領域内において加速により運転点がLP−EGR率の小さいところから大きいところに移行する場合、
〔6〕基本LP−EGR率が20%のLP−EGR領域内において加速により運転点がLP−EGR率の小さいところから大きいところに移行する場合、
一方、図26にはほぼ台形状の各LP−領域内で右上にゆくほど(負荷が大きくなりかつNeが高くなるほど)基本LP−EGR率が小さくなり、左下にゆくほど(負荷が小さくなりかつNeが低くなるほど)基本LP−EGR率が大きくなる場合を示している。そして、図26に示す2つの各LP−EGR領域で基本LP−EGR率を平均したとき、その平均値は10%,20%となっている。図26において〔7〕、〔8〕は次の通りである。
[5] When the operating point shifts from a small LP-EGR rate to a large one by acceleration in the LP-EGR region where the basic LP-EGR rate is 10%.
[6] When the operating point shifts from a small LP-EGR rate to a large one by acceleration in the LP-EGR region where the basic LP-EGR rate is 20%,
On the other hand, FIG. 26 shows that the basic LP-EGR rate decreases as it goes to the upper right in each of the trapezoidal LP-regions (as the load increases and Ne increases), and as it goes to the lower left (the load decreases). This shows the case where the basic LP-EGR rate increases as Ne decreases. When the basic LP-EGR rates are averaged in the two LP-EGR regions shown in FIG. 26, the average values are 10% and 20%. In FIG. 26, [7] and [8] are as follows.
〔7〕減速により基本LP−EGR率が10%のLP−EGR領域内において運転点がLP−EGR率の小さいところから大きいところに移行する場合、
〔8〕減速により基本LP−EGR率が20%のLP−EGR領域内において運転点がLP−EGR率の小さいところから大きいところに移行する場合、
上記〔5〕〜〔8〕の場合、つまり、LP−EGR領域内をエンジンの運転点が移行する場合であって、実温度Trealが基本温度T0へと移行する場合にも、実温度Trealと基本温度T0の温度差に応じた分だけEGR弁前後差圧が変化する。実温度Trealが基本温度T0と一致している場合よりEGR弁前後差圧が変化すると、LP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが変化し、シリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量から外れる。たとえば、上記〔5〕及び〔6〕の場合にはシリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を下回って不足する。上記〔7〕及び〔8〕の場合にはシリンダEGRガス量Qegrcylが目標EGRガス量を上回って過剰となる。
[7] When the operating point shifts from a small LP-EGR rate to a large one in the LP-EGR region where the basic LP-EGR rate is 10% due to deceleration,
[8] When the operating point shifts from a small LP-EGR rate to a large one in the LP-EGR region where the basic LP-EGR rate is 20% due to deceleration,
In the above cases [5] to [8], that is, when the operating point of the engine shifts in the LP-EGR region and the actual temperature Treal shifts to the basic temperature T0, the actual temperature Treal The differential pressure across the EGR valve changes by an amount corresponding to the temperature difference of the basic temperature T0. If the differential pressure before and after the EGR valve changes compared to the case where the actual temperature Treal is equal to the basic temperature T0, the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
このように上記〔5〕〜〔8〕の場合にも第1実施形態と同じ問題が生じるので、上記〔5〕〜〔8〕の場合には第1補正倍率Rhos1で基本LP−EGR弁開度を補正して目標LP−EGR弁開度を算出する。そして、LP−EGR弁開度が算出した目標LP−EGR弁開度となるようにLP−EGR弁17のアクチュエータであるモータ18を制御すればよい。これによって、上記〔5〕〜〔8〕の場合にも、シリンダEGRガス量Qegrcylを目標EGRガス量に一致させることができる。
As described above, the same problems as in the first embodiment also occur in the cases [5] to [8]. Therefore, in the cases [5] to [8], the basic LP-EGR valve is opened at the first correction magnification Rhos1. The target LP-EGR valve opening is calculated by correcting the degree. Then, the
(第4実施形態)
図27は第4実施形態のガソリンエンジンの概略構成図で、第1実施形態の図1と置き換わるものである。第1実施形態の図1と同一部分には同一の符号を付している。第1実施形態と異なる点を主に説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 27 is a schematic configuration diagram of the gasoline engine of the fourth embodiment, which replaces FIG. 1 of the first embodiment. The same parts as those in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Differences from the first embodiment will be mainly described.
吸気コレクタ4bには、水冷式のインタークーラ61を備える。第1実施形態のインタークーラ25が空冷式であったところ、第4実施形態で水冷式としたのは、吸気管4aのボリュームを短縮するためである。空冷式のインタークーラ25だと吸気管4aに介装する必要があり、その分吸気管4aの長さを長くしてしまう。一方、水冷式のインタークーラ61だと吸気コレクタ4bの内部に設けることができるので、吸気管4aの長さが長くならないのである。
The
インタークーラ61は、冷却水通路を流れる冷却水によって、コンプレッサ23により圧縮された空気を冷却するためのものである。詳細には、インタークーラ61は冷却水通路、その外周に設けられる空気通路から構成される。インタークーラ61の冷却水通路と空冷式のサブラジエータ62とが冷却水通路63,64で接続されている。サブラジエータ62は、例えば、エンジンの冷却水を冷却するためのラジエータと直列に配置され、走行風が通過するようになっている。冷却水通路63には、冷却水を循環させるためのポンプ65を備える。
The
サブラジエータ62では、インタークーラ61から運ばれてくる冷却水を走行風で冷却する。サブラジエータ62で冷やされた冷却水は、インタークーラ61に導かれる。インタークーラ61では、コンプレッサ23による空気圧縮によって温度上昇した空気と冷却水通路を流れる冷却水との間で熱交換を行い、空気を冷却する。コンプレッサ23による空気圧縮によって温度上昇した空気がインタークーラ61によって冷却されることで、過給効率を高めることができる。
In the sub-radiator 62, the cooling water carried from the
吸気管11bに2つのマニホールド触媒12A,12Bが直列に配置されている。
Two
次に、第4実施形態では、EGR通路15の合流部(この合流部を以下、「EGR吐出部」という。)より上流の吸気管4aに常開の差圧デバイス51を設けている。差圧デバイス51はアクチュエータ(たとえば回転電機)52によって駆動する。差圧デバイス51は例えばバタフライ弁で構成する。以下、EGR取出し部に符号Nを、EGR吐出部に符号Pを付す。
Next, in the fourth embodiment, a normally-open differential pressure device 51 is provided in the
ここで、差圧デバイス51を設けた理由を説明する。EGR取出し部Nは触媒12A,12B下流の排気管11bに設けられるので、EGR取出し部Nの圧力はLP−EGR領域のうちの低回転速度低負荷側でほぼ大気圧となる。一方、EGR吐出部Pはコンプレッサ23上流の吸気管4aに設けられるので、EGR吐出部Pの圧力はLP−EGR領域のうちの低回転速度低負荷側でほぼ大気圧となる。このように、EGR取出し部NとEGR吐出部Pでほぼ同じ大気圧になったのでは、LP−EGR弁17を開いても、EGR吐出部PからEGRガスを吸気管4aに吐出させることができない。
Here, the reason why the differential pressure device 51 is provided will be described. Since the EGR extraction portion N is provided in the
この場合に差圧デバイス51を閉じてやると、差圧デバイス51前後に圧力差が生じ、差圧デバイス51下流の吸気管4aの圧力、つまりEGR吐出部Pの圧力が大気圧より低い圧力となる。大気圧をゼロすれば、この大気圧より低い圧力は負の圧力となる。差圧デバイス51を閉じることによって差圧デバイス51下流の吸気管4aに生じる、大気圧より低い圧力を、以下「負圧」という。EGR吐出部Pの圧力が負圧になると、LP−EGR領域のうちの低回転速度低負荷側であっても、LP−EGR弁17の前後で圧力差が生じ、EGR吐出部PからEGRガスが吸気管4aに吐出される。このように、差圧デバイス51を設けたのは、LP−EGR領域のうちの低回転速度低負荷側でLP−EGR弁17の前後差圧を確保するためである。
In this case, if the differential pressure device 51 is closed, a pressure difference is generated before and after the differential pressure device 51, and the pressure of the
図28は第4実施形態の基本LP−EGR率の特性図である。図3に示す第1実施形態ではエンジン負荷のみに応じて基本LP−EGR率を設定した。一方、第4実施形態は、エンジン負荷及びエンジン回転速度に応じて基本LP−EGR率を設定するものである。すなわち、第4実施形態では、LP−EGR領域を、低回転速度低負荷域R1、中回転速度中負荷域R2、高回転速度高負荷域R3の大きく3つに分割し、3つの各領域R1,R2,R3に基本LP−EGR率として所定値a%,所定値b%,所定値c%を入れている。ここでは3つの領域R1,R2,R3について高回転速度高負荷側であるほど基本LP−EGR率が小さくなるように、つまり3つの所定値a,b,cの間にa>b>cの関係を持たせている。 FIG. 28 is a characteristic diagram of the basic LP-EGR rate of the fourth embodiment. In the first embodiment shown in FIG. 3, the basic LP-EGR rate is set according to only the engine load. On the other hand, in the fourth embodiment, the basic LP-EGR rate is set according to the engine load and the engine rotation speed. That is, in the fourth embodiment, the LP-EGR region is divided into three main regions, a low rotation speed / low load region R1, a medium rotation / medium load region R2, and a high rotation / high load region R3. , R2, R3 are set with a predetermined value a%, a predetermined value b%, and a predetermined value c% as basic LP-EGR rates. Here, the basic LP-EGR rate becomes smaller as the three regions R1, R2, and R3 are at higher rotational speeds and higher loads, that is, a> b> c between three predetermined values a, b, and c. Have a relationship.
差圧デバイス51を閉じる領域(つまり差圧デバイス51を作動させる)領域は、LP−EGR領域のうちの低回転速度低負荷側、つまり低回転速度低負荷域R1のみである。以下、LP−EGR領域のうちの低回転速度低負荷域R1を「差圧デバイス作動域」ともいう。一方、高回転速度高負荷側の2つの領域R2,R3及び非LP−EGR領域は差圧デバイス51の非作動域(以下「非差圧デバイス作動域」という。)である。非差圧デバイス作動域では、差圧デバイス51が全開位置に近いデフォルト位置(以下、単に「デフォルト位置」という。)に保持される。高回転速度高負荷側の2つの領域R2,R3で差圧デバイス51を閉じないのは、差圧デバイス51は吸気管4aの上流に設けられているので、2つの領域R2,R3で差圧バルブ51を閉じたのでは通気抵抗を大きくしてしまうので、これを避けるためである。
The region where the differential pressure device 51 is closed (that is, the differential pressure device 51 is operated) is only the low rotational speed low load side of the LP-EGR region, that is, the low rotational speed low load region R1. Hereinafter, the low rotational speed low load region R1 in the LP-EGR region is also referred to as a “differential pressure device operating region”. On the other hand, the two regions R2 and R3 and the non-LP-EGR region on the high rotation speed and high load side are non-operating regions of the differential pressure device 51 (hereinafter referred to as “non-differential pressure device operating regions”). In the non-differential pressure device operating range, the differential pressure device 51 is held at a default position close to the fully open position (hereinafter simply referred to as “default position”). The reason why the differential pressure device 51 is not closed in the two regions R2 and R3 on the high rotational speed and high load side is that the differential pressure device 51 is provided upstream of the
本実施形態では、LP−EGR領域を3つに分割し、そのうちの低回転速度低負荷域R1のみを差圧デバイス作動域としたが、この場合に限られるものでない。LP−EGR領域を分割して基本LP−EGR率を相違させる数はエンジン仕様により異なってくると考えられる。また、分割した領域のうちの1つの領域のみを差圧デバイス領域とするのでなく、2つ以上の領域を差圧デバイス作動域とすることが考えられる。従って、分割した領域のうちの1または複数のいずれの領域を差圧デバイス作動域とするかは適合により定める。さらに、LP−EGR領域を分割したのは、基本LP−EGR率を3つの離散値で与えることによってLP−EGR率の制御を簡素化するためである。基本LP−EGR率を連続値で与えるのであれば、LP−EGR領域を分割する必要はない。従って、基本LP−EGR率を連続値で与える場合にはLP−EGR領域のうちの低回転速度低負荷側に差圧デバイス作動域を設けることとなる。あるいは、差圧デバイス作動域が、LP−EGR領域のうち低回転速度低負荷側に限らないことも考え得る。従って、LP−EGR領域の少なくとも一部に差圧デバイス作動域が設けられていればよい。 In the present embodiment, the LP-EGR region is divided into three, and only the low rotation speed and low load region R1 is used as the differential pressure device operation region, but this is not a limitation. The number that divides the LP-EGR region and makes the basic LP-EGR rate different is considered to vary depending on the engine specifications. Further, it is conceivable that not only one of the divided regions is set as the differential pressure device region, but two or more regions are set as the differential pressure device operating range. Accordingly, whether one or a plurality of divided areas is set as the differential pressure device operating area is determined by conformance. Furthermore, the reason for dividing the LP-EGR region is to simplify the control of the LP-EGR rate by giving the basic LP-EGR rate as three discrete values. If the basic LP-EGR rate is given as a continuous value, it is not necessary to divide the LP-EGR area. Therefore, when the basic LP-EGR rate is given as a continuous value, the differential pressure device operating region is provided on the low rotational speed low load side in the LP-EGR region. Alternatively, it can be considered that the differential pressure device operating region is not limited to the low rotation speed and low load side in the LP-EGR region. Therefore, it is sufficient that the differential pressure device operation region is provided in at least a part of the LP-EGR region.
図29は差圧デバイス51の開度(以下「差圧デバイス開度」という。)を設定するに際して考慮した特性図である。横軸に新気量の目標値である目標空気量[g/s]を、縦軸に差圧デバイス開度[°]を採っている。上記の目標空気量はスロットルバルブ開度を制御するときの指標となる値である。ここで、差圧デバイス開度は、差圧デバイス51がデフォルト位置にあるとき最大の90°に近い値(以下、この値を「デフォルト値」という。)にある。そして、差圧デバイス51をデフォルト位置から閉じてゆくほど差圧デバイス開度は0°に向かって小さくなり最小値(ゼロに近い正の値)に到達する。図29に最小値を記載していないが、最小値は縦軸上の所定値S1より小さい値である。 FIG. 29 is a characteristic diagram considered when setting the opening of the differential pressure device 51 (hereinafter referred to as “differential pressure device opening”). The horizontal axis represents the target air amount [g / s], which is the target value of the new air amount, and the vertical axis represents the differential pressure device opening [°]. The target air amount is a value that serves as an index when controlling the throttle valve opening. Here, the differential pressure device opening is a value close to the maximum of 90 ° when the differential pressure device 51 is in the default position (hereinafter, this value is referred to as “default value”). As the differential pressure device 51 is closed from the default position, the differential pressure device opening decreases toward 0 ° and reaches a minimum value (a positive value close to zero). Although the minimum value is not described in FIG. 29, the minimum value is smaller than the predetermined value S1 on the vertical axis.
図29に示したように、目標空気量がゼロから大きくなり所定値Q1に到達するまでは差圧デバイス開度はデフォルト値である。これは、所定値Q1未満の空気量域は非LP−EGR領域に相当し、非LP−EGR領域では差圧デバイス51を閉じることが必要ないためである。目標空気量が所定値Q1に到達したタイミングで上記の低回転速度低負荷域R1(=差圧デバイス作動域)に入るため差圧デバイス開度を所定値S1とする。所定値Q1からは目標空気量に比例させて差圧デバイス開度を大きくし、目標空気量が所定値Q2に到達したタイミングで差圧デバイス開度を所定値S2とする。目標空気量が所定値Q2を超えると、上記の中回転速度中負荷域R2(非作動デバイス作動域)に入る。中回転速度中負荷域R2(図29では「空気量影響域」で略記。)からは差圧デバイス51を閉じると通気抵抗が大きくなるので、これを避けるため、差圧デバイス開度をデフォルト値に戻す。このように、LP−EGR領域のうちの低回転速度低負荷域R1を差圧デバイス作動域とし目標空気量に比例させて差圧デバイス開度を定めることで、差圧デバイス作動域において、EGR吐出部Pの圧力が負圧で一定値に保たれることとなる。これは、次の理由による。すなわち、差圧デバイス作動域で差圧デバイス開度を小さくするほど差圧デバイス51を通過する新気量が減る。差圧デバイス51を通過する新気量が減るほど差圧デバイス51下流の圧力が低下する。差圧デバイス開度は差圧デバイス51を通過する空気量を規定している。よって、差圧デバイス51を通過する新気量を目標空気量に比例させて定めることで、差圧デバイス51下流の吸気管4aの圧力(EGR吐出部Pの圧力)が目標空気量に関係なく一定値となるのである。
As shown in FIG. 29, the differential pressure device opening is a default value until the target air amount increases from zero and reaches a predetermined value Q1. This is because the air amount range below the predetermined value Q1 corresponds to the non-LP-EGR region, and it is not necessary to close the differential pressure device 51 in the non-LP-EGR region. In order to enter the low rotational speed low load range R1 (= differential pressure device operating range) at the timing when the target air amount reaches the predetermined value Q1, the differential pressure device opening is set to the predetermined value S1. From the predetermined value Q1, the differential pressure device opening is increased in proportion to the target air amount, and the differential pressure device opening is set to the predetermined value S2 when the target air amount reaches the predetermined value Q2. When the target air amount exceeds the predetermined value Q2, the medium rotational speed medium load region R2 (non-operating device operating region) is entered. From the middle rotational speed medium load range R2 (abbreviated as “air amount influence range” in FIG. 29), the air flow resistance increases when the differential pressure device 51 is closed. To avoid this, the differential pressure device opening is set to the default value. Return to. Thus, by defining the differential pressure device opening in proportion to the target air amount with the low rotational speed low load region R1 in the LP-EGR region as the differential pressure device operating region, the EGR in the differential pressure device operating region The pressure of the discharge part P is maintained at a constant value as a negative pressure. This is due to the following reason. That is, the amount of fresh air passing through the differential pressure device 51 decreases as the differential pressure device opening is reduced in the differential pressure device operating range. The pressure downstream of the differential pressure device 51 decreases as the amount of fresh air passing through the differential pressure device 51 decreases. The differential pressure device opening degree defines the amount of air passing through the differential pressure device 51. Therefore, by determining the amount of fresh air passing through the differential pressure device 51 in proportion to the target air amount, the pressure in the
図29には目標空気量に対して差圧デバイス開度を連続値で与える場合を示しているが、この場合に限られるものでない。例えば、所定値S1と所定値S2の間に代表値として2つの所定値S3,S4を採ると、差圧デバイス開度を、3つの所定値S1,S3,S4の離散値で与えてもかまわない。この場合の差圧デバイス開度の特性図を図30に示す。図30において、所定値S1,S2に対応する目標空気量を所定値Q3,Q4とする。このとき、目標空気量がQ1以上Q3未満のとき差圧デバイス開度は所定値S1となる。また、目標空気量がQ3以上Q4未満のとき差圧デバイス開度は所定値S3と、目標空気量がQ4以上Q2未満のとき差圧デバイス開度は所定値S4となる。ここでは、差圧デバイス開度を離散値で与える場合に離散値の数を3つで構成してあるが、離散値の数が3つである場合に限定されるものでない。 Although FIG. 29 shows a case where the differential pressure device opening is given as a continuous value with respect to the target air amount, the present invention is not limited to this case. For example, if two predetermined values S3 and S4 are taken as representative values between the predetermined value S1 and the predetermined value S2, the differential pressure device opening may be given as a discrete value of three predetermined values S1, S3 and S4. Absent. FIG. 30 shows a characteristic diagram of the differential pressure device opening in this case. In FIG. 30, the target air amount corresponding to the predetermined values S1 and S2 is set to predetermined values Q3 and Q4. At this time, when the target air amount is Q1 or more and less than Q3, the differential pressure device opening becomes the predetermined value S1. The differential pressure device opening is a predetermined value S3 when the target air amount is Q3 or more and less than Q4, and the differential pressure device opening is a predetermined value S4 when the target air amount is Q4 or more and less than Q2. Here, when the differential pressure device opening is given as a discrete value, the number of discrete values is three, but is not limited to the case where the number of discrete values is three.
図31は差圧デバイス作動域R1において等空気量線がどうなるかをイメージで示す運転領域図である。横軸はエンジン回転速度Ne[rpm]、縦軸はエンジン負荷[Nm]である。全運転域のほぼ中央にLP−EGR領域が設けられている。図31に示したようにNeと負荷をパラメータとするときには等空気量線を左上から右下への斜めの直線で引くことができる。このため、図29,図30に示した所定値S1,S3,S4,S2のときの等空気量線を引いてみると、図31のように差圧デバイス作動域R1内に平行な線を引くことができる。 FIG. 31 is an operation region diagram showing, in an image, what happens to the equal air amount line in the differential pressure device operation region R1. The horizontal axis represents the engine speed Ne [rpm], and the vertical axis represents the engine load [Nm]. An LP-EGR region is provided in the approximate center of the entire operation region. As shown in FIG. 31, when Ne and load are used as parameters, an equal air amount line can be drawn by an oblique straight line from the upper left to the lower right. For this reason, when the equal air amount lines at the predetermined values S1, S3, S4, and S2 shown in FIGS. 29 and 30 are drawn, parallel lines in the differential pressure device operating region R1 are obtained as shown in FIG. Can be drawn.
差圧デバイス開度を連続値で与える場合には、エンジンの運転点が差圧デバイス作動域R1に入ると、差圧デバイス50が所定値S1とS2の間の目標空気量に応じた開度へと閉じられる。一方、差圧デバイス開度を離散値で与える場合には、差圧デバイス50が所定値S1,S3,S4のいずれかの開度へと閉じられる。これによって、EGR吐出部Pの圧力が負圧の一定値となり、差圧デバイス51がデフォルト位置にあるときより減少する。その減少分だけEGR弁17の前後差圧が大きくなってEGR吐出部Pから吐出されるEGRガス量が増える。これは、EGR吐出部Pから吐出されるEGRガス量は、EGR弁17の開口面積とEGR弁17の前後差圧に比例するので、EGR弁17の前後差圧が大きくなると、その分、EGR吐出部Pから吐出されるEGRガス量が増えるためである。このように、差圧デバイス作動域において差圧デバイス51を閉じることによって、EGR弁17の前後差圧が確保される。
When the differential pressure device opening is given as a continuous value, when the operating point of the engine enters the differential pressure device operating region R1, the differential pressure device 50 opens according to the target air amount between the predetermined values S1 and S2. Is closed. On the other hand, when the differential pressure device opening is given as a discrete value, the differential pressure device 50 is closed to any one of the predetermined values S1, S3, S4. As a result, the pressure of the EGR discharge part P becomes a constant value of negative pressure, which is smaller than when the differential pressure device 51 is in the default position. The differential pressure across the
エンジンコントローラ41で行われる差圧デバイス51の制御を説明すると、図32のフローチャートは差圧デバイス開度を算出するためのものである。図32のフローは一定時間毎(たとえば10ms毎)に実行する。
The control of the differential pressure device 51 performed by the
ステップ101では、エンジンの運転点が差圧デバイス作動域R1にあるか否かをみる。図33に示したように差圧デバイス作動域は、LP−EGR領域を3つの領域R1,R2,R3に分割したうちの最も低回転速度低負荷側の領域R1に設定されている。エンジンの運転点が図33に示す差圧デバイス作動域R1に属していないときにはそのまま今回の処理を終了する。
In
一方、エンジンの運転点が図33に示す差圧デバイス作動域R1に属しているときにはステップ101からステップ102に進み、図34を内容とするマップを検索することにより、差圧デバイス開度を算出する。図34に示したように、差圧デバイス作動域R1を、第1作動域R11、第2作動域R12、第3作動域R13の大きく3つに分割し、3つの各作動域R11,R12,R13に図30に示した所定値S1,S3,S4を入れている。ここで、S1<S3<S4である。すなわち、図34の差圧デバイス開度の特性は、図30に対応させたものである。図29に対応させて、エンジンの負荷と回転速度をパラメータとする差圧デバイス開度の特性を定めてもかまわない。
On the other hand, when the operating point of the engine belongs to the differential pressure device operating range R1 shown in FIG. 33, the process proceeds from
差圧デバイス作動域R1において低回転速度低負荷側ほど差圧デバイス開度をS4,S3,S1と小さくするのは、次の理由からである。すなわち、低回転速度低負荷側ほど差圧デバイス開度を小さくすることで、EGR吐出部Pの圧力を負圧で一定値に保つためである。 The reason why the differential pressure device opening is reduced to S4, S3, and S1 in the differential pressure device operating region R1 at the lower rotational speed and lower load side is as follows. That is, this is because the pressure of the EGR discharge part P is maintained at a constant value as a negative pressure by decreasing the differential pressure device opening degree toward the lower rotational speed and lower load side.
図示しないフローでは、このようにして算出された差圧デバイス開度をアクチュエータ52への駆動信号に変換して出力する。 In a flow not shown, the differential pressure device opening calculated in this way is converted into a drive signal for the actuator 52 and output.
ここで、図34に示したように、エンジンの負荷と回転速度Neをパラメータとするマップで差圧デバイス開度を与えるようにした理由を説明する。ガソリンエンジンの制御装置には、スロットルバルブ5、ウェイストゲートバルブ25の2つの部品が設けられている。新気量を制御する部品が2つもある場合には制御構成を単純化したいという要求がある。このため、前述したように大気圧の条件下ではスロットルバルブ開度でトルクコントロールを行い、過給域になるとウェイストゲートバルブ開度でトルクコントロールを行うようにしている。一方、第4実施形態でLP−EGR弁17に加えて差圧デバイス51を設けるときには、差圧デバイス開度によっても、EGR吐出部Pから吐出されるEGRガス量を制御することが可能となる。例えば、LP−EGR弁開度が一定であっても、差圧デバイス開度を小さくしていけば、EGR吐出部Pから吐出されるEGRガス量が増えていく(つまりLP−EGR率が大きくなる側に変わる)のである。しかしながら、差圧デバイス開度でLP−EGR率を制御してしまうと、LP−EGR率をLP−EGR弁開度で制御するのか、差圧デバイス開度で制御するのかが曖昧になってしまう。つまり、LP−EGR弁17に加えて差圧デバイス51を設ける場合のように、LP−EGR率を制御する部品が2つもある場合にも制御構成を単純化したいという要求がある。そこで、LP−EGR弁17に加えて差圧デバイス51を設けている第4実施形態においても制御構成を単純化するために、LP−EGR率の制御はLP−EGR弁開度で行い、差圧デバイス開度ではLP−EGR率の制御は行わないこととしたものである。すなわち、EGR吐出部Pの圧力を負圧で一定値に保持するために差圧デバイス51を用いるのであって、差圧デバイス開度でLP−EGR率を制御することはしない。EGR吐出部Pの圧力を負圧で一定値に保持するため、エンジンの負荷と回転速度Neをパラメータとするマップで差圧デバイス開度を与える。このように、エンジンの負荷と回転速度をパラメータとするマップを検索することにより差圧デバイス開度を与えることで、LP−EGR弁17に加えて差圧デバイス51を設けていても、LP−EGR率の制御が簡素化される。これによって、LP−EGR弁17及び差圧デバイス51の各機能信頼性を確保することが可能となる。
Here, as shown in FIG. 34, the reason why the differential pressure device opening is given by a map using the engine load and the rotational speed Ne as parameters will be described. The gasoline engine control device is provided with two parts, a
さて、長く低負荷側の非LP−EGR領域にあった状態から運転点が高負荷側の差圧デバイス作動域R1に移行する場合にも、第1補正倍率をそのまま用いるのでは、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率から外れてしまうことが新たに判明している。これについて図35を参照して説明すると、図35は、長く低負荷側の非LP−EGR領域にあった状態から運転点が高負荷側の差圧デバイス作動域に移行した場合のLP−EGR率の変化をモデルで示している。ここでは、差圧デバイス開度の相違によって実際のLP−EGR率(図35では「実LP−EGR率」で略記。)がどのように変化するのかがわかればよいので、図35では逆流領域はないものとして記載している。図35において、基本LP−EGR率の変化を実線で、差圧デバイス51がデフォルト位置にある場合の実際のLP−EGR率の変化を二点鎖線で示している。また、差圧デバイス開度が図34に示した所定値S4である場合の実際のLP−EGR率を長い破線で、差圧デバイス開度が図34に示した所定値S1である場合の実際のLP−EGR率を短い破線で示している。 Now, even when the operating point shifts from the long non-LP-EGR region on the low load side to the differential pressure device operating region R1 on the high load side, if the first correction magnification is used as it is, the actual LP -It has been newly found that the EGR rate deviates from the basic LP-EGR rate. This will be described with reference to FIG. 35. FIG. 35 shows the LP-EGR when the operating point shifts from the long non-LP-EGR region on the low load side to the differential pressure device operating region on the high load side. The change in rate is shown in the model. Here, since it is only necessary to know how the actual LP-EGR rate (abbreviated as “actual LP-EGR rate” in FIG. 35) varies depending on the difference in the differential pressure device opening, the reverse flow region in FIG. It is described as not. In FIG. 35, the change in the basic LP-EGR rate is indicated by a solid line, and the actual change in the LP-EGR rate when the differential pressure device 51 is in the default position is indicated by a two-dot chain line. Further, the actual LP-EGR rate when the differential pressure device opening is the predetermined value S4 shown in FIG. 34 is indicated by a long broken line, and the actual when the differential pressure device opening is the predetermined value S1 shown in FIG. The LP-EGR rate is shown by a short broken line.
差圧デバイス51がデフォルト位置にある場合から説明する。この場合は第1実施形態において図4,図7で説明したところと同様である。すなわち、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが基本温度T0より低いので、LP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが基本温度T0のときより低下する。これより、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが基本温度T0に一致するまでの間、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率より小さくなる。エンジンコントローラ41では、基本LP−EGR率に対応して基本点火時期ADV0を算出するので、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率より小さい期間で、基本点火時期がMBTより進角のし過ぎとなり、ノッキングが生じ得る。そこで、第1実施形態では、1.0以上の正の値である第1補正倍率Rhos1を基本LP−EGR弁開度VOegr0に乗算して目標LP−EGR弁開度tVOegrを求める。第1補正倍率Rhos1でLP−EGR弁開度を増大側に補正することで、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率と一致するようにし、ノッキングが生じることを回避したわけである。
A case where the differential pressure device 51 is in the default position will be described. This case is the same as that described with reference to FIGS. 4 and 7 in the first embodiment. That is, since the actual temperature Treal of the EGR take-out portion downstream temperature is lower than the basic temperature T0, the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
一方、低負荷側から運転点が差圧デバイス作動域に移行する場合には、差圧デバイス51が閉じられるため(差圧デバイス開度がS4,S1となり)、差圧デバイス51がデフォルト位置にある場合よりLP−EGR弁前後差圧の実差圧が目標差圧に近づく。このLP−EGR弁前後差圧の実差圧が目標差圧に近づく分だけ、差圧デバイス51がデフォルト位置にある場合よりも実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率に近づく(図35の長い破線、短い破線参照)。このように差圧デバイス51が閉じられる場合にも、第1実施形態と同じ値の第1補正倍率Rhos1をそのまま用いて基本LP−EGR弁開度を増大側に補正したのでは、補正のし過ぎとなる。LP−EGR弁開度を増大側に補正しすぎて、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率を超えて大きくなった後に基本LP−EGR率に戻ってくる事態(この事態を以下「オーバーシュート」という。)が生じてしまうわけである。実際のLP−EGR率がオーバーシュートする期間は、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率を超えて大きいので、ノッキングが生じることはないものの、このときの基本点火時期ADV0では、MBTより遅角側となって、エンストに至り得るのである。 On the other hand, when the operating point shifts from the low load side to the differential pressure device operating range, the differential pressure device 51 is closed (the differential pressure device opening is S4 and S1), so that the differential pressure device 51 is in the default position. The actual differential pressure of the LP-EGR valve front-rear differential pressure is closer to the target differential pressure than in some cases. The actual LP-EGR rate is closer to the basic LP-EGR rate than when the differential pressure device 51 is in the default position by the amount that the actual differential pressure of the LP-EGR valve front-rear differential pressure approaches the target differential pressure (FIG. 35). Long dashed lines, short dashed lines). Even when the differential pressure device 51 is closed in this way, if the basic LP-EGR valve opening is corrected to the increase side using the first correction magnification Rhos1 having the same value as in the first embodiment as it is, the correction is not performed. It ’s too late. A situation in which the LP-EGR valve opening degree is corrected to the increase side and the actual LP-EGR rate returns to the basic LP-EGR rate after the actual LP-EGR rate exceeds the basic LP-EGR rate. "Overshoot"). During the period when the actual LP-EGR rate overshoots, the actual LP-EGR rate is larger than the basic LP-EGR rate, so that knocking does not occur, but at this time, the basic ignition timing ADV0 is higher than the MBT. It becomes a retarded angle side and can lead to an engine stall.
次に、長く高負荷側の非LP−EGR領域にあった状態から運転点が低負荷側の差圧デバイス作動域R1に移行する場合にも、第1補正倍率をそのまま用いるのでは、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率から外れてしまうことが新たに判明している。これについて図36を参照して説明すると、図36は、長く高負荷側の非LP−EGR領域にあった状態から運転点が低負荷側の差圧デバイス作動域R1に移行した場合のLP−EGR率の変化をモデルで示している。図36において、基本LP−EGR率の変化を実線で、差圧デバイス51がデフォルト位置にある場合の実際のLP−EGR率(図36でも「実LP−EGR率」で略記。)の変化を二点鎖線で示している。また、差圧デバイス開度を所定値まで閉じた場合の実際のLP−EGR率を破線で示している。 Next, even when the operating point shifts from the long non-LP-EGR region on the high load side to the differential pressure device operation region R1 on the low load side, if the first correction magnification is used as it is, It has been newly found that the LP-EGR rate deviates from the basic LP-EGR rate. This will be described with reference to FIG. 36. FIG. 36 shows the LP- when the operating point shifts from the long non-LP-EGR region on the high load side to the differential pressure device operating region R1 on the low load side. A change in the EGR rate is shown by a model. 36, the change in the basic LP-EGR rate is indicated by a solid line, and the change in the actual LP-EGR rate when the differential pressure device 51 is in the default position (also abbreviated as “actual LP-EGR rate” in FIG. 36). It is indicated by a two-dot chain line. Moreover, the actual LP-EGR rate when the differential pressure device opening degree is closed to a predetermined value is indicated by a broken line.
差圧デバイス51がデフォルト位置にある場合から説明する。この場合は第1実施形態において図8で説明したところと同様である。すなわち、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが基本温度T0より高いので、LP−EGR弁17を通過するEGRガス量Qegrが基本温度T0のときより多くなる。これより、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが基本温度T0に一致するまでの間、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率より大きくなる。エンジンコントローラ41では、基本LP−EGR率に対応して基本点火時期ADV0を算出するので、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率より大きい期間で、基本点火時期がMBTより遅角のし過ぎとなり、燃焼状態が悪化する。そこで、第1実施形態では、1.0以下の正の値である第1補正倍率Rhos1を基本LP−EGR弁開度VOegr0に乗算して目標LP−EGR弁開度tVOegrを求める。第1補正倍率Rhos1でLP−EGR弁開度を減少側に補正することで、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率と一致するようにし、燃焼状態が悪化することを回避したわけである。
A case where the differential pressure device 51 is in the default position will be described. This case is the same as that described in FIG. 8 in the first embodiment. That is, since the actual temperature Treal of the downstream temperature of the EGR extraction portion is higher than the basic temperature T0, the EGR gas amount Qegr passing through the LP-
一方、高負荷側から運転点が差圧デバイス作動域R1に移行する場合には、作動デバイス51が所定値まで閉じられるため、差圧デバイス51がデフォルト位置にある場合よりLP−EGR弁前後差圧の実差圧が目標差圧に近づく。このLP−EGR弁前後差圧の実差圧が目標差圧に近づく分だけ、差圧デバイス51がデフォルト位置にある場合よりも実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率に近づく(図36の破線参照)。このように差圧デバイス51が所定値まで閉じられる場合にも、第1実施形態と同じ値の第1補正倍率Rhos1をそのまま用いて基本LP−EGR弁開度を減少側に補正したのでは、補正のし過ぎとなる。LP−EGR弁開度を減少側に補正し過ぎて、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率を超えて小さくなった後に基本LP−EGR率に戻ってくる事態(この事態を以下「アンダーシュート」という。)が生じてしまうわけである。実際のLP−EGR率がアンダーシュートする期間は、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率を超えて小さいので、このときの基本点火時期ADV0では、MBTより進角側となって、ノッキングが生じ得るのである。 On the other hand, when the operating point shifts from the high load side to the differential pressure device operating range R1, the operating device 51 is closed to a predetermined value. The actual differential pressure approaches the target differential pressure. The actual LP-EGR rate is closer to the basic LP-EGR rate than when the differential pressure device 51 is in the default position by the amount that the actual differential pressure of the LP-EGR valve front-rear differential pressure approaches the target differential pressure (FIG. 36). (See dashed line). Thus, even when the differential pressure device 51 is closed to a predetermined value, if the basic LP-EGR valve opening is corrected to the decreasing side using the first correction magnification Rhos1 of the same value as in the first embodiment as it is, Too much correction. A situation in which the LP-EGR valve opening is corrected too much to the decrease side, and the actual LP-EGR rate returns to the basic LP-EGR rate after the actual LP-EGR rate becomes smaller than the basic LP-EGR rate. It is called “undershoot”). During the period when the actual LP-EGR rate undershoots, the actual LP-EGR rate is smaller than the basic LP-EGR rate. Therefore, at the basic ignition timing ADV0 at this time, the knocking occurs at the advance side from the MBT. Can occur.
このように、低負荷側から差圧デバイス作動域R1に移行する場合にも、第1実施形態の補正倍率の値をそのまま用いるのでは、実際のLP−EGR率がオーバーシュートする期間で基本LP−EGR率からの乖離が生じてエンストが発生し得るのである。また、高負荷側から差圧デバイス作動域R1に移行する場合にも、第1実施形態の補正倍率の値をそのまま用いるのでは、実際のLP−EGR率がアンダーシュートする期間で基本LP−EGR率からの乖離が生じてノッキングが発生し得る。 As described above, even when shifting from the low load side to the differential pressure device operating range R1, if the correction magnification value of the first embodiment is used as it is, the basic LP in the period in which the actual LP-EGR rate overshoots. -Deviation from the EGR rate may occur and engine stall may occur. In addition, when shifting from the high load side to the differential pressure device operating range R1, if the correction magnification value of the first embodiment is used as it is, the basic LP-EGR is in a period in which the actual LP-EGR rate undershoots. Knocking may occur due to a deviation from the rate.
ここで、上記の図35では差圧デバイス開度が所定値S4,S1である場合の実際のLP−EGR率を示している。一方、上記の図36では差圧デバイス51を所定値まで閉じた場合の実際のLP−EGR率を示している。両図を比較すると、図36では「差圧デバイス51を所定値まで閉じた場合」としか記載しておらず、図35で挙げた「差圧デバイス開度が所定値S4,S1である場合」と対応していない。このように、高負荷側から差圧デバイス作動域R1に移行する場合(図36)の差圧デバイス開度が低負荷側から差圧デバイス作動域R1に移行する場合(図35)の差圧デバイス開度(S4,S1)と対応しないのは、運転条件の相違による。 Here, FIG. 35 shows the actual LP-EGR rate when the differential pressure device opening is the predetermined values S4 and S1. On the other hand, FIG. 36 shows the actual LP-EGR rate when the differential pressure device 51 is closed to a predetermined value. Comparing the two figures, FIG. 36 only describes “when the differential pressure device 51 is closed to a predetermined value”, and “when the differential pressure device opening is the predetermined value S4, S1” shown in FIG. Is not supported. Thus, the differential pressure when the differential pressure device opening degree shifts from the high load side to the differential pressure device operation range R1 (FIG. 36) (FIG. 35). The reason why it does not correspond to the device opening (S4, S1) is due to the difference in operating conditions.
そこで第4実施形態では、長く低負荷側の非LP−EGR領域にあった状態から運転点が高負荷側の差圧デバイス作動域R1に移行する場合に、第1補正倍率を減量側に補正する。同様に、長く高負荷側の非LP−EGR領域にあった状態から運転点が低負荷側の差圧デバイス作動域R1に移行する場合にも、第1補正倍率を減量側に補正する。具体的には、差圧デバイス開度に応じた補正量(以下「デバイス補正量」という。)を新たに導入し、このデバイス補正量で第1補正倍率を減量側に補正する。この場合、長く低負荷側の非LP−EGR領域にあった状態から運転点が高負荷側の差圧デバイス作動域R1に移行する場合のデバイス補正量を改めて「デバイス補正量1」とする。一方、長く高負荷側の非LP−EGR領域にあった状態から運転点が低負荷側の差圧デバイス作動域R1に移行する場合のデバイス補正量を、上記のデバイス補正量1と区別するため「デバイス補正量2」とする。各デバイス補正量1,2で第1補正倍率を減量側に補正することで、補正過多が解消されるように、つまり補正のし過ぎで実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率を超えることがないようにするのである。
Therefore, in the fourth embodiment, when the operating point shifts from the long non-LP-EGR region on the low load side to the differential pressure device operating region R1 on the high load side, the first correction magnification is corrected to the decrease side. To do. Similarly, when the operating point shifts from the long non-LP-EGR region on the high load side to the differential pressure device operating region R1 on the low load side, the first correction magnification is corrected to the decrease side. Specifically, a correction amount (hereinafter referred to as “device correction amount”) corresponding to the differential pressure device opening is newly introduced, and the first correction magnification is corrected to the reduction side with this device correction amount. In this case, the device correction amount when the operating point shifts to the high load side differential pressure device operating region R1 from a state that has been in the non-LP-EGR region on the low load side for a long time is referred to as “
この場合、第4実施形態では、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが基本温度T0より外れている場合におけるLP−EGR弁前後差圧の変化分は、第1補正倍率に反映させるものとし、上記のデバイス補正量1,2に反映させることはしない。 In this case, in the fourth embodiment, the change in the differential pressure across the LP-EGR valve when the actual temperature Treal of the downstream temperature of the EGR take-off part is out of the basic temperature T0 is reflected in the first correction magnification. It is not reflected in the device correction amounts 1 and 2 described above.
一方、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが基本温度T0より外れている場合におけるLP−EGR弁前後差圧の変化分を上記のデバイス補正量1,2に反映させる方法(この方法を以下「参照方法」とする。)が考え得る。例えば、EGR取出し部下流温度の実温度Trealが基本温度T0より外れている場合における、差圧デバイス作動時のLP−EGR弁前後差圧が、基本温度T0の場合における、差圧デバイス作動時のLP−EGR弁前後差圧より変化する。そこで、差圧デバイス開度に応じるだけでなく、EGR取出し部下流温度の実温度Trealと基本温度T0の温度差に応じても、上記のデバイス補正量1,2を算出させるのである。しかしながら、この参照方法を採用することはできない。 On the other hand, a method of reflecting the amount of change in the differential pressure across the LP-EGR valve in the case where the actual temperature Treal of the downstream temperature of the EGR take-off portion is out of the basic temperature T0 (this method is hereinafter referred to as “ "Reference method"). For example, when the actual temperature Treal of the downstream temperature of the EGR take-out part is out of the basic temperature T0, the differential pressure across the LP-EGR valve when the differential pressure device is operating is the same as that when the differential pressure device is operating when the differential pressure device is the basic temperature T0. It varies depending on the differential pressure across the LP-EGR valve. Thus, the device correction amounts 1 and 2 are calculated not only in accordance with the differential pressure device opening but also in accordance with the temperature difference between the actual temperature Treal of the EGR extraction section downstream temperature and the basic temperature T0. However, this reference method cannot be adopted.
参照方法を採用することができない理由は次の通りである。すなわち、特に運転点が非LP−EGR領域から差圧デバイス作動域R1へと移行する場合であって実温度Trealが低い側から上昇して基本温度T0へと移行する場合には、実際のLP−EGR率を大きくする方向への補正が必要になる。実際のLP−EGR率を大きくするためにはLP−EGR弁前後差圧を大きくすることが有効である。そのためには、EGR取出し部下流温度の実温度Trealと基本温度T0の温度差に応じて上記のデバイス補正量1を算出し、算出したデバイス補正量1を用いて、差圧デバイス開度が小さくなる(差圧デバイス51を閉じる)方向に補正することとなる。一方、運転点が非LP−EGR領域から差圧デバイス作動域R1へと移行する場合であって実温度Trealが低い側から上昇して基本温度T0へと移行する場合はエンジンの負荷が増加する側であるので、新気量を増やしたいという運転上の要求がある。すると、デバイス補正量1で実際のLP−EGR率を大きくすることはできても、差圧デバイス51を閉じる方向に補正するので、新気量が補正する前より低減し、ポンピングロスが補正する前より大きくなってしまう。このように一方の要求は満たせても、もう一つ要求(運転上の要求)を満たすことができない事態が生じる。このような事態が生じたのは、参照方法によりEGR取出し部下流温度の実温度Trealと基本温度T0の温度差に応じて上記のデバイス補正量1を算出することとしたからである。従って、上記の事態を生じさせないため、参照方法を採用することはしない。
The reason why the reference method cannot be adopted is as follows. That is, particularly when the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the differential pressure device operating region R1 and when the actual temperature Treal rises from the lower side and shifts to the basic temperature T0, the actual LP -Correction to increase the EGR rate is necessary. In order to increase the actual LP-EGR rate, it is effective to increase the differential pressure across the LP-EGR valve. For this purpose, the
上記の事態が生じないようにするには、EGR取出し部下流温度の実温度Trealと基本温度T0の温度差に応じて上記のデバイス補正量1,2を算出する、ことはしないことである。そこで、第4実施形態では、差圧デバイス開度に応じるだけのデバイス補正量1,2を導入する。当該デバイス補正量1,2により特に運転点が非LP−EGR領域から差圧デバイス作動域R1へと移行する場合であって実温度が低い側から上昇して基本温度へと移行する場合に、実際のLP−EGR率を大きくしつつ新気量を増やすという要求を満たすのである。 In order to prevent the above situation from occurring, it is not necessary to calculate the device correction amounts 1 and 2 in accordance with the temperature difference between the actual temperature Treal of the EGR extraction section downstream temperature and the basic temperature T0. Therefore, in the fourth embodiment, device correction amounts 1 and 2 are introduced only in accordance with the differential pressure device opening. When the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the differential pressure device operation region R1 due to the device correction amounts 1 and 2, particularly when the actual temperature rises from the low side and shifts to the basic temperature. This satisfies the demand to increase the amount of fresh air while increasing the actual LP-EGR rate.
図37A,図37Bのフローチャートは第4実施形態で、第1実施形態の図9A,図9Bのフローと置き換わるものである。すなわち、図37A,図37Bのフローは運転点が非LP−EGR領域から差圧デバイス作動域R1へと移行する場合であって実温度Trealが低い側から上昇して基本温度T0へと移行する場合の目標LP−EGR弁開度を算出するためのものである。図37A,図37Bのフローは一定時間毎(たとえば10ms毎)に実行する。第1実施形態の図9A,図9Bのフローと同一部分には同一の符号を付している。なお、第4実施形態では差圧デバイス開度を制御しているため、図37A,図37Bのフローは上記図32のフローを実行した後に実行する。 The flowcharts of FIGS. 37A and 37B are the fourth embodiment, which replaces the flows of FIGS. 9A and 9B of the first embodiment. That is, the flow of FIGS. 37A and 37B is a case where the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the differential pressure device operation region R1, and the actual temperature Treal rises from the low side and shifts to the basic temperature T0. In this case, the target LP-EGR valve opening degree is calculated. The flow in FIGS. 37A and 37B is executed at regular time intervals (for example, every 10 ms). The same parts as those in the flow of FIGS. 9A and 9B of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In addition, since the differential pressure device opening degree is controlled in the fourth embodiment, the flow of FIGS. 37A and 37B is executed after the flow of FIG. 32 is executed.
第1実施形態の図9A,図9Bのフローと異なる部分を主に説明すると、第4実施形態では、ステップ111〜113を追加して設けている。すなわち、ステップ8で第1補正倍率Rhos1[無名数]を算出した後に、ステップ111でエンジンの運転点が図33に示す差圧デバイス作動域R1にあるか否かをみる。エンジンの運転点が図33に示す差圧デバイス作動域R1にないときにはステップ112、113を飛ばす。
A description will be given mainly of portions different from the flow of FIGS. 9A and 9B of the first embodiment. In the fourth embodiment, steps 111 to 113 are additionally provided. That is, after calculating the first correction magnification Rhos1 [anonymous number] in
ステップ111でエンジンの運転点が図33に示す差圧デバイス作動域R1にあるときにはステップ112,113に進む。まずステップ112では、差圧デバイス開度(図32のフローにより算出済み)[°]から図38を内容とするテーブルを検索することにより、デバイス補正量1[無名数]を算出する。図38に示したように、デバイス補正量1は差圧デバイス開度が所定値S1,S3,S4以外のときにゼロである。差圧デバイス開度がS1,S3,S4以外のときにデバイス補正量1をゼロとするのは次の理由による。すなわち、差圧デバイス開度がS1,S3,S4以外のときとは差圧デバイス51を閉じていないときである。差圧デバイス51を閉じていないときには第1実施形態と同じ値の第1補正倍率をそのまま与えても補正のし過ぎとなることがないためである。
When the engine operating point is in the differential pressure device operating range R1 shown in FIG. 33 in
一方、デバイス開度が所定値S4,S3,S1のときにデバイス補正量1は所定値h,i,j(h<i<j)となる値である。差圧デバイス開度がS4,S3,S1と小さくなるほどデバイス補正量1をh,i,jと大きくする理由は次の通りである。すなわち、図35で前述したように、差圧デバイス開度がS4,S1と小さくなるほど、差圧デバイス51がデフォルト位置にあるときより実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率に近づき、その近づいた分だけ補正のし過ぎとなる。そこで、差圧デバイス開度がS4,S3,S1と小さくなるほど、デバイス補正量1をh,i,jと大きくすることで、補正のし過ぎを相殺するためである。図38の実際の特性は最終的に適合により定める。
On the other hand, when the device opening is a predetermined value S4, S3, S1, the
図38の特性は、差圧デバイス開度を離散値で与える図30に対応させたものである。一方、差圧デバイス開度を連続値で与える図29に対応させたデバイス補正量1の特性を図39に示す。差圧デバイス開度を連続値で与える場合には、差圧デバイス開度が所定値S2を超えているとき及び所定値S1未満であるときにデバイス補正量1がゼロとなる。次に、差圧デバイス開度が所定値S2から所定値S1の間(差圧デバイス作動域)で差圧デバイス開度が小さくなるほど、デバイス補正量1はゼロから大きくなる。そして、差圧デバイス開度が所定値S1のときデバイス補正量1は所定値jとなる。
The characteristics in FIG. 38 correspond to those in FIG. 30 in which the differential pressure device opening is given as a discrete value. On the other hand, FIG. 39 shows the characteristics of the
ステップ113では、ステップ8で算出済みの第1補正倍率Rhos1[無名数]から、このように算出したデバイス補正量1[無名数]を差し引いた値を、改めて第1補正倍率Rhos1[無名数]とする。ここで、ステップ8で算出済みの第1補正倍率Rhos1には所定値1が入っている。ということは、ステップ113でやっていることは、所定値1からデバイス補正量1を差し引いた値を、改めて所定値1とすることを意味する。所定値1は第1補正倍率Rhos1の初期値を与えるための値であるから、ステップ111〜113では、差圧デバイス作動域で初期値をデバイス補正量1だけ減量補正しているわけである。これによって、差圧デバイス作動域で差圧デバイス51を閉じることによるLP−EGR弁前後差圧の増加分だけ第1補正倍率を減量することで、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率を超えることがないようにしている。
In
次に、図40のフローチャートは運転点が非LP−EGR領域から差圧デバイス作動域R1へと移行する場合であって実温度Trealが高い側から低下して基本温度T0へと移行する場合の第4実施形態の目標LP−EGR弁開度を算出するためのものである。図40のフローは一定時間毎(たとえば10ms毎)に実行する。第1実施形態の図14のフローと同一部分には同一の符号を付している。なお、第4実施形態では、差圧デバイス開度を制御しているため、図40のフローについても図32のフローを実行した後に実行する。 Next, the flowchart of FIG. 40 is a case where the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the differential pressure device operation region R1, and the actual temperature Treal decreases from the higher side and shifts to the basic temperature T0. This is for calculating the target LP-EGR valve opening degree of the fourth embodiment. The flow in FIG. 40 is executed at regular time intervals (for example, every 10 ms). The same parts as those in the flow of FIG. 14 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In the fourth embodiment, since the differential pressure device opening degree is controlled, the flow of FIG. 40 is also executed after the flow of FIG. 32 is executed.
第1実施形態の図14のフローと異なる部分を主に説明すると、第4実施形態では、ステップ121〜123を追加して設けている。すなわち、ステップ38で第1補正倍率Rhos1[無名数]を算出した後に、ステップ121でエンジンの運転点が図33に示す差圧デバイス作動域R1にあるか否かをみる。エンジンの運転点が図33に示す差圧デバイス作動域R1にないときにはステップ122、123を飛ばす。
A description will be given mainly of portions different from the flow of FIG. 14 of the first embodiment. In the fourth embodiment, steps 121 to 123 are additionally provided. That is, after calculating the first correction magnification Rhos1 [anonymous number] in
ステップ121でエンジンの運転点が図33に示す差圧デバイス作動域R1にあるときにはステップ122,123に進む。まずステップ122では、差圧デバイス開度(図32のフローにより算出済み)[°]から図41を内容とするテーブルを検索することにより、デバイス補正量2[無名数]を算出する。図41に示したように、デバイス補正量2は差圧デバイス開度が所定値S1,S3,S4以外のときにゼロである。差圧デバイス開度がS1,S3,S4以外のときにデバイス補正量2をゼロとするのは次の理由による。すなわち、差圧デバイス開度がS1,S3,S4以外のときとは差圧デバイス51を閉じていないときである。差圧デバイス51を閉じていないときには第1実施形態と同じ値の第1補正倍率をそのまま与えても補正のし過ぎとなることがないためである。
When the engine operating point is in the differential pressure device operating range R1 shown in FIG. 33 in
一方、デバイス開度が所定値S4,S3,S1のときにデバイス補正量2は所定値k,l,m(k<l<m)となる値である。差圧デバイス開度がS4,S3,S1と小さくなるほどデバイス補正量2をk,l,mと大きくする理由は次の通りである。すなわち、差圧デバイス開度がS4,S3,S1と小さくなるほど、差圧デバイス51がデフォルト位置にあるときより実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率に近づき、その近づいた分だけ補正のし過ぎとなる。そこで、差圧デバイス開度がS4,S3,S1と小さくなるほど、デバイス補正量2をk,l,mと大きくすることで、補正のし過ぎを相殺するためである。図41の実際の特性は最終的に適合により定める。
On the other hand, when the device opening is the predetermined value S4, S3, S1, the
図41の特性は、差圧デバイス開度を離散値で与える図30に対応させたものである。一方、差圧デバイス開度を連続値で与える図29に対応させたデバイス補正量2の特性を図42に示す。差圧デバイス開度を連続値で与える場合には、差圧デバイス開度が所定値S2を超えているとき及び所定値S1未満であるときにデバイス補正量1がゼロとなる。次に、差圧デバイス開度が所定値S2から所定値S1の間(差圧デバイス作動域)で差圧デバイス開度が小さくなるほど、デバイス補正量2はゼロから大きくなる。そして、差圧デバイス開度が所定値S1のときデバイス補正量2は所定値mとなる。なお、デバイス補正量1の特性を示す図38,図39とデバイス補正量2の特性を示す図41,図42とで縦軸のスケールが同じように、つまりh=k、i=l、j=mのように見えるが、実際には異なっている(h≠k、i≠l、j≠m)。
The characteristics in FIG. 41 correspond to those in FIG. 30 in which the differential pressure device opening is given as a discrete value. On the other hand, FIG. 42 shows the characteristics of the
ステップ123では、ステップ38で算出済みの第1補正倍率Rhos1[無名数]から、このように算出したデバイス補正量2[無名数]を差し引いた値を、改めて第1補正倍率Rhos1[無名数]とする。ここで、ステップ38で算出済みの第1補正倍率Rhos1には所定値3が入っている。ということは、ステップ123でやっていることは、所定値3からデバイス補正量2を差し引いた値を、改めて所定値3とすることを意味する。所定値3は第1補正倍率Rhos1の初期値を与えるための値であるから、ステップ121〜123では、差圧デバイス作動域で初期値をデバイス補正量2だけ減量補正しているわけである。これによって、差圧デバイス作動域で差圧デバイス51を閉じることによるLP−EGR弁前後差圧の増加分だけ第1補正倍率を減量することで、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率を超えることがないようにしている。
In step 123, a value obtained by subtracting the device correction amount 2 [anonymous number] calculated in this way from the first correction magnification Rhos1 [anonymous number] calculated in
第4実施形態では、EGR吐出部P(EGR通路の吸気管への合流部)より上流の吸気管4aに差圧デバイス51を、LP−EGR領域のうちの低回転速度低負荷域R1(EGR領域の少なくとも一部)に差圧デバイス作動域をそれぞれ設けている。そして、この差圧デバイス作動域R1で差圧デバイス51を閉じる(閉方向に制御する)。さらに、エンジンの運転点が非LP−EGR領域(非EGR領域)から作動デバイス作動域に移行する場合であって、EGR取出し部(EGR取出し部)下流温度の実温度が基本温度へと移行する場合に、第1補正倍率(温度差分補正量)を減量側に補正する。これによって、低負荷側から差圧デバイス作動域R1に移行する場合に実際のLP−EGR率がオーバーシュートすることが抑制され、オーバーシュートする期間で基本LP−EGR率から乖離することによるエンストの発生を回避することができる。低負荷側から差圧デバイス作動域R1に移行する場合の第4実施形態の実際のLP−EGR率の変化を図35に一点鎖線で追加して示すと、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率へと応答良く追従している。また、第4実施形態では、高負荷側から差圧デバイス作動域R1に移行する場合に実際のLP−EGR率がアンダーシュートすることが抑制され、アンダーシュートする期間で基本LP−EGR率から乖離することによるノッキングの発生を回避することができる。高負荷側から差圧デバイス作動域に移行する場合の第4実施形態の実際のLP−EGR率の変化を図36に一点鎖線で追加して示すと、実際のLP−EGR率が基本LP−EGR率へと応答良く追従している。このように、低負荷側や高負荷側から差圧デバイス作動域R1に移行する場合であって、EGR取出し部下流温度の実温度が基本温度へと移行する場合にあっても、実際のLP−EGR値率を基本LP−EGR率に応答良く追従させることができる。これによって、低負荷側や高負荷側から差圧デバイス作動域R1への移行時に車両の運転性を犠牲にすることなく燃費を改善することができる。
In the fourth embodiment, the differential pressure device 51 is connected to the
第4実施形態では、2つの各デバイス補正量1,2(温度差分補正量を減量側に補正する値)を、EGR取出し部(EGR取出し部)下流温度の実温度Trealと予め定めた基本温度T0との差に応じて補正することはしない。これによって、特に運転点が非LP−EGR領域から差圧デバイス作動域R1へと移行する場合に、実際のLP−EGR率を大きくすることはできても、新気量を増やしたいという運転上の要求は満たせないという事態を回避することができる。 In the fourth embodiment, each of the two device correction amounts 1 and 2 (value for correcting the temperature difference correction amount to the decrease side) is set to the EGR extraction unit (EGR extraction unit) downstream temperature actual temperature Treal and a predetermined basic temperature. No correction is made according to the difference from T0. As a result, especially when the operating point shifts from the non-LP-EGR region to the differential pressure device operating region R1, the actual LP-EGR rate can be increased, but the operation is to increase the amount of fresh air. It is possible to avoid a situation in which the demands cannot be satisfied.
第4実施形態では、差圧デバイス作動域R1で差圧デバイス51を閉じる(閉方向に制御する)ことによってEGR吐出部Pの圧力(差圧デバイス下流の吸気管の圧力)を負圧で一定に保持させている。これによって、差圧デバイス51を設けていても、差圧デバイス51を設けていない場合と同様のトルクコントロールを行わせることができる。 In the fourth embodiment, the pressure of the EGR discharge part P (the pressure of the intake pipe downstream of the differential pressure device) is kept constant at a negative pressure by closing the differential pressure device 51 in the differential pressure device operating range R1 (controlling in the closing direction). To hold. Thereby, even if the differential pressure device 51 is provided, the same torque control as in the case where the differential pressure device 51 is not provided can be performed.
第4実施形態では、差圧デバイス51は、エンジンの回転速度とエンジンの負荷をパラメータとして予め設定した開度マップによって制御される。これによって、差圧デバイス51を設けていても、トルクコントロールやLP−EGR率の制御が複雑となることがなく、スロットルバルブ5、LP−EGR弁17、差圧デバイス51の各機能信頼性を確保することができる。
In the fourth embodiment, the differential pressure device 51 is controlled by an opening degree map set in advance using the engine speed and the engine load as parameters. As a result, even if the differential pressure device 51 is provided, torque control and control of the LP-EGR rate are not complicated, and the functional reliability of the
第4実施形態では、EGR通路15の合流部より上流の吸気管4aに差圧デバイス51を設ける場合で説明したが、この場合に限定されるものでない。例えば、EGR通路15の分岐部より下流の排気管11bに差圧デバイスを設けるものであってよい。この場合には、差圧デバイスを閉じてやると、差圧デバイス前後に圧力差が生じ、差圧デバイス上流の排気管11bの圧力、つまりEGR取出し部Nの圧力が大気圧より高い圧力となる。大気圧をゼロすれば、この大気圧より高い圧力は正の圧力となる。EGR取出し部Nの圧力が正の圧力になると、LP−EGR領域のうちの低回転速度低負荷側であっても、LP−EGR弁17の前後で圧力差が生じ、EGR吐出部PからEGRガスが吸気管4aに吐出される。このように、EGR通路15の分岐部より下流の排気管11bに差圧デバイスを設けることによっても、LP−EGR領域のうちの低回転速度低負荷側でLP−EGR弁17の前後差圧を確保することができる。
Although the fourth embodiment has been described in the case where the differential pressure device 51 is provided in the
実施形態では、EGR取出し部下流温度の実温度Trealを温度センサ46により検出する場合で説明したが、この場合に限られるものでない。例えば、エンジンの運転履歴に基づいてEGR取出し部下流温度の実温度Trealを推定することであってよい。また、EGR取出し部上流温度(EGR取出し部上流の排気管11bの温度)の実温度を温度センサにより検出し、この検出したEGR取出し部上流温度の実温度に基づいてEGR取出し部下流温度の実温度を推定することであってよい。
In the embodiment, the case where the
実施形態では、温度センサ46により検出されるEGR取出し部下流温度の実温度Trealに基づいて第1補正倍率Rhos1(温度差分補正量)を算出したが、この場合に限られるものでない。圧力センサにより検出されるEGR取出し部下流圧力と併用して、第1補正倍率Rhos1(温度差分補正量)を算出してもよい。
In the embodiment, the first correction magnification Rhos1 (temperature difference correction amount) is calculated based on the actual temperature Treal of the EGR extraction section downstream temperature detected by the
実施形態では、ガソリンエンジンにLP−EGR装置を適用する場合で説明したが、この場合に限られるものでなく、ディーゼルエンジンにLP−EGR装置を適用する場合にも本発明の適用がある。LP−EGR装置を備える場合だけでなく、HP−EGR装置を備えるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンの場合にも本発明の適用がある。なぜなら、HP−EGR装置を備えるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンにおいて、将来的にはHP−EGR領域を拡大することが検討されている。このものでは、運転点が非EGR領域からEGR領域に移行する場合またはEGR領域内をエンジンの運転点が移行する場合であって、EGR取出し部下流温度の実温度が予め定めた基本温度へと移行する場合にEGR弁前後差圧が基本温度のときより小さくなる。よって、この場合にも本発明の適用の余地がある。 In the embodiment, the case where the LP-EGR device is applied to the gasoline engine has been described. However, the present invention is not limited to this case, and the present invention can be applied to the case where the LP-EGR device is applied to the diesel engine. The present invention is applicable not only to the case where the LP-EGR device is provided but also to the case of a gasoline engine and a diesel engine provided with the HP-EGR device. Because, in the future, in the gasoline engine and diesel engine equipped with the HP-EGR device, it is considered to expand the HP-EGR region. In this case, when the operating point shifts from the non-EGR region to the EGR region or when the operating point of the engine shifts within the EGR region, the actual temperature of the EGR take-out portion downstream temperature reaches a predetermined basic temperature. When shifting, the differential pressure across the EGR valve becomes smaller than at the basic temperature. Therefore, there is still room for application of the present invention in this case.
1 ガソリンエンジン
4a 吸気管
4b 吸気コレクタ
8 燃料噴射弁
9 点火プラグ
11b 排気管
12 マニホールド触媒
13 メイン触媒
14 LP−EGR装置
15 EGR通路
16 EGRクーラ
17 LP−EGR弁(EGR弁)
18 モータ(アクチュエータ)
41 エンジンコントローラ(基本EGR弁開度算出手段、目標EGR弁開度算出手段、アクチュエータ制御手段)
46 温度センサ(温度検出手段)
48 温度センサ(温度検出手段)
51 差圧デバイス
DESCRIPTION OF
18 Motor (actuator)
41 Engine controller (basic EGR valve opening calculation means, target EGR valve opening calculation means, actuator control means)
46 Temperature sensor (temperature detection means)
48 Temperature sensor (temperature detection means)
51 Differential pressure device
Claims (5)
前記EGR通路を開閉するEGR弁と、 An EGR valve that opens and closes the EGR passage;
前記EGR弁の開度を調整し得るアクチュエータと、 An actuator capable of adjusting the opening of the EGR valve;
予め定まっているEGR領域で基本EGR弁開度を算出する基本EGR弁開度算出手段と、 Basic EGR valve opening calculation means for calculating a basic EGR valve opening in a predetermined EGR region;
エンジンの運転点が非EGR領域からEGR領域に移行する場合またはEGR領域内をエンジンの運転点が移行する場合であって、EGR取出し部下流温度の実温度が予め定めた基本温度へと移行する場合に、温度差分補正量で前記基本EGR弁開度を補正して目標EGR弁開度を算出する目標EGR弁開度算出手段と、 When the engine operating point shifts from the non-EGR region to the EGR region or when the engine operating point shifts within the EGR region, the actual temperature of the EGR take-out portion downstream temperature shifts to a predetermined basic temperature A target EGR valve opening calculation means for correcting the basic EGR valve opening by a temperature difference correction amount and calculating a target EGR valve opening;
前記EGR弁の開度が前記算出した目標EGR弁開度となるように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、を備え、 Actuator control means for controlling the actuator so that the opening degree of the EGR valve becomes the calculated target EGR valve opening degree,
エンジントルクとエンジン回転速度をパラメータとするマップ上に、前記EGR領域でありながら前記EGR弁を吸気管側から排気管側に流れる逆流が生じる逆流領域を予め定めておき、 On the map using engine torque and engine speed as parameters, a reverse flow region in which the reverse flow that flows from the intake pipe side to the exhaust pipe side of the EGR valve is determined in advance while being in the EGR region,
前記エンジントルクとエンジン回転速度とで定まるエンジンの運転点が前記マップ上の前記逆流領域にあるときに前記逆流領域であると判定し、 When the engine operating point determined by the engine torque and the engine rotation speed is in the backflow region on the map, it is determined that the backflow region,
前記実温度が予め定めた温度より低いときに前記逆流領域を高負荷側に拡大する When the actual temperature is lower than a predetermined temperature, the backflow region is expanded to the high load side.
ことを特徴とするEGR制御装置。 An EGR control device characterized by that.
前記EGR通路を開閉するEGR弁と、 An EGR valve that opens and closes the EGR passage;
前記EGR弁の開度を調整し得るアクチュエータと、 An actuator capable of adjusting the opening of the EGR valve;
予め定まっているEGR領域で基本EGR弁開度を算出する基本EGR弁開度算出手段と、 Basic EGR valve opening calculation means for calculating a basic EGR valve opening in a predetermined EGR region;
エンジンの運転点が非EGR領域からEGR領域に移行する場合またはEGR領域内をエンジンの運転点が移行する場合であって、EGR取出し部下流温度の実温度が予め定めた基本温度へと移行する場合に、温度差分補正量で前記基本EGR弁開度を補正して目標EGR弁開度を算出する目標EGR弁開度算出手段と、 When the engine operating point shifts from the non-EGR region to the EGR region or when the engine operating point shifts within the EGR region, the actual temperature of the EGR take-out portion downstream temperature shifts to a predetermined basic temperature A target EGR valve opening calculation means for correcting the basic EGR valve opening by a temperature difference correction amount and calculating a target EGR valve opening;
前記EGR弁の開度が前記算出した目標EGR弁開度となるように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、を備え、 Actuator control means for controlling the actuator so that the opening degree of the EGR valve becomes the calculated target EGR valve opening degree,
前記EGR通路の合流部より上流の吸気管または前記EGR通路の分岐部より下流の排気管に差圧デバイスを、前記EGR領域の少なくとも一部に差圧デバイス作動域をそれぞれ設け、 A differential pressure device is provided in an intake pipe upstream from a confluence part of the EGR passage or an exhaust pipe downstream from a branch part of the EGR passage, and a differential pressure device operation region is provided in at least a part of the EGR region;
前記差圧デバイス作動域で前記差圧デバイスを閉方向に制御すると共に、 Controlling the differential pressure device in the closing direction in the differential pressure device operating range;
エンジンの運転点が前記非EGR領域から前記差圧デバイス作動域に移行する場合であって、前記EGR取出し部下流温度の実温度が前記基本温度へと移行する場合に、前記温度差分補正量を減量側に補正する When the engine operating point shifts from the non-EGR region to the differential pressure device operating region, and the actual temperature of the downstream temperature of the EGR extraction unit shifts to the basic temperature, the temperature difference correction amount is Compensate for weight loss
ことを特徴とするEGR制御装置。An EGR control device characterized by that.
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