JP6824572B2 - Internal combustion engine control device - Google Patents

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Description

本発明は、排気ターボ過給機及び排気ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation)装置が付帯した内燃機関を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for controlling an internal combustion engine accompanied by an exhaust turbocharger and an exhaust gas recirculation device.

気筒から排出される排気ガスの持つエネルギを利用して排気タービン(タービンホイール)を回転させ、その回転をコンプレッサのインペラ(コンプレッサホイール)に伝達し、吸入空気を加圧圧縮(過給)して気筒へと送り込む排気ターボ過給機が周知である。 The exhaust gas (turbine wheel) is rotated by using the energy of the exhaust gas discharged from the cylinder, and the rotation is transmitted to the compressor impeller (compressor wheel) to pressurize and compress (supercharge) the intake air. Exhaust turbochargers that feed into cylinders are well known.

排気ターボ過給機を備える内燃機関には、ウェイストゲートを付設することが通例である。ウェイストゲートバルブは、排気通路におけるタービンの上流側と下流側とを接続するバイパスを開閉するものであり、吸気通路を流通する吸気の圧力が過剰に大きくならないよう抑制する役割を担う。ウェイストゲートバルブが開くのは、通常、スロットルバルブが全開または全開に近い全負荷ないし高負荷の運転領域においてである。 It is customary to attach a wastegate to an internal combustion engine equipped with an exhaust turbocharger. The wastegate valve opens and closes a bypass connecting the upstream side and the downstream side of the turbine in the exhaust passage, and plays a role of suppressing the pressure of the intake air flowing through the intake passage from becoming excessively large. The wastegate valve usually opens in the full load or high load operating range where the throttle valve is fully open or close to fully open.

一般的なウェイストゲートバルブは、過給気の圧力をダイアフラム室に導入しその過給圧を利用してダイアフラム及びこれに接続したウェイストゲートバルブを駆動する態様のアクチュエータにより駆動される。このダイアフラム式アクチュエータには、ダイアフラム室を大気に開放し得る調整バルブ(Vacuum Switching Valve)が付随しており、VSVの開度をデューティ制御することを通じてウェイストゲートバルブの開度を調節し、以て過給圧の制御を実現することができる(以上、例えば下記特許文献を参照)。 A general wastegate valve is driven by an actuator in which the pressure of supercharged air is introduced into a diaphragm chamber and the boost pressure is used to drive a diaphragm and a wastegate valve connected to the diaphragm. This diaphragm type actuator is accompanied by an adjustment valve (Vacum Switching Valve) that can open the diaphragm chamber to the atmosphere, and adjusts the opening of the wastegate valve by duty-controlling the opening of the VSV. It is possible to control the boost pressure (see, for example, the following patent documents).

アクセル開度即ち内燃機関に対する要求負荷が大きいがエンジン回転数は低い低回転高負荷の運転領域では、VSVを全閉してダイアフラム室に過給圧の全部を印加したとしても、ウェイストゲートバルブが開かず、排気ガスが全て排気タービンに流入する。それにもかかわらず、気筒に供給するべき吸気の圧力が要求負荷に見合うほど十分には高まらず、エンジントルクが不足して加速性能に不満が残ることがあった。 In the low-speed, high-load operating region where the accelerator opening, that is, the load required for the internal combustion engine is large, but the engine speed is low, even if the VSV is fully closed and the entire boost pressure is applied to the diaphragm chamber, the wastegate valve will be It does not open and all the exhaust gas flows into the exhaust turbine. Nevertheless, the intake pressure to be supplied to the cylinder was not high enough to meet the required load, and the engine torque was insufficient, which sometimes left dissatisfaction with the acceleration performance.

特開2015−140697号公報JP-A-2015-1040697

本発明は、低回転高負荷の運転領域において気筒に供給するべき過給気の圧力をより高めエンジントルクを増大させることを所期の目的としている。 The present invention is directed to the intended purpose of Rukoto increase further enhanced engine torque pressure of the supercharged air to be supplied to the cylinder in the operation region of low rotation and high load.

上述した課題を解決するべく、本発明では、排気通路上に配置したタービンにより吸気通路上に配置したコンプレッサを駆動する排気ターボ過給機、及び、排気通路におけるタービンの上流側と吸気通路におけるコンプレッサの下流側とをEGR通路により接続し当該EGR通路を介してEGRガスを還流させて吸気に混交する排気ガス再循環装置が付帯し、各気筒の吸気ポート近傍に燃料を噴射するインジェクタが設けられており気筒に混合気が供給される内燃機関を制御するものであって、エンジン回転数がインターセプトポイントの回転数以下かつアクセル開度が全開または全開に近い閾値以上であるときに、気筒に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように燃料噴射量を増量し、なおかつEGR通路を開閉するEGRバルブを開弁してEGR通路を介して吸気通路から排気通路に新気を送り込むが、排気通路の温度が所定以下である場合には空燃比のリッチ化及びEGRバルブの開弁を行わない内燃機関の制御装置を構成した。 In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, an exhaust turbo supercharger that drives a compressor arranged on the intake passage by a turbine arranged on the exhaust passage, and a compressor on the upstream side of the turbine in the exhaust passage and in the intake passage. An exhaust gas recirculation device that connects the downstream side of the cylinder with an EGR passage and recirculates the EGR gas through the EGR passage to mix with the intake air is attached, and an injector for injecting fuel is provided near the intake port of each cylinder. It controls the internal combustion engine in which the air-fuel mixture is supplied to the cylinder, and is supplied to the cylinder when the engine rotation speed is equal to or less than the rotation speed of the intercept point and the accelerator opening is at least the threshold of fully open or close to fully open. The fuel injection amount is increased so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be mixed is richer than the theoretical air-fuel ratio, and the EGR valve that opens and closes the EGR passage is opened to change from the intake passage to the exhaust passage via the EGR passage. A control device for an internal combustion engine is configured which sends air but does not enrich the air-fuel ratio and open the EGR valve when the temperature of the exhaust passage is below a predetermined level.

本発明によれば、低回転高負荷の運転領域において気筒に供給するべき過吸気の圧力をより高めエンジントルクを増大させることができる。 According to the present invention increases more enhanced engine torque pressure over the intake to be supplied to the cylinder in the operation region of low rotation and high load can Rukoto.

本発明の一実施形態における車両用内燃機関の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the internal combustion engine for a vehicle in one Embodiment of this invention. 同実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。The flow chart which shows the procedure example of the process which the control device of the same embodiment executes according to a program.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態の内燃機関は、火花点火式の4ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。点火プラグ12は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を起こすものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle according to the present embodiment. The internal combustion engine of the present embodiment is a spark-ignition type 4-stroke gasoline engine, and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is illustrated in FIG. 1). An injector 11 for injecting fuel is provided in the vicinity of the intake port of each cylinder 1. Further, a spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1. The spark plug 12 receives the application of the induced voltage generated by the ignition coil and causes a spark discharge between the center electrode and the ground electrode. The ignition coil is integrally built in the coil case together with the igniter which is a semiconductor switching element.

吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、排気ターボ過給機5のコンプレッサ51、インタクーラ35、吸気絞り用のバルブである電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。 The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. An air cleaner 31, a compressor 51 of an exhaust turbocharger 5, an intercooler 35, an electronic throttle valve 32 which is a valve for an intake throttle, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream on the intake passage 3. doing.

排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生する排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42、排気ターボ過給機5の排気タービン52及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。加えて、タービン52を迂回する排気バイパス通路43、及びこのバイパス通路43の入口を開閉するバイパス弁であるウェイストゲートバルブ44を設けてある。 The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 to the outside from the exhaust port of each cylinder 1. An exhaust manifold 42, an exhaust turbine 52 of an exhaust turbocharger 5, and a three-way catalyst 41 for purifying exhaust are arranged on the exhaust passage 4. In addition, an exhaust bypass passage 43 that bypasses the turbine 52 and a wastegate valve 44 that is a bypass valve that opens and closes the inlet of the bypass passage 43 are provided.

排気ターボ過給機5は、排気タービン52とコンプレッサのインペラ51とをシャフト53を介して同軸で連結し連動するように構成したものである。そして、タービン52及びインペラ51を排気のエネルギを利用して回転駆動し、その回転力を以てコンプレッサにポンプ作用を営ませることにより、吸入空気を加圧圧縮(過給)して気筒1に送り込む。 The exhaust turbocharger 5 is configured such that the exhaust turbine 52 and the impeller 51 of the compressor are coaxially connected via a shaft 53 and interlocked with each other. Then, the turbine 52 and the impeller 51 are rotationally driven by using the energy of the exhaust gas, and the compressor is made to perform a pumping action by the rotational force, so that the intake air is pressurized and compressed (supercharged) and sent to the cylinder 1.

ウェイストゲートバルブ44は、ダイアフラム式のアクチュエータ6により開閉駆動する。アクチュエータ6は、ダイアフラム60により隔てられたダイアフラム室61及び定圧室62を有し、ダイアフラム室61と定圧室62との差圧を利用してダイアフラム60を変位させる。ダイアフラム60とウェイストゲートバルブ44とは、バルブロッド63を介して連結している。ダイアフラム室61と定圧室62との差圧が所定のセット圧を超えると、ダイアフラム60及びバルブロッド63が、スプリング64の弾性付勢力に抗して、ダイアフラム室61側から定圧室62側に向かって変位する。結果、バイパス通路43を閉鎖していたウェイストゲートバルブ44が駆動されて、バイパス通路43が開放される。これに対し、ダイアフラム室61と定圧室62との差圧がセット圧以下であるときには、スプリング64の弾性付勢力によりダイアフラム60及びバルブロッド63が元の位置に復帰し、ウェイストゲートバルブ44が完全に閉じて、バイパス通路43が閉鎖される。 The wastegate valve 44 is driven to open and close by a diaphragm type actuator 6. The actuator 6 has a diaphragm chamber 61 and a constant pressure chamber 62 separated by a diaphragm 60, and displaces the diaphragm 60 by utilizing the differential pressure between the diaphragm chamber 61 and the constant pressure chamber 62. The diaphragm 60 and the wastegate valve 44 are connected via a valve rod 63. When the differential pressure between the diaphragm chamber 61 and the constant pressure chamber 62 exceeds a predetermined set pressure, the diaphragm 60 and the valve rod 63 move from the diaphragm chamber 61 side to the constant pressure chamber 62 side against the elastic urging force of the spring 64. Displace. As a result, the wastegate valve 44 that closed the bypass passage 43 is driven, and the bypass passage 43 is opened. On the other hand, when the differential pressure between the diaphragm chamber 61 and the constant pressure chamber 62 is equal to or less than the set pressure, the elastic urging force of the spring 64 returns the diaphragm 60 and the valve rod 63 to their original positions, and the wastegate valve 44 is completely completed. The bypass passage 43 is closed.

アクチュエータ6のダイアフラム室61には、吸気通路3におけるコンプレッサ51の下流側かつスロットルバルブ32の上流側の部位の吸気の圧力、つまりは過給圧を導入する。そのために、ダイアフラム室61と吸気通路3の当該部位とを連通させる過給圧導入流路71と、過給圧導入流路71ひいてはダイアフラム室61を大気に開放する圧抜流路72と、圧抜流路72を開閉する調整バルブ(Vacuum Switching Valve)73とを設けている。 The intake pressure, that is, the boost pressure, is introduced into the diaphragm chamber 61 of the actuator 6 at a portion of the intake passage 3 on the downstream side of the compressor 51 and on the upstream side of the throttle valve 32. Therefore, the boost pressure introduction flow path 71 that communicates the diaphragm chamber 61 with the relevant portion of the intake passage 3, the pressurization flow path 72 that opens the boost pressure introduction flow path 71, and thus the diaphragm chamber 61 to the atmosphere, and the pressure. An adjustment valve (Vacum Switching Valve) 73 that opens and closes the drawing flow path 72 is provided.

VSV73は、制御信号lを受けてその開度を変化させるソレノイドバルブ等の既知の流量制御弁である。VSV73の開度を操作すれば、吸気通路3から過給圧導入流路71に流入する過給気の一部を圧抜流路72経由で大気に逃がし、ダイアフラム室61の圧力の大きさを制御することができる。アクチュエータ6の定圧室62には、通常、大気圧を導入する。 The VSV73 is a known flow rate control valve such as a solenoid valve that receives a control signal l and changes its opening degree. By manipulating the opening degree of the VSV 73, a part of the supercharged air flowing into the supercharging pressure introduction passage 71 from the intake passage 3 is released to the atmosphere via the pressure relief passage 72, and the magnitude of the pressure in the diaphragm chamber 61 is increased. Can be controlled. Atmospheric pressure is usually introduced into the constant pressure chamber 62 of the actuator 6.

EGR装置2は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものであり、排気通路4における排気タービン52の上流側の所定箇所(排気マニホルド42であることがある)と吸気通路3におけるインタクーラ35及びスロットルバルブ32の下流側の所定箇所(サージタンク33であることがある)とを連通させる外部EGR通路21と、EGR通路21上に設けたEGRクーラ22と、EGR通路21を開閉し当該EGR通路21を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ23とを要素とする。 The EGR device 2 realizes a so-called high-pressure loop EGR, and includes a predetermined location (which may be an exhaust manifold 42) on the upstream side of the exhaust turbine 52 in the exhaust passage 4 and an intercooler 35 and a throttle valve 32 in the intake passage 3. An external EGR passage 21 that communicates with a predetermined location (which may be a surge tank 33) on the downstream side of the EGR passage, an EGR cooler 22 provided on the EGR passage 21, and the EGR passage 21 are opened and closed to flow through the EGR passage 21. The element is an EGR valve 23 that controls the flow rate of the EGR gas.

本実施形態の内燃機関の制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。 The ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a control device for an internal combustion engine of the present embodiment, is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.

ECU0の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(いわば、内燃機関に対する要求負荷、要求出力)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号d、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧(過給圧)を検出する吸気温・吸気圧センサから出力される吸気温・吸気圧信号e、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号f、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号g、車載のバッテリの充電状態を示唆する指標(バッテリ電流及び/またはバッテリ電圧)を検出するセンサから出力されるバッテリ状態信号h等が入力される。 The input interface of ECU0 includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from a crank angle sensor that detects the rotation angle of the crankshaft and the engine rotation speed, and an accelerator pedal. Accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression or the opening of the throttle valve 32 as the accelerator opening (so to speak, the required load on the internal combustion engine, the required output), from the sensor that detects the amount of depression of the brake pedal. Brake depression signal d output, intake temperature / intake pressure signal output from the intake temperature / intake pressure sensor that detects the intake temperature and intake pressure (supercharging pressure) in the intake passage 3 (particularly, surge tank 33). e, cooling water temperature signal f output from the water temperature sensor that detects the cooling water temperature suggesting the temperature of the internal combustion engine, cam angle signal g output from the cam angle sensor at a plurality of cam angles of the intake camshaft or the exhaust camshaft. , The battery status signal h or the like output from the sensor that detects the index (battery current and / or battery voltage) suggesting the charge status of the vehicle-mounted battery is input.

ECU0の出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタに対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、EGRバルブ23に対して開度操作信号l、VSV73に対して開度操作信号m等を出力する。 From the output interface of ECU 0, the ignition signal i for the igniter of the spark plug 12, the fuel injection signal j for the injector 11, the opening operation signal k for the throttle valve 32, and the opening operation for the EGR valve 23. The opening operation signal m and the like are output to the signals l and VSV73.

ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒1に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング、要求EGR率(または、EGRガス量)等といった各種運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、l、mを出力インタフェースを介して印加する。 The processor of ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, h necessary for the operation control of the internal combustion engine via the input interface, obtains the engine speed, and fills the cylinder 1. Estimate the amount of intake air. Then, based on the engine speed, intake amount, etc., the required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of fuel injections for one combustion), fuel injection pressure, ignition timing, required EGR rate (or EGR). Determine various operating parameters such as gas volume). The ECU 0 applies various control signals i, j, k, l, and m corresponding to the operation parameters via the output interface.

アクセル開度即ち内燃機関に対する要求負荷が大きいがエンジン回転数が低い低回転高負荷の運転領域では、VSV73を全閉してアクチュエータ6のダイアフラム室61に過給圧の全部を印加したとしても、ダイアフラム60及びバルブロッド63が変位せずにウェイストゲートバルブ44が開かず、排気ガスが全て排気タービン52に流入する。なお、VSV73を全閉してもウェイストゲートバルブ44が開かないようなエンジン回転数の上限は、インターセプトポイントと呼ばれる。エンジン回転数がインターセプトポイントを超えると、ウェイストゲートバルブ44が開き始める。 In the low rotation and high load operating region where the accelerator opening, that is, the load required for the internal combustion engine is large but the engine speed is low, even if the VSV 73 is fully closed and the entire boost pressure is applied to the diaphragm chamber 61 of the actuator 6. The diaphragm 60 and the valve rod 63 are not displaced, the wastegate valve 44 is not opened, and all the exhaust gas flows into the exhaust turbine 52. The upper limit of the engine speed at which the wastegate valve 44 does not open even when the VSV73 is fully closed is called an intercept point. When the engine speed exceeds the intercept point, the wastegate valve 44 begins to open.

低負荷高回転の運転領域では、全排気ガスがタービン52に流入するにもかかわらず、排気ターボ過給機5の仕事が大きくならず、気筒1に供給するべき吸気の過給圧力が要求負荷に見合うほどに高まらないことがある。その結果、要求負荷に対してエンジントルクが不足し、十分な加速性能を得られないという問題がある。 In the low-load, high-speed operating region, the work of the exhaust turbocharger 5 does not increase even though all the exhaust gas flows into the turbine 52, and the intake boost pressure to be supplied to the cylinder 1 is the required load. It may not be high enough to match. As a result, there is a problem that the engine torque is insufficient for the required load and sufficient acceleration performance cannot be obtained.

そこで、図2に示すように、本実施形態のECU0は、エンジン回転数がインターセプトポイントの回転数以下であり(ステップS1)、かつアクセル開度が全開または全開に近い閾値以上である(ステップS2)ときに、気筒1に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるようにインジェクタ11から噴射する燃料の量を増量し(ステップS4)、なおかつEGRバルブ23を開弁してEGR通路21を開通させる(ステップS5)処理を実行する。 Therefore, as shown in FIG. 2, in the ECU 0 of the present embodiment, the engine speed is equal to or less than the rotation speed of the intercept point (step S1), and the accelerator opening is not more than the threshold value of fully open or close to fully open (step S2). ) At that time, the amount of fuel injected from the injector 11 is increased so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder 1 becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio (step S4), and the EGR valve 23 is opened. The process of opening the EGR passage 21 (step S5) is executed.

エンジン回転数がインターセプトポイント以下の低回転領域で、アクセル開度、換言すればスロットルバルブ32の開度が全開または全開に近くなっていると、排気通路4に接続しているEGR通路21の入口の近傍の排気圧力が、吸気通路3に接続しているEGR通路21の出口の近傍の吸気圧力を下回る。このときに、EGRバルブ21を開弁すると、吸気通路3を流通する新気が、EGR通路21経由で排気通路4における排気タービン52の上流側に流れ込むこととなる。その状態で、排気通路4に空燃比リッチの燃焼ガスが送り込まれると、燃焼ガスに含まれる未燃の燃料成分が新気に含まれる酸素と反応して酸化(または、燃焼)する。結果、排気タービン52に流入するガスが高温高圧化し、排気ターボ過給機5による仕事が増大して、吸気通路3を気筒1に向けて流れる吸気の過給圧が高まる。ひいては、加速に必要となる十分なエンジントルクを得ることが可能となる。 When the engine speed is in the low speed region below the intercept point and the accelerator opening, in other words, the throttle valve 32 is fully open or close to fully open, the entrance of the EGR passage 21 connected to the exhaust passage 4 The exhaust pressure in the vicinity of is lower than the intake pressure in the vicinity of the outlet of the EGR passage 21 connected to the intake passage 3. At this time, when the EGR valve 21 is opened, the fresh air flowing through the intake passage 3 flows into the upstream side of the exhaust turbine 52 in the exhaust passage 4 via the EGR passage 21. In this state, when the air-fuel ratio rich combustion gas is sent to the exhaust passage 4, the unburned fuel component contained in the combustion gas reacts with the oxygen contained in the fresh air and is oxidized (or burned). As a result, the gas flowing into the exhaust turbine 52 becomes high temperature and high pressure, the work of the exhaust turbocharger 5 increases, and the boost pressure of the intake air flowing through the intake passage 3 toward the cylinder 1 increases. As a result, it becomes possible to obtain sufficient engine torque required for acceleration.

本実施形態では、排気通路4上に配置したタービン52により吸気通路3上に配置したコンプレッサ51を駆動する排気ターボ過給機5、及び、排気通路4におけるタービン52の上流側と吸気通路3におけるコンプレッサ51の下流側とをEGR通路21により接続し当該EGR通路21を介してEGRガスを還流させて吸気に混交する排気ガス再循環装置2が付帯した内燃機関を制御するものであって、エンジン回転数が所定以下かつアクセル開度が所定以上であるときに、気筒1に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように燃料噴射量を増量し、なおかつEGR通路21を開閉するEGRバルブ23を開弁してEGR通路21を介して吸気通路3から排気通路4に新気を送り込む内燃機関の制御装置0を構成した。 In the present embodiment, the exhaust turbo supercharger 5 that drives the compressor 51 arranged on the intake passage 3 by the turbine 52 arranged on the exhaust passage 4, and the upstream side of the turbine 52 and the intake passage 3 in the exhaust passage 4 The engine controls an internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation device 2 that connects the downstream side of the compressor 51 with an EGR passage 21 and recirculates the EGR gas through the EGR passage 21 to mix with the intake air. When the number of revolutions is less than a predetermined value and the accelerator opening is more than a predetermined value, the fuel injection amount is increased so that the air fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder 1 becomes richer than the theoretical air fuel ratio, and the EGR passage 21 The EGR valve 23 that opens and closes the EGR valve 23 is opened to form a control device 0 for an internal combustion engine that sends fresh air from the intake passage 3 to the exhaust passage 4 via the EGR passage 21.

本実施形態によれば、低回転高負荷の運転領域において、気筒1に供給するべき過吸気の圧力をより高めてエンジントルクを増大させることができる。また、エンジン回転数がインターセプトポイントの回転数以下であり、アクセル開度が全開または全開に近い閾値以上であることを条件として、EGRバルブ23の開操作及び燃料噴射量の増量補正を行うこととしており、背圧即ち排気通路4の排気圧力を計測するためのセンサを設置せずとも、吸気通路3におけるコンプレッサ51の下流から排気通路4におけるタービン52の上流に新気を送り込む処理を実行することができる。 According to the present embodiment, it is possible to increase the engine torque by further increasing the over-intake pressure to be supplied to the cylinder 1 in the operation region of low rotation and high load. Further, on the condition that the engine rotation speed is equal to or less than the rotation speed of the intercept point and the accelerator opening is at least the threshold value of fully open or close to fully open, the EGR valve 23 is opened and the fuel injection amount is increased. Therefore, even if a sensor for measuring the back pressure, that is, the exhaust pressure of the exhaust passage 4 is not installed, the process of sending fresh air from the downstream of the compressor 51 in the intake passage 3 to the upstream of the turbine 52 in the exhaust passage 4 is executed. Can be done.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、図2に示しているように、エンジン回転数が所定以下かつアクセル開度が所定以上であった(ステップS1及びS2)としても、排気通路4の温度が所定以下である(ステップSS3)場合には、空燃比のリッチ化及びEGRバルブ23の開弁(ステップS4及びS5)を行わないこととしてもよい。排気通路4の温度が十分に高まっていない状況下で、排気通路4に未燃燃料及び新気を送り込んだとしても、燃料の酸化反応を生じない可能性があり、余剰の燃料が無駄となる上にエミッションの悪化をもたらす懸念が生じるからである。現在の排気通路4の温度は、当該排気通路4におけるタービン52の上流側の部位(特に、排気マニホルド42)に温度センサを設置して実測してもよいが、現在の内燃機関の冷却水温、及び/または、直近の過去の所定期間内における吸気量若しくは燃料噴射量の積算量(時間積分)を基に推定することもできる。言うまでもなく、冷却水温が高いほど、また直近の過去の所定期間内における吸気量若しくは燃料噴射量の積算量が多いほど、排気通路4の温度は高いと推定される。 The present invention is not limited to the embodiments described in detail above. For example, as shown in FIG. 2, even if the engine speed is not more than a predetermined value and the accelerator opening is not more than a predetermined value (steps S1 and S2), the temperature of the exhaust passage 4 is not more than a predetermined value (step SS3). In this case, the air-fuel ratio may be enriched and the EGR valve 23 may not be opened (steps S4 and S5). Even if unburned fuel and fresh air are sent to the exhaust passage 4 when the temperature of the exhaust passage 4 is not sufficiently high, there is a possibility that the fuel oxidation reaction does not occur, and the surplus fuel is wasted. This is because there are concerns that the emissions will worsen. The current temperature of the exhaust passage 4 may be measured by installing a temperature sensor in a portion (particularly, the exhaust manifold 42) on the upstream side of the turbine 52 in the exhaust passage 4, but the current cooling water temperature of the internal combustion engine, And / or, it can be estimated based on the integrated amount (time integration) of the intake amount or the fuel injection amount in the latest predetermined period. Needless to say, it is estimated that the higher the cooling water temperature and the larger the integrated amount of the intake air amount or the fuel injection amount in the most recent predetermined period, the higher the temperature of the exhaust passage 4.

その他、各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part, the processing procedure, and the like can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。 The present invention can be applied to the control of an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.

0…制御装置(ECU)
1…気筒
2…排気ガス再循環(EGR)装置
21…EGR通路
23…EGRバルブ
3…吸気通路
32…スロットルバルブ
35…インタクーラ
4…排気通路
43…バイパス通路
44…ウェイストゲートバルブ
5…排気ターボ過給機
51…コンプレッサ
52…タービン
6…アクチュエータ
60…ダイアフラム
61…ダイアフラム室
62…定圧室
71…過給圧導入流路
72…圧抜流路
73…調整バルブ(VSV)
0 ... Control device (ECU)
1 ... Cylinder 2 ... Exhaust gas recirculation (EGR) device 21 ... EGR passage 23 ... EGR valve 3 ... Intake passage 32 ... Throttle valve 35 ... Intercooler 4 ... Exhaust passage 43 ... Bypass passage 44 ... Wastegate valve 5 ... Exhaust turbo excess Feeder 51 ... Compressor 52 ... Turbine 6 ... Actuator 60 ... Diaphragm 61 ... Diaphragm chamber 62 ... Constant pressure chamber 71 ... Supercharging pressure introduction flow path 72 ... Exhaust gas recirculation flow path 73 ... Adjustment valve (VSV)

Claims (1)

排気通路上に配置したタービンにより吸気通路上に配置したコンプレッサを駆動する排気ターボ過給機、及び、排気通路におけるタービンの上流側と吸気通路におけるコンプレッサの下流側とをEGR通路により接続し当該EGR通路を介してEGRガスを還流させて吸気に混交する排気ガス再循環装置が付帯し、各気筒の吸気ポート近傍に燃料を噴射するインジェクタが設けられており気筒に混合気が供給される内燃機関を制御するものであって、
エンジン回転数がインターセプトポイントの回転数以下かつアクセル開度が全開または全開に近い閾値以上であるときに、気筒に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように燃料噴射量を増量し、なおかつEGR通路を開閉するEGRバルブを開弁してEGR通路を介して吸気通路から排気通路に新気を送り込むが、排気通路の温度が所定以下である場合には空燃比のリッチ化及びEGRバルブの開弁を行わない内燃機関の制御装置。
An exhaust turbocharger that drives a compressor placed on the intake passage by a turbine placed on the exhaust passage, and an EGR passage connecting the upstream side of the turbine in the exhaust passage and the downstream side of the compressor in the intake passage. An exhaust gas recirculation device that recirculates EGR gas through the passage and mixes it with the intake air is attached, and an injector that injects fuel is provided near the intake port of each cylinder, and an internal combustion engine that supplies the air-fuel mixture to the cylinders. To control
Fuel injection so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio when the engine speed is less than or equal to the speed of the intercept point and the accelerator opening is greater than or equal to the threshold of fully open or close to fully open. The amount is increased, and the EGR valve that opens and closes the EGR passage is opened to send fresh air from the intake passage to the exhaust passage via the EGR passage, but when the temperature of the exhaust passage is below the specified value, the air-fuel ratio is adjusted. An internal combustion engine control device that does not enrich or open the EGR valve.
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