JP7327086B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP7327086B2
JP7327086B2 JP2019200940A JP2019200940A JP7327086B2 JP 7327086 B2 JP7327086 B2 JP 7327086B2 JP 2019200940 A JP2019200940 A JP 2019200940A JP 2019200940 A JP2019200940 A JP 2019200940A JP 7327086 B2 JP7327086 B2 JP 7327086B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
injection amount
intake air
control device
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019200940A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021076027A (en
Inventor
誠 境野
松栄 上田
太郎 池田
竜大 森安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2019200940A priority Critical patent/JP7327086B2/en
Publication of JP2021076027A publication Critical patent/JP2021076027A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7327086B2 publication Critical patent/JP7327086B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

内燃機関の一つであるディーゼルエンジンでは、例えば排気ガスの浄化率をより向上させるために、運転状態に応じたEGR量の調整等、種々の制御を同時に行っており、これらの制御に応じて、要求トルクに対して実トルクが不足する種々の場合が存在する。特に、内燃機関を搭載した車両では、要求トルクに対して実トルクが不足した場合、運転者はトルク不足を体感して違和感を抱くので、好ましくない。 In a diesel engine, which is one of internal combustion engines, various controls such as adjustment of the EGR amount according to the operating state are simultaneously performed in order to improve the purification rate of exhaust gas, for example. , there are various cases in which the actual torque is insufficient with respect to the required torque. In particular, in a vehicle equipped with an internal combustion engine, if the actual torque is insufficient with respect to the required torque, the driver feels the lack of torque and feels uncomfortable, which is not preferable.

ディーゼルエンジンでは、一般的に、燃料量に対して空気量が過剰なリーン状態の空燃比で燃料の噴射量が制御されているが、理論空燃比に近づけて制御することで、低い過給圧でより高出力を得ることができる。特定の運転領域内で、リーン状態の空燃比を理論空燃比に近づけるように空燃比(Air/Fuel:A/F)を調整するとき、要求トルクに応じた燃料量を変えずに吸入空気量を低減して空燃比をリーン状態から理論空燃比に近づけていくと、空気量の低減に伴うトルクダウン量が徐々に大きくなり、要求トルクと実トルクとの差が徐々に大きくなっていく。 In diesel engines, the amount of fuel injection is generally controlled at a lean air-fuel ratio in which the amount of air is excessive relative to the amount of fuel. can get higher output. When adjusting the air-fuel ratio (Air/Fuel: A/F) so that the air-fuel ratio in a lean state approaches the theoretical air-fuel ratio within a specific operating range, the amount of intake air is is reduced to bring the air-fuel ratio closer to the theoretical air-fuel ratio from the lean state, the torque down amount accompanying the reduction in the air amount gradually increases, and the difference between the required torque and the actual torque gradually increases.

例えば特許文献1には、軽油または軽油と他の燃料との混合燃料を圧縮着火させる内燃機関の制御装置において、各気筒内に筒圧センサ(筒内圧センサ)を設け、アクセル開度とエンジン回転数に基づいて算出した要求トルクと、筒圧センサ(筒内圧センサ)を用いて検出した実際のトルクである実トルク(実瞬時トルク)と、の差に基づいて、筒内に供給する燃料量とその供給時期、及びEGR量を制御する、内燃機関の制御装置が開示されている。 For example, in Patent Document 1, in a control device for an internal combustion engine that compressively ignites light oil or a mixed fuel of light oil and other fuel, a cylinder pressure sensor (in-cylinder pressure sensor) is provided in each cylinder, and the accelerator opening and engine rotation The amount of fuel supplied to the cylinder based on the difference between the required torque calculated based on the number and the actual torque (actual instantaneous torque) that is the actual torque detected using the cylinder pressure sensor (in-cylinder pressure sensor). A control device for an internal combustion engine is disclosed that controls the supply timing of the fuel and the amount of EGR.

特開2010-38012号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-38012

特許文献1では、各気筒内の燃焼室上面やグロープラグに筒内圧センサを配置して気筒毎の筒内圧から実トルクを検出している。しかし、各気筒に筒内圧センサを配置することは、困難であるとともに、燃焼室内で高温高圧にさらされる筒内圧センサの劣化に伴う補正や、筒内圧センサの個体差の補正などが必要であり、制御が非常に複雑となるので、あまり好ましくない。 In Patent Document 1, an in-cylinder pressure sensor is arranged on the upper surface of the combustion chamber in each cylinder or on the glow plug to detect the actual torque from the in-cylinder pressure of each cylinder. However, it is difficult to install an in-cylinder pressure sensor in each cylinder, and it is necessary to correct the deterioration of the in-cylinder pressure sensor, which is exposed to high temperature and high pressure in the combustion chamber, and to correct individual differences in the in-cylinder pressure sensor. , which is not very desirable because the control becomes very complicated.

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、各気筒内に筒内圧センサを配置する必要がなく、よりシンプルかつ容易な構成にて、要求トルクと実トルクとの差を適切に低減させることができる、内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been devised in view of this point, and it is possible to detect the difference between the required torque and the actual torque with a simpler and easier configuration without the need to dispose an in-cylinder pressure sensor in each cylinder. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can appropriately reduce the noise.

上記課題を解決するため、第1の発明は、インジェクタから噴射する燃料量を制御してディーゼルエンジンを制御する内燃機関の制御装置であって、前記ディーゼルエンジンの吸気経路には、前記ディーゼルエンジンの吸気量を計測する吸気量検出手段と、前記ディーゼルエンジンの前記吸気量を調整可能な吸気量調整手段であるスロットルバルブと、が設けられている。また、エンジン回転数とアクセルペダル踏込量とに応じた要求トルクが設定された要求トルク特性と、前記要求トルクに応じた要求ベース噴射量が設定された要求ベース噴射量特性、または、前記要求トルクから前記要求ベース噴射量を算出する演算式と、燃料噴射量と前記エンジン回転数とに基づいて求めたエンジン負荷と、前記エンジン回転数とに応じた、より高出力を所望する領域である燃焼切替領域が設定された燃焼領域特性と、が記憶された記憶手段を有している。そして、前記制御装置は、前記ディーゼルエンジンの空燃比であるA/Fと、前記吸気量と、前記スロットルバルブの開度であるスロットルバルブ開度と、前記エンジン回転数と、前記アクセルペダル踏込量と、を含む運転状態を検出する運転状態検出部と、前記エンジン回転数と前記アクセルペダル踏込量と前記要求トルク特性とに基づいて前記要求トルクを求め、求めた前記要求トルクと、前記要求ベース噴射量特性または前記演算式と、に基づいて前記要求ベース噴射量を算出する要求ベース噴射量算出部と、を有する。そして、前記エンジン負荷と前記エンジン回転数の双方が、前記燃焼領域特性に設定された前記燃焼切替領域内である場合は、前記エンジン負荷または前記燃料噴射量と、前記エンジン回転数と、に応じて設定された目標A/F、あるいは、ほぼ理論空燃比に設定された目標A/F、を求め、検出した実際のA/Fである実A/Fが前記目標A/Fに近づくように前記吸気量調整手段である前記スロットルバルブの開度を制御して前記吸気量を徐々に絞り、前記エンジン負荷あるいは前記エンジン回転数が、前記燃焼領域特性に設定された前記燃焼切替領域内でない、あるいは、前記吸気量が予め設定した吸気量閾値以下でない場合は、前記要求ベース噴射量を、前記インジェクタから噴射する最終噴射量に設定し、前記エンジン負荷と前記エンジン回転数の双方が、前記燃焼領域特性に設定された前記燃焼切替領域内であり、かつ、前記吸気量が前記吸気量閾値以下である場合は、空燃比に関連する量である空燃比関連量に応じた、トルク発生率に関連する量であるトルク発生率関連量が、曲線で表現される空燃比関連量・トルク発生率関連量特性と前記吸気量/総噴射量とに基づいた前記トルク発生率関連量と、前記総噴射量と、の積が前記要求ベース噴射量であることから、前記要求ベース噴射量から増量した前記総噴射量を算出し、算出した前記総噴射量を、前記インジェクタから噴射する前記最終噴射量に設定することで、前記吸気量を徐々に絞ったことで発生するトルクダウンを未然に防止する、内燃機関の制御装置である。 In order to solve the above-described problems, a first invention is a control device for an internal combustion engine that controls a diesel engine by controlling the amount of fuel injected from an injector, wherein an intake path of the diesel engine is provided with fuel for the diesel engine. An intake air amount detecting means for measuring an intake air amount, and a throttle valve as an intake air amount adjusting means capable of adjusting the intake air amount of the diesel engine are provided . Further, a required torque characteristic in which a required torque is set according to the engine speed and the accelerator pedal depression amount, a required base injection amount characteristic in which a required base injection amount according to the required torque is set, or the required torque A computational expression for calculating the required base injection amount from, an engine load obtained based on the fuel injection amount and the engine speed, and a combustion that is a region where a higher output is desired according to the engine speed and a storage means for storing combustion region characteristics in which switching regions are set. The control device controls A/F, which is the air-fuel ratio of the diesel engine, the intake air amount, the throttle valve opening, which is the opening of the throttle valve, the engine speed, and the amount of depression of the accelerator pedal. and a driving state detection unit that detects a driving state including; a request torque that is obtained based on the engine speed, the accelerator pedal depression amount, and the request torque characteristic; and a requested base injection amount calculation unit that calculates the requested base injection amount based on the injection amount characteristic or the arithmetic expression. Then, when both the engine load and the engine speed are within the combustion switching region set in the combustion region characteristics, the engine load or the fuel injection amount and the engine speed or the target A/F set at approximately the stoichiometric air-fuel ratio is obtained, and the actual A/F, which is the detected actual A/F, approaches the target A/F. The intake air amount is gradually reduced by controlling the opening of the throttle valve, which is the intake air amount adjusting means, and the engine load or the engine speed is not within the combustion switching region set as the combustion region characteristic, Alternatively, if the intake air amount is not equal to or less than a preset intake air amount threshold value, the required base injection amount is set to the final injection amount to be injected from the injector, and both the engine load and the engine speed are controlled by the combustion engine. When it is within the combustion switching region set as the region characteristic and the intake air amount is equal to or less than the intake air amount threshold value, the torque generation rate is adjusted according to the air-fuel ratio related amount, which is an amount related to the air-fuel ratio. A torque generation rate related quantity, which is a related quantity, is based on an air-fuel ratio related quantity/torque generation rate related quantity characteristic represented by a curve and the intake air amount/total injection quantity, and the total injection amount. Since the product of the injection amount and the required base injection amount is the required base injection amount, the total injection amount is calculated by increasing the required base injection amount, and the calculated total injection amount is used as the final injection amount to be injected from the injector. is set to prevent torque reduction caused by the gradual reduction of the intake air amount.

次に、第2の発明は、上記第1の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記曲線で表現される前記空燃比関連量・トルク発生率関連量特性は、2次曲線で表現されている、内燃機関の制御装置である。 Next, a second invention is the control apparatus for an internal combustion engine according to the first invention , wherein the air-fuel ratio related quantity/torque generation rate related quantity characteristic represented by the curve is represented by a quadratic curve. It is a control device for an internal combustion engine.

第1の発明によれば、一般的にリーン状態で制御されているA/F(空燃比)を、空燃比制御条件を満足する場合では、リーン状態から目標A/F(例えば理論空燃比)に近づける。その際、吸気量調整手段を用いて吸気量を徐々に絞ってリーン状態から目標A/Fに近づけるが、燃料量を調整することなく要求ベース噴射量を維持した場合、吸気量の低減に伴うトルクダウンが発生する。このトルクダウンの発生を予測し、予測したトルクダウンを未然に防止する最終噴射量を、要求ベース噴射量と吸気量に基づいて算出する。従って、各気筒内に筒内圧センサを配置する必要がなく、よりシンプルかつ容易な構成にて、要求トルクと実トルクとの差を適切に低減させることができる。 According to the first invention, the A/F (air-fuel ratio), which is generally controlled in the lean state, is changed from the lean state to the target A/F (for example, the theoretical air-fuel ratio) when the air-fuel ratio control condition is satisfied. close to At that time, the intake air amount is gradually reduced using the intake air amount adjusting means to approach the target A/F from the lean state. Torque down occurs. The occurrence of this torque reduction is predicted, and the final injection amount that prevents the predicted torque reduction is calculated based on the required base injection amount and the intake air amount. Therefore, there is no need to dispose an in-cylinder pressure sensor in each cylinder, and the difference between the required torque and the actual torque can be appropriately reduced with a simpler and easier configuration.

第1の発明によれば、空燃比関連量・トルク発生率関連量特性に基づいたパラメータと、要求ベース噴射量と、吸気量と、に基づいて適切な最終噴射量を比較的容易に求めることができる。 According to the first invention , the appropriate final injection amount can be obtained relatively easily based on the parameters based on the air-fuel ratio related quantity/torque generation rate related quantity characteristic, the required base injection quantity, and the intake air quantity. can be done.

本発明の内燃機関の制御装置を適用したディーゼルエンジンシステムの構成の例を説明する図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a diesel engine system to which a control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied; 内燃機関の制御装置の処理手順[全体処理]の例を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an example of a processing procedure [whole processing] of a control device for an internal combustion engine; 図2に示すフローチャートの[燃焼切替フラグの設定処理]の詳細を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining the details of a [combustion switching flag setting process] in the flowchart shown in FIG. 2 ; FIG. 図3に示すフローチャートにおける「燃焼切替領域」の例を説明する図である。4 is a diagram illustrating an example of a "combustion switching region" in the flowchart shown in FIG. 3; FIG. 図2に示すフローチャートの[最終噴射量の算出処理]の詳細を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining the details of [final injection amount calculation processing] in the flowchart shown in FIG. 2 ; FIG. 空燃比関連量・トルク発生率関連量特性の例である空燃比・トルク発生率特性の図である。FIG. 5 is a diagram of an air-fuel ratio/torque generation rate characteristic, which is an example of an air-fuel ratio related amount/torque generation rate related amount characteristic; 図2に示すフローチャートの「吸気量調整処理」の詳細を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining the details of an "intake amount adjustment process" in the flowchart shown in FIG. 2; FIG. 制御装置が図2に示すフローチャートの処理を実行した場合の動作波形の例を説明する図である。3 is a diagram for explaining an example of operation waveforms when the control device executes the processing of the flowchart shown in FIG. 2; FIG.

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。まず図1を用いて、本発明である内燃機関の制御装置(以降、制御装置50と記載する)を有するディーゼルエンジンシステム1の全体構成について説明する。本実施の形態の説明では、内燃機関としてのディーゼルエンジンが搭載された車両の例を用いて説明する。 Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 1, the overall configuration of a diesel engine system 1 having an internal combustion engine control device (hereinafter referred to as a control device 50) according to the present invention will be described. In the description of the present embodiment, an example of a vehicle equipped with a diesel engine as an internal combustion engine will be described.

●[ディーゼルエンジンシステム1の全体構成の例(図1)]
図1を用いて、制御装置50(内燃機関の制御装置)を有するディーゼルエンジンシステム1の全体構成について、吸気側から排気側に向かって順に説明する。なお、吸気管11A、11B、吸気マニホルド11Cにて吸気経路が形成され、排気マニホルド12A、排気管12Bにて排気経路が形成されている。
● [Example of overall configuration of diesel engine system 1 (Fig. 1)]
The overall configuration of a diesel engine system 1 having a control device 50 (control device for an internal combustion engine) will be described in order from the intake side to the exhaust side with reference to FIG. An intake passage is formed by the intake pipes 11A and 11B and the intake manifold 11C, and an exhaust passage is formed by the exhaust manifold 12A and the exhaust pipe 12B.

吸気管11Aの流入側には、吸気量検出手段21(例えば、吸気量センサ)が設けられている。吸気量検出手段21は、内燃機関10(ディーゼルエンジン)が吸入した吸気の流量に応じた検出信号を制御装置50に出力する。また吸気量検出手段21には、吸気温度検出手段28A(例えば、温度センサ)が設けられている。吸気温度検出手段28Aは、吸気量検出手段21を通過する吸気の温度(外気温度)に応じた検出信号を制御装置50に出力する。 An intake air amount detection means 21 (for example, an intake air amount sensor) is provided on the inflow side of the intake pipe 11A. The intake air amount detection means 21 outputs a detection signal to the control device 50 according to the flow rate of the intake air taken in by the internal combustion engine 10 (diesel engine). Further, the intake air amount detecting means 21 is provided with an intake air temperature detecting means 28A (for example, a temperature sensor). The intake air temperature detecting means 28A outputs a detection signal to the control device 50 according to the temperature of the intake air passing through the intake air amount detecting means 21 (outside air temperature).

吸気管11Aの流出側は、スロットル装置47の流入側に接続されている。そしてスロットル装置47の流出側は、吸気管11Bの流入側に接続されている。 The outflow side of the intake pipe 11A is connected to the inflow side of the throttle device 47 . The outflow side of the throttle device 47 is connected to the inflow side of the intake pipe 11B.

スロットル装置47は、制御装置50からの制御信号に基づいて吸気管11B(吸気管11A)の開度を調整するスロットルバルブ47Vを駆動し、吸気量を調整可能である。制御装置50は、スロットル開度検出手段47S(例えば、スロットル開度センサ)からの検出信号と目標スロットル開度に基づいて、スロットル装置47に制御信号を出力して吸気管11B(吸気管11A)に設けられたスロットルバルブ47Vの開度を調整可能である。ディーゼルエンジンシステム1では、制御装置50は、通常時ではスロットルバルブ47Vを全開となるように制御する。 The throttle device 47 drives a throttle valve 47V that adjusts the opening degree of the intake pipe 11B (intake pipe 11A) based on a control signal from the control device 50, and can adjust the amount of intake air. The control device 50 outputs a control signal to the throttle device 47 based on a detection signal from the throttle opening detection means 47S (for example, a throttle opening sensor) and a target throttle opening to open the intake pipe 11B (intake pipe 11A). It is possible to adjust the opening degree of the throttle valve 47V provided in. In the diesel engine system 1, the controller 50 normally controls the throttle valve 47V to be fully open.

アクセルペダル踏込量検出手段25は、例えばアクセルペダル踏込角度センサであり、アクセルペダルに設けられている。制御装置50は、アクセルペダル踏込量検出手段25からの検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出することが可能である。 The accelerator pedal depression amount detection means 25 is, for example, an accelerator pedal depression angle sensor, and is provided on the accelerator pedal. The control device 50 can detect the amount of depression of the accelerator pedal by the driver based on the detection signal from the accelerator pedal depression amount detection means 25 .

吸気管11Bの下流側は、吸気マニホルド11Cの流入側に接続されている。吸気マニホルド11Cの流出側は内燃機関10の流入側に接続されている。 The downstream side of the intake pipe 11B is connected to the inflow side of the intake manifold 11C. The outflow side of the intake manifold 11C is connected to the inflow side of the internal combustion engine 10 .

内燃機関10は複数のシリンダ45Aを有しており、インジェクタ43Aが、それぞれのシリンダに設けられている。インジェクタ43Aには、コモンレール(図示省略)を介して燃料が供給されており、インジェクタ43Aは、制御装置50からの制御信号によって駆動され、それぞれのシリンダ45A内に燃料を噴射する。 The internal combustion engine 10 has a plurality of cylinders 45A, each of which is provided with an injector 43A. Fuel is supplied to the injectors 43A via a common rail (not shown), and the injectors 43A are driven by control signals from the control device 50 to inject fuel into the respective cylinders 45A.

内燃機関10には、回転検出手段22、クーラント温度検出手段28C等が設けられている。回転検出手段22は、例えば回転センサであり、内燃機関10のクランクシャフトの回転数(すなわち、エンジン回転数)に応じた検出信号を制御装置50に出力する。クーラント温度検出手段28Cは、例えば温度センサであり、内燃機関10内に循環されている冷却用クーラントの温度を検出し、検出した温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。 The internal combustion engine 10 is provided with a rotation detection means 22, a coolant temperature detection means 28C, and the like. The rotation detection means 22 is, for example, a rotation sensor, and outputs a detection signal corresponding to the rotation speed of the crankshaft of the internal combustion engine 10 (that is, the engine rotation speed) to the control device 50 . The coolant temperature detection means 28C is, for example, a temperature sensor, detects the temperature of the cooling coolant circulating in the internal combustion engine 10, and outputs a detection signal corresponding to the detected temperature to the control device 50.

内燃機関10の排気側には排気マニホルド12Aの流入側が接続され、排気マニホルド12Aの流出側には排気管12Bの流入側が接続されている。排気管12Bの流出側は排気浄化装置60の流入側に接続されている。図示省略するが、内燃機関10はディーゼルエンジンであるので、排気浄化装置60には、酸化触媒、微粒子捕集フィルタ(Diesel Particulate Filter)、選択式還元触媒等が含まれている。 The inflow side of an exhaust manifold 12A is connected to the exhaust side of the internal combustion engine 10, and the inflow side of an exhaust pipe 12B is connected to the outflow side of the exhaust manifold 12A. The outflow side of the exhaust pipe 12B is connected to the inflow side of the exhaust purification device 60 . Although not shown, the internal combustion engine 10 is a diesel engine, so the exhaust purification device 60 includes an oxidation catalyst, a diesel particulate filter, a selective reduction catalyst, and the like.

排気管12Bには、A/F検出手段26、排気温度検出手段29Aが設けられている。A/F検出手段26は、例えば空燃比センサであり、排気ガスから検出した空燃比に応じた検出信号を制御装置50に出力する。また排気温度検出手段29Aは、例えば排気温度センサであり、排気温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。なお、後述するようにA/Fを吸気量と最終噴射量に基づいて算出する場合では、A/F検出手段26を省略してもよい。 The exhaust pipe 12B is provided with an A/F detection means 26 and an exhaust temperature detection means 29A. The A/F detection means 26 is an air-fuel ratio sensor, for example, and outputs a detection signal corresponding to the air-fuel ratio detected from the exhaust gas to the control device 50 . Also, the exhaust temperature detection means 29A is, for example, an exhaust temperature sensor, and outputs a detection signal corresponding to the exhaust temperature to the control device 50 . As will be described later, when the A/F is calculated based on the intake air amount and the final injection amount, the A/F detection means 26 may be omitted.

制御装置50は、CPU51、RAM52、記憶手段53、EEPROM54、タイマ55等を有している。RAM52、記憶手段53、EEPROM54、タイマ55等は、各種のバスにてCPU51と接続されている。記憶手段53は、例えばFlashROM等の記憶装置であり、後述する処理を実行するためのプログラムやデータ等が記憶されている。またCPU51は、後述する運転状態検出部51A、要求ベース噴射量算出部51B、目標A/F算出部51C、吸気量調整部51D、最終噴射量算出部51E等を有している。 The control device 50 has a CPU 51, a RAM 52, a storage means 53, an EEPROM 54, a timer 55 and the like. The RAM 52, storage means 53, EEPROM 54, timer 55, etc. are connected to the CPU 51 via various buses. The storage means 53 is, for example, a storage device such as a Flash ROM, and stores programs, data, and the like for executing processes described later. The CPU 51 also has an operating state detection section 51A, a required base injection amount calculation section 51B, a target A/F calculation section 51C, an intake air amount adjustment section 51D, a final injection amount calculation section 51E, and the like, which will be described later.

制御装置50は、上記のインジェクタ43A、スロットル装置47を含めた各種のアクチュエータを制御する。そして制御装置50は、図1に示す各検出手段や各アクチュエータに限定されず、上記の検出手段を含めた各種の検出手段からの検出信号や、各アクチュエータの制御状態に基づいて、内燃機関10の運転状態を検出可能である。 The control device 50 controls various actuators including the injector 43A and the throttle device 47 described above. The control device 50 is not limited to the detection means and actuators shown in FIG. can detect the operating state of

●[制御装置50の処理手順(図2~図8)]
以下、制御装置50(CPU51)の処理手順について説明する。本実施の形態では、内燃機関の運転状態が、燃焼切替領域(図4参照)を含む空燃比制御条件を満足する場合に、リーン状態の空燃比を目標A/F(例えば理論空燃比)となるように吸気量を絞りながら燃料噴射量を補正して、トルクダウンを未然に防止する。そして本実施の形態では、A/F(空燃比)を、A/F検出手段26を用いて検出、あるいは吸気量と最終噴射量に基づいて算出する。制御装置50は、所定時間間隔(例えば数[ms]~数10[ms]間隔)、または所定クランク角度回転する毎(例えばクランクシャフトが180[°]回転する毎)にて、図2に示す処理を起動し、ステップS010に処理を進める。
● [Processing procedure of the control device 50 (FIGS. 2 to 8)]
A processing procedure of the control device 50 (CPU 51) will be described below. In the present embodiment, when the operating state of the internal combustion engine satisfies the air-fuel ratio control conditions including the combustion switching region (see FIG. 4), the lean state air-fuel ratio is set to the target A/F (for example, the theoretical air-fuel ratio). To prevent torque down in advance by correcting the fuel injection amount while throttling the intake air amount so as to reduce the intake air amount. In this embodiment, the A/F (air-fuel ratio) is detected using the A/F detection means 26, or calculated based on the intake air amount and the final injection amount. 2 at predetermined time intervals (for example, intervals of several [ms] to several tens of [ms]) or each time a predetermined crank angle rotates (for example, each time the crankshaft rotates 180 [°]). A process is started and a process is advanced to step S010.

ステップS010にて制御装置50は、内燃機関10の運転状態を検出してステップS015に処理を進める。具体的には、制御装置50は、吸気量検出手段21からの検出信号に基づいて吸気量を検出し、吸気温度検出手段28Aからの検出信号に基づいて吸気温度を検出し、スロットル開度検出手段47Sからの検出信号に基づいてスロットルバルブ47Vの開度を検出する。また制御装置50は、回転検出手段22からの検出信号に基づいて内燃機関10の回転数を検出し、クーラント温度検出手段28Cからの検出信号に基づいてクーラント温度を検出する。また制御装置50は、排気温度検出手段29Aからの検出信号に基づいて排気温度を検出する。また制御装置50は、アクセルペダル踏込量検出手段25からの検出信号に基づいてアクセルペダルの踏込量を検出する。また制御装置50は、自身がインジェクタ43Aから噴射している燃料量(最終噴射量)を検出する。またA/F検出手段26を有している場合、制御装置50は、A/F検出手段26からの検出信号に基づいて実際の空燃比である実A/Fを検出し、A/F検出手段26を有していない場合、制御装置50は、検出した吸気量と自身が算出した最終噴射量とに基づいて実A/Fを算出する。そして制御装置50は、検出したそれぞれの運転状態を記憶する。 In step S010, control device 50 detects the operating state of internal combustion engine 10, and proceeds to step S015. Specifically, the control device 50 detects the intake air amount based on the detection signal from the intake air amount detection means 21, detects the intake air temperature based on the detection signal from the intake air temperature detection means 28A, and detects the throttle opening. The opening of the throttle valve 47V is detected based on the detection signal from the means 47S. The control device 50 also detects the rotational speed of the internal combustion engine 10 based on the detection signal from the rotation detection means 22, and detects the coolant temperature based on the detection signal from the coolant temperature detection means 28C. The control device 50 also detects the exhaust temperature based on the detection signal from the exhaust temperature detection means 29A. Further, the control device 50 detects the depression amount of the accelerator pedal based on the detection signal from the accelerator pedal depression amount detection means 25 . The control device 50 also detects the amount of fuel (final injection amount) that it is injecting from the injector 43A. Further, when the control device 50 has the A/F detection means 26, the control device 50 detects the actual A/F, which is the actual air-fuel ratio, based on the detection signal from the A/F detection means 26, and detects the A/F. If the control device 50 does not have the means 26, the control device 50 calculates the actual A/F based on the detected intake air amount and the final injection amount calculated by itself. The controller 50 then stores each detected operating state.

ステップS010の処理を実行している制御装置50(CPU51)は、内燃機関10(ディーゼルエンジン)の空燃比であるA/Fを含む運転状態を検出する運転状態検出部51A(図1参照)に相当している。 The control device 50 (CPU 51) executing the processing of step S010 causes the operating state detection unit 51A (see FIG. 1) for detecting the operating state including the A/F that is the air-fuel ratio of the internal combustion engine 10 (diesel engine). Equivalent.

ステップS015にて制御装置50は、検出した運転状態に基づいて要求トルクを求め、求めた要求トルクに応じた燃料噴射量(要求噴射量)である要求ベース噴射量を求め、ステップS020に処理を進める。例えば制御装置50の記憶手段には、エンジン回転数とアクセルペダル踏込量に応じた要求トルクが設定された要求トルク特性が記憶されており、制御装置50は、検出したエンジン回転数とアクセルペダル踏込量と、記憶している要求トルク特性と、に基づいて要求トルクを求める。また例えば制御装置50の記憶手段には、要求トルクに応じた要求ベース噴射量が設定された要求ベース噴射量特性、または要求トルクから要求ベース噴射量を算出する演算式等が記憶されており、制御装置50は、要求トルクと要求ベース噴射量特性(または演算式)に基づいて要求ベース噴射量を求めて記憶する。なお、エンジン回転数とアクセルペダル踏込量に基づいて要求ベース噴射量を求めるようにしてもよい。 In step S015, the control device 50 obtains the requested torque based on the detected operating state, obtains the requested base injection amount, which is the fuel injection amount (requested injection amount) corresponding to the obtained requested torque, and proceeds to step S020. proceed. For example, the storage means of the control device 50 stores the required torque characteristic in which the required torque is set according to the engine speed and the amount of depression of the accelerator pedal. The required torque is obtained based on the amount and the stored required torque characteristics. Further, for example, the storage means of the control device 50 stores a required base injection amount characteristic in which a required base injection amount is set according to the required torque, or an arithmetic expression for calculating the required base injection amount from the required torque, etc. The control device 50 obtains and stores the requested base injection amount based on the requested torque and the requested base injection amount characteristic (or an arithmetic expression). Note that the required base injection amount may be obtained based on the engine speed and the amount of depression of the accelerator pedal.

ステップS015の処理を実行している制御装置50(CPU51)は、運転状態に基づいて求めた要求トルクを満足する燃料噴射量(要求噴射量)である要求ベース噴射量を算出する要求ベース噴射量算出部51B(図1参照)に相当している。 The control device 50 (CPU 51) executing the process of step S015 calculates a required base injection amount that is a fuel injection amount (required injection amount) that satisfies the required torque determined based on the operating state. It corresponds to the calculator 51B (see FIG. 1).

ステップS020にて制御装置50は、処理S100[燃焼切替フラグの設定処理]を実行してステップS030に処理を進める。なお処理S100[燃焼切替フラグの設定処理]の詳細については後述する。 In step S020, control device 50 executes process S100 [combustion switching flag setting process] and advances the process to step S030. Details of the processing S100 [processing for setting combustion switching flag] will be described later.

ステップS030にて制御装置50は、処理S200[最終噴射量の算出処理]を実行してステップS050に処理を進める。なお処理S200[最終噴射量の算出処理]の詳細については後述する。 In step S030, control device 50 executes process S200 [final injection amount calculation process], and advances the process to step S050. Details of the process S200 [process for calculating the final injection amount] will be described later.

ステップS050にて制御装置50は、処理S400[吸気量調整処理]を実行して。図2に示す処理を終了する。なお処理S400[吸気量調整処理]の詳細については後述する。 In step S050, control device 50 executes process S400 [intake amount adjustment process]. The processing shown in FIG. 2 ends. Details of the process S400 [intake amount adjustment process] will be described later.

●[処理S100:燃焼切替フラグの設定処理(図3、図4)]
次に図3、図4を用いて処理S100[燃焼切替フラグの設定処理]の詳細について説明する。図2に示すステップS020にて処理S100を実行する際、制御装置50は、図3に示すステップS110へ処理を進める。
● [Process S100: Combustion switching flag setting process (Figs. 3 and 4)]
Next, details of the process S100 [combustion switching flag setting process] will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. When executing the process S100 in step S020 shown in FIG. 2, the control device 50 advances the process to step S110 shown in FIG.

ステップS110にて制御装置50は、検出した運転状態が、予め記憶手段に記憶されている燃焼領域特性に設定されている燃焼切替領域内であるか否かを判定し、運転状態が燃焼切替領域内である場合(Yes)はステップS120に処理を進め、運転状態が燃焼切替領域内でない場合(No)はステップS130Bに処理を進める。例えば、制御装置50の記憶手段には、図4に示すように、エンジン回転数と、負荷(例えば、燃料噴射量とエンジン回転数からマップ等を用いて求めた負荷)と、に応じた燃焼切替領域が設定された燃焼領域特性が記憶されている。制御装置50は、検出したエンジン回転数及び負荷と、記憶手段に記憶されている燃焼領域特性と、に基づいて、現在のエンジン回転数及び負荷が燃焼切替領域内であるか否かを判定する。例えば、燃焼切替領域は、ディーゼルエンジンの燃焼制御状態を、燃料量に対して空気量が過剰であるリーン状態から理論空燃比に近い燃焼制御状態へと切り替える領域であり、より高出力を所望する領域である。燃焼切替領域は、例えば、実験やシミュレーション等にて、適切な領域が設定されている。また、燃焼切替領域内であるか否かの判定には、ハンチングを防止するために、ヒステリシス等が用いられる。 In step S110, the control device 50 determines whether or not the detected operating state is within the combustion switching region set in the combustion region characteristics preliminarily stored in the storage means. If it is within (Yes), the process proceeds to step S120, and if the operating state is not within the combustion switching range (No), the process proceeds to step S130B. For example, as shown in FIG. 4, the storage means of the control device 50 stores the engine speed and the load (for example, the load obtained using a map or the like from the fuel injection amount and the engine speed). Combustion region characteristics in which switching regions are set are stored. The control device 50 determines whether or not the current engine speed and load are within the combustion switching region based on the detected engine speed and load and the combustion region characteristics stored in the storage means. . For example, the combustion switching region is a region in which the combustion control state of the diesel engine is switched from a lean state in which the air amount is excessive relative to the fuel amount to a combustion control state close to the stoichiometric air-fuel ratio, and a higher output is desired. area. An appropriate combustion switching region is set through experiments, simulations, or the like, for example. In order to prevent hunting, hysteresis or the like is used to determine whether or not the engine is within the combustion switching region.

ステップS120に処理を進めた場合、制御装置50は、他の条件を満足するか否かを判定し、他の条件を満足する場合(Yes)にはステップS130Aに処理を進め、他の条件を満足しない場合(No)にはステップS130Bに処理を進める。例えば、他の条件としては、クーラント温度>80[℃]や、第1排気温度≦排気温度≦第2排気温度など、種々の条件が有るが、「他の条件」は、これらの条件に限定されるものではない。 If the process proceeds to step S120, the control device 50 determines whether or not another condition is satisfied. If the other condition is satisfied (Yes), the process proceeds to step S130A, and the other condition If not satisfied (No), the process proceeds to step S130B. For example, there are various other conditions such as coolant temperature>80 [° C.], first exhaust temperature≦exhaust temperature≦second exhaust temperature, etc., but “other conditions” are limited to these conditions. not to be

ステップS130Aに処理を進めた場合は空燃比制御条件を満足した場合であり、制御装置50は、燃焼切替フラグをONに設定して、ステップS140に処理を進める。 If the process proceeds to step S130A, the air-fuel ratio control condition is satisfied, and the control device 50 sets the combustion switching flag to ON, and proceeds to step S140.

ステップS140にて制御装置50は、目標A/Fを算出して記憶し、図3に示す処理を終了(リターン)して、図2に示すステップS030に処理を進める。例えば、目標A/Fは、ほぼ理論空燃比(例えば14.6)に固定とされていてもよいし、エンジン回転数と負荷(または燃料噴射量等)に応じて設定されたマップ等から求めるようにしてもよい。例えば目標A/Fが理論空燃比に固定とされている場合、制御装置50は、ステップS140にて、目標A/Fの値を、理論空燃比の値(約14.6)に設定して記憶する。 In step S140, control device 50 calculates and stores the target A/F, ends (returns) the process shown in FIG. 3, and advances the process to step S030 shown in FIG. For example, the target A/F may be fixed at approximately the theoretical air-fuel ratio (eg, 14.6), or determined from a map or the like set according to the engine speed and load (or fuel injection amount, etc.). You may do so. For example, if the target A/F is fixed at the stoichiometric air-fuel ratio, the controller 50 sets the target A/F value to the stoichiometric air-fuel ratio value (approximately 14.6) in step S140. Remember.

ステップS140の処理を実行している制御装置50(CPU51)は、運転状態が、予め設定された空燃比制御条件を満足する場合(この場合、ステップS110を満足かつステップS120を満足した場合)に、目標A/Fを求める目標A/F算出部51C(図1参照)に相当している。 The control device 50 (CPU 51) executing the processing of step S140, when the operating state satisfies preset air-fuel ratio control conditions (in this case, when both step S110 and step S120 are satisfied), , corresponds to the target A/F calculator 51C (see FIG. 1) for obtaining the target A/F.

ステップS130Bに処理を進めた場合は空燃比制御条件を満足しなかった場合であり、制御装置50は、燃焼切替フラグをOFFに設定して、図3に示す処理を終了(リターン)して、図2に示すステップS030に処理を進める。 If the process proceeds to step S130B, it means that the air-fuel ratio control condition is not satisfied. The process proceeds to step S030 shown in FIG.

●[処理S200:最終噴射量の算出処理(図5、図6)]
次に図5、図6を用いて処理S200[最終噴射量の算出処理]の詳細について説明する。図2に示すステップS030にて処理S200を実行する際、制御装置50は、図5に示すステップS210へ処理を進める。
● [Process S200: final injection amount calculation process (Figs. 5 and 6)]
Next, details of the process S200 [final injection amount calculation process] will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. When executing the process S200 in step S030 shown in FIG. 2, the control device 50 advances the process to step S210 shown in FIG.

ステップS210にて制御装置50は、検出した吸気量が吸気量閾値以下であるか否かを判定し、吸気量が吸気量閾値以下である場合(Yes)はステップS215に処理を進め、吸気量が吸気量閾値よりも大きい場合(No)はステップS280に処理を進める。例えば吸気量閾値は、予め固定された値に設定されていてもよいし、要求ベース噴射量に応じた吸気量閾値が設定されたマップ等から求めるようにしてもよい。吸気量が、ある閾値以下になるとトルクダウンが顕著に現れるため、以下の処理にてトルクダウンを未然に防止する。 In step S210, the control device 50 determines whether or not the detected intake air amount is equal to or less than the intake air amount threshold. is greater than the intake air amount threshold (No), the process proceeds to step S280. For example, the intake air amount threshold may be set to a fixed value in advance, or may be obtained from a map or the like in which the intake air amount threshold corresponding to the required base injection amount is set. When the intake air amount becomes equal to or less than a certain threshold value, the torque reduction becomes conspicuous. Therefore, the torque reduction is prevented by the following processing.

ステップS280に処理を進めた場合、制御装置50は、燃焼切替履歴フラグをOFFに設定してステップS285に処理を進める。 When the process proceeds to step S280, the control device 50 sets the combustion switching history flag to OFF and proceeds the process to step S285.

ステップS285に処理を進めた場合、制御装置50は、要求ベース噴射量を最終噴射量として記憶し、図5に示す処理を終了(リターン)して、図2に示すステップS050に処理を進める。 When the process proceeds to step S285, the controller 50 stores the requested base injection amount as the final injection amount, ends (returns) the process shown in FIG. 5, and proceeds to step S050 shown in FIG.

ステップS215に処理を進めた場合、制御装置50は、燃焼切替フラグがONであるか否かを判定し、燃焼切替フラグがONである場合(Yes)はステップS220に処理を進め、燃焼切替フラグがONでない場合(No)はステップS225に処理を進める。 If the process proceeds to step S215, the control device 50 determines whether or not the combustion switching flag is ON, and if the combustion switching flag is ON (Yes), the process proceeds to step S220, is not ON (No), the process proceeds to step S225.

ステップS220に処理を進めた場合、制御装置50は、燃焼切替履歴フラグをONに設定してステップS245に処理を進める。 When the process proceeds to step S220, the control device 50 sets the combustion switching history flag to ON and proceeds to step S245.

ステップS225に処理を進めた場合、制御装置50は、燃焼切替履歴フラグがONであるか否かを判定し、燃焼切替履歴フラグがONである場合(Yes)はステップS245に処理を進め、燃焼切替履歴フラグがONでない場合(No)はステップS285に処理を進める。 When the process proceeds to step S225, the control device 50 determines whether or not the combustion switching history flag is ON, and when the combustion switching history flag is ON (Yes), the process proceeds to step S245, If the switching history flag is not ON (No), the process proceeds to step S285.

発明者は、実験等によって、実際のトルクを検出しなくても吸気量が吸気量閾値以下の場合(吸気量調整手段によって吸気量を絞ってA/Fを調整している場合)にはトルクダウンの発生を予測できることを突きとめ、トルクダウンを発生させないためには必要量の燃料を増加させればよいことを突きとめた。従って、「吸気量≦吸気量閾値」の場合では、トルクダウンが発生すると予測し、このトルクダウンを未然に防止する最終噴射量を、後述するステップS245にて算出する。 The inventors have found through experiments that the torque We found that it is possible to predict the occurrence of down, and found that the necessary amount of fuel should be increased to prevent torque down. Therefore, when "the intake air amount ≤ the intake air amount threshold value", it is predicted that torque reduction will occur, and the final injection amount that prevents this torque reduction is calculated in step S245, which will be described later.

ステップS245に処理を進めた場合、制御装置50は、下記の(式1)に示す総噴射量演算式にて総噴射量qtを算出して総噴射量qtを最終噴射量として記憶し、図5に示す処理を終了(リターン)して、図2に示すステップS050に処理を進める。なお、qtは総噴射量、qは要求ベース噴射量、mは吸気量、a及びb及びcは空燃比関連量・トルク発生率関連量特性に基づいたパラメータである。
qt={(q-bm)±√[(q-bm)2-4cam2]}/2c (式1)
When the process proceeds to step S245, the control device 50 calculates the total injection amount qt using the total injection amount calculation formula shown in (Equation 1) below, stores the total injection amount qt as the final injection amount, and stores the total injection amount qt as the final injection amount. 5 ends (returns), and the process proceeds to step S050 shown in FIG. Here, qt is the total injection amount, q is the requested base injection amount, m is the intake air amount, and a, b, and c are parameters based on the air-fuel ratio related quantity/torque generation rate related quantity characteristics.
qt={(q-bm)±√[(q-bm) 2 -4cam 2 ]}/2c (Equation 1)

なお、パラメータa、b、cは、内燃機関10(ディーゼルエンジン)の空燃比関連量(空燃比に関連する量)に応じたトルク発生率関連量(トルク発生率に関連する量)を示す空燃比関連量・トルク発生率関連量特性に基づいたパラメータである。例えば、図6に示す空燃比・トルク発生率特性を、空燃比関連量・トルク発生率関連量特性の例として説明する。図6に示す空燃比・トルク発生率特性は、横軸(x軸)が空燃比(A/F)、縦軸(y軸)がトルク発生率とされた内燃機関10の特性である。この特性は、横軸の空燃比をx、縦軸のトルク発生率をyとした場合、(式2)にて表現することができる。また、以下の(式3)が成立する。
y(x)=ax2+bx+c (式2)
q=qt*y(x) (式3)
Parameters a, b, and c are air-fuel ratio related quantities (quantities related to torque generation rate) corresponding to air-fuel ratio related quantities (quantities related to air-fuel ratio) of the internal combustion engine 10 (diesel engine). It is a parameter based on the fuel ratio related quantity/torque generation rate related quantity characteristic. For example, the air-fuel ratio/torque generation rate characteristic shown in FIG. 6 will be described as an example of the air-fuel ratio related quantity/torque generation rate related quantity characteristic. The air-fuel ratio/torque generation rate characteristic shown in FIG. 6 is the characteristic of the internal combustion engine 10 with the air-fuel ratio (A/F) on the horizontal axis (x-axis) and the torque generation rate on the vertical axis (y-axis). This characteristic can be expressed by Equation 2, where x is the air-fuel ratio on the horizontal axis and y is the torque generation rate on the vertical axis. Moreover, the following (Formula 3) is materialized.
y(x)=ax 2 +bx+c (Formula 2)
q=qt*y(x) (Formula 3)

上記の(式2)と(式3)より、以下の(式4)が得られ、これをqtについて解くことで、上記の(式1)を得ることができる。
q=qt*y(x)=qt*y(A/F)=qt*y(m/qt)
=qt*[a(m/qt)2+b(m/qt)+c] (式4)
The following (Equation 4) is obtained from the above (Equation 2) and (Equation 3), and by solving this for qt, the above (Equation 1) can be obtained.
q=qt*y(x)=qt*y(A/F)=qt*y(m/qt)
=qt*[a(m/qt) 2 +b(m/qt)+c] (Equation 4)

補正後の総噴射量qtの下でのA/Fはm/qtであり、その時のトルク発生率y(x)[=y(m/qt)]と総噴射量qtとの積が、制御装置で決定される補正前の要求ベース噴射量qと一致するような総噴射量qtが、上記(式1)にて決定される。これにより、トルク低下を考慮せずに決定された要求ベース噴射量qに対して、トルク低下を防止できる総噴射量qtを得ることができる。なお、上記の(式1)の複号(±)のうち、「-(マイナス)」の側の、「qt={(q-bm)-√[(q-bm)2-4cam2]}/2c」にて求めた総噴射量qtを最終噴射量として記憶する。 The A/F under the corrected total injection amount qt is m/qt, and the product of the torque generation rate y(x) [=y(m/qt)] and the total injection amount qt at that time is the control The total injection quantity qt that matches the required base injection quantity q before correction determined by the device is determined by the above (Equation 1). As a result, it is possible to obtain the total injection amount qt that can prevent a decrease in torque with respect to the required base injection amount q that is determined without considering a decrease in torque. In addition, among the double signs (±) in the above (formula 1), the "- (minus)" side, "qt = {(q-bm)-√[(q-bm) 2 -4cam 2 ]} /2c" is stored as the final injection amount.

ステップS245の処理を実行している制御装置50(CPU51)は、算出した要求ベース噴射量(q)と、計測(検出)した吸気量(m)と、空燃比関連量・トルク発生率関連量特性に基づいたパラメータ(a、b、c)とに基づいて最終噴射量となる総噴射量(qt)を算出する、最終噴射量算出部51E(図1参照)に相当している。また、ステップS245の処理を実行している制御装置50(CPU51)は、(ステップS210にて)吸気量の推移に応じたトルクダウンを予測し、予測したトルクダウンを未然に防止する最終噴射量を算出する、最終噴射量算出部51E(図1参照)に相当している。 The control device 50 (CPU 51) executing the process of step S245 calculates the calculated required base injection amount (q), the measured (detected) intake air amount (m), the air-fuel ratio related quantity/torque generation rate related quantity, It corresponds to the final injection amount calculation section 51E (see FIG. 1) that calculates the total injection amount (qt), which is the final injection amount, based on the parameters (a, b, c) based on the characteristics. In addition, the control device 50 (CPU 51) executing the process of step S245 predicts (in step S210) torque reduction in accordance with the transition of the intake air amount, and the final injection amount to prevent the predicted torque reduction. , which corresponds to the final injection amount calculator 51E (see FIG. 1).

また図8に示すように、燃焼切替履歴フラグは、燃焼切替フラグがON、かつ、吸気量≦吸気量閾値、の場合に「ON」に設定され、吸気量>吸気量閾値の場合に「OFF」に設定される。従って、図8に示すように、燃焼切替フラグがON――>OFFとされた後、しばらくの期間は「ON」状態が維持される。維持される期間は、図8に示すように、実A/Fが目標A/Fから徐々に大きくなる期間において吸気量が吸気量閾値を超えるまでの期間(時間T3~時間T4)である。 As shown in FIG. 8, the combustion switching history flag is set to "ON" when the combustion switching flag is ON and the intake air amount≦the intake air amount threshold, and is set to "OFF" when the intake air amount>the intake air amount threshold. ”. Therefore, as shown in FIG. 8, the "ON" state is maintained for a while after the combustion switching flag is set to ON --> OFF. As shown in FIG. 8, the maintained period is the period (time T3 to time T4) until the intake air amount exceeds the intake air amount threshold while the actual A/F gradually increases from the target A/F.

●[処理S400:吸気量調整処理(図7、図8)]
次に図7、図8を用いて処理S400[吸気量調整処理]の詳細について説明する。図2に示すステップS050にて処理S400を実行する際、制御装置50は、図7に示すステップS410へ処理を進める。
● [Process S400: intake air amount adjustment process (Figs. 7 and 8)]
Next, details of the process S400 [intake amount adjustment process] will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. When executing the process S400 in step S050 shown in FIG. 2, the control device 50 advances the process to step S410 shown in FIG.

ステップS410にて制御装置50は、燃焼切替フラグがONであるか否かを判定し、燃焼切替フラグがONである場合(Yes)はステップS420Aに処理を進め、燃焼切替フラグがONでない場合(No)はステップS420Bに処理を進める。 In step S410, the control device 50 determines whether or not the combustion switching flag is ON. If the combustion switching flag is ON (Yes), the process proceeds to step S420A, and if the combustion switching flag is not ON ( No) advances the process to step S420B.

ステップS420Aに処理を進めた場合、制御装置50は、検出した実A/Fが、目標A/Fとなるように(近づくように)、スロットルバルブ47V(吸気量調整手段)の開度をフィードバック制御してスロットルバルブ47Vの開度を徐々に絞り(図8における時間T1~時間T2)、図7に示す処理を終了(リターン)して、図2の処理を終了する。 When the process proceeds to step S420A, the control device 50 feeds back the opening of the throttle valve 47V (intake air amount adjusting means) so that the detected actual A/F becomes (approaches) the target A/F. Control is performed to gradually narrow the opening of the throttle valve 47V (time T1 to time T2 in FIG. 8), the process shown in FIG. 7 is terminated (returned), and the process of FIG. 2 is terminated.

ステップS420Bに処理を進めた場合、制御装置50は、スロットルバルブ47V(吸気量調整手段)の開度が全開となるように、スロットルバルブ47Vの開度をフィードバック制御(目標開度=全開としたフィードバック制御)してスロットルバルブ47Vの開度を全開へと徐々に近づけて(図8における時間T3以降)、図7に示す処理を終了する。 When the process proceeds to step S420B, the control device 50 feedback-controls the opening of the throttle valve 47V (target opening=fully open) so that the opening of the throttle valve 47V (intake amount adjusting means) is fully feedback control) to gradually bring the opening of the throttle valve 47V closer to full opening (after time T3 in FIG. 8), and the process shown in FIG. 7 ends.

ステップS410、S420A、S420Bの処理を実行している制御装置50(CPU51)は、運転状態が空燃比制御条件を満足する場合(この場合、燃焼切替フラグ=ONの場合)に、検出した実際のA/Fである実A/Fが目標A/Fに近づくようにスロットルバルブ47V(吸気量調整手段)を制御して吸気量を徐々に絞る吸気量調整部51D(図1参照)に相当している。
The control device 50 (CPU 51) executing the processes of steps S410, S420A, and S420B detects the actual detected actual It corresponds to the intake air amount adjusting section 51D (see FIG. 1) which controls the throttle valve 47V (intake air amount adjusting means) so that the actual A/F, which is A/F, approaches the target A/F to gradually throttle the intake air amount. ing.

●[動作波形(図8)の説明]
図8は、図2~図7にて説明した制御装置50の処理による動作波形の例を示している。例えば運転者によるアクセルペダル踏込量がほぼ一定でエンジン回転数がほぼ一定であり、かつ、運転状態が図4に示す燃焼切替領域内に有り、かつ、図3のステップS120の他の条件が成立して、図8に示す時間T1にて、燃焼切替フラグがOFF――>ONとなったものとする。
● [Description of operating waveforms (Fig. 8)]
FIG. 8 shows an example of operation waveforms by the processing of the control device 50 described with reference to FIGS. For example, the amount of depression of the accelerator pedal by the driver is substantially constant, the engine speed is substantially constant, the operating state is within the combustion switching region shown in FIG. 4, and the other conditions of step S120 in FIG. 3 are satisfied. Then, at time T1 shown in FIG. 8, it is assumed that the combustion switching flag becomes OFF --> ON.

図8において、時間T1にて燃焼切替フラグがOFF――>ONになった後、吸気量≦吸気量閾値になると、燃焼切替履歴フラグもOFF――>ONに設定される。また時間T1にて目標A/Fが算出される。そして時間T1~時間T2にて、スロットルバルブの開度が徐々に絞られて、リーン状態であった実A/Fの値が、目標A/Fの値へと近づいていく。時間T1~時間T2では、吸気量の推移に応じて最終噴射量が徐々に増加し、トルクダウンを未然に防止している。 In FIG. 8, after the combustion switching flag is turned OFF --> ON at time T1, when the intake air amount≦the intake air amount threshold, the combustion switching history flag is also set OFF --> ON. Also, the target A/F is calculated at time T1. Then, from time T1 to time T2, the opening of the throttle valve is gradually reduced, and the actual A/F value in the lean state approaches the target A/F value. From time T1 to time T2, the final injection amount gradually increases in accordance with the transition of the intake air amount to prevent torque reduction.

また、図8において、時間T3にて燃焼切替フラグがON――>OFFになった場合、燃焼切替履歴フラグを用いて、時間T3~時間T4の間は、スロットルバルブを全開位置へと徐々に戻していきながら、最終噴射量を徐々に要求ベース噴射量へと戻していく。つまり、制御装置50は、空燃比制御条件を満足している状態から満足しない状態に遷移した場合(燃焼切替フラグがON――>OFFになった場合)には、吸気量調整部にて吸気量調整手段(スロットルバルブ)を制御して吸気量の絞りを解除して徐々に吸気量を戻しながら(時間T3以降)、最終噴射量算出部の実行を維持し、吸気量が吸気量閾値まで戻った場合(時間T4)に、最終噴射量算出部の実行の維持を終了させる。 Further, in FIG. 8, when the combustion switching flag becomes ON --> OFF at time T3, the throttle valve is gradually moved to the fully open position during time T3 to time T4 using the combustion switching history flag. While returning, the final injection amount is gradually returned to the required base injection amount. In other words, when the state where the air-fuel ratio control condition is satisfied changes to the state where the air-fuel ratio control condition is not satisfied (when the combustion switching flag becomes ON --> OFF), the control device 50 controls the intake air amount adjusting section to While controlling the amount adjusting means (throttle valve) to release the throttling of the intake air amount and gradually return the intake air amount (after time T3), the execution of the final injection amount calculation section is maintained, and the intake air amount reaches the intake air amount threshold value. When it returns (time T4), the maintenance of execution of the final injection amount calculation unit is ended.

このように、実A/Fを、リーン状態の空燃比から目標空燃比(例えば理論空燃比)へと近づけていった場合に発生するトルクダウン、及び、目標空燃比(例えば理論空燃比)からリーン状態へと戻す際のトルクダウン、の発生を予測して、総噴射量演算式である(式1)にて、要求ベース噴射量と吸気量に基づいて最終噴射量を増減させることで、トルクダウンを未然に防止している。従って、各気筒内に筒内圧センサを配置する必要がなく、よりシンプルかつ容易な構成にて、要求トルクと実トルクとの差を適切に低減させる(トルクダウンを未然に防止する)ことができる。また、ディーゼルエンジンの実A/Fに応じて出力を補正するので、安定した出力を得ることができる。 In this way, the torque reduction that occurs when the actual A/F is brought closer to the target air-fuel ratio (for example, the theoretical air-fuel ratio) from the lean air-fuel ratio, and the target air-fuel ratio (for example, the theoretical air-fuel ratio) Predicting the occurrence of torque reduction when returning to the lean state, the final injection amount is increased or decreased based on the required base injection amount and the intake air amount using the total injection amount calculation formula (Equation 1). Prevents torque reduction. Therefore, it is not necessary to dispose an in-cylinder pressure sensor in each cylinder, and it is possible to appropriately reduce the difference between the required torque and the actual torque (prevent torque reduction) with a simpler and easier configuration. . Moreover, since the output is corrected according to the actual A/F of the diesel engine, stable output can be obtained.

本発明の内燃機関の制御装置は、本実施の形態で説明した構成、処理手順、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。 The control device for an internal combustion engine of the present invention is not limited to the configuration, processing procedure, operation, etc. described in the present embodiment, and various modifications, additions, and deletions are possible without changing the gist of the present invention.

また、本発明の内燃機関の制御装置50は、図1の例に示すディーゼルエンジンシステム1への適用に限定されず、種々のディーゼルエンジンシステムに適用することが可能である。 Further, the application of the internal combustion engine control device 50 of the present invention is not limited to the diesel engine system 1 shown in the example of FIG. 1, but can be applied to various diesel engine systems.

本実施の形態の説明では、燃焼切替領域の設定を、エンジン回転数と負荷に応じた燃焼領域特性(図4参照)内に設定したが、これに限定されるものではない。例えば、エンジン回転数と燃料噴射量に応じた領域特性内に燃焼切替領域を設定するようにしてもよい。 In the description of the present embodiment, the combustion switching region is set within the combustion region characteristics (see FIG. 4) corresponding to the engine speed and load, but the invention is not limited to this. For example, the combustion switching region may be set within the region characteristics corresponding to the engine speed and the fuel injection amount.

本実施の形態の説明では、ディーゼルエンジンの吸気量を調整する吸気量調整手段の例として吸気経路にスロットルバルブを設けた例を説明したが、吸気量調整手段は、スロットルバルブに限定されるものではない。 In the description of the present embodiment, the throttle valve is provided in the intake path as an example of the intake air amount adjusting means for adjusting the intake air amount of the diesel engine, but the intake air amount adjusting means is limited to the throttle valve. isn't it.

また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、未満(<)等は、等号を含んでも含まなくてもよい。 Also, the numerical values used in the description of the present embodiment are examples, and the present invention is not limited to these numerical values. Greater than (≧), less than (≦), greater than (>), less than (<), etc. may or may not include an equal sign.

1 ディーゼルエンジンシステム
10 内燃機関(ディーゼルエンジン)
11A、11B 吸気管
11C 吸気マニホルド
12A 排気マニホルド
12B 排気管
21 吸気量検出手段
22 回転検出手段
25 アクセルペダル踏込量検出手段
26 A/F検出手段
28A 吸気温度検出手段
28C クーラント温度検出手段
29A 排気温度検出手段
43A インジェクタ
45A シリンダ
47 スロットル装置
47S スロットル開度検出手段
47V スロットルバルブ(吸気量調整手段)
50 制御装置
51A 運転状態検出部
51B 要求ベース噴射量算出部
51C 目標A/F算出部
51D 吸気量調整部
51E 最終噴射量算出部
53 記憶手段
60 排気浄化装置
a、b、c パラメータ

1 diesel engine system 10 internal combustion engine (diesel engine)
11A, 11B intake pipe 11C intake manifold 12A exhaust manifold 12B exhaust pipe 21 intake air amount detection means 22 rotation detection means 25 accelerator pedal depression amount detection means 26 A/F detection means 28A intake air temperature detection means 28C coolant temperature detection means 29A exhaust temperature detection Means 43A Injector 45A Cylinder 47 Throttle Device 47S Throttle Opening Detection Means 47V Throttle Valve (Intake Amount Adjusting Means)
50 control device 51A operating state detection unit 51B required base injection amount calculation unit 51C target A/F calculation unit 51D intake air amount adjustment unit 51E final injection amount calculation unit 53 storage means 60 exhaust purification device a, b, c parameters

Claims (2)

インジェクタから噴射する燃料量を制御してディーゼルエンジンを制御する内燃機関の制御装置であって、
前記ディーゼルエンジンの吸気経路には、前記ディーゼルエンジンの吸気量を計測する吸気量検出手段と、前記ディーゼルエンジンの前記吸気量を調整可能な吸気量調整手段であるスロットルバルブと、が設けられており、
エンジン回転数とアクセルペダル踏込量とに応じた要求トルクが設定された要求トルク特性と、
前記要求トルクに応じた要求ベース噴射量が設定された要求ベース噴射量特性、または、前記要求トルクから前記要求ベース噴射量を算出する演算式と、
燃料噴射量と前記エンジン回転数とに基づいて求めたエンジン負荷と、前記エンジン回転数とに応じた、より高出力を所望する領域である燃焼切替領域が設定された燃焼領域特性と、
が記憶された記憶手段を有し、
前記制御装置は、
前記ディーゼルエンジンの空燃比であるA/Fと、前記吸気量と、前記スロットルバルブの開度であるスロットルバルブ開度と、前記エンジン回転数と、前記アクセルペダル踏込量と、を含む運転状態を検出する運転状態検出部と、
前記エンジン回転数と前記アクセルペダル踏込量と前記要求トルク特性とに基づいて前記要求トルクを求め、求めた前記要求トルクと、前記要求ベース噴射量特性または前記演算式と、に基づいて前記要求ベース噴射量を算出する要求ベース噴射量算出部と、
を有し、
前記エンジン負荷と前記エンジン回転数の双方が、前記燃焼領域特性に設定された前記燃焼切替領域内である場合は、
前記エンジン負荷または前記燃料噴射量と、前記エンジン回転数と、に応じて設定された目標A/F、あるいは、ほぼ理論空燃比に設定された目標A/Fを求め
検出した実際のA/Fである実A/Fが前記目標A/Fに近づくように前記吸気量調整手段である前記スロットルバルブの開度を制御して前記吸気量を徐々に絞り、
前記エンジン負荷あるいは前記エンジン回転数が、前記燃焼領域特性に設定された前記燃焼切替領域内でない、あるいは、前記吸気量が予め設定した吸気量閾値以下でない場合は、
前記要求ベース噴射量を、前記インジェクタから噴射する最終噴射量に設定し、
前記エンジン負荷と前記エンジン回転数の双方が、前記燃焼領域特性に設定された前記燃焼切替領域内であり、かつ、前記吸気量が前記吸気量閾値以下である場合は、
空燃比に関連する量である空燃比関連量に応じた、トルク発生率に関連する量であるトルク発生率関連量が、曲線で表現される空燃比関連量・トルク発生率関連量特性と前記吸気量/総噴射量とに基づいた前記トルク発生率関連量と、前記総噴射量と、の積が前記要求ベース噴射量であることから、前記要求ベース噴射量から増量した前記総噴射量を算出し、算出した前記総噴射量を、前記インジェクタから噴射する前記最終噴射量に設定することで、前記吸気量を徐々に絞ったことで発生するトルクダウンを未然に防止する、
内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine that controls a diesel engine by controlling the amount of fuel injected from an injector,
The intake path of the diesel engine is provided with intake air amount detection means for measuring the intake air amount of the diesel engine, and a throttle valve as intake air amount adjusting means capable of adjusting the intake air amount of the diesel engine. ,
a required torque characteristic in which the required torque is set according to the engine speed and the amount of depression of the accelerator pedal;
a requested base injection amount characteristic in which a requested base injection amount corresponding to the requested torque is set, or an arithmetic expression for calculating the requested base injection amount from the requested torque;
an engine load obtained based on the fuel injection amount and the engine speed, and a combustion region characteristic in which a combustion switching region, which is a region where a higher output is desired, is set according to the engine speed;
has storage means in which is stored
The control device is
The operating state including A/F , which is the air-fuel ratio of the diesel engine, the intake air amount, the throttle valve opening, which is the opening of the throttle valve, the engine speed, and the amount of depression of the accelerator pedal. an operating state detection unit that detects
The required torque is obtained based on the engine speed, the amount of depression of the accelerator pedal, and the required torque characteristic, and the required base injection amount is calculated based on the calculated required torque and the required base injection amount characteristic or the arithmetic expression . a request base injection amount calculation unit that calculates an injection amount;
has
When both the engine load and the engine speed are within the combustion switching region set in the combustion region characteristic,
obtaining a target A / F set according to the engine load or the fuel injection amount and the engine speed, or a target A/F set substantially at the stoichiometric air-fuel ratio ;
gradually reducing the intake air amount by controlling the opening of the throttle valve, which is the intake air amount adjusting means, so that the detected actual A/F, which is the actual A/F, approaches the target A/F ;
When the engine load or the engine speed is not within the combustion switching range set in the combustion range characteristics, or when the intake air amount is not equal to or less than a preset intake air amount threshold,
setting the required base injection amount to the final injection amount to be injected from the injector;
When both the engine load and the engine speed are within the combustion switching region set in the combustion region characteristic, and the intake air amount is equal to or less than the intake air amount threshold,
A torque generation rate-related quantity, which is a quantity related to the torque generation rate, according to the air-fuel ratio-related quantity, which is a quantity related to the air-fuel ratio, is combined with the air-fuel ratio-related quantity/torque generation rate-related quantity characteristic represented by the curve. Since the required base injection amount is the product of the torque generation rate-related amount based on the intake air amount/total injection amount and the total injection amount, the total injection amount increased from the required base injection amount is calculated. calculating and setting the calculated total injection amount as the final injection amount to be injected from the injector, thereby preventing torque reduction caused by gradually reducing the intake air amount;
A control device for an internal combustion engine.
請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記曲線で表現される前記空燃比関連量・トルク発生率関連量特性は、2次曲線で表現されている、
内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The air-fuel ratio related quantity/torque generation rate related quantity characteristic represented by the curve is represented by a quadratic curve,
A control device for an internal combustion engine.
JP2019200940A 2019-11-05 2019-11-05 Control device for internal combustion engine Active JP7327086B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019200940A JP7327086B2 (en) 2019-11-05 2019-11-05 Control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019200940A JP7327086B2 (en) 2019-11-05 2019-11-05 Control device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021076027A JP2021076027A (en) 2021-05-20
JP7327086B2 true JP7327086B2 (en) 2023-08-16

Family

ID=75897408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019200940A Active JP7327086B2 (en) 2019-11-05 2019-11-05 Control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7327086B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230158117A (en) 2021-04-28 2023-11-17 후지필름 가부시키가이샤 Cell culture device and live cell concentration adjustment method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004183568A (en) 2002-12-04 2004-07-02 Nissan Motor Co Ltd Control device for diesel engine
JP2005042661A (en) 2003-07-25 2005-02-17 Nissan Motor Co Ltd Combustion control device for internal combustion engine
JP2018204549A (en) 2017-06-06 2018-12-27 マツダ株式会社 Exhaust emission control device for engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004183568A (en) 2002-12-04 2004-07-02 Nissan Motor Co Ltd Control device for diesel engine
JP2005042661A (en) 2003-07-25 2005-02-17 Nissan Motor Co Ltd Combustion control device for internal combustion engine
JP2018204549A (en) 2017-06-06 2018-12-27 マツダ株式会社 Exhaust emission control device for engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021076027A (en) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2317106B1 (en) Internal combustion engine control device
US7747379B2 (en) Control device of direct injection internal combustion engine
EP2803842B1 (en) Control device for internal combustion engine
US8224555B2 (en) Control apparatus of spark ignition internal combustion engine
US20120095668A1 (en) Method for feed-forward controlling fuel injection into a cylinder of an internal combustion engine
US20130054117A1 (en) Method for regulating HCCI combustion in a reactor of an internal combustion engine
CN113175385A (en) Control device and control method for internal combustion engine
US20160369712A1 (en) Control device for internal combustion engine
CN113153550A (en) Control device and control method for internal combustion engine
JP6036751B2 (en) Control device
JP7327086B2 (en) Control device for internal combustion engine
GB2587879A (en) Method and system for thermal control of aftertreatment
US20080120010A1 (en) Air Amount Computing Unit and Fuel Control Unit of Internal Combustion Engine
JP7309570B2 (en) Control device for internal combustion engine
US9309858B2 (en) Internal combustion engine control device
CN110869598B (en) Method and device for controlling internal combustion engine
JP7186029B2 (en) CONTROL DEVICE AND DIAGNOSIS METHOD FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
JP2010007489A (en) Control device for internal combustion engine
US20120014410A1 (en) Catalyst overheat prevention apparatus
US6536414B2 (en) Fuel injection control system for internal combustion engine
JP2010001745A (en) Combustion controller of spark-ignition multi-cylinder engine
US6298839B1 (en) Air-fuel ratio control apparatus and method for internal combustion engine
JP2010242745A (en) Pressure estimating method and device of combustion chamber in internal combustion engine
JP5023879B2 (en) Engine control device
JP4110534B2 (en) Variable valve control device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220214

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230320

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230717

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7327086

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151