JPH04116654U - Diesel engine exhaust recirculation control device - Google Patents

Diesel engine exhaust recirculation control device

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JPH04116654U
JPH04116654U JP2668791U JP2668791U JPH04116654U JP H04116654 U JPH04116654 U JP H04116654U JP 2668791 U JP2668791 U JP 2668791U JP 2668791 U JP2668791 U JP 2668791U JP H04116654 U JPH04116654 U JP H04116654U
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intake
fresh air
air
exhaust
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達司 宮田
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日産デイーゼル工業株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気過剰率が一定値以下になることのないよ
うに排気還流率を制御し、スモークの排出量が許容限界
を越えることのないように抑制する。 【構成】 運転状態に応じて目標排気還流率を設定する
手段52と、排気還流位置よりも上流の吸気通路の新気
の吸入量を測定する手段53と、目標排気還流率のとき
の吸入される新気の目標吸入量を演算する手段54と、
測定した新気吸入量が目標新気吸入量と一致するように
前記排気還流制御弁の開度をフィードバック制御する手
段55と、スモーク排出限度のリミット空気量を運転状
態に応じて設定した手段56と、排気還流時の目標新気
吸入量とそのときのリミット空気量とを比較する手段5
7と、目標新気吸入量がリミット空気量を下回らないよ
うに前記排気還流制御弁の開度を補正する手段58とを
備える。
(57) [Summary] [Purpose] To control the exhaust gas recirculation rate so that the excess air ratio does not fall below a certain value, and to suppress the smoke emission amount so that it does not exceed the permissible limit. [Configuration] A means 52 for setting a target exhaust recirculation rate according to the operating state, a means 53 for measuring the intake amount of fresh air in the intake passage upstream of the exhaust recirculation position, and a means 53 for measuring the intake amount of fresh air in the intake passage upstream of the exhaust recirculation position, means 54 for calculating a target intake amount of fresh air;
Means 55 for feedback controlling the opening degree of the exhaust recirculation control valve so that the measured fresh air intake amount matches the target fresh air intake amount, and means 56 for setting the limit air amount for the smoke discharge limit according to the operating state. Means 5 for comparing the target fresh air intake amount during exhaust gas recirculation and the limit air amount at that time.
7, and means 58 for correcting the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve so that the target fresh air intake amount does not fall below the limit air amount.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【0001】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本考案はディーゼルエンジンの排気還流制御装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of an exhaust gas recirculation control device for a diesel engine.

【0002】0002

【従来の技術】[Conventional technology]

ディーゼルエンジンの排気還流量を精度よく目標値に制御するために、排気還 流に伴って変化する吸入空気量を測定しながら排気還流制御弁の開度をフィード バック制御する装置がある(特開昭61−215426号公報等)。 In order to accurately control the exhaust recirculation amount of a diesel engine to a target value, Feeds the opening degree of the exhaust recirculation control valve while measuring the amount of intake air that changes with the flow. There is a back control device (Japanese Patent Laid-Open No. 61-215426, etc.).

【0003】 エンジンに吸入される新気の流量は、排気還流時には排気還流しないときに比 べて還流量の相当分だけ減る。したがってその運転状態での排気還流率が求まる と、全吸気量に対する排気還流量は新気の吸入量から推定でき、目標とする排気 還流量に制御するには、そのときの新気の吸入量を測定し、この測定値が目標と する新気の吸入量と一致するように排気還流制御弁の開度を制御すればよい。0003 The flow rate of fresh air taken into the engine is greater when there is exhaust recirculation than when there is no exhaust recirculation. The total amount decreases by an amount equivalent to the reflux amount. Therefore, the exhaust gas recirculation rate under that operating condition can be determined. Then, the exhaust recirculation amount relative to the total intake air amount can be estimated from the intake amount of fresh air, and the target exhaust To control the reflux amount, measure the amount of fresh air inhaled at that time, and make sure that this measured value is the target. The opening degree of the exhaust recirculation control valve may be controlled to match the amount of fresh air taken in.

【0004】 つまり、予め排気還流をしないときの吸入空気量(全吸気量)の特性を求めて おき、これに基づいて運転状態に応じての排気還流率から排気還流量を算出する と、そのときの全吸気量からこの排気還流量を差し引いたものが目標とする新気 の吸入量となり、新気の吸入量が目標値と一致するように排気還流制御弁の開度 をフィードバック制御することにより、運転状態に応じて排気還流量を精度よく 制御することができる。0004 In other words, first find the characteristics of the intake air amount (total intake air amount) when there is no exhaust gas recirculation. Based on this, calculate the exhaust recirculation amount from the exhaust recirculation rate depending on the operating condition. Then, the target fresh air is calculated by subtracting this exhaust recirculation amount from the total intake air amount. The opening of the exhaust recirculation control valve is adjusted so that the intake amount of fresh air matches the target value. Through feedback control, the exhaust recirculation amount can be adjusted accurately according to the operating conditions. can be controlled.

【0005】 還流排気中には煤等が含まれ、新気の吸入量を測定するのに比較して、還流排 気量を精度よく測定することが難しく、このため、間接的に排気還流量を測定し ながら制御するようにしている。[0005] The recirculated exhaust gas contains soot, and compared to measuring the intake amount of fresh air, the recirculated exhaust gas contains soot, etc. It is difficult to accurately measure the amount of air, so it is difficult to measure the amount of exhaust gas recirculated indirectly. I try to keep it under control.

【0006】 また、このようにして、吸入空気量を計測しながら排気還流量の制御を行うこ とができるのであるが、エンジン個々によって、あるいは経時変化によって吸入 空気量特性にバラツキを生じることがあるため、排気還流を停止させた運転領域 での実測吸入空気量に基づいて、吸入空気量特性を学習、補正し、排気還流の制 御精度を高めるようにした装置が本出願人により提案されている。[0006] In addition, in this way, the amount of exhaust recirculation can be controlled while measuring the amount of intake air. However, depending on the individual engine or due to changes over time, the intake Operating range in which exhaust gas recirculation is stopped as it may cause variations in air volume characteristics. Based on the actually measured intake air amount, the intake air amount characteristics are learned and corrected, and exhaust recirculation is controlled. A device has been proposed by the applicant that increases the accuracy of the control.

【0007】[0007]

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

ところで、この場合、エアクリーナの目詰まりや、エンジン吸気ポートへの煤 やスラッジの堆積等により吸気抵抗の増加が進んでいくと、吸入空気量が次第に 減少していく。エンジンに供給された燃料を燃焼させるのに必要な空気量に対し て、実際にエンジンに吸入される新気量の比率を空気過剰率というが、この空気 過剰率が一定値以下になると、排気中のスモークが増加する問題がある。 By the way, in this case, the air cleaner may be clogged or soot may enter the engine intake port. As intake resistance continues to increase due to sludge accumulation, etc., the amount of intake air gradually decreases. It will continue to decrease. For the amount of air required to burn the fuel supplied to the engine The ratio of the amount of fresh air actually drawn into the engine is called the excess air ratio. When the excess rate falls below a certain value, there is a problem that smoke in the exhaust gas increases.

【0008】 一般に排気還流率は、そのときの運転状態においてエンジン性能の悪化やスモ ークの増大を招くことなく、NOxを効果的に低減することのできるように適切 に設定されるが、エンジン供給燃料に対して吸入される新気の量が一定値以下に なると、排気還流率そのものは変わらなくても、スモークの発生量が増加してい く現象があり、とくに燃料が急激に増量されるエンジンの過渡時等に相対的に新 気量が不足し、スモークが一時的に急増する傾向がある。[0008] In general, the exhaust recirculation rate is affected by the deterioration of engine performance and smog under the operating conditions at that time. appropriate measures to effectively reduce NOx without causing an increase in However, when the amount of fresh air inhaled relative to the fuel supplied to the engine falls below a certain value. Therefore, even though the exhaust recirculation rate itself remains the same, the amount of smoke generated increases. There is a phenomenon in which relatively new There is a lack of energy and the smoke tends to increase temporarily.

【0009】 本考案は、空気過剰率を判断しながら、空気過剰率が一定値以下になることの ないように排気還流率を制御し、もってスモークの排出量が許容限界を越えるこ とのないように抑制することを目的とする。[0009] This invention determines the excess air ratio and prevents the excess air ratio from falling below a certain value. The exhaust recirculation rate is controlled to prevent smoke emissions from exceeding permissible limits. The purpose is to suppress this so that it does not occur.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

そこで本考案は、図1に示すように、エンジンの吸気通路と排気通路とを結ぶ 排気還流通路に介装した排気還流制御弁50と、運転状態を検出する手段51と 、運転状態に応じて排気還流率を設定する手段52と、排気還流位置よりも上流 の吸気通路の新気の吸入量を測定する手段53と、目標とする排気還流率のとき に吸入される新気の目標吸入量を演算する手段54と、測定した新気吸入量が目 標新気吸入量と一致するように前記排気還流制御弁50の開度をフィードバック 制御する手段55とを備えたディーゼルエンジンの排気還流制御装置において、 スモーク排出限度のリミット空気量を運転状態に応じて設定した手段56と、排 気還流時の目標新気吸入量とそのときのリミット空気量とを比較する手段57と 、目標新気吸入量がリミット空気量を下回らないように前記排気還流制御弁の開 度を補正する手段58とを備える。 Therefore, the present invention connects the intake passage and exhaust passage of the engine, as shown in Figure 1. An exhaust gas recirculation control valve 50 interposed in the exhaust gas recirculation passage, and a means 51 for detecting the operating state. , a means 52 for setting the exhaust gas recirculation rate according to the operating state, and a means 52 upstream of the exhaust gas recirculation position. means 53 for measuring the intake amount of fresh air in the intake passage of the target exhaust gas recirculation rate; means 54 for calculating a target intake amount of fresh air to be inhaled into the device; Feedback the opening degree of the exhaust recirculation control valve 50 to match the target fresh air intake amount In an exhaust gas recirculation control device for a diesel engine, the device includes: A means 56 for setting the limit air amount for the smoke emission limit according to the operating condition, and an exhaust means 57 for comparing the target fresh air intake amount during air recirculation with the limit air amount at that time; , the exhaust recirculation control valve is opened so that the target fresh air intake amount does not fall below the limit air amount. and means 58 for correcting the degree.

【0011】[0011]

【作用】[Effect]

リミット空気量はそのときのエンジン負荷(燃料供給量)との関係に基づいて 設定され、これ以下のときには空気過剰率が小さくなってスモークの発生量が許 容限界を越える。 The limit air amount is based on the relationship with the engine load (fuel supply amount) at that time. When the excess air ratio is below this value, the excess air ratio becomes small and the amount of smoke generated is permissible. Exceed your capacity.

【0012】 排気還流量との相対関係により新気の吸入量が決まるが、この目標新気吸入量 がリミット空気量に近づいたときは、これを下回ることのないように、排気還流 が制御、つまり、排気還流量が減らされて新気の吸入量を確保するので、スモー クの排出が抑制される。0012 The amount of fresh air intake is determined by the relative relationship with the amount of exhaust gas recirculation, and this target fresh air intake amount When the amount of air approaches the limit air amount, the exhaust recirculation should be control, that is, the amount of exhaust gas recirculation is reduced to ensure the amount of fresh air taken in, so the smoke The emission of water is suppressed.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

図2、図3は本考案の実施例であり、図2において、1はV8型のディーゼル エンジン、2は吸気通路、3は排気通路を示す。吸気通路2には新気の吸入量を 測定するエアフローセンサ4と、その下流に吸気シャッタ6が設けられる。吸気 シャッタ6は制御バルブ5を介して導かれるバキュームポンプ35からの負圧に より駆動される。 Figures 2 and 3 show examples of the present invention, and in Figure 2, 1 is a V8 type diesel engine. In the engine, 2 indicates an intake passage, and 3 indicates an exhaust passage. The amount of fresh air taken into intake passage 2 is An air flow sensor 4 for measurement and an intake shutter 6 are provided downstream thereof. intake The shutter 6 receives negative pressure from the vacuum pump 35 guided through the control valve 5. more driven.

【0014】 排気通路3には排気ブレーキシャッタ8が設けられ、制御バルブ7を介して導 入されるエアタンク36からの圧縮空気によって作動する。排気ブレーキシャッ タ8の下流の排気通路3と、前記吸気シャッタ6の下流に吸気通路2を結ぶ排気 還流通路(EGR通路)9が設けられ、このEGR通路9には前記吸気シャッタ 6と協働して排気還流量(EGR量)をコントロールするために排気還流制御弁 (EGR弁)11が介装される。EGR弁11は制御バルブ10を介して導かれ るバキュームポンプ35からの負圧に応じて作動する。[0014] An exhaust brake shutter 8 is provided in the exhaust passage 3, and an exhaust brake shutter 8 is provided in the exhaust passage 3. It is operated by compressed air from the air tank 36. exhaust brake shutter Exhaust air connecting the exhaust passage 3 downstream of the shutter 8 and the intake passage 2 downstream of the intake shutter 6 A recirculation passage (EGR passage) 9 is provided, and the EGR passage 9 is provided with the intake shutter. Exhaust recirculation control valve to control the exhaust gas recirculation amount (EGR amount) in cooperation with 6. (EGR valve) 11 is installed. The EGR valve 11 is guided through the control valve 10. It operates in response to negative pressure from the vacuum pump 35.

【0015】 そして、前記各制御バルブ5、7、10を制御するためのコントロールユニッ ト12が備えられる。コントロールユニット12には、運転状態を代表する信号 として、前記エアフローセンサ4からの新気吸入量信号、エンジン回転センサ1 3からの回転数信号、燃料噴射ポンプラック位置センサ14からの負荷信号、冷 却水温センサ15からの水温信号、大気圧センサ16からの大気圧信号、排気ブ レーキスイッチ17等からの各種操作スイッチ信号が入力し、これらに基づいて 後述するようにして、排気還流制御を行う。[0015] A control unit for controlling each of the control valves 5, 7, and 10 is provided. A port 12 is provided. The control unit 12 includes a signal representing the operating state. As, the fresh air intake amount signal from the air flow sensor 4, the engine rotation sensor 1 3, the load signal from the fuel injection pump rack position sensor 14, the cooling Water temperature signal from cooling water temperature sensor 15, atmospheric pressure signal from atmospheric pressure sensor 16, exhaust valve Various operation switch signals are input from the rake switch 17, etc., and based on these Exhaust gas recirculation control is performed as described below.

【0016】 コントロールユニット12は図3に示すように、エンジンの標準吸入空気量を 演算して記憶する手段18、実際の吸入空気量を学習する手段19、学習結果に 基づいて標準吸入空気量の補正率を記憶する手段20、運転状態に応じて設定E GR率を記憶する手段21、EGR率に基づいて目標新気吸入量を演算する手段 22、運転状態に応じてのスモーク限界の空気過剰率からラムダリミット空気量 を決定する手段30、目標新気吸入量とラムダリミット空気量との大小を比較す る判定手段31、目標新気吸入量と実際の新気吸入量との偏差に応じた信号を制 御出力演算手段24に出力する比較手段23、制御出力演算手段24からの制御 デューティに基づいてEGR弁11の開度を制御する駆動信号を出力する手段2 5等から構成される。[0016] As shown in FIG. 3, the control unit 12 controls the standard intake air amount of the engine. A means 18 for calculating and storing it, a means 19 for learning the actual intake air amount, and a means 19 for learning the actual intake air amount; Means 20 for storing the standard intake air amount correction factor based on the setting E according to the operating condition Means 21 for storing the GR rate, means for calculating the target fresh air intake amount based on the EGR rate 22. Lambda limit air amount from smoke limit air excess rate depending on operating condition The means 30 for determining the target fresh air intake amount and the lambda limit air amount are compared. The determining means 31 controls the signal according to the deviation between the target fresh air intake amount and the actual fresh air intake amount. Comparison means 23 outputs to control output calculation means 24, control from control output calculation means 24 Means 2 for outputting a drive signal for controlling the opening degree of the EGR valve 11 based on duty Consists of 5th grade.

【0017】 前記標準吸入空気量記憶手段18はエンジン回転速度演算手段26からのエン ジン回転速度信号と、マルチプレクサ27、A/D変換器28を介してのラック 位置信号に基づいて、エンジン標準吸入空気量を演算してマップに記憶する。学 習手段19は吸入空気量学習領域判定手段33からの信号と各種運転状態検出信 号に基づいて、EGRを停止する運転領域(例えばアイドルと全負荷)において 、エアフローセンサ4からの新気吸入量信号に基づいて吸入空気量を測定し、こ の結果を学習吸入空気量補正率記憶手段20に出力する。[0017] The standard intake air amount storage means 18 stores information from the engine speed calculation means 26. Rack rotation speed signal and rack via multiplexer 27 and A/D converter 28 Based on the position signal, the engine standard intake air amount is calculated and stored in a map. studies The learning means 19 receives signals from the intake air amount learning region determining means 33 and various operating state detection signals. Based on the above, in the operating range where EGR is stopped (e.g. idle and full load) , the intake air amount is measured based on the fresh air intake amount signal from the air flow sensor 4, and this The result is output to the learning intake air amount correction factor storage means 20.

【0018】 学習吸入空気量補正率記憶手段20は前記エンジン回転数と負荷に基づいて標 準吸入空気量マップからのデータと、このEGR停止時の実測吸入空気量の学習 データとにより、吸入空気量の補正率を求め、これを学習補正率マップに記憶す る。[0018] The learning intake air amount correction factor storage means 20 stores a standard value based on the engine speed and load. Learning data from the quasi-intake air amount map and the actually measured intake air amount when EGR is stopped Calculate the correction factor for the intake air amount using the data and store it in the learning correction factor map. Ru.

【0019】 つまり、予め設定された回転数と負荷に基づいて設定されたエンジンの標準吸 入空気量と、実際に測定した吸入空気量との相違量に基づいて、それぞれ運転状 態における補正率を算出することにより、エンジンの個々の吸入空気量特性のバ ラツキや経時変化を補償する。[0019] In other words, the standard intake of the engine is set based on the preset rotation speed and load. Based on the difference between the intake air amount and the actually measured intake air amount, the operating conditions are determined respectively. By calculating the correction factor at the Compensates for irregularities and changes over time.

【0020】 設定EGR率記憶手段21は図5にも示すように、運転状態に応じての排気還 流率をマップに記憶するもので、これら標準吸入空気量記憶手段18と、学習吸 入空気量補正率記憶手段20と、設定EGR率記憶手段21からの各出力が目標 新気吸入量演算手段22に入力する。[0020] As shown in FIG. 5, the set EGR rate storage means 21 controls the The flow rate is stored in a map, and these standard intake air amount storage means 18 and learning intake air flow rate are stored in a map. Each output from the intake air amount correction factor storage means 20 and the set EGR rate storage means 21 is the target It is input to the fresh air intake amount calculation means 22.

【0021】 目標吸入空気量演算手段22はそのときの標準吸入空気量を補正率に基づいて 補正した吸入空気量と、目標EGR率とから、EGR時の新気の目標新気吸入量 を演算するものである。排気還流するとその分だけ新気の吸入量が減り、全吸入 空気量からEGR流量を差し引いたものが新気の吸入量となり、このため、その ときの補正標準吸入空気量からEGR率にしたがったEGR流量を引くと、目標 とする新気吸入量が求められ、実際の新気吸入量がこの目標新気吸入量と一致す るようにEGR弁11の開度を制御することにより、精度のよいEGR制御が実 現するのである。[0021] The target intake air amount calculation means 22 calculates the standard intake air amount at that time based on the correction factor. From the corrected intake air amount and target EGR rate, determine the target fresh air intake amount during EGR. It is used to calculate. When exhaust gas is recirculated, the intake amount of fresh air decreases by that amount, reducing the total intake. The intake amount of fresh air is the amount of air minus the EGR flow rate. By subtracting the EGR flow rate according to the EGR rate from the corrected standard intake air amount at the time, the target The amount of fresh air inhaled is calculated, and the actual amount of fresh air inhaled matches this target amount of fresh air inhaled. By controlling the opening degree of the EGR valve 11 so that the It manifests itself.

【0022】 ラムダリミット空気量決定手段30には、エンジンに供給される燃料を燃焼さ せるのに必要最小限の空気量に対する実際の吸入空気量との比率である空気過剰 率(λ)が、その運転状態でのスモーク排出量の許容限界値となるリミット吸入 空気量が設定されており、そのときの大気圧に基づいて補正されたリミット吸入 空気量と前記目標新気吸入量とを大小判定手段31において比較し、リミット吸 入空気量よりも目標新気吸入量が小さいときは、EGR時の目標新気吸入量の代 わりにリミット空気量を比較手段23に出力する。[0022] The lambda limit air amount determining means 30 is configured to combust the fuel supplied to the engine. air excess, which is the ratio of the actual amount of intake air to the minimum amount of air needed to Limit intake where the rate (λ) is the permissible limit of smoke emissions under that operating condition. Limit intake with a set air volume and corrected based on the current atmospheric pressure The air amount and the target fresh air intake amount are compared in the size determining means 31, and a limit intake amount is determined. When the target fresh air intake amount is smaller than the intake air amount, the target fresh air intake amount during EGR Instead, the limit air amount is output to the comparing means 23.

【0023】 図6にも示すように、その運転状態における目標新気吸入量に基づく空気過剰 率が、リミット吸入空気量よりも小さくなると新気が不足し、排出されるスモー クが許容限界を越えて増加するので、この場合には目標となる新気吸入量として 、このリミット吸入空気量に置き換えることにより、スモークの発生を抑制する のである。なお、スモーク透過率はPHSであらわされ、数値が小さくなるほど スモーク濃度は高い。[0023] As shown in Figure 6, excess air based on the target fresh air intake amount in that operating state If the intake air rate is smaller than the limit intake air amount, there will be insufficient fresh air and the amount of smog discharged will be reduced. In this case, the target amount of fresh air intake is By replacing this with this limit intake air amount, smoke generation is suppressed. It is. In addition, the smoke transmittance is expressed in PHS, and the smaller the value, the Smoke concentration is high.

【0024】 図7はラムダリミット空気量の特性を示すもので、エンジン回転速度と燃料噴 射ポンプラック位置(燃料供給量)に基づいて決まり、許容できるスモークリミ ットの関係にしたがってリミット空気量(Kg/min)を選択すればよい。[0024] Figure 7 shows the characteristics of the lambda limit air amount, and shows the relationship between engine speed and fuel injection. The allowable smoke limit is determined based on the injection pump rack position (fuel supply amount). The limit air amount (Kg/min) may be selected according to the relationship between

【0025】 また、このリミット空気量の大気圧による補正は、図8の補正特性にしたがっ て行われる。大気圧の低下に比例して空気濃度が下がるので、リミット空気量の 体積流量としては増加する。[0025] In addition, the limit air amount is corrected by atmospheric pressure according to the correction characteristics shown in Figure 8. will be carried out. Since the air concentration decreases in proportion to the decrease in atmospheric pressure, the limit air amount The volumetric flow rate increases.

【0026】 制御出力演算手段24は目標新気吸入量と実際の新気吸入量とを比較して、そ の偏差に対応した制御デューティ比をマップから読み取り、あるいは偏差に対応 して演算処理して、出力切換手段32を介してEGRバルブ駆動信号出力手段2 5に出力する。[0026] The control output calculation means 24 compares the target fresh air intake amount and the actual fresh air intake amount, and calculates the result. Read the control duty ratio corresponding to the deviation from the map or respond to the deviation. EGR valve drive signal output means 2 via output switching means 32. Output to 5.

【0027】 なお、出力切換手段32はEGR制御領域の判定手段29からの信号により、 EGR領域ではこの制御出力演算手段24からの信号をとるが、EGR停止領域 では制御デューティが0を取り出し、EGR制御バルブを全閉する。[0027] Note that the output switching means 32 uses a signal from the EGR control region determining means 29 to In the EGR region, the signal from this control output calculation means 24 is taken, but in the EGR stop region Then, set the control duty to 0 and fully close the EGR control valve.

【0028】 次に、コントロールユニット12で実行される制御動作を図4のフローチャー トにしたがって説明する。[0028] Next, the control operation executed by the control unit 12 will be described in the flowchart of FIG. Explain according to the following.

【0029】 まず、ステップ1〜5において、そのときの運転状態を代表する各種センサ出 力、並びに各種運転操作スイッチからの作動指令出力を読み込み、ステップ6で EGRマップからEGR率Regrを検索し、ステップ7でEGR領域にあるか どうかを判断する。[0029] First, in steps 1 to 5, various sensor outputs representative of the current operating state are Read the power and operation command output from various operation operation switches, and in step 6 Search EGR rate Regr from the EGR map and check whether it is in the EGR region in step 7. judge whether

【0030】 EGR領域にないときは、EGR制御デューティを0に設定し、EGR弁11 を全閉にすると共に、吸気シャッター6を全開する。そして、冷却水温が所定値 (たとえば50度C)以上であることを条件にして、吸入空気量の学習が可能か どうかを判定する(ステップ8〜11)。もし、学習可能領域ならば、エアフロ ーセンサの測定した吸入空気量と、EGR停止時の標準吸入空気量マップから求 めた標準吸入空気量との偏差から、吸入空気量の補正率LNCOを算出し、補正 マップに格納する(ステップ12,13)。[0030] When it is not in the EGR region, the EGR control duty is set to 0, and the EGR valve 11 is fully closed, and the intake shutter 6 is fully opened. Then, the cooling water temperature is set to the specified value. Is it possible to learn the amount of intake air under the condition that the temperature is above (for example, 50 degrees Celsius)? (Steps 8 to 11). If the area is learnable, the airflow - Calculated from the intake air amount measured by the sensor and the standard intake air amount map when EGR is stopped. Calculate the correction factor LNCO for the intake air amount from the deviation from the standard intake air amount calculated, and make the correction. Store it in the map (steps 12, 13).

【0031】 これに対して、学習可能領域にないときは、EGR弁11を全閉にすると共に 、吸気シャッタ6を全開のまま、元に戻る。[0031] On the other hand, when it is not in the learning possible area, the EGR valve 11 is fully closed and , return to the original position with the intake shutter 6 fully open.

【0032】 前記ステップ7においてEGR領域にあると判定されたときは、ステップ14 ,15に移行して、標準吸入空気量マップから非EGR時の吸入空気量G’oと 吸入空気量の補正率LNCOを検索し、これらとRegrから目標新気吸入量G asを求める。そして、ステップ17でラムダリミットマップからリミット空気 量Galを検索し、大気圧データに基づいてこのGalを補正したG’alを算 出する。[0032] If it is determined in step 7 that the area is in the EGR region, step 14 , 15, and calculate the intake air amount G'o during non-EGR from the standard intake air amount map. Search for the intake air amount correction factor LNCO, and calculate the target fresh air intake amount G from these and Regr. Find as. Then, in step 17, limit air from the lambda limit map. Search for the quantity Gal and calculate G’al by correcting this Gal based on atmospheric pressure data. put out

【0033】 ステップ19において、それぞれ補正後の目標新気吸入量とリミット空気量と を比較し、もし、目標新気吸入量が小さいときには、目標新気吸入量としてリミ ット空気量に置換する(ステップ20)。[0033] In step 19, the corrected target fresh air intake amount and limit air amount are determined respectively. If the target fresh air intake amount is small, set the limit as the target fresh air intake amount. (step 20).

【0034】 次いでエアフローセンサにより計測した新気吸入量Gaiと、この目標新気吸 入量Gasとの偏差を算出し、この偏差がゼロとなるようにフィードバック制御 をかけるための、EGR制御バルブの制御デューティを演算し、これに応じてE GR弁11の開度を制御し、また、吸気シャッタ6を所定の開度に絞る。[0034] Next, the fresh air intake amount Gai measured by the air flow sensor and this target fresh air intake Calculate the deviation from the input amount Gas and perform feedback control so that this deviation becomes zero The control duty of the EGR control valve is calculated in order to The opening degree of the GR valve 11 is controlled and the intake shutter 6 is narrowed down to a predetermined opening degree.

【0035】 このようにして、排気還流制御時はEGRに伴って減少する新気の吸入量の目 標値を定め、実測された新気吸入量が目標値と一致するようにEGR量をフィー ドバック制御することにより、実際のEGR量を計測することなしに、精度よく 目標とするEGR率に収束させることができる。[0035] In this way, during exhaust recirculation control, the intake amount of fresh air, which decreases with EGR, can be controlled. Set a target value and feed the EGR amount so that the actually measured fresh air intake amount matches the target value. By back-controlling, it is possible to accurately measure the EGR amount without measuring the actual amount of EGR. It is possible to converge to the target EGR rate.

【0036】 また、エアクリーナの目詰まりや、吸気ポートに対するデポジットの堆積等に 起因して吸気系の通路抵抗が増加し、エンジンに吸入される新気の流量が減少し ていくと、図9、図10にも示すように、EGR率そのものはその運転状態にお ける適性な値を維持したとしても、空気過剰率の低下に伴って次第にスモークの 排出量が増加していくが、その運転状態での目標とする新気吸入量がスモーク限 界との関係に基づいて予め設定されたリミット空気量よりも少ないときは、フィ ードバック制御の目標値として、目標新気吸入量の代わりにこのリミット吸入空 気量を用いるため、これ以上には排気還流量が増加せず、スモークの排出量が限 界値を越えることのないように抑制することができるのである。[0036] Also, prevents clogging of the air cleaner and accumulation of deposits on the intake port. As a result, the passage resistance in the intake system increases, and the flow rate of fresh air sucked into the engine decreases. As shown in Figures 9 and 10, the EGR rate itself changes depending on the operating condition. Even if an appropriate value is maintained, smoke will gradually increase as the excess air ratio decreases. Emissions will increase, but the target amount of fresh air intake under that operating condition will reach the smoke limit. When the amount of air is less than the preset limit air amount based on the relationship with the field, the This limit intake air is used instead of the target fresh air intake amount as the target value for back-back control. Since air volume is used, the amount of exhaust recirculation does not increase any more, and the amount of smoke emitted is limited. This allows it to be suppressed so that it does not exceed the limit value.

【0037】 なお、前記ラムダリミット空気量は大気圧による補正を行っているが、空気過 剰率を算出するのに、燃料温度に基づいて供給燃料流量(重量)も補正すること により、スモークの排出抑制になお一層精度の高いEGR制御が実現できる。[0037] Note that the above lambda limit air amount is corrected based on atmospheric pressure, but To calculate the surplus rate, the supplied fuel flow rate (weight) must also be corrected based on the fuel temperature. This makes it possible to realize EGR control with even higher precision in suppressing smoke emissions.

【0038】[0038]

【考案の効果】[Effect of the idea]

以上のように本考案によれば、空気過剰率を判断しながらスモークの排出が許 容限界を越えることのないように排気還流量を制御するので、スモークの排出量 を所定の基準以下に抑制しつつNOxを効果的に低減でき、とくに経時変化等に よる吸気系の抵抗増加に起因して新気吸入量が減少し、とくに燃料が急に増量さ れる過渡的運転時に一時的に空気過剰率が低下したようなときでも、スモークが 許容限界を越えるのを防止することができる。 As described above, according to the present invention, smoke is allowed to be discharged while determining the excess air ratio. Since the exhaust gas recirculation amount is controlled so as not to exceed the capacity limit, the amount of smoke emitted is reduced. It is possible to effectively reduce NOx while keeping it below a predetermined standard, especially against changes over time. The amount of fresh air intake decreases due to increased resistance in the intake system, especially when the amount of fuel increases suddenly. Even when the excess air ratio temporarily decreases during transient operation, smoke will not occur. It is possible to prevent exceeding the permissible limit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本考案の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the present invention.

【図2】本考案の実施例を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】コントロールユニットのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a control unit.

【図4】コントロールユニットで実行される制御動作を
示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing control operations executed by the control unit.

【図5】排気還流率の特性を回転数と負荷に基づいて示
す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the characteristics of the exhaust gas recirculation rate based on the rotation speed and load.

【図6】空気過剰率とスモーク排出濃度の関係を示す説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between excess air ratio and smoke emission concentration.

【図7】ラムダリミット空気量の特性を回転数と負荷に
基づいて示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the characteristics of the lambda limit air amount based on the rotation speed and load.

【図8】ラムダリミット空気量の大気圧による補正特性
を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing correction characteristics of the lambda limit air amount depending on atmospheric pressure.

【図9】同一の排気還流率を維持したときのエンジン吸
入空気量の変動と新気吸入量の変化を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing changes in engine intake air amount and fresh air intake amount when the same exhaust gas recirculation rate is maintained.

【図10】運転状態に応じての空気過剰率(λ)とスモ
ーク濃度の関係を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between excess air ratio (λ) and smoke concentration depending on operating conditions.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディーゼルエンジン 2 吸気通路 3 排気通路 4 エアフローセンサ 9 EGR通路 11 EGR弁 12 コントロールユニット 13 エンジン回転数センサ 14 ラック位置センサ 50 排気還流制御弁 51 運転状態検出手段 52 排気還流率設定手段 53 新気吸入量測定手段 54 目標新気吸入量演算手段 55 フィードバック制御手段 56 リミット空気量設定手段 57 比較手段 58 補正手段 1 diesel engine 2 Intake passage 3 Exhaust passage 4 Air flow sensor 9 EGR passage 11 EGR valve 12 Control unit 13 Engine speed sensor 14 Rack position sensor 50 Exhaust recirculation control valve 51 Operating state detection means 52 Exhaust gas recirculation rate setting means 53 Fresh air intake amount measuring means 54 Target fresh air intake amount calculation means 55 Feedback control means 56 Limit air amount setting means 57 Means of comparison 58 Correction means

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 エンジンの吸気通路と排気通路とを結ぶ
排気還流通路に介装した排気還流制御弁と、運転状態を
検出する手段と、運転状態に応じて排気還流率を設定す
る手段と、排気還流位置よりも上流の吸気通路の新気の
吸入量を測定する手段と、目標とする排気還流率のとき
に吸入される新気の目標吸入量を演算する手段と、測定
した新気吸入量が目標新気吸入量と一致するように前記
排気還流制御弁の開度をフィードバック制御する手段と
を備えたディーゼルエンジンの排気還流制御装置におい
て、スモーク排出限度のリミット空気量を運転状態に応
じて設定した手段と、排気還流時の目標新気吸入量とそ
のときのリミット空気量とを比較する手段と、目標新気
吸入量がリミット空気量を下回らないように前記排気還
流制御弁の開度を補正する手段とを備えたことを特徴と
するディーゼルエンジンの排気還流制御装置。
1. An exhaust recirculation control valve interposed in an exhaust recirculation passage connecting an intake passage and an exhaust passage of an engine, means for detecting an operating state, and means for setting an exhaust recirculation rate according to the operating state. means for measuring the intake amount of fresh air in the intake passage upstream of the exhaust gas recirculation position; means for calculating the target intake amount of fresh air taken in when the target exhaust gas recirculation rate is reached; In the exhaust recirculation control device for a diesel engine, the exhaust recirculation control device for a diesel engine includes means for feedback controlling the opening degree of the exhaust recirculation control valve so that the amount of fresh air intake matches the target fresh air intake amount, means for comparing the target fresh air intake amount during exhaust gas recirculation with the limit air amount at that time, and means for opening the exhaust recirculation control valve so that the target fresh air intake amount does not fall below the limit air amount. 1. An exhaust recirculation control device for a diesel engine, characterized in that it is equipped with a means for correcting the temperature.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003161179A (en) * 2001-11-27 2003-06-06 Toyota Motor Corp Internal combustion engine

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