JPH07189815A - Exhaust reflux controller for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust reflux controller for internal combustion engineInfo
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- JPH07189815A JPH07189815A JP5333907A JP33390793A JPH07189815A JP H07189815 A JPH07189815 A JP H07189815A JP 5333907 A JP5333907 A JP 5333907A JP 33390793 A JP33390793 A JP 33390793A JP H07189815 A JPH07189815 A JP H07189815A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関における排気
還流(Exhaust Gas Recirculation :EGR)量を制御
する装置の改良に関し、特に制御応答性及び制御精度を
向上させる技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a device for controlling the amount of exhaust gas recirculation (EGR) in an internal combustion engine, and more particularly to a technique for improving control response and control accuracy.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、内燃機関から排出される排気
中に含まれる窒素酸化物(NOx)を低減して、大気汚
染の拡大を防止することが切望されている。ところで、
前記NOxは、機関燃焼室内での燃焼時に、高温下で空
気中の窒素(N2 )と酸素(O 2 )とが反応することに
より生成され、その生成量は酸素濃度・燃焼温度が高い
程増大するものであるため、酸素濃度・燃焼温度を低減
して反応を抑制することがNOx低減の一つの有効な手
段となる。2. Description of the Related Art Conventionally, exhaust gas emitted from an internal combustion engine
It reduces nitrogen oxides (NOx) contained in the air and reduces atmospheric pollution.
There is a strong desire to prevent the spread of dye. by the way,
The NOx is emptied at high temperature during combustion in the engine combustion chamber.
Nitrogen in the air (N2) And oxygen (O 2) Reacts with
Is produced by high oxygen concentration and combustion temperature
As it increases, the oxygen concentration and combustion temperature are reduced.
One of the effective ways to reduce NOx is to suppress the reaction
It becomes a step.
【0003】そこで、かかる酸素濃度・燃焼温度を低減
するための装置として、機関から排出される排気の一部
を機関吸気系に還流させて燃焼室内に導くことで、吸入
空気の酸素濃度を低減すると同時に、還流された排気中
の熱容量の大きな二酸化炭素(CO2 )を介して燃焼温
度を低減するようにした排気還流(EGR)装置が提案
されている。Therefore, as a device for reducing the oxygen concentration and the combustion temperature, part of the exhaust gas discharged from the engine is returned to the engine intake system and introduced into the combustion chamber to reduce the oxygen concentration of the intake air. At the same time, an exhaust gas recirculation (EGR) device has been proposed in which the combustion temperature is reduced via carbon dioxide (CO 2 ) having a large heat capacity in the recirculated exhaust gas.
【0004】かかる排気還流装置の一般的な制御として
は、機関排気系と機関吸気系を連通する排気還流通路に
介装される排気還流弁の制御量(例えば、開度やデュー
ティ比)を、機関の運転状態(負荷や回転速度等)に基
づいて、予め設定した目標値に制御する所謂フィードフ
ォワード制御が採用されている。しかしながら、このよ
うなフィードフォワード制御では、機関本体や排気還流
弁等の製造バラツキ・特性バラツキ、或いは機関本体の
経時的な変化、排気還流弁・排気還流通路等のつまり等
の経時的な変化、更には環境条件(大気圧・大気温度,
湿度等)の変化により、実際の排気還流量が目標とする
排気還流量と異なってしまう場合や、機関本体の劣化に
より燃焼の安定度を確保しつつ吸引できる最大の排気還
流量そのものの値が変化する場合があり、従来のように
一定条件下で設定された目標値で排気還流制御を行なう
のでは、NOx低減効果の低下、燃焼の悪化し過ぎによ
る燃費の悪化、或いは機関運転性(燃焼の安定性)の悪
化を招くことが避けられない。As a general control of such an exhaust gas recirculation system, the control amount (for example, opening degree or duty ratio) of an exhaust gas recirculation valve provided in an exhaust gas recirculation passage that connects the engine exhaust system and the engine intake system is So-called feed-forward control is employed which controls to a preset target value based on the operating state of the engine (load, rotation speed, etc.). However, in such a feedforward control, manufacturing variations and characteristic variations of the engine body and the exhaust gas recirculation valve, or changes over time in the engine body, changes in the exhaust gas recirculation valve, exhaust gas recirculation passage, etc. over time, Furthermore, environmental conditions (atmospheric pressure, atmospheric temperature,
If the actual exhaust gas recirculation amount differs from the target exhaust gas recirculation amount due to changes in humidity, etc., or the maximum exhaust gas recirculation amount itself that can be sucked while ensuring combustion stability due to deterioration of the engine body However, if exhaust gas recirculation control is performed at a target value that is set under a certain condition as in the conventional case, the NOx reduction effect is reduced, the fuel consumption is deteriorated due to excessive deterioration of combustion, or the engine drivability (combustion It is unavoidable that the stability) is deteriorated.
【0005】このため、例えば特開昭60−10475
4号に開示されるものでは、燃焼圧力より図示平均有効
圧力を算出し、その分散度合いによって機関変動トルク
を検出し、該変動トルクが所定範囲内に収まるように、
前記排気還流弁の制御値をフィードバック制御すること
で、上記問題を解決しようとしている。Therefore, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-10475.
According to the method disclosed in No. 4, the indicated mean effective pressure is calculated from the combustion pressure, the engine fluctuation torque is detected by the degree of dispersion, and the fluctuation torque falls within a predetermined range.
The above problem is attempted to be solved by feedback-controlling the control value of the exhaust gas recirculation valve.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の装置では、例え同一運転状態を維持してい
たとしても、燃焼状態のバラツキは大きく、1燃焼毎の
発生トルクは所定の分布をもって生じる。特に、排気還
流を限界まで多量に還流させたような場合には、この現
象が顕著になるため、その統計的性質を見極めるために
は十分長い時間(データ数)が必要となる。したがっ
て、1サイクル毎の燃焼結果(例えば、図示平均有効圧
力)により、大局的な燃焼状態を推定することは困難で
あり、分散を求めるデータ数が少ない場合には、その情
報の信頼度が低いため小さな補正量でフィードバック制
御を行なわなければならず、また分散を求めるデータ数
を多くして適正な補正量を得ようとすると状態検出まで
に多大な時間を要するため、いずれにしても制御応答性
が悪いものであった。However, in the conventional device as described above, even if the same operating condition is maintained, the variation of the combustion condition is large and the generated torque for each combustion has a predetermined distribution. Occurs. In particular, when the exhaust gas recirculation is recirculated to a maximum amount, this phenomenon becomes remarkable, and thus a sufficiently long time (data number) is required to determine its statistical properties. Therefore, it is difficult to estimate the global combustion state from the combustion result for each cycle (for example, the indicated mean effective pressure), and the reliability of the information is low when the number of data for obtaining the dispersion is small. Therefore, feedback control must be performed with a small correction amount, and if an attempt is made to obtain an appropriate correction amount by increasing the number of data items for which dispersion is to be calculated, it takes a long time to detect the state. It was a bad thing.
【0007】これに対し、特開平4−272461号公
報には、上記の装置に学習制御を組み合わせて改善を図
っているが、根本的にフィードバック制御及び学習制御
のための基本情報は燃焼状態に基づいたものであり、基
本的に応答性が悪いところに変わりはなく、学習が完了
するまでの間は、前記同様の問題が存在する。また、特
開平4−81557号公報には、圧縮行程或いは燃焼行
程の筒内圧力に基づいて熱発生率を演算し、これを目標
値として前記排気還流弁の制御値をフィードバック制御
するものが開示されており、1サイクル毎の応答性の高
い制御を可能にしているものが開示されている。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-272461 discloses an improvement by combining learning control with the above-mentioned device, but the basic information for feedback control and learning control is basically the combustion state. It is based on this, and basically has a poor responsiveness, and there is a problem similar to the above until the learning is completed. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-81557 discloses a method in which a heat release rate is calculated based on the in-cylinder pressure in a compression stroke or a combustion stroke, and the control value of the exhaust gas recirculation valve is feedback-controlled using this as a target value. It has been disclosed that enables highly responsive control for each cycle.
【0008】しかし、熱発生率は、検出値の微分的或い
は差分的処理から得るので、個々の検出値の全てに高い
精度が要求されるため、多少のノイズによって、真の補
正量と演算により得られる補正量とが大幅にズレる可能
性がある。したがって、高精度なフィードバック制御を
行なうことは困難であった。本発明は、上記の実情に鑑
みなされたもので、種々の誤差要因を排除して、迅速か
つ高精度に目標排気還流量を得ることができ、以ってN
Ox低減効果を最大に発揮させることができる内燃機関
の排気還流制御装置を提供することを目的とする。However, since the heat release rate is obtained from the differential or differential processing of the detected values, high accuracy is required for all individual detected values. The obtained correction amount may be significantly different. Therefore, it is difficult to perform highly accurate feedback control. The present invention has been made in view of the above circumstances, and various error factors can be eliminated to quickly and accurately obtain a target exhaust gas recirculation amount.
An object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine, which can maximize the Ox reduction effect.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
る内燃機関の排気還流制御装置では、図1に示すよう
に、排気の一部を機関吸気系に還流させる排気還流通路
Aと、排気の還流量を調整する排気還流量調整手段B
と、気筒内の圧力を検出する筒内圧力検出手段Cと、機
関の運転状態を検出する運転状態検出手段Dと、検出さ
れた運転状態に基づいて、吸気行程における筒内圧力状
態の目標値を設定する目標値設定手段Eと、前記筒内圧
力検出手段Cにより検出される筒内圧力に基づいて、吸
気行程における実際の筒内圧力状態を検出する実測値検
出手段Fと、前記設定された筒内圧力状態の目標値と、
前記検出された筒内圧力状態の実測値と、に基づいて筒
内圧力状態を目標値に近づけるように前記排気還流量調
整手段Bをフィードバック制御する排気還流量フィード
バック制御手段Gと、を備えて構成した。Therefore, in the exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine according to the present invention, as shown in FIG. 1, an exhaust gas recirculation passage A for recirculating a part of exhaust gas to an engine intake system, and an exhaust gas recirculation passage. Exhaust gas recirculation amount adjusting means B for adjusting the recirculation amount of
A cylinder pressure detecting means C for detecting the pressure in the cylinder; an operating state detecting means D for detecting the operating state of the engine; and a target value of the in-cylinder pressure state in the intake stroke based on the detected operating state. A target value setting means E for setting the cylinder pressure, an actual value detecting means F for detecting an actual cylinder pressure state in the intake stroke based on the cylinder pressure detected by the cylinder pressure detecting means C, and the set value. The target value of the in-cylinder pressure state,
An exhaust gas recirculation amount feedback control means G for feedback-controlling the exhaust gas recirculation amount adjusting means B so as to bring the in-cylinder pressure state closer to a target value on the basis of the actually measured value of the detected in-cylinder pressure state. Configured.
【0010】[0010]
【作用】上記の構成を備える本発明では、前記目標値設
定手段により設定される吸気行程の筒内圧力状態(例え
ば、吸気行程の所定クランク角における筒内圧力、或い
は吸気行程の所定クランク角区間の筒内圧力の平均値、
若しくは吸気行程の所定クランク角区間の図示平均有効
圧力が相当する。)の目標値と、前記実測値検出手段に
より検出される実際の筒内圧力状態の実測値と、に基づ
いて、実際の筒内圧力状態が目標の筒内圧力状態に近づ
くように、前記排気還流フィードバック制御手段によ
り、前記排気還流量調整手段の制御量を補正制御する。
これにより、応答性よく且つ高精度に実際の排気還流量
を目標排気還流量に制御することができる。In the present invention having the above-mentioned structure, the cylinder pressure state of the intake stroke set by the target value setting means (for example, the cylinder pressure at a predetermined crank angle of the intake stroke or the predetermined crank angle section of the intake stroke). Mean value of in-cylinder pressure of
Alternatively, it corresponds to the indicated mean effective pressure in the predetermined crank angle section of the intake stroke. ) And the actual measurement value of the actual in-cylinder pressure state detected by the actual measurement value detecting means, the exhaust gas is adjusted so that the actual in-cylinder pressure state approaches the target in-cylinder pressure state. The control value of the exhaust gas recirculation amount adjusting means is corrected and controlled by the recirculation feedback control means.
As a result, the actual exhaust gas recirculation amount can be controlled to the target exhaust gas recirculation amount with high responsiveness and high accuracy.
【0011】なお、吸気行程における実際の筒内圧力状
態は、後述するように、サイクル毎の変動が少なく1サ
イクルの計測でも十分正確な値として信頼でき、また運
転状態と排気還流量が決まれば確定的に定まるものであ
るから、該吸気行程における筒内圧力状態を検出すると
いうことは、結果的に応答性よく且つ高精度に排気還流
量を検出することになる。As will be described later, the actual in-cylinder pressure state in the intake stroke has little fluctuation in each cycle, and can be reliable as a sufficiently accurate value even with one cycle of measurement, and if the operating state and the exhaust gas recirculation amount are determined. Since it is determined definitely, detecting the in-cylinder pressure state in the intake stroke results in highly responsive and highly accurate detection of the exhaust gas recirculation amount.
【0012】[0012]
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。まず、本実施例の基本的な考え方を、以下に
示す。図10は、クランク角度に対する筒内圧力変化の実
験結果と、筒内容積と筒内圧力変化との関係を表した図
(P−V線図)である。これらの図から、以下のことが
判る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the basic idea of this embodiment will be described below. FIG. 10 is a diagram (P-V diagram) showing the experimental result of the in-cylinder pressure change with respect to the crank angle and the relationship between the in-cylinder volume and the in-cylinder pressure change. From these figures, the following can be understood.
【0013】つまり、 (1) 吸・排気行程における筒内圧力波形、特に吸気行
程の筒内圧力波形は、機関の運転状態(基本燃料噴射量
Tpと機関回転速度N)が一定であれば、燃焼バラツキ
や失火等の影響を受け易い膨張行程(燃焼行程)に較べ
サイクル毎の変動が小さい。すなわち、吸気行程の筒内
圧力によれば、1サイクルのみの計測で筒内圧力の変動
量を見定めることができ、従来のように膨張行程におけ
る筒内圧力を検出する場合のように複数サイクルの検出
結果を統計的な手法によって処理して後に筒内圧力の変
動量を見定める必要がない。That is, (1) the cylinder pressure waveform in the intake / exhaust stroke, particularly the cylinder pressure waveform in the intake stroke, is as long as the engine operating condition (basic fuel injection amount Tp and engine speed N) is constant. Compared to the expansion stroke (combustion stroke), which tends to be affected by variations in combustion, misfire, etc., there is little fluctuation in each cycle. That is, according to the in-cylinder pressure in the intake stroke, it is possible to determine the variation amount of the in-cylinder pressure by measuring only one cycle, and it is possible to determine the variation in the in-cylinder pressure in the expansion stroke as in the conventional case. It is not necessary to process the detection result by a statistical method to determine the fluctuation amount of the in-cylinder pressure afterwards.
【0014】(2) 吸気行程における筒内圧力波形は、
機関発生トルク及び機関回転速度が例え同一であって
も、EGR率(排気還流量/新気吸入空気流量)の変化
に応じて一方向に変化する。これは、吸気行程中は、排
気の圧力が吸気通路内の圧力よりも高いために、排気還
流量の増大に応じて、筒内圧力が増大するという比較的
単純な関係が成立するためである。したがって、該吸気
行程における筒内圧力波形を観察することで、実際の排
気還流量を高精度に推定することができる。(2) The cylinder pressure waveform during the intake stroke is
Even if the engine generated torque and the engine rotation speed are the same, they change in one direction according to the change of the EGR rate (exhaust gas recirculation amount / fresh air intake air flow rate). This is because the pressure of the exhaust gas is higher than the pressure in the intake passage during the intake stroke, so that a relatively simple relationship is established in which the cylinder pressure increases as the exhaust gas recirculation amount increases. . Therefore, the actual exhaust gas recirculation amount can be estimated with high accuracy by observing the in-cylinder pressure waveform in the intake stroke.
【0015】以上のような基本的な考え方に基づいて、
本実施例では、排気還流量調整手段の基本制御量を、フ
ィードフォワード的に機関回転速度や1サイクル当たり
の吸入空気流量と言った機関の運転状態に基づいて決定
された目標値(基本制御量)に設定し、該目標値により
得られるであろう吸気行程の筒内圧力状態と、筒内圧力
検出手段により検出される実際の筒内圧力状態と、に基
づいて、前記補正量演算手段により前記排気還流量調整
手段の基本制御量に対する補正量を演算する。そして、
前記排気還流調整手段の基本制御量を前記補正量で補正
した制御量で前記排気還流量調整手段をフィードバック
制御する。これにより、応答性よく且つ高精度に実際の
排気還流量を目標排気還流量に制御することができる。Based on the above basic idea,
In the present embodiment, the basic control amount of the exhaust gas recirculation amount adjusting means is a target value (basic control amount) determined based on the engine operating conditions such as the engine rotational speed and the intake air flow rate per cycle in a feedforward manner. ) And the actual cylinder pressure state detected by the cylinder pressure detecting means and the cylinder pressure state of the intake stroke which will be obtained by the target value, and the correction amount calculating means A correction amount for the basic control amount of the exhaust gas recirculation amount adjusting means is calculated. And
The exhaust gas recirculation amount adjusting means is feedback-controlled by a control amount obtained by correcting the basic control amount of the exhaust gas recirculation adjusting means by the correction amount. As a result, the actual exhaust gas recirculation amount can be controlled to the target exhaust gas recirculation amount with high responsiveness and high accuracy.
【0016】なお、本実施例では、上記に加えて、更に
以下の考え方に基づいて、排気還流制御時における燃焼
安定度が所定範囲内に収まるような制御を行なう。 (3) 膨張行程における筒内圧力波形は、機関の運転状
態が一定であっても、燃焼変動に応じて変化する。特
に、EGR率の増加に伴い燃焼バラツキが増大すると、
サイクル毎の変動が大きくなる。したがって、膨張行程
の筒内圧力波形を複数サイクル求め、該検出結果を統計
処理することで、燃焼の安定度を推定することが可能で
ある。In the present embodiment, in addition to the above, based on the following concept, control is performed so that the combustion stability during exhaust gas recirculation control falls within a predetermined range. (3) The in-cylinder pressure waveform in the expansion stroke changes according to combustion fluctuations even when the engine operating condition is constant. In particular, if the combustion variation increases as the EGR rate increases,
The variation from cycle to cycle becomes large. Therefore, it is possible to estimate the combustion stability by obtaining a plurality of cycles of the in-cylinder pressure waveform in the expansion stroke and statistically processing the detection result.
【0017】そこで、本実施例では、膨張行程における
筒内圧力状態を検出し、該検出結果に基づいて、燃焼状
態の安定度合いを検出し、燃焼安定度が所定範囲内に収
まるように、前記補正した制御量を更に補正して、燃焼
安定度を確保する。つまり、本実施例では、目標排気還
流量への制御応答性の向上は、前記(1),(2)で達成させ
る一方で、排気還流による燃焼安定度の維持は、比較的
長い周期で微調整することが可能となる。すなわち、排
気還流制御の制御速度・精度の向上と、機関の排気還流
量の吸引限界値等が変化したような場合を含む燃焼安定
度の維持と、を両立させることができるようになってい
る。Therefore, in this embodiment, the in-cylinder pressure state in the expansion stroke is detected, and the stability of the combustion state is detected based on the detection result, so that the combustion stability falls within a predetermined range. The corrected control amount is further corrected to ensure combustion stability. That is, in the present embodiment, the improvement of the control responsiveness to the target exhaust gas recirculation amount is achieved by the above (1) and (2), while the maintenance of the combustion stability by the exhaust gas recirculation is slightly performed in a relatively long cycle. It becomes possible to adjust. That is, it is possible to improve the control speed and accuracy of the exhaust gas recirculation control and maintain the combustion stability even when the suction limit value of the exhaust gas recirculation amount of the engine changes. .
【0018】以下に、本実施例を、具体的に説明するこ
とにする。図2において、機関1の吸気通路2には、図
示しないエアクリーナを介して吸入される吸入空気流量
Qを検出するエアフローメータ3が介装されている。該
エアフローメータ3の下流側には、アクセルペダルと連
動して吸入空気流量Qを調整するスロットル弁4が設け
られている。The present embodiment will be specifically described below. In FIG. 2, the intake passage 2 of the engine 1 is provided with an air flow meter 3 for detecting a flow rate Q of intake air taken in via an air cleaner (not shown). A throttle valve 4 is provided downstream of the air flow meter 3 to adjust the intake air flow rate Q in conjunction with an accelerator pedal.
【0019】一方、機関1から排出される排気を外気へ
導く排気通路5と前記吸気通路2とを連通する排気還流
通路6が設けられている。該排気還流通路6には、排気
還流量を調整するEGR制御弁7が介装されている。か
かるEGR制御弁7が、排気還流量調整手段を構成す
る。本実施例では、該EGR制御弁7は、CPU,RO
M,RAM,A/D変換器及び入出力インタフェイス等
を含んで構成されるマイクロコンピュータ等からなるコ
ントロールユニット50からの駆動信号(制御量)に基づ
いて、ステップモータ、或いは比例ソレノイドを介して
開度(流量)調整可能に駆動されるものを用いている。
なお、これに限らず、例えばソレノイドバルブによりO
N・OFF的に開閉するEGR制御弁を備え、これを周
期的に開閉させ、その開弁時間や周期を制御することで
排気還流量を制御する所謂デューティ制御するものであ
ってもよい。On the other hand, an exhaust gas recirculation passage 6 is provided which connects the exhaust passage 5 for guiding the exhaust gas discharged from the engine 1 to the outside air and the intake passage 2. An EGR control valve 7 for adjusting the exhaust gas recirculation amount is provided in the exhaust gas recirculation passage 6. The EGR control valve 7 constitutes exhaust gas recirculation amount adjusting means. In this embodiment, the EGR control valve 7 is a CPU, RO
Based on a drive signal (control amount) from a control unit 50 including a microcomputer including M, RAM, an A / D converter, an input / output interface and the like, via a step motor or a proportional solenoid. It is driven so that the opening degree (flow rate) can be adjusted.
Note that the present invention is not limited to this, and for example, a solenoid valve
An EGR control valve that opens and closes in an N / OFF manner may be provided, and the so-called duty control may be performed in which the exhaust gas recirculation amount is controlled by periodically opening and closing the valve and controlling the valve opening time and period.
【0020】また、図2で図示しないクランク軸或いは
カム軸等には、クランク角センサ8が設けられており、
コントロールユニット50では、該クランク角センサ8か
ら機関回転と同期して出力されるクランク単位角信号を
一定時間カウントして、又は、クランク基準角信号の周
期を計測して機関回転速度Nを検出するようになってい
る。A crank angle sensor 8 is provided on a crank shaft, a cam shaft or the like not shown in FIG.
The control unit 50 counts the crank unit angle signal output from the crank angle sensor 8 in synchronization with the engine rotation for a certain period of time or measures the cycle of the crank reference angle signal to detect the engine rotation speed N. It is like this.
【0021】ところで、前記エアフローメータ3及び前
記クランク角センサ8が、本発明にかかる運転状態検出
手段を構成する。そして、機関1の筒内に臨んで設けら
れ、筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段としての筒内
圧力センサ9が備えられている。かかる筒内圧力センサ
9は、点火栓の座金に埋め込まれノッキングセンサとし
て良く使用されているものを用いてもよい。この場合に
は、筒内に別個新たに燃焼室壁面に取付穴を穿孔せずに
済むため、熱応力・機械的応力による破損防止が図れる
と共に、筒内圧力センサの有効活用が図れ、コスト等の
低減を図ることが可能となる。なお、検出精度の面から
ピエゾ素子を用いて圧力を検出するものが好ましい。ま
た、筒内圧力センサ9は、各気筒に配設すれば最も高精
度な制御が行なえるが、1気筒のみ、V型機関の場合は
各バンクに設ける構成としてもよい。本実施例では、説
明の簡単のために、1気筒にのみ配設した場合について
説明する。By the way, the air flow meter 3 and the crank angle sensor 8 constitute an operating condition detecting means according to the present invention. An in-cylinder pressure sensor 9 as an in-cylinder pressure detecting means for detecting the in-cylinder pressure is provided so as to face the inside of the cylinder of the engine 1. The in-cylinder pressure sensor 9 may be embedded in the washer of the spark plug and is often used as a knocking sensor. In this case, since it is not necessary to separately drill a mounting hole on the wall surface of the combustion chamber in the cylinder, damage due to thermal stress / mechanical stress can be prevented, the cylinder pressure sensor can be effectively used, and cost etc. Can be reduced. From the viewpoint of detection accuracy, it is preferable to use a piezo element to detect pressure. The in-cylinder pressure sensor 9 can be controlled most accurately if it is provided in each cylinder, but it may be provided in only one cylinder or in each bank in the case of a V-type engine. In this embodiment, for the sake of simplicity of explanation, a case where only one cylinder is provided will be described.
【0022】なお、本実施例にかかるコントロールユニ
ット50は、目標値設定手段、実測値検出手段、排気還流
量フィードバック制御手段としての機能を兼ね備えてい
る。以下に、当該コントロールユニット50が行なう排気
還流制御、及び排気還流制御時燃焼安定制御を、図3に
示すフローチャートに従って説明する。図3は、メイン
ルーチンで、例えば所定の排気還流制御周期(例えば、
10msec或いは1rev)毎に実行される。The control unit 50 according to this embodiment also has a function as a target value setting means, a measured value detection means, and an exhaust gas recirculation amount feedback control means. Exhaust gas recirculation control and combustion stabilization control during exhaust gas recirculation control performed by the control unit 50 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. FIG. 3 is a main routine, for example, a predetermined exhaust gas recirculation control cycle (for example,
It is executed every 10 msec or 1 rev).
【0023】ステップ100(図では、S100と記し
ている。以下、同様)では、機関運転状態(基本燃料噴
射量Tpや機関回転速度N)に基づいて、EGR制御弁
7の基本制御量EGRbaseを求める。ステップ200で
は、後述する排気還流量補正係数(dEGR1,dEG
R2)に基づいて、最終的な補正係数EGRadj を求め
る。In step 100 (denoted as S100 in the figure. The same applies hereinafter), the basic control amount EGRbase of the EGR control valve 7 is set based on the engine operating state (basic fuel injection amount Tp and engine speed N). Ask. In step 200, an exhaust gas recirculation amount correction coefficient (dEGR1, dEG described later
The final correction coefficient EGRadj is obtained based on R2).
【0024】ステップ300では、前記基本制御値EG
Rbaseと最終的な補正係数EGRadj とに基づいて、最
終的な制御量を演算し、EGR制御弁7を駆動制御す
る。当該ステップが、排気還流量フィードバック制御手
段を構成する。以上が、本実施例における排気還流制
御、及び排気還流制御時燃焼安定制御のメインルーチン
であり、以下に各ステップについて詳細に説明すること
にする。In step 300, the basic control value EG
The final control amount is calculated based on Rbase and the final correction coefficient EGRadj, and the EGR control valve 7 is drive-controlled. This step constitutes exhaust gas recirculation amount feedback control means. The above is the main routine of the exhaust gas recirculation control and the combustion stabilization control during the exhaust gas recirculation control in the present embodiment, and each step will be described in detail below.
【0025】まず、上記のステップ100、即ち、EG
R制御弁7の基本制御量EGRbaseを求めるルーチンに
ついて、図4に示すフローチャートに従って説明する。
ステップ110では、基本的な機関の運転状態(機関回
転速度N、吸入空気流量Qに基づく機関負荷Tp、機関
水温Tw等)を検出する。ステップ120では、前記運
転状態に基づいて、EGR制御弁7の基本制御量EGR
baseを、例えば予めコントロールユニット50内に記憶さ
せてあるマップ等を参照して求める。First, the above step 100, that is, EG
A routine for obtaining the basic control amount EGRbase of the R control valve 7 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In step 110, the basic engine operating conditions (engine speed N, engine load Tp based on intake air flow rate Q, engine water temperature Tw, etc.) are detected. In step 120, the basic control amount EGR of the EGR control valve 7 is calculated based on the operating state.
The base is obtained by referring to, for example, a map stored in advance in the control unit 50.
【0026】以上が、EGR制御弁7の基本制御値EG
Rbaseを求めるルーチンである。次に、前記ステップ2
00におけるEGR制御弁7の制御量の最終的な補正係
数EGRadj を算出するために必要な前記補正係数(d
EGR1,dEGR2)を求めるルーチンについて、図
5のフローチャートを参照して説明する。該フローチャ
ートは、機関2回転に1回実行される(本実施例では、
筒内圧力センサ9を1気筒にのみ使用する構成としたた
め、機関2回転で1燃焼サイクルのデータを採取できる
からである。多気筒に筒内圧力センサを設けた場合に
は、その数に反比例して演算周期が短くなる)。The above is the basic control value EG of the EGR control valve 7.
This is a routine for obtaining Rbase. Next, step 2
The correction coefficient (d) necessary for calculating the final correction coefficient EGRadj of the control amount of the EGR control valve 7 at 00
A routine for obtaining EGR1, dEGR2) will be described with reference to the flowchart of FIG. The flowchart is executed once every two revolutions of the engine (in the present embodiment,
This is because the in-cylinder pressure sensor 9 is used only for one cylinder, so that data for one combustion cycle can be collected with two revolutions of the engine. If cylinder pressure sensors are provided in multiple cylinders, the calculation cycle is shortened in inverse proportion to the number of cylinder pressure sensors.
【0027】ステップ400では、後述する図6に示す
フローチャートのステップ410〜440の実行によ
り、吸気行程の筒内圧力PV1に基づいて、速やかな応
答性をもって実際の排気還流量を目標排気還流に近づけ
るための補正係数dEGR1を求める。ステップ500
では、後述する図7に示すフローチャートのステップ5
10〜590を実行することにより、膨張行程の筒内圧
力に基づいて燃焼安定度を求め、該燃焼安定度が所定の
範囲内になるように、比較的ゆっくりとした制御速度の
補正係数dEGR2を求める。In step 400, the actual exhaust gas recirculation amount is brought close to the target exhaust gas recirculation amount with a quick response based on the in-cylinder pressure PV1 in the intake stroke by executing steps 410 to 440 in the flowchart shown in FIG. 6 described later. The correction coefficient dEGR1 for Step 500
Then, step 5 of the flowchart shown in FIG. 7 described later.
By executing 10 to 590, the combustion stability is obtained based on the in-cylinder pressure in the expansion stroke, and the relatively slow control speed correction coefficient dEGR2 is set so that the combustion stability falls within a predetermined range. Ask.
【0028】以上が、補正係数(dEGR1,dEGR
2)を求めるルーチンである。ここで、前記ステップ4
00における補正係数dEGR1の求め方を、図6に示
すフローチャートに従って説明する。ステップ410で
は、吸気行程のみの図示平均有効圧力PV1を求める。
すなわち、通常のクランク角度720°、1燃焼サイク
ル全部の筒内圧力を基に求められる図示平均有効圧力の
うち、吸気行程の部分のみを抽出したものである。な
お、他気筒の点火信号によるノイズ、吸・排気弁の着座
時における吸気脈動等が、当該気筒の筒内圧力の検出に
誤差を及ぼす場合には、そのような範囲を避けるような
クランク角区間を設定し、この区間において図示平均有
効圧力PV1を求めるようにしてもよい。この際、当該
区間のみ筒内圧力を検出するようにすれば、コントロー
ルユニット50のメモリ容量を小さくすることができるこ
とにもなる。The above is the correction coefficient (dEGR1, dEGR
This is a routine for obtaining 2). Here, the step 4
A method of obtaining the correction coefficient dEGR1 in 00 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In step 410, the indicated mean effective pressure PV1 of only the intake stroke is obtained.
That is, only the portion of the intake stroke is extracted from the indicated average effective pressure obtained based on the normal crank angle 720 ° and the in-cylinder pressure for the entire one combustion cycle. If noise due to ignition signals of other cylinders, intake pulsation during intake / exhaust valve seating, etc., causes an error in the detection of cylinder pressure in the cylinder, a crank angle range that avoids such a range is used. May be set, and the indicated mean effective pressure PV1 may be obtained in this section. At this time, if the in-cylinder pressure is detected only in that section, the memory capacity of the control unit 50 can be reduced.
【0029】当該ステップ410が、本発明にかかる実
測値検出手段を構成する。ステップ420では、前記ス
テップ110と同様に、機関運転状態を検出する。ステ
ップ430では、その運転状態で予め定め設定してある
所定の排気還流量を還流させた際の、吸気行程での図示
平均有効圧力の目標値PV10をマップ等を参照して求
める。The step 410 constitutes the actual measurement value detecting means according to the present invention. In step 420, the engine operating state is detected as in step 110. In step 430, the target value PV10 of the indicated mean effective pressure in the intake stroke when the predetermined exhaust gas recirculation amount that is predetermined and set in the operating state is recirculated is obtained by referring to a map or the like.
【0030】当該ステップ430が、本発明にかかる目
標値設定手段を構成する。ステップ440では、実際に
検出された前記図示平均有効圧力PV1と、前記運転状
態から予め定まる目標値PV10と、に基づいて補正係
数dEGR1を算出する。この補正係数の算出方法とし
ては、例えば図9に示すように、必要以上の頻繁な補正
制御によるハンチング等を避ける目的で、|PV1|−
|PV10|=0の近傍に、ある幅の不感帯を設けこれ
を避けるようにしたうえで、|PV1|−|PV10|
に応じた補正係数dEGR1を求める。なお、実際の吸
気行程における図示平均有効圧力PV1が、目標値PV
10より大きいときには、前述したように排気還流量が
多くなる程PV1が大きくなる傾向であることから、目
標値PV10に近づけるために排気還流量を減少すべ
く、前記補正係数dEGR1は負値に設定する。一方、
この逆の場合には、目標値PV10に近づけるように排
気還流量を増大すべく、前記補正係数dEGR1を正値
に設定するようになっている。The step 430 constitutes a target value setting means according to the present invention. In step 440, the correction coefficient dEGR1 is calculated based on the actually detected indicated mean effective pressure PV1 and the target value PV10 predetermined from the operating state. As a method of calculating the correction coefficient, for example, as shown in FIG. 9, | PV1 | − for the purpose of avoiding hunting or the like due to unnecessary frequent correction control.
A dead zone with a certain width is provided near | PV10 | = 0 to avoid this, and then | PV1 |-| PV10 |
The correction coefficient dEGR1 corresponding to The indicated mean effective pressure PV1 in the actual intake stroke is equal to the target value PV
When it is larger than 10, the PV1 tends to increase as the exhaust gas recirculation amount increases as described above. Therefore, the correction coefficient dEGR1 is set to a negative value in order to decrease the exhaust gas recirculation amount in order to approach the target value PV10. To do. on the other hand,
In the opposite case, the correction coefficient dEGR1 is set to a positive value in order to increase the exhaust gas recirculation amount so as to approach the target value PV10.
【0031】つづけて、前記ステップ500における補
正係数dEGR2の求め方を、図7に示すフローチャー
トに従って説明する。なお、該補正係数dEGR2は、
排気還流制御時にあって、燃焼安定度を所定範囲内に収
めることを目的として、EGR制御弁7の制御量を補正
する補正係数である。したがって、該補正係数dEGR
2を求める際には、燃焼安定度を検出できる運転状態
(定常状態等)が本フローの実行条件となる。Next, how to obtain the correction coefficient dEGR2 in step 500 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The correction coefficient dEGR2 is
A correction coefficient for correcting the control amount of the EGR control valve 7 for the purpose of keeping the combustion stability within a predetermined range during the exhaust gas recirculation control. Therefore, the correction coefficient dEGR
When determining 2, the operating condition (steady state, etc.) where the combustion stability can be detected is the execution condition of this flow.
【0032】ステップ510では、現在の運転状態が燃
焼安定度検出可能な状態(或いは意味がある状態)であ
るか否かを判定する。具体的には、運転状態が変化して
いる場合や、安定度の判別基準が大きく異なる領域間を
移動しているとき等は、安定度検出が不可能であるの
で、条件非成立であるとしてステップ590へ進む。ス
テップ590では、燃焼安定度検出許可条件成立フラグ
FLAG EGR conを0にセットすると共に、燃焼安定度の指
標であるSidx を0に初期化する。In step 510, it is determined whether or not the current operating state is a state in which combustion stability can be detected (or a meaningful state). Specifically, when the operating state is changing, or when the vehicle is moving between regions where the criteria for determining stability are significantly different, stability cannot be detected, so the condition is not satisfied. Go to step 590. In step 590, a combustion stability detection permission condition satisfaction flag is set.
FLAG EGR con is set to 0, and Sidx, which is an index of combustion stability, is initialized to 0.
【0033】一方、前記ステップ510で、条件が成立
していると判定された場合には、ステップ521へ進
む。ステップ521では、燃焼安定度検出許可条件成立
フラグFlag EGR conを1にセットする。ステップ522
では、膨張行程の図示平均有効圧力PV3を求める。On the other hand, if it is determined in step 510 that the condition is satisfied, the process proceeds to step 521. In step 521, the combustion stability detection permission condition satisfaction flag Flag EGR con is set to 1. Step 522
Then, the indicated mean effective pressure PV3 of the expansion stroke is obtained.
【0034】ステップ523では、上記PV3と、その
過去の履歴に基づいて燃焼安定度の指標であるSidx を
算出する。かかるSidx の具体的算出方法としては、例
えば所定回数のPV3の分散を計算し、その逆数をとる
方法等がある。ステップ530では、前記燃焼安定度指
標Sidx が確定(更新)されたか否かを判断し、確定
(更新)された場合には、ステップ541へ進む。NO
であれば、ステップ581へ進む。ここで、燃焼安定度
指標Sidx が確定したか否かの判断は、例えば前記のよ
うに所定回数のPV3の分散の逆数としてSidx を算出
する場合、この所定回数が経過したか否かによりなすこ
とができる。したがって、この所定回数が経過しない間
はステップ581へ進み、経過したらステップ541へ
進むこととなる。At step 523, Sidx, which is an index of combustion stability, is calculated based on the PV3 and its past history. As a specific method of calculating Sidx, for example, there is a method of calculating the variance of PV3 a predetermined number of times and taking the reciprocal thereof. In step 530, it is determined whether or not the combustion stability index Sidx is confirmed (updated), and if confirmed (updated), the process proceeds to step 541. NO
If so, the process proceeds to step 581. Here, the determination as to whether or not the combustion stability index Sidx has been determined is made, for example, when Sidx is calculated as the reciprocal of the predetermined number of dispersions of PV3 as described above, based on whether or not this predetermined number of times has elapsed. You can Therefore, while the predetermined number of times has not elapsed, the process proceeds to step 581, and when the predetermined number of times has elapsed, the process proceeds to step 541.
【0035】ステップ541では、燃焼安定度指標Sid
x が確定したので、現在の運転状態における燃焼安定度
の検出がなされたという燃焼安定度検出完了フラグFLAG
EGRjdgを1にセットする。ステップ542では、前記
求めた現在の運転状態における燃焼安定度指標Sidx と
比較すべき目標燃焼安定度指標S0を算出する。かかる
目標燃焼安定度指標S0も、運転状態等に基づいて予め
設定してあるマップ等を参照して求めるようにしてもよ
い。In step 541, the combustion stability index Sid
Since x has been determined, the combustion stability detection completion flag FLAG indicating that the combustion stability in the current operating state has been detected.
Set EGRjdg to 1. In step 542, the target combustion stability index S0 to be compared with the obtained combustion stability index Sidx in the present operating state is calculated. The target combustion stability index S0 may also be obtained by referring to a preset map or the like based on the operating state or the like.
【0036】ステップ550では、前記Sidx と前記S
0とを比較し、Sidx ≧S0であるか否かを判断する
(この関係が燃焼安定度が高い状態として設定してあ
る)。YESであればステップ560へ進み、NOであ
ればステップ570へ進む。ステップ560では、燃焼
安定度を所定範囲内に収めるための補正係数dEGR2
を演算する一方、該状態は燃焼が所定以上に安定してい
るので、燃焼が安定しているか否かを示す燃焼安定度フ
ラグFlag stbを1にセットする。なお、この補正係数d
EGR2の演算方法は、単純な例ではSidx とS0の差
分に対して所定のゲインを掛ける方法がある。In step 550, the Sidx and S
0 is compared to determine whether or not Sidx ≧ S0 (this relationship is set as a state where the combustion stability is high). If YES, the process proceeds to step 560, and if NO, the process proceeds to step 570. In step 560, a correction coefficient dEGR2 for keeping the combustion stability within a predetermined range
On the other hand, since the combustion is stable at a predetermined level or more, the combustion stability flag Flag stb indicating whether or not the combustion is stable is set to 1. The correction coefficient d
As a calculation method of EGR2, in a simple example, there is a method of multiplying a difference between Sidx and S0 by a predetermined gain.
【0037】ステップ570では、前記補正係数dEG
R2を演算する一方、該状態では燃焼が不安定であるの
で、燃焼安定度フラグFlag stbを−1にセットする。と
ころで、前記ステップ530において、NOと判断され
た場合には、ステップ581へ進むが、ステップ581
では、燃焼安定度の検出が完了していないとして、Flag
EGR jdgを0にセットする。In step 570, the correction coefficient dEG
While R2 is calculated, combustion is unstable in this state, so the combustion stability flag Flag stb is set to -1. By the way, if it is determined NO in step 530, the process proceeds to step 581, but step 581.
Now, if the detection of combustion stability is not completed, Flag
Set EGR jdg to 0.
【0038】ステップ582では、特に新ためて操作す
る必要はないが、燃焼安定度フラグFlag stbを現在の状
態で維持するようにする。以上のようにして、排気還流
制御時における燃焼安定度を所定範囲内に収めるための
補正係数dEGR2を求める。次に、図3に示すメイン
ルーチンのステップ200において必要な、最終的な補
正係数EGRadj を求めるルーチンを、図8に示すフロ
ーチャートに従って説明する。In step 582, the combustion stability flag Flag stb is maintained in the current state, although it is not necessary to newly operate it. As described above, the correction coefficient dEGR2 for keeping the combustion stability during exhaust gas recirculation control within the predetermined range is obtained. Next, a routine for obtaining the final correction coefficient EGRadj necessary in step 200 of the main routine shown in FIG. 3 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0039】ステップ210では、燃焼安定度検出許可
条件成立フラグFlag EGR con が0であるか否かを判断
する。YESであればステップ220へ進み、NOであ
ればステップ230へ進む。ステップ220では、Fla
g EGR con が0であり、燃焼安定度を検出する許可条件
が成立していないので、基本的に補正係数EGRadj は
前回の値を保持して、本フローを終了する。なお、dE
GR1は燃焼安定度の検出とは無関係に算出されるもの
であるから、このステップ220でdEGR1のみに基
づいてEGRadjの算出を行なうようにしても良い。In step 210, it is determined whether the combustion stability detection permission condition satisfaction flag Flag EGR con is 0 or not. If YES, the process proceeds to step 220, and if NO, the process proceeds to step 230. In step 220, Fla
Since g EGR con is 0 and the permission condition for detecting the combustion stability is not satisfied, basically, the correction coefficient EGRadj holds the previous value, and this flow ends. Note that dE
Since GR1 is calculated independently of the detection of combustion stability, in this step 220, EGRadj may be calculated based only on dEGR1.
【0040】ステップ230では、Flag EGR con が1
であり、燃焼安定度を検出する許可条件が成立している
ので、更に、既に燃焼安定度の検出が完了したか否かを
燃焼安定度検出完了フラグFlag EGR jdg でチェックす
る。Flag EGR jdg が1(即ち、完了)であれば、ステ
ップ240へ進む。一方、Flag EGR jdg が0(即ち、
完了していない)であれば、ステップ270へ進む。In step 230, Flag EGR con is 1
Since the permission condition for detecting the combustion stability is satisfied, it is further checked with the combustion stability detection completion flag Flag EGR jdg whether or not the detection of the combustion stability has already been completed. If Flag EGR jdg is 1 (that is, completed), the process proceeds to step 240. On the other hand, Flag EGR jdg is 0 (that is,
If not completed), go to step 270.
【0041】ステップ240では、つづいて燃焼が安定
しているか否かを燃焼安定度フラグFlag stbによりチェ
ックする。Flag stb=1(安定)であればステップ25
0へ進み、Flag stb=−1(不安定)であればステップ
260へ進む。ステップ250では、燃焼が安定してい
るので、更に排気還流量を増大させることができると判
断して、排気還流量を増やす方向にEGR制御弁7を制
御すべく、例えば最終的な補正係数EGRadj に対し
て、dEGR1とdEGR2のうちで大きい値のもの
を、補正増量分として足し込む。これにより、燃焼を所
定範囲内で安定させつつ最大に排気還流量を増加せるこ
とができ、以って最大にNOxを低減させることができ
る。At step 240, it is subsequently checked whether or not the combustion is stable by the combustion stability flag Flag stb. If Flag stb = 1 (stable), step 25
0, and if Flag stb = -1 (unstable), proceed to step 260. In step 250, since the combustion is stable, it is determined that the exhaust gas recirculation amount can be further increased, and in order to control the EGR control valve 7 in the direction of increasing the exhaust gas recirculation amount, for example, a final correction coefficient EGRadj On the other hand, a larger value of dEGR1 and dEGR2 is added as the correction increase amount. As a result, the exhaust gas recirculation amount can be maximized while stabilizing the combustion within a predetermined range, and thus NOx can be maximally reduced.
【0042】一方、ステップ260では、燃焼が安定し
ておらず、燃焼の安定を高めるべく排気還流量を減少さ
せるべきであると判断して、排気還流量を減少させる方
向にEGR制御弁7を制御する。例えば、最終的な補正
係数EGRadj に対して、燃焼安定度回復分としてdE
GR2を差し引くようにする。なお、当該dEGR2
は、現在の燃焼変動量が、目標燃焼変動量に近づくよう
に設定された補正係数であるから、最終的な補正係数E
GRadj からdEGR2を差し引くことが、燃焼安定度
を所定範囲内に回復させる結果になる。On the other hand, in step 260, it is judged that the combustion is not stable and the exhaust gas recirculation amount should be decreased in order to increase the stability of the combustion, and the EGR control valve 7 is moved in the direction of decreasing the exhaust gas recirculation amount. Control. For example, with respect to the final correction coefficient EGRadj, dE
Try to deduct GR2. In addition, the dEGR2
Is a correction coefficient that is set so that the current combustion fluctuation amount approaches the target combustion fluctuation amount.
Subtracting dEGR2 from GRadj results in the combustion stability being restored to within a predetermined range.
【0043】ところで、前記ステップ230において、
未だ燃焼安定度の検出が完了していないと判断された場
合には、ステップ270へ進むが、当該ステップ270
では、前回の燃焼安定度フラグFlag stbにより、前回燃
焼が安定していたか否かをチェックする。Flag stb=1
(安定)であったならば、ステップ280へ進み、Flag
stb=−1(不安定)であったならば、ステップ290
へ進み、前回の最終的な補正係数EGRadj をそのまま
保持して本フローを終了する。By the way, in the step 230,
When it is determined that the detection of the combustion stability is not completed yet, the process proceeds to step 270, but the step 270.
Then, the previous combustion stability flag Flag stb is used to check whether the previous combustion was stable. Flag stb = 1
If it is (stable), proceed to Step 280 and set Flag.
If stb = -1 (unstable), step 290
Then, the process proceeds to step S30, and the last correction coefficient EGRadj of the last time is held as it is, and this flow ends.
【0044】一方、ステップ280では、前回まで燃焼
が安定していたのであるから、応答性よく目標排気還流
量に近づけてNOxの低減を効果的に図ることを優先さ
せるべく、前回の最終的な補正係数EGRadj に補正係
数dEGR1を加えて、本フローを終了する。このよう
にして求めた前記最終的な補正係数EGRadj は、図3
に示したメインルーチンのステップ300に送られ、こ
こで最終制御量を得るために、基本制御量EGRbaseに
乗じられる。そして、最終制御量によって、EGR制御
弁7は駆動制御される。On the other hand, in step 280, since the combustion was stable until the last time, in order to prioritize effectively reducing NOx by approaching the target exhaust gas recirculation amount with good responsiveness, the last final The correction coefficient dEGR1 is added to the correction coefficient EGRadj, and this flow ends. The final correction coefficient EGRadj thus obtained is shown in FIG.
The main control amount EGRbase is multiplied in order to obtain the final control amount in step 300 of the main routine shown in FIG. Then, the EGR control valve 7 is drive-controlled by the final control amount.
【0045】以上説明したように、本実施例によれば、
運転状態に応じて目標還流量を得るべく予め定めたEG
R制御弁7の基本制御量を、1サイクル毎に得られる吸
気行程の図示平均有効圧力PV1に基づいて実際の排気
還流量を応答性よく且つ高精度に検出し、該検出結果に
基づいて速やかに実際の排気還流量が目標排気還流量と
なるようにフィードバック制御する。これにより、応答
性よく且つ高精度に目標排気還流量を得ることができ
る。As described above, according to this embodiment,
A predetermined EG for obtaining the target recirculation amount according to the operating state
The basic control amount of the R control valve 7 is detected with high responsiveness and high accuracy of the actual exhaust gas recirculation amount based on the indicated mean effective pressure PV1 of the intake stroke obtained for each cycle, and based on the detection result, promptly Then, feedback control is performed so that the actual exhaust gas recirculation amount becomes the target exhaust gas recirculation amount. This makes it possible to obtain the target exhaust gas recirculation amount with high responsiveness and high accuracy.
【0046】さらに、その一方で、複数サイクルの膨張
行程における図示平均有効圧力PV3を統計処理するこ
とで、比較的ゆっくりとした速度で高精度に燃焼安定度
を検出し、燃焼安定度が所定以上であれば排気還流量の
増大を優先させてNOx低減効果を最大に発揮させ、燃
焼安定度が低下した場合には燃焼安定度の向上を優先さ
せるべく燃焼安定度が所定となる排気還流量に比較的ゆ
っくりとした制御速度でフィードバック制御するように
したので、高精度かつ制御速度が速すぎることによる制
御ハンチング等を完全に防止しつつ、機関の排気還流量
の吸引限界が変化したような場合を含み最大に排気還流
量を得ることができる。したがって、最大にNOx低減
効果を発揮させつつ、ハンチング等に伴う燃費の悪化を
防止することができる。On the other hand, on the other hand, by statistically processing the indicated mean effective pressure PV3 in the expansion strokes of a plurality of cycles, the combustion stability is detected at a relatively slow speed with high accuracy, and the combustion stability is not less than a predetermined value. If so, the NOx reduction effect is maximized by giving priority to the increase in the exhaust gas recirculation amount, and when the combustion stability decreases, the exhaust gas recirculation amount is set so that the combustion stability becomes a priority in order to give priority to the improvement of the combustion stability. Since feedback control is performed at a relatively slow control speed, it is highly accurate and completely prevents control hunting due to too fast control speed, while changing the suction limit of the exhaust gas recirculation amount of the engine. It is possible to obtain the maximum exhaust gas recirculation amount including. Therefore, while maximizing the NOx reduction effect, it is possible to prevent deterioration of fuel consumption due to hunting and the like.
【0047】つまり、本実施例によれば、応答性よく且
つ高精度に目標排気還流量に制御することを実現しつ
つ、比較的ゆっくりとした制御速度により燃焼安定度を
確保するようにしたので、排気還流量によるNOx低減
効果を最大に発揮させることと、制御ハンチングに伴う
不具合防止・燃焼安定度の維持とを同時に達成させるこ
とができるものである。That is, according to this embodiment, the combustion stability is ensured by the relatively slow control speed while realizing the control of the target exhaust gas recirculation amount with high responsiveness and high accuracy. It is possible to maximize the NOx reduction effect by the exhaust gas recirculation amount, and at the same time achieve prevention of problems associated with control hunting and maintenance of combustion stability.
【0048】ところで、本実施例では、排気還流制御に
排気還流制御時燃焼安定制御を組み合わせることで、最
良な排気還流制御を行うと説明してきたが、勿論本実施
例にかかる排気還流制御(dEGR1によるフィードバ
ック制御)のみを実行することによっても、十分に排気
還流制御の応答性、制御精度を向上させることができる
ので、当該排気還流制御を単独で用いても有効な技術で
あることは自明である。In the present embodiment, it has been explained that the best exhaust gas recirculation control is performed by combining the exhaust gas recirculation control and the combustion stabilization control during exhaust gas recirculation control. Of course, the exhaust gas recirculation control (dEGR1) according to this embodiment has been described. It is obvious that the exhaust gas recirculation control alone is an effective technique because the responsiveness and control accuracy of the exhaust gas recirculation control can be sufficiently improved by executing only the exhaust gas recirculation control. is there.
【0049】なお、本実施例に、更に学習機能を備える
ことにより、機関運転状態毎に前記補正係数dEGR1
やdEGR2やEGRadj を記憶(学習)して、これを
前記ステップ300における最終的な制御量の演算に用
いるようにすれば、前記補正係数dEGR1 ,dEGR
2による補正なしで目標排気還流量を応答性よく高精度
に得られるようになる。The present embodiment is further provided with a learning function, so that the correction coefficient dEGR1
By storing (learning) or dEGR2 or EGRadj and using this for the final calculation of the control amount in step 300, the correction coefficients dEGR1, dEGR
The target exhaust gas recirculation amount can be obtained with high responsiveness and high accuracy without correction by 2.
【0050】そして、本実施例では、1の気筒について
筒内圧力を検出して当該制御を行なうことで説明してき
たが、例えば全気筒について筒内圧力を検出してその中
で最も排気還流量が多くなり燃焼安定度が低下する気筒
を基準に当該制御を行なえば、最も高精度な制御が行な
えるのは勿論である。また、1の気筒で上記制御を行な
う場合に、予め実験等により最も排気還流量が多くなり
燃焼安定度が低下する気筒を特定しておいて、当該気筒
について上記制御を行なうようにすれば、最も低コスト
かつ高精度な制御が得られる。In this embodiment, the cylinder pressure is detected for one cylinder and the control is performed. However, for example, the cylinder pressure is detected for all cylinders, and the exhaust gas recirculation amount is the highest. Needless to say, the most accurate control can be performed if the control is performed on the basis of a cylinder in which the number of cylinders increases and combustion stability decreases. Further, when the above control is performed in one cylinder, if the cylinder in which the exhaust gas recirculation amount becomes the largest and the combustion stability is lowered is specified in advance by an experiment or the like, and the above control is performed for the cylinder, The lowest cost and most accurate control can be obtained.
【0051】なた、本実施例では、吸気行程の筒内圧力
の特徴を捉えるために、図示平均有効圧力を計算するよ
うにして説明したが、前述したように吸気行程における
筒内圧力は安定しているので、所定のタイミングにおけ
る筒内圧力でもその特徴を捉えることが可能であり排気
還流量の指標とすることが可能である。さらに、吸気弁
の開閉タイミングやリフト量を可変とする可変機構を備
えた機関に採用する場合には、前記EGR制御弁の基本
制御値EGRbase,目標図示平均有効圧力PV10,目
標安定度SV0等は、そのバルブ開閉特性に応じた値と
して別に備えるか、或いは補正するようにすることは自
明である。In this embodiment, the indicated mean effective pressure is calculated in order to capture the characteristics of the in-cylinder pressure in the intake stroke, but as described above, the in-cylinder pressure in the intake stroke is stable. Therefore, the characteristic can be grasped even with the in-cylinder pressure at a predetermined timing and can be used as an index of the exhaust gas recirculation amount. Further, when it is adopted in an engine equipped with a variable mechanism for varying the opening / closing timing of the intake valve and the lift amount, the basic control value EGRbase of the EGR control valve, the target indicated mean effective pressure PV10, the target stability SV0, etc. It is obvious that a value corresponding to the valve opening / closing characteristic should be separately provided or corrected.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
運転状態に基づいて設定される吸気行程の筒内圧力状態
の目標値と、筒内圧力検出手段により1サイクル毎に精
度よく検出される実際の筒内圧力状態の実測値と、に基
づいて、実際の筒内圧力状態が目標の筒内圧力状態に近
づくように、排気還流フィードバック制御手段により、
前記排気還流量調整手段の制御量を補正するようにした
ので、応答性よく且つ高精度に実際の排気還流量を目標
排気還流量に制御することができ、以ってNOxの排出
を最小に留めることができる。As described above, according to the present invention,
Based on the target value of the in-cylinder pressure state of the intake stroke set based on the operating state and the actual measured value of the actual in-cylinder pressure state that is accurately detected by the in-cylinder pressure detection means for each cycle, By the exhaust gas recirculation feedback control means, so that the actual in-cylinder pressure state approaches the target in-cylinder pressure state,
Since the control amount of the exhaust gas recirculation amount adjusting means is corrected, it is possible to control the actual exhaust gas recirculation amount to the target exhaust gas recirculation amount with high responsiveness and high accuracy, thereby minimizing NOx emission. Can be fastened.
【図1】本発明にかかるブロック図FIG. 1 is a block diagram according to the present invention.
【図2】本発明にかかる一実施例の全体構成図FIG. 2 is an overall configuration diagram of an embodiment according to the present invention.
【図3】同上実施例におけるメインルーチンを説明する
フローチャートFIG. 3 is a flowchart illustrating a main routine in the above embodiment.
【図4】同上実施例におけるEGR制御弁7の基本制御
量の設定ルーチンを説明するフローチャートFIG. 4 is a flowchart illustrating a routine for setting a basic control amount of the EGR control valve 7 in the same embodiment.
【図5】同上実施例におけるEGR制御の補正係数を求
めるルーチンを説明するフローチャートFIG. 5 is a flowchart illustrating a routine for obtaining a correction coefficient for EGR control according to the embodiment.
【図6】同上実施例における補正係数dEGR1を求め
るルーチンを説明するフローチャートFIG. 6 is a flowchart illustrating a routine for obtaining a correction coefficient dEGR1 in the same embodiment.
【図7】同上実施例における補正係数dEGR2を求め
るルーチンを説明するフローチャートFIG. 7 is a flowchart illustrating a routine for obtaining a correction coefficient dEGR2 in the same embodiment.
【図8】同上実施例における最終的な補正係数EDR
adj を求めるルーチンを説明するフローチャートFIG. 8 is a final correction coefficient EDR in the above embodiment.
Flowchart explaining the routine for finding adj
【図9】同上実施例における補正係数数dEGR1と
(|PV1|−|PV10|)との関係を説明する図FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the number of correction coefficients dEGR1 and (| PV1 | − | PV10 |) in the embodiment.
【図10】筒内圧力とクランク角との関係を示す図、及
び筒内圧力と筒内容積との関係を示す図FIG. 10 is a diagram showing a relationship between in-cylinder pressure and crank angle, and a diagram showing a relationship between in-cylinder pressure and in-cylinder volume.
1 機関 2 吸気通路 3 エアフローメータ 5 排気通路 6 排気還流通路 7 EGR制御弁 8 クランク角センサ 9 筒内圧力センサ 50 コントロールユニット 1 engine 2 intake passage 3 air flow meter 5 exhaust passage 6 exhaust gas recirculation passage 7 EGR control valve 8 crank angle sensor 9 cylinder pressure sensor 50 control unit
Claims (1)
還流通路と、 排気の還流量を調整する排気還流量調整手段と、 気筒内の圧力を検出する筒内圧力検出手段と、 機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 検出された運転状態に基づいて、吸気行程における筒内
圧力状態の目標値を設定する目標値設定手段と、 前記筒内圧力検出手段により検出される実際の筒内圧力
に基づいて、吸気行程における実際の筒内圧力状態を検
出する実測値検出手段と、 前記設定された筒内圧力状態の目標値と、前記検出され
た筒内圧力状態の実測値と、に基づいて、筒内圧力状態
を目標値に近づけるように前記排気還流量調整手段をフ
ィードバック制御する排気還流量フィードバック制御手
段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流制御装
置。1. An exhaust gas recirculation passage for recirculating a part of exhaust gas to an engine intake system, an exhaust gas recirculation amount adjusting means for adjusting an exhaust gas recirculation amount, an in-cylinder pressure detecting means for detecting a pressure in a cylinder, and an engine. Operating state detecting means for detecting the operating state of the cylinder, target value setting means for setting a target value of the in-cylinder pressure state in the intake stroke based on the detected operating state, and the in-cylinder pressure detecting means. Measured value detection means for detecting the actual in-cylinder pressure state in the intake stroke based on the actual in-cylinder pressure, the set target value of the in-cylinder pressure state, and the actually measured in-cylinder pressure state And an exhaust gas recirculation amount feedback control means for feedback-controlling the exhaust gas recirculation amount adjusting means so as to bring the in-cylinder pressure state closer to a target value, and an exhaust gas recirculation control for an internal combustion engine, comprising: apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5333907A JPH07189815A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Exhaust reflux controller for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5333907A JPH07189815A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Exhaust reflux controller for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07189815A true JPH07189815A (en) | 1995-07-28 |
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ID=18271294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5333907A Pending JPH07189815A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Exhaust reflux controller for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH07189815A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1993
- 1993-12-28 JP JP5333907A patent/JPH07189815A/en active Pending
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