JPH09317518A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
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- JPH09317518A JPH09317518A JP8131588A JP13158896A JPH09317518A JP H09317518 A JPH09317518 A JP H09317518A JP 8131588 A JP8131588 A JP 8131588A JP 13158896 A JP13158896 A JP 13158896A JP H09317518 A JPH09317518 A JP H09317518A
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
直接さらされることがないことによる耐久性の確保と、
判定精度の維持、向上を図ること。 【解決手段】 エンジン回転数、燃料噴射量等のエンジ
ン状態を検知する運転状態検知手段と、吸入空気量計測
手段と、排気還流量制御手段と、前記運転状態検知手段
と排気還流量制御手段の出力から最大燃料噴射量を演算
する最大燃料噴射量演算手段と、燃料噴射量を制御する
燃料噴射量制御手段と、からなる内燃機関の制御装置に
於て、前記運転状態検知手段の出力から排気還流弁正常
作動時の吸入空気量を演算する排気還流弁正常時吸入空
気量演算手段と、前記運転状態検知手段と前記最大燃料
噴射量演算手段の出力から排気還流弁の異常を判定する
排気還流弁異常検知手段を有し、該排気還流弁異常検知
手段の出力から最終的な最大燃料噴射量及び目標排気還
流率及び吸気絞り弁開度を設定する。
Description
ディーゼルエンジンの排気還流弁(以下EGR弁と記
す)弁異常検出の方法及びその時の制御技術に関する。
は、例えば周知の技術としてEGR通路内の温度を計測
して、所定以上のときは異常と判定して異常時制御を行
なうものがある(図34参照)。
た従来のEGR弁異常時検出制御方法にあっては、ま
ず、センサ等の新たな設定が必要となり、コストが上昇
する。また、温度センサ自体は高熱でも耐えるものが必
要であり、そうなると、さらにコストが上昇する上に、
耐久性を確保すると応答性が悪化し、早急な判定が困難
となる。さらに、センサ自体が劣化したときの異常時検
出精度が低下するという問題があった。また、このEG
R弁異常時の制御がない場合、例えばEGRをカットす
る必要がある高負荷時にEGR弁が開いたままでは、多
量の黒煙を排出し、また高排温の為にEGR弁の温度も
上昇し、耐熱性に問題を起こす可能性もある。
常を判定することにより、コストアップを招くことがな
く、EGRガスに直接さらされることがないことによる
耐久性の確保と判定精度の維持、EGRの量に応じて精
度良く変化することによる異常判定精度の向上を図った
うえで安全性を確保するものである。
成するため、エンジン回転数、燃料噴射量等のエンジン
状態を検知する運転状態検知手段と、吸入空気量計測手
段と、排気還流量制御手段と、前記運転状態検知手段と
排気還流量制御手段の出力から最大燃料噴射量を演算す
る最大燃料噴射量演算手段と、燃料噴射量を制御する燃
料噴射量制御手段と、からなる内燃機関の制御装置に於
て、前記運転状態検知手段の出力から排気還流弁正常作
動時の吸入空気量を演算する排気還流弁正常時吸入空気
量演算手段と、前記運転状態検知手段と前記最大燃料噴
射量演算手段の出力から排気還流弁の異常を判定する排
気還流弁異常検知手段を有し、該排気還流弁異常検知手
段の出力から最終的な最大燃料噴射量及び目標排気還流
率及び吸気絞り弁開度を設定することを特徴とする。
で異常と判定されたときには最大燃料噴射量を減量し、
かつ目標の排気還流率をゼロとし、かつ吸気絞り弁を全
開とすることを特徴とする。
気量演算手段の出力と吸入空気量計測手段の出力の差に
より最大燃料噴射量の減量量を設定することを特徴とす
る。
排気還流弁正常時吸入空気量演算手段の出力を補正する
ことを特徴とする。
正値を小さく、高いほど大きくすることを特徴とする。
気量演算手段の排気還流弁弁正常時の吸入空気量の演算
を目標の排気還流率とエンジン回転数から行なうことを
特徴とする。
に基づいて詳細に説明する。
で示したものである。まず構成を説明すると、エンジン
回転数やアクセル開度、水温等基本となる運転状態を検
知する運転状態検知手段1と、エンジンに吸入される空
気量を計測する吸入空気量計測手段2と、運転状態検知
手段1の出力からEGR弁が異常か否かを判定する吸入
空気量相当値を演算する異常判定吸入空気量演算手段8
と、吸入空気量計測手段2と異常判定吸入空気量演算手
段8の出力からEGRが異常か否かを判定するEGR弁
異常判定手段9と、運転状態検知手段1とEGR弁異常
判定手段9の出力から目標のEGR率を演算する目標E
GR率演算手段3と、目標EGR率演算手段3の出力か
ら実際にEGRを制御するEGR制御手段(EGR弁、
吸気または排気絞り弁)4と、運転状態検知手段1と吸
入空気量計測手段2、EGR弁異常判定手段9の出力か
ら最大燃料噴射量を演算する最大燃料噴射量演算手段6
と、運転状態検知手段1の出力から基本となる燃料噴射
量を演算する基本燃料噴射量演算手段5と、基本燃料噴
射量演算手段5と最大燃料噴射量演算手段6の出力から
最終的な燃料噴射量を演算する燃料噴射量制御手段7
と、からなる構成としている。
ク図で示したものである。構成を説明すると、エンジン
回転数やアクセル開度、水温等基本となる運転状態を検
知する運転状態検知手段1と、エンジンに吸入される空
気量を計測する吸入空気量計測手段2と、大気圧を検知
する大気圧検知手段10と、運転状態検知手段1と大気
圧検知手段10の出力からEGR弁が異常か否かを判定
する吸入空気量相当値を演算する異常判定吸入空気量演
算手段8と、吸入空気量計測手段2と異常判定吸入空気
量演算手段8の出力からEGRが異常か否かを判定する
EGR弁異常判定手段9と、運転状態検知手段1とEG
R弁異常判定手段9の出力から目標のEGR率を演算す
る目標EGR率演算手段3と、目標EGR率演算手段3
の出力から実際にEGRを制御するEGR制御手段(E
GR弁、吸気または排気絞り弁)4と、運転状態検知手
段1と吸入空気量計測手段2、EGR弁異常判定手段9
の出力から最大燃料噴射量を演算する最大燃料噴射量演
算手段6と、運転状態検知手段1の出力から基本となる
燃料噴射量を演算する基本燃料噴射量演算手段5と、基
本燃料噴射量演算手段5と最大燃料噴射量演算手段6の
出力から最終的な燃料噴射量を演算する燃料噴射量制御
手段7と、からなる構成としている。
ク図で示したものである。構成を説明すると、エンジン
回転数やアクセル開度、水温等基本となる運転状態を検
知する運転状態検知手段1と、エンジンに吸入される空
気量を計測する吸入空気量計測手段2と、運転状態検知
手段1の出力から目標のEGR率を演算する目標EGR
率演算手段3と、運転状態検知手段1と目標EGR率演
算手段3の出力からEGR弁が異常か否かを判定する吸
入空気量相当値を演算する異常判定吸入空気量演算手段
8と、吸入空気量計測手段2と異常判定吸入空気量演算
手段8の出力からEGRが異常か否かを判定するEGR
弁異常判定手段9と、目標EGR率演算手段3とEGR
弁異常判定手段9の出力から最終的な目標のEGR率を
演算する最終目標EGR率演算手段11と、最終目標E
GR率演算手段11の出力から実際にEGRを制御する
EGR制御手段(EGR弁、吸気または排気絞り弁)4
と、運転状態検知手段1と吸入空気量計測手段2、EG
R弁異常判定手段9の出力から最大燃料噴射量を演算す
る最大燃料噴射量演算手段6と、運転状態検知手段1の
出力から基本となる燃料噴射量を演算する基本燃料噴射
量演算手段5と、基本燃料噴射量演算手段5と最大燃料
噴射量演算手段6の出力から最終的な燃料噴射量を演算
する燃料噴射量制御手段7と、からなる構成としてい
る。
実施の形態のフローとそれに必要なテーブル、マップを
示す。
のときの制御方法については、図7、図18、図22〜
図33を用いて後から述べる。
を図4を用いて説明する。この処理は4msec毎等の
時間同期で演算される。ステップS1(以下S1と記述
する)でエアフローメータ等吸入空気量を検知する手段
の出力電圧を読み込み、S2で図5に示すような検知手
段の特性テーブル(電圧−吸入量変換テーブル)を用い
て変換し、S3で平均化処理を行なってQas0とし
て、処理を終了する。
気量の演算フローであり、エンジン回転に同期したタイ
ミングで演算する。まず、S11でエンジン回転数を読
み込み、S12で図示するような式で吸入空気量Qas
0から一吸気当りの新気量Qas0を演算する。吸入空
気量Qas0については図9、図10を用いて後で説明
する。S13で所定回前Lに演算されたQas0をQa
snとして処理を終了する。この所定回前のQas0を
コレクタ入口の値とするのは、吸入空気量計測手段の測
定位置からコレクタ入口までの輸送遅れが存在するため
である。
ある。この処理は、回転に同期したタイミングで行な
う。まず、S21でEGR弁が異常か否かを示すフラグ
Fegngをみて、NGのときはS22へ進み、NGで
なければS24へ進む。このフラグの設定については後
から述べる。S22ではEGR弁NG時の最大燃料噴射
量Qfuldgを演算する。この方法については後で述
べる。S23で最大燃料噴射量QfulにQfuldg
を代入して、処理を終了する。S24でEGR弁がNG
でなければ通常時の最大燃料噴射量Qfulnを演算す
る。この方法については次に述べる。S25で最大燃料
噴射量QfulにQfulnを代入して処理を終了す
る。
fulnの演算をするフローで、回転に同期したタイミ
ングで処理される。まず、S31でエンジン回転数を読
み込み、S33でエンジン回転数から例えば図9に示す
ようなスモークリミット相当の値が設定されたテーブル
から限界空気過剰率相当値Klambを演算する。S3
3でシリンダへ吸入される吸入空気量Qacを読み込
み、S34で図示するような式で通常時の最大燃料噴射
量Qfulnを演算して、処理を終了する。
であり、回転に同期したタイミングで処理を行なう。ま
ず、S41でエンジン回転数Neを読み込む。S42で
アクセル開度Clを読み込む。S43でNeとClから
図11に示すようなマップから燃料噴射量を設定しMq
drvとする。S44で水温増量等の補正を行ない、燃
料噴射量Qsol1として処理を終了する。
ローであり、エンジン回転同期で演算される。まず、S
51で基本燃料噴射量Qsol1と最大燃料噴射量Qf
ulを比較し、前者が大のときはS52へ進み、燃料噴
射量QsolにQfulを用いる。前者が小のときはS
53へ進み、QsolにQsol1を設定して処理を終
了する。
ローである。はじめに、S61で目標のEGR量を演算
する。この方法については図17を用いて後で説明す
る。S62で吸気圧Pm、S63で排気圧Pexhを読
み込む。これらの値はセンサの出力を用いても良いし、
吸入空気量等から予測してもよい。S64で図示するよ
うな式でEGR流速相当値Cqeを演算し、S65で要
求EGR量TqekとCqeを用い、図示するような式
で開口面積Aevを演算する。S66で例えば図15に
示すようなテーブルをCqeより検索して加重平均定数
Nlkを求める。この特性例では、流速が小さい時にN
lkを大きく、流速が大きいときには小さくしている。
これは流速が小さいときは微少な流速変化でも要求の開
口面積は大きく変化させる必要が有り安定しづらくなる
ため加重平均を多く(重く)している。また流速が大き
いときには逆の現象となり、一般的に過渡時は流速が大
きくなる(吸気圧と排気圧の差圧が大きくなる)ため、
過渡の追従性から加重平均はなるべく行なわない方が望
ましいため、加重平均定数は小さくなるように設定して
いる。なお、反比例のような形状をもっているのはS6
4で示すように差圧に対して流速は平方根の特性を持
ち、加重平均定数の要求はその逆数になるためである。
S67でS66に求められた開口面積に加重平均を行な
いその結果を目標のEGR弁開口面積Aevfとして、
処理を終了する。なお、S64,S65の式はベルヌー
イの式を用いた理論式である。実際のEGR弁駆動装置
には目標開口面積Aevfを例えば図16に示すような
アクチュエータ特性で変換して指令値となる。
であり、エンジン回転又はそれ相当に同期したタイミン
グで演算する。まず、S71でシリンダ入口の一吸気当
りの吸入新気量Qacを読み込む。S72では目標のE
GR率Megrを演算する。この方法については図18
を用いて後で説明する。S73で図示するような式で一
吸気当りの目標のEGR量Mqecを演算する。S74
で中間変数Rqecを図示するような式で演算し、S7
5で図示するような式で進み補正処理を行ないその結果
をTqecとする。この式は通常の進み処理を簡易化し
たものである。S76でTqecを単位時間当りの要求
量に変換してTqekとして処理を終了する。
フローで、エンジン回転に同期したタイミングで演算す
る。はじめに、S81でエンジン回転数Ne、燃料噴射
量Qsol、機関冷却水温Twを読み込む。
ようなマップを検索し、基本目標EGR率Megrbを
演算する。S83でTwから例えば図20に示すよう
な、機関水温に対して目標のEGR率を補正する係数テ
ーブルを検索してKegr_twとする。S84で図示
するような式で目標EGR率Megrを演算する。S8
5でエンジンの状態が完爆状態か否かを判定する。この
方法は図21を用いて後で説明する。S86で完爆と判
定された場合S87へ進み、EGR弁が異常か否かを判
定し異常でなければそのまま処理を終了する。S86で
完爆と判定されないまたはEGR弁が異常であると判定
されたらS88へ進み、目標EGR率Megrを0とし
て処理を終了する。この場合同時に吸気絞り弁は全開に
設定される。
で、10msec等時間に同期したタイミングで演算さ
れる。まず、S91でエンジン回転数Neを読み込み、
S92で完爆判定スライスレベルNRPMKと比較し、
Neの方が大の時にはS93へ進む。S93で回転によ
る完爆判定後のカウンタTmrkbと所定時間TMRK
BPと比較し、大ならS94へ進み、完爆として処理を
終了する。S92でNeが小のときにはS96へ進み、
Tmrlbをクリアし、完爆でないとして処理を終了す
る。S93でTmrkbが小のときにはS95へ進み、
TmrkbをインクリメントしてS97へ進み、完爆で
ないとして処理を終了する。当処理ではエンジン回転数
が所定以上(例えば400回転以上)となり、所定時間
経過したときに完爆と判定するという処理を行なってい
る。
まず、S101でシリンダ吸入空気量Qacを読み込
み、S102でEGR弁が異常か否かを判定する吸入空
気量Qacfを演算する。この方法については後から述
べる。S103でQacfに所定値αを加えた値とQa
cを比較し、Qacの方が大のときにはS106へ進
み、小のときはS104へ進む。S104でQacfか
ら所定値βを引いた値とQacを比較し、Qacの方が
小ならばS106へ進み、大ならS105へ進む。S1
05ではEGR弁異常判定カウンタをデクリメント、S
106ではインクリメントする。S103〜S106で
は、即ちQacがEGR弁の正常時の吸入空気量Qac
fと大きく異なるか否かをみて大きいときには、カウン
タをインクリメント、誤差、バラツキ範囲または実用上
問題のない範囲ならデクリメントすることを行なってい
る。S107,S108でEGR弁異常判定カウンタの
下限値を0に制限する。S109でEGR弁異常判定カ
ウンタの値と所定値CTREGJを比較し、カウンタの
値の方が大ならS110へ進み、EGR弁が異常としE
GR弁異常判定カウンタFegngを1として処理を終
了する。S109でカウンタ値の方が小のときは、S1
11へ進み、EGR弁は異常でないとしてFegngを
0として処理を終了する。
演算するフローである。このQacfの値は即ちEGR
弁通常作動時の吸入空気量となる。S121で基本とな
る判定値Qacfbを演算する。この方法については後
で説明する。S122で図示するような式で異常判定値
Qacfを演算して処理を終了する。S122の処理
は、定常で設定されたQacfbに対し過渡時の空気の
ダイナミクスを考慮した処理であり過渡時にも精度良く
判定を行なえるようにするためのものである。
fbを演算する第一の例である。S131でエンジン回
転数Neを読み込み、S132で例えば図27のような
テーブルからルックアップしてQacfbを設定し、処
理を終了する。図27はエンジン回転数が上昇すると、
判定値が上昇した例を示しているが、一般的に要求EG
Rはエンジン回転数が上昇すると減少するため吸入空気
量が増加し、また、過給機付きエンジンの場合は吸気圧
が上昇して吸入空気量が増加するため、このような設定
としている。
fbを演算する第二の例である。S141でエンジン回
転数Neを読み込み、S142で例えば図27のような
テーブルからルックアップして標準状態時の判定値Qa
cfb1を設定する。S143で大気圧Paを読み込
み、S144で例えばS28に示したようなテーブルか
ら補正係数Kqacfbを演算し、S145で図示する
ような式で基本判定値Qacfbを演算して処理を終了
する。図28は高地など大気圧が低い時には吸入空気量
Qacが、EGR弁が異常でなくても、減少するため、
判定値を低くするようにして誤判定を防ぎ、高気圧時は
逆の減少が生じるため逆に判定値を増加するような特性
としている。
fbを演算する第三の例である。S151でエンジン回
転数Neを読み込み、S152で目標EGR率Megr
を読み込む。S153でNe、Megrから例えば図2
9に示すような標準状態時の基本判定値マップからQa
cfb1を演算する。S154で大気圧Paを読み込
み、S155で例えば図28に示したようなテーブルか
ら補正係数Kqacfbを演算し、S156で図示する
ような式で基本判定値Qacfbを演算して処理を終了
する。図29はEGR弁正常時のエンジン回転数と目標
EGR率に対する吸入空気量の特性を示したものとなっ
ている。これにより、第一,第二の例よりも判定範囲及
び精度を向上できる。
量の演算の処理の第一の例のフローである。まず、S1
61でエンジン回転数Neを読み込み、S162で例え
ば図32に示すようなテーブルから異常時の最大燃料噴
射量Qfuldgを演算し、処理を終了する。これは、
通常よりも結果的に燃料を絞り、排温を上昇させないよ
うにして、修理店やディーラーまで走行可能とする特性
としている。
量の演算の処理の第二の例のフローである。まず、S1
71でシリンダ吸入空気量Qac、S172でEGR弁
異常判定空気量相当値Qacfを読み込む。S173で
EGR弁正常作動時と同様に演算された最大燃料噴射量
Qfulを読み込み、S174でQacとQacfとの
差から例えば図33に示したような最大燃料噴射量補正
係数Kqfulを演算し、S175で図示するような式
でQduldgを演算して処理を終了する。図33はQ
acがQacfより大きいとき、即ち、要求EGR率よ
り実際のEGR率が小さいところで固着した場合は、通
常の最大燃料噴射量と等価となり、QacがQacfよ
り小さいとき、即ち要求EGR率より実際のEGR率が
大きいときには最大燃料噴射量を減少して、排温上昇を
防ぐようにしている。これは一例であるが、実際排温の
上昇が問題となるのは要求のEGR率より実際のEGR
率が大きくなるときであるため、このような特性として
いる。また、この特性の場合、EGR弁が固着した場所
(リフト量)に応じて自動的に最大燃料噴射量が増減さ
れるため、EGR弁の固着する場所のバラツキに対して
も、運転性の悪化が最小限にとどまり、かつ排温上昇を
防ぐことが可能となる。
率を反映する吸入空気量でEGR弁の異常を検知し、燃
料噴射量を制御することにより、コストアップが防止で
き、かつ精度の良い異常検知が可能となるため、耐熱性
を確保することが可能となり、異常時のバラツキを含め
て運転性の悪化も最小限に止めることが可能となる。
る。
る。
る。
フローである。
テーブルである。
気量演算フローである。
設定フローである。
演算フローである。
テーブルである。
量演算フローである。
量マップである。
定フローである。
変換マップである。
開口面積演算フローである。
面積加重平均定数テーブル例である。
プ数変換テーブル例である。
演算フローである。
演算フローである。
マップ例である。
水温補正係数テーブル例である。
ーである。
判定フローである。
判定値演算フローである。
判定基本値Qacfb演算フローの第一の例である。
判定基本値Qacfb演算フローの第二の例である。
判定基本値Qacfb演算フローの第三の例である。
判定基本値テーブル例である。
判定基本値大気圧補正テーブルである。
判定基本値マップ例である。
時最大燃料噴射量演算フローの第一の例である。
時最大燃料噴射量演算フローの第二の例である。
時最大燃料噴射量テーブル例である。
量補正テーブル例である。
Claims (6)
- 【請求項1】 エンジン回転数、燃料噴射量等のエンジ
ン状態を検知する運転状態検知手段と、 吸入空気量計測手段と、 排気還流量制御手段と、 前記運転状態検知手段と排気還流量制御手段の出力から
最大燃料噴射量を演算する最大燃料噴射量演算手段と、 燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、からなる
内燃機関の制御装置に於て、 前記運転状態検知手段の出力から排気還流弁正常作動時
の吸入空気量を演算する排気還流弁正常時吸入空気量演
算手段と、 前記運転状態検知手段と前記最大燃料噴射量演算手段の
出力から排気還流弁の異常を判定する排気還流弁異常検
知手段を有し、 該排気還流弁異常検知手段の出力から最終的な最大燃料
噴射量及び目標排気還流率及び吸気絞り弁開度を設定す
ることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項2】 排気還流弁異常検知手段で異常と判定さ
れたときには最大燃料噴射量を減量し、かつ目標の排気
還流率をゼロとし、かつ吸気絞り弁を全開とすることを
特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項3】 排気還流弁正常時吸入空気量演算手段の
出力と吸入空気量計測手段の出力の差により最大燃料噴
射量の減量量を設定することを特徴とする請求項2に記
載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項4】 大気圧検知手段を設け、排気還流弁正常
時吸入空気量演算手段の出力を補正することを特徴とす
る請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項5】 大気圧が低いときほど補正値を小さく、
高いほど大きくすることを特徴とする請求項4に記載の
内燃機関の制御装置。 - 【請求項6】 排気還流弁正常時吸入空気量演算手段の
排気還流弁弁正常時の吸入空気量の演算を目標の排気還
流率とエンジン回転数から行なうことを特徴とする請求
項2に記載の内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13158896A JP4114964B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13158896A JP4114964B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09317518A true JPH09317518A (ja) | 1997-12-09 |
JP4114964B2 JP4114964B2 (ja) | 2008-07-09 |
Family
ID=15061573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13158896A Expired - Fee Related JP4114964B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4114964B2 (ja) |
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JP2009257123A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御システム |
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- 1996-05-27 JP JP13158896A patent/JP4114964B2/ja not_active Expired - Fee Related
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