JPH10213015A - エンジンのバルブ開口面積演算方法 - Google Patents
エンジンのバルブ開口面積演算方法Info
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- JPH10213015A JPH10213015A JP9018240A JP1824097A JPH10213015A JP H10213015 A JPH10213015 A JP H10213015A JP 9018240 A JP9018240 A JP 9018240A JP 1824097 A JP1824097 A JP 1824097A JP H10213015 A JPH10213015 A JP H10213015A
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- opening area
- valve opening
- egr
- engine
- temperature
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/0017—Controlling intake air by simultaneous control of throttle and exhaust gas recirculation
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】吸入空気量に対するＥＧＲ流量の比であるＥＧ
Ｒ率は、吸気管内圧や水温のみならず、排気圧力、排気
ガス温度、吸気管内温度など種々のエンジン状態に依存
するにもかかわらず、それらを考慮せずバルブ開度（バ
ルブ開口面積）を決定しているため、運転状態によって
は実ＥＧＲ率がその目標値から大きくずれることにな
る。 【解決手段】エンジンのバルブ開口面積演算方法におい
て、空気量センサ１０４で検出される吸気管内の流量、
圧力に関する理論式に基づいて、適切な圧力、温度補正
項を導入することで、目標空気量、目標EGR率を達成す
るスロットルバルブ開度、EGRバルブ開度を制御ユニッ
ト１０１で計算し、スロットル制御装置１１１およびＥ
ＧＲバルブ１０９を制御する。
Ｒ率は、吸気管内圧や水温のみならず、排気圧力、排気
ガス温度、吸気管内温度など種々のエンジン状態に依存
するにもかかわらず、それらを考慮せずバルブ開度（バ
ルブ開口面積）を決定しているため、運転状態によって
は実ＥＧＲ率がその目標値から大きくずれることにな
る。 【解決手段】エンジンのバルブ開口面積演算方法におい
て、空気量センサ１０４で検出される吸気管内の流量、
圧力に関する理論式に基づいて、適切な圧力、温度補正
項を導入することで、目標空気量、目標EGR率を達成す
るスロットルバルブ開度、EGRバルブ開度を制御ユニッ
ト１０１で計算し、スロットル制御装置１１１およびＥ
ＧＲバルブ１０９を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車エンジンの
制御方法に係り、特に、目標空気量、及び、目標ＥＧＲ
率を同時に達成するのに好適なエンジンのバルブ開口面
積演算方法に関する。
制御方法に係り、特に、目標空気量、及び、目標ＥＧＲ
率を同時に達成するのに好適なエンジンのバルブ開口面
積演算方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】目標ＥＧＲ率を実現するＥＧＲバルブ開
度を決定する方法として、電子制御ガソリン噴射（山海
道出版）p.159からp.161記載の方法が知られている。こ
の中で、電子制御式ＥＧＲ方式では、吸気管内圧検出値
や水温などから所定のＥＧＲ率を実現するＥＧＲバルブ
開度を決定している。
度を決定する方法として、電子制御ガソリン噴射（山海
道出版）p.159からp.161記載の方法が知られている。こ
の中で、電子制御式ＥＧＲ方式では、吸気管内圧検出値
や水温などから所定のＥＧＲ率を実現するＥＧＲバルブ
開度を決定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】吸入空気量に対するＥ
ＧＲ流量の比であるＥＧＲ率は、吸気管内圧や水温のみ
ならず、排気圧力、排気ガス温度、吸気管内温度など種
々のエンジン状態に依存するにもかかわらず、それらを
考慮せずバルブ開度（バルブ開口面積）を決定している
ため、運転状態によっては実ＥＧＲ率がその目標値から
大きくずれることになる。特に、燃料が希薄な状態でエ
ンジンを運転するリーンバーンエンジンでは、ＥＧＲ率
のずれによりエンジン燃焼が不安定になる可能性が高い
ため制御精度の劣化は深刻な問題となる。
ＧＲ流量の比であるＥＧＲ率は、吸気管内圧や水温のみ
ならず、排気圧力、排気ガス温度、吸気管内温度など種
々のエンジン状態に依存するにもかかわらず、それらを
考慮せずバルブ開度（バルブ開口面積）を決定している
ため、運転状態によっては実ＥＧＲ率がその目標値から
大きくずれることになる。特に、燃料が希薄な状態でエ
ンジンを運転するリーンバーンエンジンでは、ＥＧＲ率
のずれによりエンジン燃焼が不安定になる可能性が高い
ため制御精度の劣化は深刻な問題となる。
【０００４】本発明の目的は、温度や圧力などの運転状
態によらずＥＧＲ率を精度良く目標値に保持し、同時
に、空気流量もその目標値に保持可能なエンジンのバル
ブ開口面積演算方法を提供することにある。
態によらずＥＧＲ率を精度良く目標値に保持し、同時
に、空気流量もその目標値に保持可能なエンジンのバル
ブ開口面積演算方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するため以下の構成とする。目標空気量、及び、目
標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率の一方を実現するようにスロ
ットルバルブ開口面積とＥＧＲバルブ開口面積を決定す
るエンジン制御方法において、ＥＧＲバルブを通過する
再循環ガスの温度に応じて、ＥＧＲバルブ開口面積を変
更することに特徴がある。ここでは、再循環ガス温度が
上昇すれば、ＥＧＲバルブ開口開度を大きくし、再循環
ガス温度が下降すればＥＧＲバルブ開度を小さくしても
よい。さらに、ＥＧＲバルブ開口面積は、再循環ガス温
度の平方根に比例するようにしてもよい。
達成するため以下の構成とする。目標空気量、及び、目
標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率の一方を実現するようにスロ
ットルバルブ開口面積とＥＧＲバルブ開口面積を決定す
るエンジン制御方法において、ＥＧＲバルブを通過する
再循環ガスの温度に応じて、ＥＧＲバルブ開口面積を変
更することに特徴がある。ここでは、再循環ガス温度が
上昇すれば、ＥＧＲバルブ開口開度を大きくし、再循環
ガス温度が下降すればＥＧＲバルブ開度を小さくしても
よい。さらに、ＥＧＲバルブ開口面積は、再循環ガス温
度の平方根に比例するようにしてもよい。
【０００６】また、目標空気量、及び、目標ＥＧＲ量と
目標ＥＧＲ率の一方を実現するようにスロットルバルブ
開口面積とＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制
御方法において、排気管内圧力に応じて、ＥＧＲバルブ
開口面積を変更するものでもある。ここで、排気管内圧
力が上昇すれば、ＥＧＲバルブ開口面積を小さくし、排
気管内圧力が下降すればＥＧＲバルブ開口面積を大きく
してもよい。
目標ＥＧＲ率の一方を実現するようにスロットルバルブ
開口面積とＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制
御方法において、排気管内圧力に応じて、ＥＧＲバルブ
開口面積を変更するものでもある。ここで、排気管内圧
力が上昇すれば、ＥＧＲバルブ開口面積を小さくし、排
気管内圧力が下降すればＥＧＲバルブ開口面積を大きく
してもよい。
【０００７】また、目標空気量、及び、目標ＥＧＲ量と
目標ＥＧＲ率の一方を実現するようにスロットルバルブ
開口面積とＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制
御方法において、吸気管内気体温度に応じて、スロット
ルバルブ開口面積およびＥＧＲバルブ開口面積を変更す
ることに特徴がある。
目標ＥＧＲ率の一方を実現するようにスロットルバルブ
開口面積とＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制
御方法において、吸気管内気体温度に応じて、スロット
ルバルブ開口面積およびＥＧＲバルブ開口面積を変更す
ることに特徴がある。
【０００８】また、目標空気量、及び、目標ＥＧＲ量と
目標ＥＧＲ率の一方を実現するようにスロットルバルブ
開口面積とＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制
御方法において、ＥＧＲバルブを通過するガスの平均分
子量に応じて、ＥＧＲバルブ開口面積を変更することに
特徴がある。ここで、平均分子量が大きくなれば、ＥＧ
Ｒバルブ開口面積を小さくし、平均分子量が小さくなれ
ば、ＥＧＲバルブ開口面積を大きくしてもよい。
目標ＥＧＲ率の一方を実現するようにスロットルバルブ
開口面積とＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制
御方法において、ＥＧＲバルブを通過するガスの平均分
子量に応じて、ＥＧＲバルブ開口面積を変更することに
特徴がある。ここで、平均分子量が大きくなれば、ＥＧ
Ｒバルブ開口面積を小さくし、平均分子量が小さくなれ
ば、ＥＧＲバルブ開口面積を大きくしてもよい。
【０００９】さらに、目標空気量及び目標ＥＧＲ量と目
標ＥＧＲ率の一方を実現するようにスロットルバルブ開
口面積とＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制御
方法において、（１）排気ガス再循環がないときの、エ
ンジン吸入空気量と回転数、及び、スロットルバルブ開
口面積の関係を計測し、テーブルに記憶するステップ
と、（２）目標空気量、及び、目標ＥＧＲ流量と目標Ｅ
ＧＲ率の一方から気筒へのトータル流量を計算するステ
ップと、（３）前記トータル流量に吸気管内温度、ある
いは、それに相当する量に基づく補正を施すステップ
と、（４）前記吸気管内温度による補正を施したトータ
ル流量と回転数をパラメータに前記テーブルを検索し、
トータル開口面積を計算するステップと、（５）前記ト
ータル開口面積に吸気管内温度、あるいは、それに相当
する量に基づく補正を施すステップと、（６）前記温度
補正を施したトータル開口面積にＥＧＲ率による分配補
正を施してスロットルバルブ開口面積を計算するステッ
プと、（７）前記温度補正を施したトータル開口面積に
ＥＧＲ率による分配補正、ＥＧＲバルブを通過する再循
環ガスの温度、あるいは、それに相当する量に基づく補
正、排気管内の圧力、あるいは、それに相当する量に基
づく補正を施してＥＧＲバルブ開口面積を計算するステ
ップとを設けたことに特徴がある。ここで、再循環ガス
温度が上昇すれば、ＥＧＲバルブ開口開度を大きくし、
再循環ガス温度が下降すればＥＧＲバルブ開度を小さく
するような補正を施してもよい。また、排気管内圧力が
上昇すれば、ＥＧＲバルブ開口開度を小さくし、排気管
内圧力が下降すればＥＧＲバルブ開度を大きくするよう
な補正を施しともよい。
標ＥＧＲ率の一方を実現するようにスロットルバルブ開
口面積とＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制御
方法において、（１）排気ガス再循環がないときの、エ
ンジン吸入空気量と回転数、及び、スロットルバルブ開
口面積の関係を計測し、テーブルに記憶するステップ
と、（２）目標空気量、及び、目標ＥＧＲ流量と目標Ｅ
ＧＲ率の一方から気筒へのトータル流量を計算するステ
ップと、（３）前記トータル流量に吸気管内温度、ある
いは、それに相当する量に基づく補正を施すステップ
と、（４）前記吸気管内温度による補正を施したトータ
ル流量と回転数をパラメータに前記テーブルを検索し、
トータル開口面積を計算するステップと、（５）前記ト
ータル開口面積に吸気管内温度、あるいは、それに相当
する量に基づく補正を施すステップと、（６）前記温度
補正を施したトータル開口面積にＥＧＲ率による分配補
正を施してスロットルバルブ開口面積を計算するステッ
プと、（７）前記温度補正を施したトータル開口面積に
ＥＧＲ率による分配補正、ＥＧＲバルブを通過する再循
環ガスの温度、あるいは、それに相当する量に基づく補
正、排気管内の圧力、あるいは、それに相当する量に基
づく補正を施してＥＧＲバルブ開口面積を計算するステ
ップとを設けたことに特徴がある。ここで、再循環ガス
温度が上昇すれば、ＥＧＲバルブ開口開度を大きくし、
再循環ガス温度が下降すればＥＧＲバルブ開度を小さく
するような補正を施してもよい。また、排気管内圧力が
上昇すれば、ＥＧＲバルブ開口開度を小さくし、排気管
内圧力が下降すればＥＧＲバルブ開度を大きくするよう
な補正を施しともよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１から図１０
に基づいて説明する。図１は、本発明のエンジンのバル
ブ開口面積演算方法を電子式制御ユニットで実現する時
の制御系の全体構成図であり、４気筒エンジンの場合を
示している。本エンジンは、燃料を直接気筒に供給する
筒内噴射エンジンである。制御ユニットは、ＣＰＵ、Ｒ
ＡＭ、ＲＯＭ、タイマ、Ｉ／ＯＬＳＩを備えている。
に基づいて説明する。図１は、本発明のエンジンのバル
ブ開口面積演算方法を電子式制御ユニットで実現する時
の制御系の全体構成図であり、４気筒エンジンの場合を
示している。本エンジンは、燃料を直接気筒に供給する
筒内噴射エンジンである。制御ユニットは、ＣＰＵ、Ｒ
ＡＭ、ＲＯＭ、タイマ、Ｉ／ＯＬＳＩを備えている。
【００１１】Ｉ／ＯＬＳＩには、空気量センサ、スロッ
トルセンサ、水温センサ、空燃比センサ、クランク角セ
ンサ、アクセル角センサ（アクセル踏み込み量検出）、
吸気温センサ、排気温センサからの信号が出力される。
また、Ｉ／ＯＬＳＩからは、各気筒に設置された燃料噴
射器、スロットルをその目標値に一致するように制御す
るスロットル制御装置への目標開度信号、及び、排気ガ
ス再循環通路に設けられたバルブ（ＥＧＲバルブ）を駆
動するステップモータへのパルス信号が出力される。タ
イマは、ＣＰＵに対し所定の周期で割り込み信号を発生
し、ＣＰＵはこれに応じてＲＯＭに格納された制御プロ
グラムを実行するようになっている。
トルセンサ、水温センサ、空燃比センサ、クランク角セ
ンサ、アクセル角センサ（アクセル踏み込み量検出）、
吸気温センサ、排気温センサからの信号が出力される。
また、Ｉ／ＯＬＳＩからは、各気筒に設置された燃料噴
射器、スロットルをその目標値に一致するように制御す
るスロットル制御装置への目標開度信号、及び、排気ガ
ス再循環通路に設けられたバルブ（ＥＧＲバルブ）を駆
動するステップモータへのパルス信号が出力される。タ
イマは、ＣＰＵに対し所定の周期で割り込み信号を発生
し、ＣＰＵはこれに応じてＲＯＭに格納された制御プロ
グラムを実行するようになっている。
【００１２】図２は、本発明のバルブ開口面積演算方法
の処理の流れを示すものである。ここで、各変数の意味
は、次のようになる。tQair:目標空気流量(kg)、tQegr:
目標ＥＧＲガス流量(kg)、Texh:ＥＧＲガス温度(K)、Ta
ir:大気温度(K)、Tm:吸気管内気体温度(K)、Tmo:ＥＧＲ
なしの場合の吸気管内気体温度(K)、Pair:大気圧(Pa)、
Pexh:排気圧(Pa)、Mair:空気の平均分子量(kg)、Megr:
ＥＧＲガス平均分子量(kg)、tRegr:目標ＥＧＲ率、tAai
r:目標スロットルバルブ開口面積、tAegr:目標ＥＧＲバ
ルブ開口面積。本処理に従えば、目標空気量ｔＱａｉ
ｒ、目標ＥＧＲ率を実現するスロットルバルブ開口面積
とEGRバルブ開口面積を精度良く算出できる。本処理の
導出は次のようにして行われたものである。
の処理の流れを示すものである。ここで、各変数の意味
は、次のようになる。tQair:目標空気流量(kg)、tQegr:
目標ＥＧＲガス流量(kg)、Texh:ＥＧＲガス温度(K)、Ta
ir:大気温度(K)、Tm:吸気管内気体温度(K)、Tmo:ＥＧＲ
なしの場合の吸気管内気体温度(K)、Pair:大気圧(Pa)、
Pexh:排気圧(Pa)、Mair:空気の平均分子量(kg)、Megr:
ＥＧＲガス平均分子量(kg)、tRegr:目標ＥＧＲ率、tAai
r:目標スロットルバルブ開口面積、tAegr:目標ＥＧＲバ
ルブ開口面積。本処理に従えば、目標空気量ｔＱａｉ
ｒ、目標ＥＧＲ率を実現するスロットルバルブ開口面積
とEGRバルブ開口面積を精度良く算出できる。本処理の
導出は次のようにして行われたものである。
【００１３】基礎式として次の数式を用いる。まず（数
１）〜（数４）にスロットル通過空気量、EGRバルブ通
過再循環ガス量の計算式（圧縮性流体にベルヌーイの定
理を適用して導出）を示す。
１）〜（数４）にスロットル通過空気量、EGRバルブ通
過再循環ガス量の計算式（圧縮性流体にベルヌーイの定
理を適用して導出）を示す。
【００１４】
【数１】
【００１５】
【数２】
【００１６】
【数３】
【００１７】
【数４】
【００１８】（数５）に気筒へのトータル流入量の計算
式を示す。
式を示す。
【００１９】
【数５】
【００２０】ここに、Qair:スロットル通過空気量、Qeg
r:EGRバルブ通過再循環ガス量、Aair:スロットルバルブ
開口面積、Aegr:EGRバルブ開口面積、Ta:吸気温、Texh:
再循環ガス温度,Tm:吸気管内ガス温度、Mair:空気の平
均分子量、Megr:再循環ガスの平均分子量、Mavg:吸気管
内気体の平均分子量、Pman:吸気管内圧、Pa:大気圧、Pe
xh:排気圧、N:回転数、Vd:排気量、R:気体定数、VOLN:
容積効率、k:比熱比である。
r:EGRバルブ通過再循環ガス量、Aair:スロットルバルブ
開口面積、Aegr:EGRバルブ開口面積、Ta:吸気温、Texh:
再循環ガス温度,Tm:吸気管内ガス温度、Mair:空気の平
均分子量、Megr:再循環ガスの平均分子量、Mavg:吸気管
内気体の平均分子量、Pman:吸気管内圧、Pa:大気圧、Pe
xh:排気圧、N:回転数、Vd:排気量、R:気体定数、VOLN:
容積効率、k:比熱比である。
【００２１】図３に示すようにトータル流量に関する変
数Qallと回転数Ｎをパラメータに２次元テーブルを検索
し、トータル開口面積に関する変数Aallを求める場合、
変数QallとNの値が決まれば、Aallは一意に定まるとい
うような、一対一関係にある変数QallとAallを見つける
必要がある。以下、上記理論式に基づいてQall,Aallの
具体的な変数型を導出する。
数Qallと回転数Ｎをパラメータに２次元テーブルを検索
し、トータル開口面積に関する変数Aallを求める場合、
変数QallとNの値が決まれば、Aallは一意に定まるとい
うような、一対一関係にある変数QallとAallを見つける
必要がある。以下、上記理論式に基づいてQall,Aallの
具体的な変数型を導出する。
【００２２】大気温Ta、大気圧Paが一定と仮定すると、
（数１）（数２）より以下の式が成り立つ。
（数１）（数２）より以下の式が成り立つ。
【００２３】
【数６】
【００２４】
【数７】
【００２５】容積効率が、主に回転数Ｎと吸気管内圧Ｐ
ｍａｎに依存し、かつ、Mavgが一定と考えると、（数
５）より（数８）が成り立つ。
ｍａｎに依存し、かつ、Mavgが一定と考えると、（数
５）より（数８）が成り立つ。
【００２６】
【数８】
【００２７】ここで、関数ｇは、エンジンを定常運転
し、吸気管内圧と回転数を静的に変化させ空気量を計測
することで求めることができる。定常状態では、質量保
存則（Qallout=Qair+Qegr）が成立するため、（数６）
（数８）より（数９）が成り立つ。
し、吸気管内圧と回転数を静的に変化させ空気量を計測
することで求めることができる。定常状態では、質量保
存則（Qallout=Qair+Qegr）が成立するため、（数６）
（数８）より（数９）が成り立つ。
【００２８】
【数９】
【００２９】また、（数８）より（数１０）が成り立
つ。
つ。
【００３０】
【数１０】
【００３１】（数１０）より、変数Tm(Qair+Qegr)、Nが
定まれば、一般に関数ｇが単調増加関数なので、Pmanが
一意に定まる。さらに（数９）より、数１１で表される
変数が一意に定まる。
定まれば、一般に関数ｇが単調増加関数なので、Pmanが
一意に定まる。さらに（数９）より、数１１で表される
変数が一意に定まる。
【００３２】
【数１１】
【００３３】以上の検討より、前記テーブルの変数Qal
l、Aallは次のように求められる。
l、Aallは次のように求められる。
【００３４】
【数１２】
【００３５】
【数１３】
【００３６】変数の規格化のため、EGRなしの場合の吸
気管内気体温度をTmo（ほぼ吸気温Taに等しい）とし
て、次の２つの式によりQall、Aallを設定する。
気管内気体温度をTmo（ほぼ吸気温Taに等しい）とし
て、次の２つの式によりQall、Aallを設定する。
【００３７】
【数１４】
【００３８】
【数１５】
【００３９】さらに、EGR率をRegrとすると、（数１
６）が成り立つ。
６）が成り立つ。
【００４０】
【数１６】
【００４１】ここで、（数１５）（数１６）より、Aai
r、Aegrを求めると以下の通りとなる。
r、Aegrを求めると以下の通りとなる。
【００４２】
【数１７】
【００４３】
【数１８】
【００４４】なお、EGRがない状態では、Tm=Tmo、Qegr=
0、Aegr=0のため、Qall=Qair、Aall=Aairになる。従っ
て、２次元テーブルには、標準状態（Ta、Pa）における
QairとAairの関係を格納すればよいことがわかる。
0、Aegr=0のため、Qall=Qair、Aall=Aairになる。従っ
て、２次元テーブルには、標準状態（Ta、Pa）における
QairとAairの関係を格納すればよいことがわかる。
【００４５】数１７、数１８を流れ図で表したものが図
２になる。この処理において吸気管内圧Ｐｍａｎ、排気
圧Pexh、吸気管内気体温度Tm，EGRガス平均分子量Megr
の情報が必要になるがこれらは図１の構成では検出され
ない。ここでは、他のセンサー情報などから次のように
して推定する。
２になる。この処理において吸気管内圧Ｐｍａｎ、排気
圧Pexh、吸気管内気体温度Tm，EGRガス平均分子量Megr
の情報が必要になるがこれらは図１の構成では検出され
ない。ここでは、他のセンサー情報などから次のように
して推定する。
【００４６】（数１８）内のＰｍａｎは、（数１０）式
をＰｍａｎについて解いた次式により推定可能である。
をＰｍａｎについて解いた次式により推定可能である。
【００４７】
【数１９】
【００４８】制御ユニット内では、図４に示すように２
変数Ｔｍ（ｔＱａｉｒ＋ｔＱｅｇｒ）、Ｎをパラメータ
にし、Ｐｍａｎの値を格納した２次元テーブルを検索し
て、それぞれの運転状態における吸気管内圧Ｐｍａｎを
算出する。また、排気圧Pexhも、図５に示すように、計
測実験により、予め空気量、空燃比、排気ガス再循環量
と排気圧の関係をテーブルに記憶しておき、これを検索
して求める。
変数Ｔｍ（ｔＱａｉｒ＋ｔＱｅｇｒ）、Ｎをパラメータ
にし、Ｐｍａｎの値を格納した２次元テーブルを検索し
て、それぞれの運転状態における吸気管内圧Ｐｍａｎを
算出する。また、排気圧Pexhも、図５に示すように、計
測実験により、予め空気量、空燃比、排気ガス再循環量
と排気圧の関係をテーブルに記憶しておき、これを検索
して求める。
【００４９】吸気管内気体温度Ｔｍは、吸気温度Taと排
気温度Texhからづぎの式を用いて推定する。
気温度Texhからづぎの式を用いて推定する。
【００５０】
【数２０】
【００５１】また、EGRガス平均分子量Megrは、目標空
燃比A/Foをパラメータに図１０のテーブルを検索して求
める。約２８から３０の値になる。なお、大気圧Pa，空
気平均分子量Mairは定数をして扱い，Pa=1,Mair=28.84
とする。また、上記実施例では、EGRガス温度に関して
検出値を用いているが，これを他のセンサ情報から推定
するようにしても良い。
燃比A/Foをパラメータに図１０のテーブルを検索して求
める。約２８から３０の値になる。なお、大気圧Pa，空
気平均分子量Mairは定数をして扱い，Pa=1,Mair=28.84
とする。また、上記実施例では、EGRガス温度に関して
検出値を用いているが，これを他のセンサ情報から推定
するようにしても良い。
【００５２】以上のバルブ開口面積演算処理は、図１の
制御ユニットでは、ROMに格納された制御プログラムに
より実行される。図６に、そのプログラムのフローチャ
ートを示す。このプログラムは所定の周期で実行される
ようになっている。まず、ステップ６０１では、目標EG
R率tEGRと目標空気量tQairから目標EGR流量tQegrを計算
する。ここで、目標EGR率と目標空気量は、図１の計測
センサー情報を使ってROM内の別のプログラムにより逐
次演算されるものである。
制御ユニットでは、ROMに格納された制御プログラムに
より実行される。図６に、そのプログラムのフローチャ
ートを示す。このプログラムは所定の周期で実行される
ようになっている。まず、ステップ６０１では、目標EG
R率tEGRと目標空気量tQairから目標EGR流量tQegrを計算
する。ここで、目標EGR率と目標空気量は、図１の計測
センサー情報を使ってROM内の別のプログラムにより逐
次演算されるものである。
【００５３】次に、ステップ６０２では、目標空気量tQ
airと目標EGR量tQegrを加算し、トータル流量を計算す
る。次にステップ６０３では、トータル流量に吸気管内
気体温度補正項Ｔｍ／Ｔｍｏを乗じて、吸気管内気体温
度補正を施したトータル流量Ｑａｌｌを算出する。
airと目標EGR量tQegrを加算し、トータル流量を計算す
る。次にステップ６０３では、トータル流量に吸気管内
気体温度補正項Ｔｍ／Ｔｍｏを乗じて、吸気管内気体温
度補正を施したトータル流量Ｑａｌｌを算出する。
【００５４】ステップ６０４では、図２の２次元テーブ
ルを、トータル流量Ｑａｌｌと回転数Ｎをパラメータに
して検索し、トータル開口面積Aallを算出する。ステッ
プ６０５では、トータル開口面積に吸気管内温度補正項
Ｔｍｏ／Ｔｍを乗じて、温度補正を施したトータル開口
面積を算出する。ステップ６０６では、温度補正を施し
たトータル開口面積に図２に示すEGR率による分配補正
を施して目標スロットルバルブ開口面積tAairを算出す
る。
ルを、トータル流量Ｑａｌｌと回転数Ｎをパラメータに
して検索し、トータル開口面積Aallを算出する。ステッ
プ６０５では、トータル開口面積に吸気管内温度補正項
Ｔｍｏ／Ｔｍを乗じて、温度補正を施したトータル開口
面積を算出する。ステップ６０６では、温度補正を施し
たトータル開口面積に図２に示すEGR率による分配補正
を施して目標スロットルバルブ開口面積tAairを算出す
る。
【００５５】ステップ６０７では、同じく図２に示す、
EGR率による分配補正、吸気温補正、平均分子量補正、
排気圧補正を施して目標EGRバルブ開口面積tAegrを算出
する。以上で処理を終了する。
EGR率による分配補正、吸気温補正、平均分子量補正、
排気圧補正を施して目標EGRバルブ開口面積tAegrを算出
する。以上で処理を終了する。
【００５６】算出されたそれぞれの目標開口面積に基づ
いて、図７、図８の換算テーブルを利用してスロットル
バルブ開度、EGRバルブ開度を決定し、各バルブを駆動
すれば目標空気量、目標EGR率を達成できる。
いて、図７、図８の換算テーブルを利用してスロットル
バルブ開度、EGRバルブ開度を決定し、各バルブを駆動
すれば目標空気量、目標EGR率を達成できる。
【００５７】図６のプログラム中の変数である吸気管内
圧Ｐｍａｎ、排気圧Ｐｅｘｈ、吸気管内気体温度Ｔｍ，
EGRガス平均分子量Megrは、図８のプログラムにより推
定される。このプログラムの実行周期は、図６のプログ
ラムに比べ少し長く設定されている。まず、ステップ９
０１で、図４のテーブルを検索して吸気管内圧Ｐｍａｎ
を算出する。次に、ステップ９０２で図５のテーブル検
索により排気圧Ｐｅｘｈを算出する。ステップ９０３で
数２０に基づいて吸気管内気体温度Ｔｍを計算する。最
後に，ステップ９０４では、図１０のテーブルを検索
し，EGEガス平均分子量を算出する。以上で処理を終了
し、次回の実行要求があるまで待機する。
圧Ｐｍａｎ、排気圧Ｐｅｘｈ、吸気管内気体温度Ｔｍ，
EGRガス平均分子量Megrは、図８のプログラムにより推
定される。このプログラムの実行周期は、図６のプログ
ラムに比べ少し長く設定されている。まず、ステップ９
０１で、図４のテーブルを検索して吸気管内圧Ｐｍａｎ
を算出する。次に、ステップ９０２で図５のテーブル検
索により排気圧Ｐｅｘｈを算出する。ステップ９０３で
数２０に基づいて吸気管内気体温度Ｔｍを計算する。最
後に，ステップ９０４では、図１０のテーブルを検索
し，EGEガス平均分子量を算出する。以上で処理を終了
し、次回の実行要求があるまで待機する。
【００５８】
【発明の効果】温度や圧力などの運転状態によらずＥＧ
Ｒ率を精度良く目標値に保持し、同時に、空気流量もそ
の目標値に保持できるという効果がある。これによりエ
ンジンが不安定燃焼状態に陥るのを防ぐことができる。
Ｒ率を精度良く目標値に保持し、同時に、空気流量もそ
の目標値に保持できるという効果がある。これによりエ
ンジンが不安定燃焼状態に陥るのを防ぐことができる。
【図１】エンジン制御システムの全体構成図である。
【図２】バルブ開口面積演算処理のフロー図である。
【図３】標準状態のトータル流量とトータル開口面積の
関係を格納したテーブルを示す図である。
関係を格納したテーブルを示す図である。
【図４】吸気管内圧の算出方法を示す図である。
【図５】排気圧算出方法を示す図である。
【図６】バルブ開口面積演算プログラムのフローチャー
トである。
トである。
【図７】スロットルバブル開口面積とスロットル開度の
関係を表す図である。
関係を表す図である。
【図８】EGRバルブ開口面積とEGRバルブ開度の関係を表
す図である。
す図である。
【図９】圧力、温度を推定するプログラムのフローチャ
ートである。
ートである。
【図１０】目標空燃比とEGRガス平均分子量の関係を表
す図である。
す図である。
１０１…制御ユニット、１０２…アクセル角センサ、１
０３…吸気温センサ、１０４…空気量センサ、１０５…
スロットルセンサ、１０６…クランク角センサ、１０７
…水温センサ、１０８…空燃比センサ、１０９…ＥＧＲ
バルブ、１１０…排気温センサ、１１１…スロットル制
御装置
０３…吸気温センサ、１０４…空気量センサ、１０５…
スロットルセンサ、１０６…クランク角センサ、１０７
…水温センサ、１０８…空燃比センサ、１０９…ＥＧＲ
バルブ、１１０…排気温センサ、１１１…スロットル制
御装置
Claims (10)
- 【請求項１】目標空気量及び目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ
率の一方を実現するようにスロットルバルブ開口面積と
ＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制御方法にお
いて、 ＥＧＲバルブを通過する再循環ガスの温度および排気管
内圧力のうち少なくとも一方に応じて、前記ＥＧＲバル
ブ開口面積を変更することを特徴とするエンジンのバル
ブ開口面積演算方法。 - 【請求項２】請求項１に記載のエンジンのバルブ開口面
積演算方法において、 前記再循環ガスの温度が上昇すれば、前記ＥＧＲバルブ
開口面積を大きくし、再循環ガス温度が下降すればＥＧ
Ｒバルブ開口面積を小さくすることを特徴とするエンジ
ンのバルブ開口面積演算方法。 - 【請求項３】請求項２に記載のエンジンのバルブ開口面
積演算方法において、 前記ＥＧＲバルブ開口面積は、前記再循環ガスの温度の
平方根に比例することを特徴とするエンジンのバルブ開
口面積演算方法。 - 【請求項４】請求項１に記載のエンジンのバルブ開口面
積演算方法において、 前記排気管内圧力が上昇すれば、前記ＥＧＲバルブ開口
面積を小さくし、排気管内圧力が下降すれば前記ＥＧＲ
バルブ開口面積を大きくすることを特徴とするエンジン
のバルブ開口面積演算方法。 - 【請求項５】目標空気量及び目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ
率の一方を実現するようにスロットルバルブ開口面積と
ＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制御方法にお
いて、 吸気管内気体温度に応じて、スロットルバルブ開口面積
およびＥＧＲバルブ開口面積を変更することを特徴とす
るエンジンのバルブ開口面積演算方法。 - 【請求項６】目標空気量及び目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ
率の一方を実現するようにスロットルバルブ開口面積と
ＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制御方法にお
いて、 ＥＧＲバルブを通過するガスの平均分子量に応じて、Ｅ
ＧＲバルブ開口面積を変更することを特徴とするエンジ
ンのバルブ開口面積演算方法。 - 【請求項７】請求項７に記載のエンジンのバルブ開口面
積演算方法において、 平均分子量が大きくなれば、ＥＧＲバルブ開口面積を小
さくし、平均分子量が小さくなれば、ＥＧＲバルブ開口
面積を大きくすることを特徴とするエンジンのバルブ開
口面積演算方法。 - 【請求項８】目標空気量及び目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ
率の一方を実現するようにスロットルバルブ開口面積と
ＥＧＲバルブ開口面積を決定するエンジン制御方法にお
いて、 （１）排気ガス再循環がないときの、エンジン吸入空気
量と回転数、及び、スロットルバルブ開口面積の関係を
計測し、テーブルに記憶するステップ （２）目標空気量、及び、目標ＥＧＲ流量と目標ＥＧＲ
率の一方から気筒へのトータル流量を計算するステップ （３）前記トータル流量に吸気管内温度、あるいは、そ
れに相当する量に基づく補正を施すステップ （４）前記吸気管内温度による補正を施したトータル流
量と回転数をパラメータに前記テーブルを検索し、トー
タル開口面積を計算するステップ （５）前記トータル開口面積に吸気管内温度、あるい
は、それに相当する量に基づく補正を施すステップ （６）前記温度補正を施したトータル開口面積にＥＧＲ
率による分配補正を施してスロットルバルブ開口面積を
計算するステップ （７）前記温度補正を施したトータル開口面積にＥＧＲ
率による分配補正、ＥＧＲバルブを通過する再循環ガス
の温度、あるいは、それに相当する量に基づく補正、排
気管内の圧力、あるいは、それに相当する量に基づく補
正を施してＥＧＲバルブ開口面積を計算するステップ を設けたことを特徴とするエンジンのバルブ開口面積演
算方法。 - 【請求項９】請求項８に記載のエンジンのバルブ開口面
積演算方法において、 再循環ガス温度が上昇すれば、ＥＧＲバルブ開口開度を
大きくし、再循環ガス温度が下降すればＥＧＲバルブ開
度を小さくするような補正を施すことを特徴とするエン
ジンのバルブ開口面積演算方法。 - 【請求項１０】請求項８に記載のエンジンのバルブ開口
面積演算方法において、 排気管内圧力が上昇すれば、ＥＧＲバルブ開口開度を小
さくし、排気管内圧力が下降すればＥＧＲバルブ開度を
大きくするような補正を施すことを特徴とするエンジン
のバルブ開口面積演算方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9018240A JPH10213015A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | エンジンのバルブ開口面積演算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9018240A JPH10213015A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | エンジンのバルブ開口面積演算方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10213015A true JPH10213015A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=11966164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9018240A Pending JPH10213015A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | エンジンのバルブ開口面積演算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10213015A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100647176B1 (ko) * | 2001-09-04 | 2006-11-17 | 미츠비시 후소 트럭 앤드 버스 코포레이션 | Ｅｇｒ 제어 장치 및 ｅｇｒ 제어 방법 |
| US7185641B2 (en) | 2004-01-15 | 2007-03-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus of internal combustion engine |
| JP2020060140A (ja) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | 株式会社ニッキ | Ｅｇｒ電動バルブの制御システム |
| CN113050603A (zh) * | 2021-03-27 | 2021-06-29 | 无锡伟博汽车科技有限公司 | 一种用于整车空气量三高试验修正的桌面标定方法 |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP9018240A patent/JPH10213015A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100647176B1 (ko) * | 2001-09-04 | 2006-11-17 | 미츠비시 후소 트럭 앤드 버스 코포레이션 | Ｅｇｒ 제어 장치 및 ｅｇｒ 제어 방법 |
| US7185641B2 (en) | 2004-01-15 | 2007-03-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus of internal combustion engine |
| CN100335764C (zh) * | 2004-01-15 | 2007-09-05 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
| JP2020060140A (ja) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | 株式会社ニッキ | Ｅｇｒ電動バルブの制御システム |
| CN113050603A (zh) * | 2021-03-27 | 2021-06-29 | 无锡伟博汽车科技有限公司 | 一种用于整车空气量三高试验修正的桌面标定方法 |
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