JPH11173218A - Egr rate estimation device for engine - Google Patents

Egr rate estimation device for engine

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JPH11173218A
JPH11173218A JP9335948A JP33594897A JPH11173218A JP H11173218 A JPH11173218 A JP H11173218A JP 9335948 A JP9335948 A JP 9335948A JP 33594897 A JP33594897 A JP 33594897A JP H11173218 A JPH11173218 A JP H11173218A
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egr
egr rate
valve
engine
pressure
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Tomohiro Sakurai
智浩 櫻井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct the deviation of the EGR rate due to the change in atmospheric pressure without measuring the atmospheric pressure to exactly estimate the actual EGR rate whatever the environment is changed. SOLUTION: The valve lift amount LFT of an EGR valve is retrieved from the map by means of the engine speed NE and the throttle-opening THR, and when LFT≠O, the basic EGR rate STEGR is retrieved from the map by means of the throttle-opening THR and the valve lift amount LFT. Next, the exhaust pressure correction factor KEGRH is retrieved from the map by means of the engine speed NE and the intake pipe pressure PM, and the EGR rate EGRCAL is calculated by multiplying the basic EGR rate by the exhaust pressure correction factor KEGRH (EGRCAL=STEGR × KEGRH). Thus, the deviation of the EGR rate due to the change in atmospheric pressure can be corrected without measuring the atmospheric pressure, and the actual EGR rate can be exactly estimated whatever the environment is changed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスの一部を
吸気側に還流させる際のEGR率を推定するエンジンの
EGR率推定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine EGR rate estimating apparatus for estimating an EGR rate when a part of exhaust gas is recirculated to an intake side.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、エンジンの燃焼過程にお
いては、混合気中の不活性成分を多くすると、単位発熱
量当たりのガス量の増加により燃焼温度が下がり、排気
ガス中のNOx の発生が少なくなる。このため、従来よ
り、排気ガスの一部を吸気側に還流させる排気ガス還流
(EGR)が広く採用されており、このEGRにより、
排気ガス中のNOx の低減と燃費低減とを図ることがで
きる。
2. Description of the Related Art As is well known, in the combustion process of an engine, when the amount of inactive components in the air-fuel mixture is increased, the combustion temperature is decreased due to an increase in the amount of gas per unit heat value, and the generation of NOx in exhaust gas is increased. Is reduced. For this reason, an exhaust gas recirculation (EGR) for recirculating a part of the exhaust gas to the intake side has conventionally been widely used.
It is possible to reduce NOx in the exhaust gas and reduce fuel consumption.

【0003】この場合、吸気管圧力とエンジン回転数と
に基づいて1サイクル当たりの吸入空気量を推定し、こ
の1サイクル当たりの吸入空気量に対応する基本燃料噴
射量を決定する、いわゆるスピードデンシティ(Dジェ
トロニック)方式を採用するエンジンでは、EGR実施
時に吸気管圧力から推定する吸入空気量に誤差が生じ、
燃料噴射量が不適切となって空燃比ずれが生じる虞があ
る。
[0003] In this case, a so-called speed density is obtained by estimating an intake air amount per cycle based on an intake pipe pressure and an engine speed and determining a basic fuel injection amount corresponding to the intake air amount per cycle. In the engine adopting the (D JETRONIC) system, an error occurs in the intake air amount estimated from the intake pipe pressure when EGR is performed,
There is a possibility that the fuel injection amount becomes inappropriate and an air-fuel ratio deviation occurs.

【0004】従って、EGR実施時には、正確なEGR
率を求めて燃料噴射量を補正する必要があり、例えば、
特開平2−308960号公報には、標準大気圧下で吸
気管圧力とエンジン回転速度とによって定められたEG
R率をマップ化しておき、このマップを大気圧で補正し
た補正吸気管圧力とエンジン回転速度とに基づいて検索
し、得られたEGR率に、大気圧に基づいて算出された
補正係数を乗算して補正EGR率を求める技術が開示さ
れている。
Therefore, when performing EGR, an accurate EGR
It is necessary to correct the fuel injection amount by obtaining the rate, for example,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-308960 discloses that an EG defined at a standard atmospheric pressure by an intake pipe pressure and an engine rotation speed.
The R rate is mapped, and the map is searched based on the corrected intake pipe pressure corrected by the atmospheric pressure and the engine speed, and the obtained EGR rate is multiplied by a correction coefficient calculated based on the atmospheric pressure. There is disclosed a technique for obtaining a corrected EGR rate.

【0005】また、特開平7−279774号公報に
は、定常時のEGR率を予め実験によって作成したマッ
プから求め、この定常時のEGR率を、(排気還流弁の
実リフトと弁前後の圧力比すなわち吸気圧力と大気圧と
の比より求まるガス量)/(リフト指令値と弁前後の圧
力比すなわち吸気圧力と大気圧との比より求まるガス
量)によって補正して正味のEGR率を推定する技術が
開示されている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-279774, the steady-state EGR rate is obtained from a map created by experiments in advance, and the steady-state EGR rate is calculated by calculating the actual lift of the exhaust gas recirculation valve and the pressure before and after the valve. Estimate the net EGR rate by correcting by the ratio, ie, the gas amount obtained from the ratio between the intake pressure and the atmospheric pressure) / (the lift ratio and the pressure ratio before and after the valve, ie, the gas amount obtained from the ratio between the intake pressure and the atmospheric pressure). A technique for performing this is disclosed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述の先行技術にも開
示されているように、従来、EGR率を求める際には、
大気圧の変化に対する補正を行うために、大気圧を検出
しなければならず、大気圧を検出するための専用のセン
サによる直接計測、あるいは、吸気管圧力を検出するセ
ンサを兼用し、運転条件に応じて大気圧を計測する等の
措置が必要であった。
As disclosed in the above prior art, conventionally, when calculating the EGR rate,
In order to compensate for changes in atmospheric pressure, the atmospheric pressure must be detected, and direct measurement by a dedicated sensor for detecting the atmospheric pressure, or a sensor that detects the intake pipe pressure is also used. It was necessary to take measures such as measuring the atmospheric pressure according to the conditions.

【0007】この場合、特開平2−308960号公報
に開示されているように、スロットル弁下流の吸気管に
取り付けた圧力センサを用い、スロットルバルブを所定
開度以上且つ一定時間経過した場合に、圧力センサ出力
値を大気圧とする技術では、長い下り坂を下るとき等の
スロットル踏み混み量が少ない運転状態では、大気圧を
計測できずにEGR率補正が演算されない場合があり、
一方、特開平7−279774号公報に開示されている
ように、大気圧を検出するために専用のセンサを使用す
る技術では、コスト増加を招くという問題がある。
In this case, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-308960, a pressure sensor attached to an intake pipe downstream of the throttle valve is used. In the technology in which the output value of the pressure sensor is set to the atmospheric pressure, in an operation state in which the throttle depression amount is small, such as when descending a long downhill, the EGR rate correction may not be calculated because the atmospheric pressure cannot be measured,
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-279774, the technique using a dedicated sensor for detecting the atmospheric pressure has a problem that the cost is increased.

【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、大気圧変化に伴うEGR率のズレを、大気圧を計測
すること無しに補正することができ、いかなる環境変化
に対しても実際のEGR率を的確に推定することのでき
るエンジンのEGR率推定装置を提供することを目的と
している。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to correct a deviation of the EGR rate due to a change in the atmospheric pressure without measuring the atmospheric pressure. It is an object of the present invention to provide an EGR rate estimating device for an engine capable of accurately estimating an EGR rate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、エン
ジンの排気管とスロットルバルブ下流の吸気管とを接続
する通路に介装したEGRバルブの開度を制御して排気
ガスの一部を吸気側に還流させる際のEGR率を推定す
るエンジンのEGR率推定装置であって、上記スロット
ルバルブの開度と上記EGRバルブの開度とに基づい
て、排気管圧力が大気圧と同等であるとみなしたときの
EGR率を基本EGR率として設定する手段と、エンジ
ン回転数と吸気管圧力とに基づいて、上記基本EGR率
を排気管圧力の変化に応じて補正する補正係数を設定す
る手段と、上記基本EGR率を上記補正係数で補正し、
運転領域毎の実際のEGR率を推定する手段とを備えた
ことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, a part of exhaust gas is controlled by controlling an opening of an EGR valve interposed in a passage connecting an exhaust pipe of an engine and an intake pipe downstream of a throttle valve. An EGR rate estimating device for an engine for estimating an EGR rate when recirculating air to an intake side, wherein an exhaust pipe pressure is equal to an atmospheric pressure based on the opening degree of the throttle valve and the opening degree of the EGR valve. Means for setting the EGR rate when it is deemed to exist as a basic EGR rate, and setting a correction coefficient for correcting the basic EGR rate in accordance with a change in the exhaust pipe pressure based on the engine speed and the intake pipe pressure. Means for correcting the basic EGR rate with the correction coefficient,
Means for estimating the actual EGR rate for each operating region.

【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、上記EGRバルブの開度を上記EGRバル
ブのバルブリフト量とし、このバルブリフト量をエンジ
ン回転数と上記スロットルバルブの開度とに基づいて求
めることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the opening degree of the EGR valve is defined as a valve lift amount of the EGR valve, and the valve lift amount is defined as an engine speed and an opening degree of the throttle valve. And is obtained based on the following.

【0011】請求項3記載の発明は、請求項1又は請求
項2記載の発明において、上記基本EGR率を、低負荷
運転領域におけるEGR率特性を近似して作成したマッ
プによって設定することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the basic EGR rate is set by a map created by approximating an EGR rate characteristic in a low load operation region. And

【0012】すなわち、本発明によるエンジンのEGR
率推定装置では、スロットルバルブの開度とEGRバル
ブの開度とに基づいて、排気管圧力が大気圧と同等であ
るとみなしたときのEGR率を基本EGR率として設定
し、この基本EGR率を、エンジン回転数と吸気管圧力
とに基づいて設定した補正係数を用いて排気管圧力の変
化に応じて補正し、運転領域毎の実際のEGR率を推定
する。
That is, the EGR of the engine according to the present invention
In the rate estimating device, an EGR rate when the exhaust pipe pressure is considered to be equal to the atmospheric pressure is set as a basic EGR rate based on the opening degree of the throttle valve and the opening degree of the EGR valve. Is corrected in accordance with a change in the exhaust pipe pressure using a correction coefficient set based on the engine speed and the intake pipe pressure, and the actual EGR rate for each operating region is estimated.

【0013】この場合、EGRバルブの開度は、請求項
2に記載したように、EGRバルブのバルブリフト量と
してエンジン回転数とスロットルバルブの開度とに基づ
いて求めることができる。また、請求項3に記載したよ
うに、基本EGR率は、低負荷運転領域におけるEGR
率特性を近似して作成したマップによって設定すること
が望ましい。
In this case, the opening of the EGR valve can be determined based on the engine speed and the opening of the throttle valve as the valve lift of the EGR valve. In addition, as described in claim 3, the basic EGR rate is the EGR rate in the low load operation region.
It is desirable to set by a map created by approximating the rate characteristics.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1〜図5は本発明の実施の一形
態に係わり、図1はEGR率推定・燃料補正係数設定ル
ーチンのフローチャート、図2はエンジン制御系の要部
構成図、図3はEGRバルブリフト指示値マップの説明
図、図4は基本EGR率マップの説明図、図5は排気圧
力補正係数マップの説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a flowchart of an EGR rate estimation / fuel correction coefficient setting routine, FIG. 2 is a main part configuration diagram of an engine control system, and FIG. 3 is an EGR valve lift instruction. FIG. 4 is an explanatory diagram of a basic EGR rate map, and FIG. 5 is an explanatory diagram of an exhaust pressure correction coefficient map.

【0015】図2において、符号1はエンジンであり、
このエンジン1の吸気ポートに連通する吸気通路2の中
途にサージタンク3が設けられ、このサージタンク3上
流側にスロットルバルブ4が介装されている。上記吸気
通路2の吸気ポート直前には、吸気ポート内に燃料を噴
射するためのインジェクタ5が介装され、上記サージタ
ンク3には、吸気管圧力を計測する絶対圧センサ6が設
置されている。また、上記スロットルバルブ4には、ス
ロットル開度を検出するスロットル開度センサ7が連設
されている。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an engine,
A surge tank 3 is provided in the middle of an intake passage 2 communicating with an intake port of the engine 1, and a throttle valve 4 is provided upstream of the surge tank 3. Immediately before the intake port of the intake passage 2, an injector 5 for injecting fuel into the intake port is interposed, and an absolute pressure sensor 6 for measuring an intake pipe pressure is installed in the surge tank 3. . Further, a throttle opening sensor 7 for detecting the throttle opening is connected to the throttle valve 4.

【0016】一方、上記エンジン1の排気ポートに連通
する排気通路8の中途には、排気ガス中の酸素濃度を検
出するO2 センサ9が臨まされ、このO2 センサ9の下
流側に、触媒コンバータ10が介装されている。上記排
気通路8は、EGR通路11を介して上記サージタンク
3と連通されており、EGR実施時、上記EGR通路1
1の中途に介装されたEGRバルブ12のバルブ開度に
応じて排ガスの一部が吸気系へ還流され、新気と排気ガ
スと燃料との混合ガスがエンジン1の燃焼室に吸入され
て再燃される。尚、本形態では、上記EGRバルブ12
は、バルブリフト量によってバルブ開度が決定される形
式のものである。
On the other hand, an O2 sensor 9 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas is provided in the middle of the exhaust passage 8 communicating with the exhaust port of the engine 1. A catalytic converter 10 is provided downstream of the O2 sensor 9. Is interposed. The exhaust passage 8 is communicated with the surge tank 3 via an EGR passage 11.
Part of the exhaust gas is recirculated to the intake system according to the valve opening of the EGR valve 12 interposed midway 1, and a mixed gas of fresh air, exhaust gas and fuel is sucked into the combustion chamber of the engine 1. It is rekindled. In this embodiment, the EGR valve 12
Is a type in which the valve opening is determined by the valve lift amount.

【0017】以上の構成によるエンジン1は、マイクロ
コンピュータ等からなる電子制御ユニット(ECU)2
0によって電子制御される。このECU20には、上記
絶対圧センサ6、上記スロットル開度センサ7、上記O
2 センサ9、その他、冷却水温を計測する水温センサ1
3、クランク角を検出するクランク角センサ14等の各
種センサ類が接続されるとともに、上記インジェクタ
5、上記EGRバルブ12等の各種アクチュエータ類が
接続されている。
The engine 1 having the above configuration is an electronic control unit (ECU) 2 comprising a microcomputer or the like.
Electronically controlled by 0. The ECU 20 includes the absolute pressure sensor 6, the throttle opening sensor 7, the O
2 Sensor 9 and other water temperature sensor 1 for measuring cooling water temperature
3. Various sensors such as a crank angle sensor 14 for detecting a crank angle are connected, and various actuators such as the injector 5 and the EGR valve 12 are connected.

【0018】上記ECU20では、各種センサ類による
エンジン運転状態を表すパラメータを用いて燃料噴射量
や点火時期等の各種制御量を演算し、エンジン1の空燃
比が常に適正な空燃比となるよう制御しているが、本エ
ンジン1では、スピードデンシティ(Dジェトロニッ
ク)方式を採用し、絶対圧センサ6で検出したスロット
ルバルブ4下流の吸気管圧力とエンジン回転数とに基づ
いて基本燃料噴射量を決定しているため、EGR実施時
には、燃料噴射量を補正して空燃比のずれを防止する必
要がある。
The ECU 20 calculates various control amounts such as a fuel injection amount and an ignition timing by using parameters representing an engine operating state by various sensors, and controls the air-fuel ratio of the engine 1 to always maintain an appropriate air-fuel ratio. However, the engine 1 employs a speed density (D JETRONIC) system, and determines the basic fuel injection amount based on the intake pipe pressure downstream of the throttle valve 4 detected by the absolute pressure sensor 6 and the engine speed. Since EGR is performed, it is necessary to correct the fuel injection amount during EGR to prevent the air-fuel ratio from shifting.

【0019】このため、上記ECU20では、EGR率
EGRCALを推定し、このEGR率EGRCALを1
から減算した値を燃料補正係数FEGRとして設定し、
上記インジェクタ5から噴射される燃料噴射量を決定す
る際の補正項として加えることで、EGR実施時にも適
正な空燃比を保つようにしている。
Therefore, the ECU 20 estimates the EGR rate EGRCAL and sets the EGR rate EGRCAL to 1
Is set as a fuel correction coefficient FEGR,
By adding it as a correction term when determining the fuel injection amount injected from the injector 5, an appropriate air-fuel ratio is maintained even during EGR.

【0020】すなわち、上記インジェクタ5から噴射さ
れる燃料噴射量を定める最終的な燃料噴射パルス幅Ti
は、基本燃料噴射量を定める基本燃料噴射パルス幅Tp
を、以下の(1) 式に示すように、水温センサ13で検出
した冷却水温等に基づいて設定した各種補正項COE
F、O2 センサ9によって検出された空燃比に基づいて
設定した空燃比フィードバック補正係数RAMBDA、
上記燃料補正係数FEGR、及び、バッテリ電圧に基づ
いて設定したインジェクタ5の無効噴射時間を補間する
電圧補正係数TSにより補正して決定される。
That is, the final fuel injection pulse width Ti that determines the fuel injection amount injected from the injector 5
Is the basic fuel injection pulse width Tp that determines the basic fuel injection amount.
Is calculated by various correction terms COE set based on the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 13 as shown in the following equation (1).
F, an air-fuel ratio feedback correction coefficient RAMBDA set based on the air-fuel ratio detected by the O2 sensor 9;
It is determined by correcting with the fuel correction coefficient FEGR and the voltage correction coefficient TS for interpolating the invalid injection time of the injector 5 set based on the battery voltage.

【0021】 Ti=Tp×COEF×FEGR×RAMBDA+TS …(1) 但し、FEGR=1−EGRCALであり、EGRを実
施しないときには、EGRCAL=0すなわちFEGR
=1となり、燃料補正は無い。
Ti = Tp × COEF × FEGR × RAMBDA + TS (1) where FEGR = 1−EGRCAL, and when EGR is not performed, EGRCAL = 0, that is, FEGR
= 1, there is no fuel correction.

【0022】ここで、EGR率EGRCALは、吸入空
気量QとEGRガス量QEGRとを加算した吸気管内の
総ガス量に対するEGRガス量QEGRの比として定義
され、以下の(2) 式に示すように変形することができ
る。
Here, the EGR rate EGRCAL is defined as a ratio of the EGR gas amount QEGR to the total gas amount in the intake pipe obtained by adding the intake air amount Q and the EGR gas amount QEGR, and is expressed by the following equation (2). Can be transformed into

【0023】 EGRCAL=QEGR/(QEGR+Q) =1/(1+Q/QEGR) …(2) また、吸入空気量Qはスロットルバルブ4の開口面積と
スロットルバルブ4上下流の圧力差によって決定され、
スロットルバルブ4の開口面積は、スロットル開度TH
Rの関数F1(THR) で表せることから、吸入空気量Q
は、以下の(3) 式に示すように、スロットル開度THR
の関数F1(THR) とスロットルバルブ4上下流の差圧Δ
PAの関数G1(ΔPA) とによって表すことができる。
EGRCAL = QEGR / (QEGR + Q) = 1 / (1 + Q / QEGR) (2) The intake air amount Q is determined by the opening area of the throttle valve 4 and the pressure difference between upstream and downstream of the throttle valve 4.
The opening area of the throttle valve 4 is the throttle opening TH
Since it can be expressed by the function F1 (THR) of R, the intake air amount Q
Is, as shown in the following equation (3), the throttle opening THR
F1 (THR) and the differential pressure Δ upstream and downstream of the throttle valve 4
It can be expressed by the function G1 (ΔPA) of PA.

【0024】Q=F1(THR) ×G1(ΔPA) …(3) 同様に、EGRガス量QEGRは、EGRバルブ12の
開口面積とEGRバルブ12上下流の圧力差によって決
定され、EGRバルブ12の開口面積は、EGRバルブ
12のバルブ開度を表すバルブリフト量LFTの関数F
2(LFT) で表せることから、EGRガス量QEGRは、
以下の(4) 式に示すように、EGRバルブ12のバルブ
リフト量LFTの関数F2(LFT) とEGRバルブ12上
下流の差圧ΔPEの関数G2(ΔPE) とによって表すこ
とができる。尚、例えばロータリソレノイド等によって
弁開閉を行う形式のEGRバルブを採用する場合には、
回転角等の関数によって開口面積を表す。
Q = F1 (THR) × G1 (ΔPA) (3) Similarly, the EGR gas amount QEGR is determined by the opening area of the EGR valve 12 and the pressure difference between the upstream and downstream of the EGR valve 12. The opening area is a function F of a valve lift LFT representing the valve opening of the EGR valve 12.
2 (LFT), the EGR gas amount QEGR is
As shown in the following equation (4), it can be expressed by a function F2 (LFT) of the valve lift amount LFT of the EGR valve 12 and a function G2 (ΔPE) of the differential pressure ΔPE upstream and downstream of the EGR valve 12. For example, when an EGR valve of a type that opens and closes with a rotary solenoid or the like is used,
The aperture area is represented by a function such as a rotation angle.

【0025】 QEGR=F2(LFT) ×G2(ΔPE) …(4) 上記(3),(4)式における差圧の関数G1(ΔPA),G2(Δ
PE)について考えると、スロットルバルブ4上下流の差
圧ΔPAとは、大気圧と吸気管圧力との差圧であり、E
GRバルブ12上下流の差圧ΔPEとは、排気管圧力と
吸気管圧力との差圧である。従って、排気管圧力が大気
圧と同等とみなせる場合、すなわち、排気管圧力が大気
圧に極近い低負荷運転領域にある場合には、スロットル
バルブ4における差圧の関数G1(ΔPA)とEGRバル
ブ12における差圧の関数G2(ΔPE) とが同一である
とみなすことができ、上記(2) 式におけるQ/QEGR
の項を、スロットル開度THRの関数F1(THR)とEG
Rバルブ12のバルブリフト量LFTの関数F2(LFT)
との比で置き換えてEGR率EGRCALを以下の(5)
式のように表現することができる。
QEGR = F2 (LFT) × G2 (ΔPE) (4) The functions G1 (ΔPA) and G2 (ΔPE) of the differential pressure in the above equations (3) and (4)
PE), the differential pressure ΔPA upstream and downstream of the throttle valve 4 is the differential pressure between the atmospheric pressure and the intake pipe pressure.
The differential pressure ΔPE upstream and downstream of the GR valve 12 is a differential pressure between the exhaust pipe pressure and the intake pipe pressure. Therefore, when the exhaust pipe pressure can be considered to be equivalent to the atmospheric pressure, that is, when the exhaust pipe pressure is in a low load operation region very close to the atmospheric pressure, the function G1 (ΔPA) of the differential pressure in the throttle valve 4 and the EGR valve 12 can be considered to be the same as the differential pressure function G2 (ΔPE), and Q / QEGR in the above equation (2)
Is given by the function F1 (THR) of the throttle opening THR and EG
Function F2 (LFT) of valve lift LFT of R valve 12
The EGR rate EGRCAL is replaced by the following (5)
It can be expressed as an expression.

【0026】 EGRCAL=1/(1+F1(THR)/F2(LFT) ) …(5) 上記(5)式により、低負荷運転領域では、スロットル開
度THRと運転領域毎に決定されるEGRバルブ12の
バルブリフト量LFTとの2つのパラメータを用いてE
GR率を推定することができ、この2つのパラメータを
用いて推定したEGR率を全運転領域に対する基本EG
R率STEGRとする。
EGRCAL = 1 / (1 + F1 (THR) / F2 (LFT)) (5) According to the above equation (5), in the low load operation region, the throttle opening THR and the EGR valve 12 determined for each operation region. Using two parameters, the valve lift amount LFT and EFT,
The GR rate can be estimated, and the EGR rate estimated using these two parameters is used as the basic EG for the entire operation range.
The R rate is STEGR.

【0027】一方、排気管圧力と大気圧とが等しくない
場合には、上述の2つのパラメータだけではEGR率を
推定することはできない。排気管圧力は、エンジンから
排出される排気ガス量によって生じる圧力であり、高負
荷運転領域になる程、排気管圧力が高くなり、また、高
地等で大気圧が変化した場合にも排気管圧力が変化す
る。
On the other hand, when the exhaust pipe pressure is not equal to the atmospheric pressure, the EGR rate cannot be estimated from only the above two parameters. The exhaust pipe pressure is a pressure generated by the amount of exhaust gas exhausted from the engine. The exhaust pipe pressure increases as the load becomes higher, and the exhaust pipe pressure increases even when the atmospheric pressure changes at a high altitude. Changes.

【0028】排気ガス量は、運転領域で変化し、エンジ
ン回転数NEと吸気管圧力PMとの関数で表すことがで
きることから、基本EGR率STEGRをエンジン回転
数NEと吸気管圧力PMとをパラメータとして補正する
ことにより、大気圧を計測すること無く、低負荷運転領
域の他の運転領域におけるEGR率を推定することがで
きる。
Since the amount of exhaust gas changes in the operating range and can be expressed as a function of the engine speed NE and the intake pipe pressure PM, the basic EGR rate STEGR is used as a parameter for the engine speed NE and the intake pipe pressure PM. Thus, the EGR rate can be estimated in another operation region of the low-load operation region without measuring the atmospheric pressure.

【0029】すなわち、基本EGR率STEGRに対す
る補正量を排気圧力補正係数KEGRHとして、最終的
に、EGR率EGRCALは、以下の(6) 式で求めるこ
とができ、これにより、いかなる環境変化に対しても、
実際に吸入されたであろう排気ガス量と新気吸入空気量
との割合を的確に推定できる。
That is, the EGR rate EGRCAL can be finally obtained by the following equation (6) using the correction amount for the basic EGR rate STEGR as the exhaust pressure correction coefficient KEGRH. Also,
It is possible to accurately estimate the ratio between the amount of exhaust gas that would have been actually sucked and the amount of fresh air intake air.

【0030】 EGRCAL=STEGR×KEGRH …(6) 以下、上記ECU20によるEGR率推定に係わる処理
について、図1のフローチャートに従って説明する。
EGRCAL = STEGR × KEGRH (6) Hereinafter, the processing relating to the EGR rate estimation by the ECU 20 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0031】図1は、所定時間毎(例えば、10ms
毎)に割込み実行されるEGR率推定・燃料補正係数設
定ルーチンであり、このルーチンでは、まず、ステップ
S101でクランク角センサ14からの信号に基づくエンジ
ン回転数NE、スロットル開度センサ7からの信号に基
づくスロットル開度THR、絶対圧センサ6からの信号
に基づく吸気管圧力PMを読み込み、ステップS102で、
エンジン回転数NEとスロットル開度THRとをパラメ
ータとしてEGRバルブリフト指示値マップMLFTを
参照し、現在の運転領域におけるEGRバルブ12のバ
ルブリフト量LFTを検索する。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the predetermined time (for example, 10 ms)
The routine is an EGR rate estimation / fuel correction coefficient setting routine that is interrupted and executed every time.
In step S101, the engine speed NE based on the signal from the crank angle sensor 14, the throttle opening THR based on the signal from the throttle opening sensor 7, and the intake pipe pressure PM based on the signal from the absolute pressure sensor 6 are read, and in step S102. ,
The EGR valve lift instruction value map MLFT is referred to using the engine speed NE and the throttle opening THR as parameters, and the valve lift amount LFT of the EGR valve 12 in the current operation region is searched.

【0032】上記EGRバルブリフト指示値マップML
FTは、予め実機でEGR限界等を考慮して各運転領域
で最適なEGRガス量となるバルブリフト量を求めて作
成されるものであり、図3(a)に示すように、エンジ
ン回転数NEとスロットル開度THRとによって決定さ
れる運転領域毎に、EGRバルブ開度指示値としてのバ
ルブリフト量LFTがストアされており、例えば、図3
(b)に示すように、エンジン回転数が2000〜40
00rpmでスロットル開度が中開度の常用域において
バルブリフト量を大とし、EGR量を増大させるような
特性となっている。
The EGR valve lift instruction value map ML
The FT is created in advance by calculating the valve lift amount that provides the optimal EGR gas amount in each operation region in consideration of the EGR limit and the like in the actual machine, and as shown in FIG. A valve lift amount LFT as an EGR valve opening instruction value is stored for each operating region determined by the NE and the throttle opening THR.
As shown in FIG.
The characteristic is such that the valve lift is increased and the EGR amount is increased in a normal range where the throttle opening is at a medium opening at 00 rpm.

【0033】次に、ステップS103へ進み、上記ステップ
S102で検索したバルブリフト量LFTが0か否か、すな
わち、EGRバルブ開度指示値が全閉か否かを調べるこ
とにより、現在の運転領域がEGR実施領域か否かを判
定する。そして、LFT=0でEGRバルブ開度指示値
が全閉であり、EGR実施領域でないときにはルーチン
を抜け、LFT≠0のとき、ステップS104へ進む。
Next, the process proceeds to step S103, where
It is determined whether or not the current operation region is the EGR execution region by checking whether or not the valve lift amount LFT searched in S102 is 0, that is, whether or not the EGR valve opening instruction value is fully closed. Then, when LFT = 0 and the EGR valve opening degree instruction value is fully closed and the EGR valve is not in the EGR execution region, the process exits the routine. When LFT ≠ 0, the process proceeds to step S104.

【0034】ステップS104では、スロットル開度THR
とバルブリフト量LFTとをパラメータとして、図4
(a)に示すような基本EGR率マップMSTEGRを
参照し、基本EGR率STEGRを検索する。この基本
EGR率マップMSTEGRは、実機で求めた低負荷運
転領域のEGR率特性からスロットル開度THRとバル
ブリフト量LFTとをパラメータとするEGR率の近似
式を求め、この近似式によって求めたEGR率を、図4
(b)に示すような特性の基本EGR率STEGRとし
てストアしたマップであり、エンジンの排気管圧力が大
気圧と同等であるという前提下での全運転領域に対する
EGR率のマップである。
In step S104, the throttle opening THR
FIG.
A basic EGR rate STEGR is searched with reference to a basic EGR rate map MSTEGR as shown in FIG. The basic EGR rate map MSTEGR is obtained from an approximate expression of the EGR rate using the throttle opening THR and the valve lift amount LFT as parameters from the EGR rate characteristic in the low load operation region obtained by the actual machine, and the EGR obtained by the approximate expression. Figure 4
FIG. 4 is a map stored as a basic EGR rate STEGR having a characteristic as shown in FIG. 4B, and is a map of the EGR rate for the entire operation region on the premise that the exhaust pipe pressure of the engine is equal to the atmospheric pressure.

【0035】続くステップS105では、エンジン回転数N
Eと吸気管圧力PMとをパラメータとして、図5(a)
に示すような排気圧力補正係数マップMKEGRHを参
照し、排気圧力補正係数KEGRHを検索する。この排
気圧力補正係数マップMKEGRHは、エンジン回転数
NEと吸気管圧力PMとによって決定される運転領域毎
に、実機で測定したEGR率を基本EGR率STEGR
と比較し、その比を係数としてストアしたマップであ
る。実際のEGR特性は、エンジンによっても異なる
が、高負荷・高回転になる程、排気管圧力が高まり、そ
の結果、EGRがかかりにくくなることから、例えば、
図5(b)に示すように、高負荷・高回転になるほど、
EGR率が下がるように補正する特性となっている。
In the following step S105, the engine speed N
FIG. 5 (a) using E and the intake pipe pressure PM as parameters.
The exhaust pressure correction coefficient KEGRH is searched with reference to the exhaust pressure correction coefficient map MKEGRH as shown in FIG. The exhaust pressure correction coefficient map MKEGRH is a basic EGR rate STEGR for each operating region determined by the engine speed NE and the intake pipe pressure PM.
And a map in which the ratio is stored as a coefficient. Although the actual EGR characteristics vary depending on the engine, the higher the load and the higher the speed, the higher the exhaust pipe pressure and, as a result, the less EGR is applied.
As shown in FIG. 5B, the higher the load and the higher the rotation,
The characteristic is such that the EGR rate is corrected so as to decrease.

【0036】その後、ステップS106へ進み、基本EGR
率STEGRに排気圧力補正係数KEGRHを乗算して
EGR率EGRCALを演算すると(EGRCAL=S
TEGR×KEGRH)、ステップS107で、EGR実施
による燃料噴射量のずれ分を補正するための燃料補正係
数FEGRを設定し(FEGR=1−EGRCAL)、
ルーチンを抜ける。
Thereafter, the process proceeds to step S106, where the basic EGR
When the EGR rate EGRCAL is calculated by multiplying the rate STEGR by the exhaust pressure correction coefficient KEGRH (EGRCAL = S
(TEGR × KEGRH), and at step S107, a fuel correction coefficient FEGR for correcting a deviation of the fuel injection amount due to the EGR is set (FEGR = 1−EGRCAL),
Exit the routine.

【0037】上記燃料補正係数FEGRは、燃料噴射量
設定の際に参照され、前述の(1)式に従って最終的な燃
料噴射パルス幅Tiが演算される。これにより、EGR
実施時の空燃比ズレを防止し、常に適正な空燃比を維持
することができる。
The fuel correction coefficient FEGR is referred to when setting the fuel injection amount, and the final fuel injection pulse width Ti is calculated according to the above-mentioned equation (1). Thereby, EGR
It is possible to prevent a deviation of the air-fuel ratio at the time of implementation, and to always maintain an appropriate air-fuel ratio.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
ロットルバルブの開度とEGRバルブの開度とに基づい
て、排気管圧力が大気圧と同等であるとみなしたときの
EGR率を基本EGR率として設定し、この基本EGR
率を、エンジン回転数と吸気管圧力とに基づいて設定し
た補正係数を用いて排気管圧力の変化に応じて補正し、
運転領域毎の実際のEGR率を推定するため、大気圧変
化に伴うEGR率のズレを大気圧を計測すること無しに
補正することができ、いかなる環境変化に対しても実際
のEGR率を的確に推定することができる。これによ
り、EGR実施時の空燃比ズレを防止して排気ガス及び
燃費の悪化を防止することができる等優れた効果が得ら
れる。
As described above, according to the present invention, the EGR rate when the exhaust pipe pressure is considered to be equal to the atmospheric pressure is determined based on the throttle valve opening and the EGR valve opening. Set as the basic EGR rate, this basic EGR
The rate is corrected according to the change in the exhaust pipe pressure using a correction coefficient set based on the engine speed and the intake pipe pressure,
Since the actual EGR rate for each operating region is estimated, the deviation of the EGR rate due to a change in the atmospheric pressure can be corrected without measuring the atmospheric pressure, and the actual EGR rate can be accurately determined for any environmental change. Can be estimated. As a result, an excellent effect can be obtained such that the deviation of the air-fuel ratio at the time of performing the EGR can be prevented and the deterioration of the exhaust gas and the fuel efficiency can be prevented.

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

【図1】EGR率推定・燃料補正係数設定ルーチンのフ
ローチャート
FIG. 1 is a flowchart of an EGR rate estimation / fuel correction coefficient setting routine.

【図2】エンジン制御系の要部構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a main part of an engine control system.

【図3】EGRバルブリフト指示値マップの説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of an EGR valve lift instruction value map;

【図4】基本EGR率マップの説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a basic EGR rate map.

【図5】排気圧力補正係数マップの説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of an exhaust pressure correction coefficient map.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 …エンジン 4 …スロットルバルブ 12…EGRバルブ 20…ECU THR…スロットル開度 LFT…バルブリフト量 NE…エンジン回転数 PM…吸気管圧力 STEGR…基本EGR率 KEGRH…排気圧力補正係数 EGRCAL…EGR率 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 4 ... Throttle valve 12 ... EGR valve 20 ... ECU THR ... Throttle opening LFT ... Valve lift NE ... Engine rotation speed PM ... Intake pipe pressure STEGR ... Basic EGR rate KEGRH ... Exhaust pressure correction coefficient EGRCAL ... EGR rate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの排気管とスロットルバルブ下
流の吸気管とを接続する通路に介装したEGRバルブの
開度を制御して排気ガスの一部を吸気側に還流させる際
のEGR率を推定するエンジンのEGR率推定装置であ
って、 上記スロットルバルブの開度と上記EGRバルブの開度
とに基づいて、排気管圧力が大気圧と同等であるとみな
したときのEGR率を基本EGR率として設定する手段
と、 エンジン回転数と吸気管圧力とに基づいて、上記基本E
GR率を排気管圧力の変化に応じて補正する補正係数を
設定する手段と、 上記基本EGR率を上記補正係数で補正し、運転領域毎
の実際のEGR率を推定する手段とを備えたことを特徴
とするエンジンのEGR率推定装置。
An EGR valve for controlling a degree of opening of an EGR valve interposed in a passage connecting an exhaust pipe of an engine and an intake pipe downstream of a throttle valve to reduce an EGR rate when a part of exhaust gas is recirculated to an intake side. An EGR rate estimating device for an engine for estimating, based on the opening degree of the throttle valve and the opening degree of the EGR valve, an EGR rate when the exhaust pipe pressure is considered to be equal to the atmospheric pressure. Based on the engine speed and the intake pipe pressure.
Means for setting a correction coefficient for correcting the GR rate in accordance with a change in the exhaust pipe pressure, and means for correcting the basic EGR rate with the correction coefficient and estimating an actual EGR rate for each operating region. An EGR rate estimating device for an engine.
【請求項2】 上記EGRバルブの開度を上記EGRバ
ルブのバルブリフト量とし、このバルブリフト量をエン
ジン回転数と上記スロットルバルブの開度とに基づいて
求めることを特徴とする請求項1記載のエンジンのEG
R率推定装置。
2. The method according to claim 1, wherein the opening of the EGR valve is defined as a valve lift of the EGR valve, and the valve lift is obtained based on an engine speed and an opening of the throttle valve. Engine EG
R rate estimation device.
【請求項3】 上記基本EGR率を、低負荷運転領域に
おけるEGR率特性を近似して作成したマップによって
設定することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
エンジンのEGR率推定装置。
3. The engine EGR rate estimating device according to claim 1, wherein the basic EGR rate is set by a map created by approximating the EGR rate characteristic in a low load operation region.
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