JPH11229905A - 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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- JPH11229905A JPH11229905A JP10033097A JP3309798A JPH11229905A JP H11229905 A JPH11229905 A JP H11229905A JP 10033097 A JP10033097 A JP 10033097A JP 3309798 A JP3309798 A JP 3309798A JP H11229905 A JPH11229905 A JP H11229905A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- temperature
- internal combustion
- combustion engine
- back pressure
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
- F02D2250/41—Control to generate negative pressure in the intake manifold, e.g. for fuel vapor purging or brake booster
-
- 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
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディーゼルエンジンの始動時におけるヒータ
性能向上の制御を容易にする。 【解決手段】 ディーゼルエンジン1が所定の運転状態
の時に排気管25の流通開口を絞る排気絞り弁34と、
排気絞り弁34よりも上流に位置する排気通路の背圧が
上昇した時にインジェクタ18からディーゼルエンジン
1への燃料供給量を増量せしめる燃料供給手段(インジ
ェクタ18、インジェクションポンプ20、ECU2
3)を備えたディーゼルエンジン1の制御装置におい
て、ディーゼルエンジン1から排出される排気の温度を
検出する排気温センサ26と、排気温センサ26によっ
て検出された排気温度に基づいて排気絞り弁34よりも
上流に位置する排気通路の背圧を調整する背圧調整手段
(排気絞り弁34、EGR弁38)とを備える。
性能向上の制御を容易にする。 【解決手段】 ディーゼルエンジン1が所定の運転状態
の時に排気管25の流通開口を絞る排気絞り弁34と、
排気絞り弁34よりも上流に位置する排気通路の背圧が
上昇した時にインジェクタ18からディーゼルエンジン
1への燃料供給量を増量せしめる燃料供給手段(インジ
ェクタ18、インジェクションポンプ20、ECU2
3)を備えたディーゼルエンジン1の制御装置におい
て、ディーゼルエンジン1から排出される排気の温度を
検出する排気温センサ26と、排気温センサ26によっ
て検出された排気温度に基づいて排気絞り弁34よりも
上流に位置する排気通路の背圧を調整する背圧調整手段
(排気絞り弁34、EGR弁38)とを備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置、特にディーゼルエンジンに好的に利用できる内燃機
関の制御装置に関する。
置、特にディーゼルエンジンに好的に利用できる内燃機
関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば特開平5−71367号公報で
は、内燃機関における暖機促進を図るとともに過不足の
ない車両ヒータ性能を得るための技術として、排気管に
排気絞り弁を設け、これを閉じることで背圧を上昇させ
てエンジン負荷を増やし、燃料量を増大して、熱媒体で
ある機関冷却水(以下、単に「冷却水」という。)の受
熱量を増大する技術を示している。
は、内燃機関における暖機促進を図るとともに過不足の
ない車両ヒータ性能を得るための技術として、排気管に
排気絞り弁を設け、これを閉じることで背圧を上昇させ
てエンジン負荷を増やし、燃料量を増大して、熱媒体で
ある機関冷却水(以下、単に「冷却水」という。)の受
熱量を増大する技術を示している。
【0003】従来は、排気圧力を管理することによっ
て、暖機促進や過不足のないヒータ性能を得る制御手法
を採っている。ところで、ヒータ性能要求量は、外気温
だけでなく、エンジンの運転条件によっても異なり、そ
のため、必要とされる排気圧力が異なってくる。そこ
で、従来は、エンジン回転数、エンジン負荷(アクセル
開度)、吸入空気量等の複数のパラメータに基づいて排
気絞り弁の弁開度を決定し、所望する排気圧力を得るよ
うにしている。尚、排気再循環装置を備えたエンジンの
場合には、EGR率の大きさがエミッションと排気圧力
に影響を与えるため、EGR弁と排気絞り弁の両方の弁
開度を制御する必要があった。
て、暖機促進や過不足のないヒータ性能を得る制御手法
を採っている。ところで、ヒータ性能要求量は、外気温
だけでなく、エンジンの運転条件によっても異なり、そ
のため、必要とされる排気圧力が異なってくる。そこ
で、従来は、エンジン回転数、エンジン負荷(アクセル
開度)、吸入空気量等の複数のパラメータに基づいて排
気絞り弁の弁開度を決定し、所望する排気圧力を得るよ
うにしている。尚、排気再循環装置を備えたエンジンの
場合には、EGR率の大きさがエミッションと排気圧力
に影響を与えるため、EGR弁と排気絞り弁の両方の弁
開度を制御する必要があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の制
御方法では、排気絞り弁の弁開度を決定するためのパラ
メータが多く、そのため、制御が複雑になり、また制御
そのものも困難であった。
御方法では、排気絞り弁の弁開度を決定するためのパラ
メータが多く、そのため、制御が複雑になり、また制御
そのものも困難であった。
【0005】また、 排気圧力は、排気絞り量やEG
R率の変化に対する感度が高いこと、 排気絞り弁やEGR弁は個々の弁によって初期バラ
ツキがあること、 排気絞り弁やEGR弁は弁開度に経年変化があるこ
と、 などの理由から、所望する排気圧力を得ることが非常に
困難であり、精度が悪かった。
R率の変化に対する感度が高いこと、 排気絞り弁やEGR弁は個々の弁によって初期バラ
ツキがあること、 排気絞り弁やEGR弁は弁開度に経年変化があるこ
と、 などの理由から、所望する排気圧力を得ることが非常に
困難であり、精度が悪かった。
【0006】本発明は、上記実情に鑑みて発明されたも
のであって、排気温度をパラメータとして、排気絞り手
段よりも上流に位置する排気通路の背圧を調整すること
により、暖機促進あるいはヒータ性能向上を達成するた
めの制御を容易に且つ精度良く行えるようにすることを
技術的課題とする。
のであって、排気温度をパラメータとして、排気絞り手
段よりも上流に位置する排気通路の背圧を調整すること
により、暖機促進あるいはヒータ性能向上を達成するた
めの制御を容易に且つ精度良く行えるようにすることを
技術的課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関が所定の運
転状態の時に排気通路の流通開口を絞る排気絞り手段
と、前記排気絞り手段よりも上流に位置する排気通路の
背圧が上昇した時に内燃機関への燃料供給量を増量せし
める燃料供給手段と、を備えた内燃機関の制御装置にお
いて、前記内燃機関から排出される排気の温度を検出す
る排気温度検出手段と、目標排気温度と前記排気温度検
出手段によって検出された排気温度に基づいて前記排気
絞り手段よりも上流に位置する排気通路の背圧を調整す
る背圧調整手段と、を備える。
に本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関が所定の運
転状態の時に排気通路の流通開口を絞る排気絞り手段
と、前記排気絞り手段よりも上流に位置する排気通路の
背圧が上昇した時に内燃機関への燃料供給量を増量せし
める燃料供給手段と、を備えた内燃機関の制御装置にお
いて、前記内燃機関から排出される排気の温度を検出す
る排気温度検出手段と、目標排気温度と前記排気温度検
出手段によって検出された排気温度に基づいて前記排気
絞り手段よりも上流に位置する排気通路の背圧を調整す
る背圧調整手段と、を備える。
【0008】排気温度検出手段によって内燃機関の排気
温度を検出し、検出された排気温度に基づいて、背圧調
整手段が排気絞り手段よりも上流に位置する排気通路の
背圧を調整する。この調整された背圧値に応じて内燃機
関の負荷が変わり、燃料供給手段が内燃機関への燃料供
給量を増減する。その結果、内燃機関の始動時に、機関
冷却水温や潤滑油温等に代表される機関関連要素の昇温
を促進せしめることができ、これにより暖機促進及びヒ
ータ性能の向上が達成される。本発明の内燃機関の制御
装置においては、排気通路の背圧を制御するための主た
るパラメータは排気温度である。排気温度は、内燃機関
の種類(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、リー
ンバーンエンジン、筒内直接噴射型エンジン等)、内燃
機関の運転条件、外気温等の結果として決定される物理
量であるので、現在の排気温度と要求されるヒータ性能
等に基づいて目標排気温度を求め、この目標排気温度に
なるように排気通路の背圧を制御することが可能であ
る。
温度を検出し、検出された排気温度に基づいて、背圧調
整手段が排気絞り手段よりも上流に位置する排気通路の
背圧を調整する。この調整された背圧値に応じて内燃機
関の負荷が変わり、燃料供給手段が内燃機関への燃料供
給量を増減する。その結果、内燃機関の始動時に、機関
冷却水温や潤滑油温等に代表される機関関連要素の昇温
を促進せしめることができ、これにより暖機促進及びヒ
ータ性能の向上が達成される。本発明の内燃機関の制御
装置においては、排気通路の背圧を制御するための主た
るパラメータは排気温度である。排気温度は、内燃機関
の種類(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、リー
ンバーンエンジン、筒内直接噴射型エンジン等)、内燃
機関の運転条件、外気温等の結果として決定される物理
量であるので、現在の排気温度と要求されるヒータ性能
等に基づいて目標排気温度を求め、この目標排気温度に
なるように排気通路の背圧を制御することが可能であ
る。
【0009】本発明の内燃機関の制御装置における前記
背圧調整手段は、前記排気絞り手段により構成すること
ができる。この場合には、前記目標排気温度が高くなる
にしたがって、排気絞り手段により排気通路の流通開口
を絞り、排気通路の背圧を上昇させるようにする。
背圧調整手段は、前記排気絞り手段により構成すること
ができる。この場合には、前記目標排気温度が高くなる
にしたがって、排気絞り手段により排気通路の流通開口
を絞り、排気通路の背圧を上昇させるようにする。
【0010】また、本発明の内燃機関の制御装置では、
前記排気絞り手段より上流の排気通路と内燃機関の吸気
通路とを連通し排気を吸気通路に再循環させる排気再循
環通路と、この排気再循環通路に設けられ再循環排気流
量を調整する再循環流量調整手段とを備え、前記背圧調
整手段を前記再循環流量調整手段により構成することも
できる。この場合には、前記目標排気温度が高くなるに
したがって、背圧調整手段が排気通路の背圧を下降させ
るようにする。即ち、目標排気温度が高くなるにしたが
って、背圧調整手段である再循環流量調整手段は、再循
環排気流量を増大させることにより排気通路の背圧を下
降させるようにする。
前記排気絞り手段より上流の排気通路と内燃機関の吸気
通路とを連通し排気を吸気通路に再循環させる排気再循
環通路と、この排気再循環通路に設けられ再循環排気流
量を調整する再循環流量調整手段とを備え、前記背圧調
整手段を前記再循環流量調整手段により構成することも
できる。この場合には、前記目標排気温度が高くなるに
したがって、背圧調整手段が排気通路の背圧を下降させ
るようにする。即ち、目標排気温度が高くなるにしたが
って、背圧調整手段である再循環流量調整手段は、再循
環排気流量を増大させることにより排気通路の背圧を下
降させるようにする。
【0011】さらに、本発明の内燃機関の制御装置にお
ける前記背圧調整手段は、前記排気絞り手段と前記再循
環流量調整手段とを組み合わせて構成することもでき
る。本発明の内燃機関の制御装置における排気温度検出
手段は、排気通路を流通する排気ガスの温度を直接に検
出する排気温センサで構成することが可能であるが、こ
れに限られるものではなく、排気通路の壁温(例えば、
シリンダヘッドの排気ポート部やエキゾーストマニホー
ルド等の壁温)を検出する温度検出手段(例えば、熱電
対)を設け、排気温度に代えてこの温度検出手段で検出
した壁温に基づいて排気通路の背圧を制御することも可
能である。
ける前記背圧調整手段は、前記排気絞り手段と前記再循
環流量調整手段とを組み合わせて構成することもでき
る。本発明の内燃機関の制御装置における排気温度検出
手段は、排気通路を流通する排気ガスの温度を直接に検
出する排気温センサで構成することが可能であるが、こ
れに限られるものではなく、排気通路の壁温(例えば、
シリンダヘッドの排気ポート部やエキゾーストマニホー
ルド等の壁温)を検出する温度検出手段(例えば、熱電
対)を設け、排気温度に代えてこの温度検出手段で検出
した壁温に基づいて排気通路の背圧を制御することも可
能である。
【0012】
【発明の実施の形態】〈装置の全体構成〉以下、本発明
の実施の形態を添付した図面に基いて説明する。
の実施の形態を添付した図面に基いて説明する。
【0013】図1に示すように、内燃機関としてのディ
ーゼルエンジン1は、その内部に複数のシリンダ2,
2,…を備えたシリンダブロック3を有する。なお、図
面ではシリンダ2は一つのみ示す。
ーゼルエンジン1は、その内部に複数のシリンダ2,
2,…を備えたシリンダブロック3を有する。なお、図
面ではシリンダ2は一つのみ示す。
【0014】シリンダ2の各々は、ピストン4との間で
できる燃焼室5を有し、各燃焼室5の吸気ポート6およ
び排気ポート8には、それぞれインテークマニホールド
10およびエキゾーストマニホールド12が連通されて
いる。
できる燃焼室5を有し、各燃焼室5の吸気ポート6およ
び排気ポート8には、それぞれインテークマニホールド
10およびエキゾーストマニホールド12が連通されて
いる。
【0015】また、吸気ポート6および排気ポート8に
は、それぞれ吸気バルブ14および排気バルブ16が組
み込まれている。また、両バルブ14,16の間には、
インジェクタ18が、燃焼室5に臨んだ状態で配置され
ている。インジェクタ18からは、インジェクションポ
ンプ20によって、燃焼室5に燃料が噴射される。
は、それぞれ吸気バルブ14および排気バルブ16が組
み込まれている。また、両バルブ14,16の間には、
インジェクタ18が、燃焼室5に臨んだ状態で配置され
ている。インジェクタ18からは、インジェクションポ
ンプ20によって、燃焼室5に燃料が噴射される。
【0016】インジェクションポンプ20には、エンジ
ン回転数を検出する回転数センサ22が取付けられてい
る。また、インジェクタ18およびインジェクションポ
ンプ20は、ECU23と電気的に接続されている。
ン回転数を検出する回転数センサ22が取付けられてい
る。また、インジェクタ18およびインジェクションポ
ンプ20は、ECU23と電気的に接続されている。
【0017】また、インテークマニホールド10には吸
気通路としての吸気管24が接続され、エキゾーストマ
ニホールド12には排気通路としての排気管25が接続
されている。
気通路としての吸気管24が接続され、エキゾーストマ
ニホールド12には排気通路としての排気管25が接続
されている。
【0018】排気管25には、例えば排気絞りVSV
(バキューム・スイッチング・バルブ)等の圧力制御弁
31と連結駆動する排気絞り弁(排気絞り手段)34が
取付けられている。
(バキューム・スイッチング・バルブ)等の圧力制御弁
31と連結駆動する排気絞り弁(排気絞り手段)34が
取付けられている。
【0019】排気絞り弁34は、排気管25の内部に位
置する弁体34aと、弁体34aを駆動する駆動部とし
てのバキュームアクチュエータ34bとからなる。ま
た、排気絞り弁34は、開弁か閉弁かがON/OFF制
御され、少なくともディーゼルエンジン1の冷却水が低
温状態のときには閉弁して排気管25を絞り、排気絞り
弁34よりも上流に位置する排気通路の排気圧力(背
圧)を上昇させるようになっている。
置する弁体34aと、弁体34aを駆動する駆動部とし
てのバキュームアクチュエータ34bとからなる。ま
た、排気絞り弁34は、開弁か閉弁かがON/OFF制
御され、少なくともディーゼルエンジン1の冷却水が低
温状態のときには閉弁して排気管25を絞り、排気絞り
弁34よりも上流に位置する排気通路の排気圧力(背
圧)を上昇させるようになっている。
【0020】また、圧力制御弁31はバキュームタンク
33と連通し、これによって負圧が掛けられている。よ
って、排気絞り弁34は、圧力制御弁31を介して負圧
駆動制御される。
33と連通し、これによって負圧が掛けられている。よ
って、排気絞り弁34は、圧力制御弁31を介して負圧
駆動制御される。
【0021】また、排気管25には、排気絞り弁34の
弁体34aよりも上流側に位置する部位に排気温センサ
(排気温度検出手段)26が取り付けられている。一
方、エキゾーストマニホールド12の下流側に位置する
部分とインテークマニホールド10の上流側に位置する
部分とは、排気再循環通路36で連結されている。
弁体34aよりも上流側に位置する部位に排気温センサ
(排気温度検出手段)26が取り付けられている。一
方、エキゾーストマニホールド12の下流側に位置する
部分とインテークマニホールド10の上流側に位置する
部分とは、排気再循環通路36で連結されている。
【0022】排気再循環通路36は、排気再循環通路3
6内に示された太線矢印で示すように、各排気ポート8
から出る排気ガスの一部をエキゾーストマニホールド1
2からインテークマニホールド10に戻す通路であり、
エキゾーストマニホールド12とインテークマニホール
ド10とをシリンダブロック3に対してバイパス状に接
続する。
6内に示された太線矢印で示すように、各排気ポート8
から出る排気ガスの一部をエキゾーストマニホールド1
2からインテークマニホールド10に戻す通路であり、
エキゾーストマニホールド12とインテークマニホール
ド10とをシリンダブロック3に対してバイパス状に接
続する。
【0023】排気再循環通路36において吸気管24と
接続する部分には、再循環排ガス量制御手段としてのE
GR弁(再循環流量調整手段)38が設けられている。
EGR弁38は、排気再循環通路36を経由してエキゾ
ーストマニホールド12からインテークマニホールド1
0に向かう排気ガスの量を排気絞り弁34の少なくとも
閉弁時に制限する可変制御可能な弁であり、これを負圧
制御する例えばデューティVSV等の圧力制御弁39と
連結されている。この圧力制御弁39もバキュームタン
ク33と連通されており、圧力制御弁31と同様に負圧
が掛けられている。また、圧力制御弁31および圧力制
御弁39は、ECU23に電気的に接続されている。
接続する部分には、再循環排ガス量制御手段としてのE
GR弁(再循環流量調整手段)38が設けられている。
EGR弁38は、排気再循環通路36を経由してエキゾ
ーストマニホールド12からインテークマニホールド1
0に向かう排気ガスの量を排気絞り弁34の少なくとも
閉弁時に制限する可変制御可能な弁であり、これを負圧
制御する例えばデューティVSV等の圧力制御弁39と
連結されている。この圧力制御弁39もバキュームタン
ク33と連通されており、圧力制御弁31と同様に負圧
が掛けられている。また、圧力制御弁31および圧力制
御弁39は、ECU23に電気的に接続されている。
【0024】圧力制御弁39は、デューティ比を有する
駆動パルス信号がECU23から入力されると、そのデ
ューティ比に対応して全開時間と全閉時間の比率が制御
される。これによりEGR弁38の負圧室へ供給される
負圧が制御されEGR弁38の開度が制御される。
駆動パルス信号がECU23から入力されると、そのデ
ューティ比に対応して全開時間と全閉時間の比率が制御
される。これによりEGR弁38の負圧室へ供給される
負圧が制御されEGR弁38の開度が制御される。
【0025】尚、EGR弁38のデューティ比と、排気
絞り弁34よりも上流に位置する排気通路の排気圧力
(背圧)との間には、図4に示すように、EGR弁38
のデューティ比を大きくすると(即ち、再循環排気ガス
量を多くすると)、排気圧力(背圧)が小さくなり、デ
ューティ比を小さくすると(即ち、再循環排気ガス量を
少なくすると)、排気圧力(背圧)が大きくなる関係が
ある。
絞り弁34よりも上流に位置する排気通路の排気圧力
(背圧)との間には、図4に示すように、EGR弁38
のデューティ比を大きくすると(即ち、再循環排気ガス
量を多くすると)、排気圧力(背圧)が小さくなり、デ
ューティ比を小さくすると(即ち、再循環排気ガス量を
少なくすると)、排気圧力(背圧)が大きくなる関係が
ある。
【0026】一方、シリンダ2には、水温センサ41を
備えたウォータジャケット42が設けられている。ウォ
ータジャケット42には、シリンダ2における燃焼熱を
吸収してディーゼルエンジン1を適温に保つ機関冷却水
が流れる。
備えたウォータジャケット42が設けられている。ウォ
ータジャケット42には、シリンダ2における燃焼熱を
吸収してディーゼルエンジン1を適温に保つ機関冷却水
が流れる。
【0027】ウォータジャケット42は、ここを通る冷
却水の一部を熱源とする車輛用室内ヒータ装置H(以下
単に「ヒータH」という。)と接続されており、このヒ
ータHから車輛車室内に暖かい空気が送り込まれる。
却水の一部を熱源とする車輛用室内ヒータ装置H(以下
単に「ヒータH」という。)と接続されており、このヒ
ータHから車輛車室内に暖かい空気が送り込まれる。
【0028】そして、ディーゼルエンジン1を搭載する
図示しない車輛のうち、大気に接する適所には吸気温セ
ンサ44が、また図示しないアクセルペダルの踏み込み
量(アクセル開度)を電気的な信号に変えるアクセルセ
ンサ46が、図示しないアクセルペダルの近傍に備えら
れている。吸気温センサ44により検出される吸気温は
外気温と同じであり、吸気温センサ44は外気温センサ
といえる。さらに、図示しないトランスミッションに
は、スピードセンサ47が設けられている。
図示しない車輛のうち、大気に接する適所には吸気温セ
ンサ44が、また図示しないアクセルペダルの踏み込み
量(アクセル開度)を電気的な信号に変えるアクセルセ
ンサ46が、図示しないアクセルペダルの近傍に備えら
れている。吸気温センサ44により検出される吸気温は
外気温と同じであり、吸気温センサ44は外気温センサ
といえる。さらに、図示しないトランスミッションに
は、スピードセンサ47が設けられている。
【0029】回転数センサ22,排気温センサ26,水
温センサ41,吸気温センサ44,アクセルセンサ46
およびスピードセンサ47は、ECU23に電気的に接
続されている。そして、前記センサ22,41,44,
46および47によって出力されたパラメータをECU
23が演算処理することで、圧力制御弁31および圧力
制御弁39を駆動し、その結果、排気絞り弁34および
EGR弁38が、ディーゼルエンジン1の運転状態に応
じて適宜開閉することで排気管(排気通路)25を開閉
する。よって、ECU23ならびに圧力制御弁31およ
び圧力制御弁39は、排気絞り弁34およびEGR弁3
8の弁駆動手段である。
温センサ41,吸気温センサ44,アクセルセンサ46
およびスピードセンサ47は、ECU23に電気的に接
続されている。そして、前記センサ22,41,44,
46および47によって出力されたパラメータをECU
23が演算処理することで、圧力制御弁31および圧力
制御弁39を駆動し、その結果、排気絞り弁34および
EGR弁38が、ディーゼルエンジン1の運転状態に応
じて適宜開閉することで排気管(排気通路)25を開閉
する。よって、ECU23ならびに圧力制御弁31およ
び圧力制御弁39は、排気絞り弁34およびEGR弁3
8の弁駆動手段である。
【0030】また、これらの弁34,38の開閉によっ
て、ポンピング仕事が変わり、それに応じて冷却水がデ
ィーゼルエンジン1から受ける熱量(以下、冷却水がデ
ィーゼルエンジン1から受ける熱量のことを特に断らな
い限り単に「受熱量」という。)が変わる。
て、ポンピング仕事が変わり、それに応じて冷却水がデ
ィーゼルエンジン1から受ける熱量(以下、冷却水がデ
ィーゼルエンジン1から受ける熱量のことを特に断らな
い限り単に「受熱量」という。)が変わる。
【0031】このように、受熱量は、ECU23によっ
て圧力制御弁31および圧力制御弁39が制御されるこ
とにより、排気絞り弁34およびEGR弁38が開閉す
ることによって変化する。よって、受熱量が変われば、
その結果として、ヒータHから出る送風の温度も変わる
ので、ECU23は、ヒータHの送風温度調整手段とも
いえる。
て圧力制御弁31および圧力制御弁39が制御されるこ
とにより、排気絞り弁34およびEGR弁38が開閉す
ることによって変化する。よって、受熱量が変われば、
その結果として、ヒータHから出る送風の温度も変わる
ので、ECU23は、ヒータHの送風温度調整手段とも
いえる。
【0032】また、インジェクタ18は、ECU23の
制御のもと、前記各センサの出力値に応じて、インジェ
クションポンプ20によって、適切な時期に適正量の燃
料を燃焼室5に噴射供給するようになっている。そし
て、インジェクタ18は、圧力制御弁31による排気絞
り弁34の開弁時には、排気絞り弁34の閉弁時よりも
減量した燃料を噴射する。反対に、排気絞り弁34の閉
弁時には、排気絞り弁34の開弁時よりも増量した燃料
を噴射する。よって、インジェクタ18,インジェクシ
ョンポンプ20およびECU23は、排気絞り弁34よ
りも上流に位置する排気通路の背圧が上昇した時に燃料
供給量を増量せしめる燃料供給手段といえる。
制御のもと、前記各センサの出力値に応じて、インジェ
クションポンプ20によって、適切な時期に適正量の燃
料を燃焼室5に噴射供給するようになっている。そし
て、インジェクタ18は、圧力制御弁31による排気絞
り弁34の開弁時には、排気絞り弁34の閉弁時よりも
減量した燃料を噴射する。反対に、排気絞り弁34の閉
弁時には、排気絞り弁34の開弁時よりも増量した燃料
を噴射する。よって、インジェクタ18,インジェクシ
ョンポンプ20およびECU23は、排気絞り弁34よ
りも上流に位置する排気通路の背圧が上昇した時に燃料
供給量を増量せしめる燃料供給手段といえる。
【0033】したがって、シリンダ2へ供給される燃料
の量が増えれば、それだけ燃焼熱が増えて冷却水受熱量
も増えるので、これにより車輌用室内ヒータHから出る
送風温度が高まってヒータ性能が向上し、また暖機が促
進する。
の量が増えれば、それだけ燃焼熱が増えて冷却水受熱量
も増えるので、これにより車輌用室内ヒータHから出る
送風温度が高まってヒータ性能が向上し、また暖機が促
進する。
【0034】次に、このディーゼルエンジン1の始動時
におけるヒータの制御について説明する。このディーゼ
ルエンジン1では、始動時にヒータ性能向上の要求があ
った時には、現在の排気温度と外気温と冷却水温から、
要求されるヒータ性能を得るのに必要な目標排気温度を
求め、排気温度が前記目標排気温度になるように排気絞
り弁34の絞り量をマップから求めて、求めた絞り量と
なるように排気絞り弁34を作動して、排気温度を目標
排気温度にすることによって要求ヒータ性能を得るよう
にしている。また、排気絞り弁34の絞り量を上記絞り
量に設定しても、まだ排気温度が目標排気温度にならな
い場合には、EGR弁38の制御デューティ比を調整す
ることにより、排気温度を目標排気温度にするようにし
ている。
におけるヒータの制御について説明する。このディーゼ
ルエンジン1では、始動時にヒータ性能向上の要求があ
った時には、現在の排気温度と外気温と冷却水温から、
要求されるヒータ性能を得るのに必要な目標排気温度を
求め、排気温度が前記目標排気温度になるように排気絞
り弁34の絞り量をマップから求めて、求めた絞り量と
なるように排気絞り弁34を作動して、排気温度を目標
排気温度にすることによって要求ヒータ性能を得るよう
にしている。また、排気絞り弁34の絞り量を上記絞り
量に設定しても、まだ排気温度が目標排気温度にならな
い場合には、EGR弁38の制御デューティ比を調整す
ることにより、排気温度を目標排気温度にするようにし
ている。
【0035】このように排気温度を管理することによっ
てヒータ性能を制御することができるのは、排気温度
は、内燃機関の種類(ガソリンエンジン、ディーゼルエ
ンジン、リーンバーンエンジン、筒内直接噴射型エンジ
ン等)、内燃機関の運転条件、外気温等の結果として決
定される物理量だからである。
てヒータ性能を制御することができるのは、排気温度
は、内燃機関の種類(ガソリンエンジン、ディーゼルエ
ンジン、リーンバーンエンジン、筒内直接噴射型エンジ
ン等)、内燃機関の運転条件、外気温等の結果として決
定される物理量だからである。
【0036】以下、ヒータ性能向上の要求があった場合
の制御手順について図5のフローチャートを参照して説
明する。まず、ECU23は、ステップ101におい
て、吸気温センサ44で検出した外気温と、水温センサ
41で検出した冷却水温と、排気温センサ26で検出し
た排気温度Tを読み込む。
の制御手順について図5のフローチャートを参照して説
明する。まず、ECU23は、ステップ101におい
て、吸気温センサ44で検出した外気温と、水温センサ
41で検出した冷却水温と、排気温センサ26で検出し
た排気温度Tを読み込む。
【0037】次に、ECU23は、ステップ102に進
み、外気温がヒータを必要とする温度か否かを判定す
る。ステップ102において外気温がヒータ要求温度で
あると判定した場合には、ECU23は、ステップ10
3に進み、現在の外気温と冷却水温に対して排気温度T
が、規定温度以下か否か判定する。この規定温度は、現
在のヒータ性能が満足できる状態か否かを判定する指標
であり、現在のヒータ性能で十分に満足できる場合に
は、排気温度Tはこの規定温度より高い値を示し、現在
のヒータ性能では満足できない場合には、排気温度Tは
この規定温度よりも低い値を示す。
み、外気温がヒータを必要とする温度か否かを判定す
る。ステップ102において外気温がヒータ要求温度で
あると判定した場合には、ECU23は、ステップ10
3に進み、現在の外気温と冷却水温に対して排気温度T
が、規定温度以下か否か判定する。この規定温度は、現
在のヒータ性能が満足できる状態か否かを判定する指標
であり、現在のヒータ性能で十分に満足できる場合に
は、排気温度Tはこの規定温度より高い値を示し、現在
のヒータ性能では満足できない場合には、排気温度Tは
この規定温度よりも低い値を示す。
【0038】ステップ103において現在の排気温度T
が規定温度以下であると判定した場合にはヒータ性能を
向上させる必要があるということであり、ECU23
は、ステップ104に進み、外気温と冷却水温から目標
排気温度T0を算出する。
が規定温度以下であると判定した場合にはヒータ性能を
向上させる必要があるということであり、ECU23
は、ステップ104に進み、外気温と冷却水温から目標
排気温度T0を算出する。
【0039】次に、ECU23は、ステップ105に進
み、図2に示すマップを参照して、目標排気温度T0に
対応する排気絞り弁34の絞り量を求める。尚、図2の
マップは、当該ディーゼルエンジン1について、予め実
験により排気絞り弁34の絞り量と排気温度との関係を
求めて作成しておく。図2に示すマップは、排気温度を
高めるには排気絞り弁34の絞り量を大きくする必要が
あることを示している。
み、図2に示すマップを参照して、目標排気温度T0に
対応する排気絞り弁34の絞り量を求める。尚、図2の
マップは、当該ディーゼルエンジン1について、予め実
験により排気絞り弁34の絞り量と排気温度との関係を
求めて作成しておく。図2に示すマップは、排気温度を
高めるには排気絞り弁34の絞り量を大きくする必要が
あることを示している。
【0040】次に、ECU23は、ステップ106に進
んで、排気絞り弁34の絞り量がステップ105で求め
た絞り量となるように、排気絞り弁34を作動する。こ
れにより、排気絞り弁34よりも上流に位置する排気通
路の排気圧力(背圧)が上昇する。すると、ECU23
は、ステップ107に進んで、インジェクタ18からの
燃料噴射量を増大させる。
んで、排気絞り弁34の絞り量がステップ105で求め
た絞り量となるように、排気絞り弁34を作動する。こ
れにより、排気絞り弁34よりも上流に位置する排気通
路の排気圧力(背圧)が上昇する。すると、ECU23
は、ステップ107に進んで、インジェクタ18からの
燃料噴射量を増大させる。
【0041】その結果、ディーゼルエンジン1の排気温
度Tは目標排気温度に向かって上昇していく。
度Tは目標排気温度に向かって上昇していく。
【0042】ところで、排気絞り弁34には、絞り部分
に作動ヒステリシスがあり、また、個々の弁に初期バラ
ツキがあったり、同じ弁についても弁開度に経年変化が
あったりするので、ECU23が指令した絞り量と実際
の絞り量との間に誤差が生じる場合がある。また、排気
絞り弁34に異物が詰まっている時にも、必要とする絞
り量と実際の絞り量とが一致しなくなる(ステップ10
8)。そして、排気温度は実際の絞り量に応じた温度と
なる。
に作動ヒステリシスがあり、また、個々の弁に初期バラ
ツキがあったり、同じ弁についても弁開度に経年変化が
あったりするので、ECU23が指令した絞り量と実際
の絞り量との間に誤差が生じる場合がある。また、排気
絞り弁34に異物が詰まっている時にも、必要とする絞
り量と実際の絞り量とが一致しなくなる(ステップ10
8)。そして、排気温度は実際の絞り量に応じた温度と
なる。
【0043】したがって、ステップ106で排気絞り弁
34の絞り量を設定しても、排気温度が目標排気温度T
0になるとは限らない。そこで、本制御ルーチンでは、
ECU23は、ステップ109において、排気温度が目
標排気温度T0に達したか否かを判定し、目標排気温度
T0に達していると判定した場合には本制御ルーチンを
終了し、目標排気温度T0に達していないと判定した時
には、ステップ110に進んで、NOx、スモークの許
容限界範囲内で排気温度が目標排気温度T0となるよう
に、図4に示すマップを参照してEGR弁38の制御デ
ューティ比を求め、EGR弁38のデューティ制御を実
施して、最適なEGR率(A/F)に調整し、本制御ル
ーチンを終了する。
34の絞り量を設定しても、排気温度が目標排気温度T
0になるとは限らない。そこで、本制御ルーチンでは、
ECU23は、ステップ109において、排気温度が目
標排気温度T0に達したか否かを判定し、目標排気温度
T0に達していると判定した場合には本制御ルーチンを
終了し、目標排気温度T0に達していないと判定した時
には、ステップ110に進んで、NOx、スモークの許
容限界範囲内で排気温度が目標排気温度T0となるよう
に、図4に示すマップを参照してEGR弁38の制御デ
ューティ比を求め、EGR弁38のデューティ制御を実
施して、最適なEGR率(A/F)に調整し、本制御ル
ーチンを終了する。
【0044】尚、図3のマップは、当該ディーゼルエン
ジン1について、予め実験によりEGR弁38の制御デ
ューティ比と排気温度との関係を求めて作成しておく。
図3に示すマップは、排気温度を高めるにはEGR弁3
8の制御デューティ比を大きくする必要があることを示
している。
ジン1について、予め実験によりEGR弁38の制御デ
ューティ比と排気温度との関係を求めて作成しておく。
図3に示すマップは、排気温度を高めるにはEGR弁3
8の制御デューティ比を大きくする必要があることを示
している。
【0045】尚、ステップ102において外気温がヒー
タ要求温度でないと判定した場合には、ヒータを作動さ
せる必要がなく、排気絞り弁34を絞る必要がないの
で、ECU23はステップ111に進んで排気絞り弁3
4を全開にし、本制御ルーチンを終了する。
タ要求温度でないと判定した場合には、ヒータを作動さ
せる必要がなく、排気絞り弁34を絞る必要がないの
で、ECU23はステップ111に進んで排気絞り弁3
4を全開にし、本制御ルーチンを終了する。
【0046】また、ステップ103において現在の排気
温度Tが規定温度より高いと判定した場合には、現状の
ままで十分にヒータ性能を満足しているということであ
るので、排気絞り弁34を絞る必要もなく、したがっ
て、ECU23はステップ111に進んで排気絞り弁3
4を全開にし、本制御ルーチンを終了する。
温度Tが規定温度より高いと判定した場合には、現状の
ままで十分にヒータ性能を満足しているということであ
るので、排気絞り弁34を絞る必要もなく、したがっ
て、ECU23はステップ111に進んで排気絞り弁3
4を全開にし、本制御ルーチンを終了する。
【0047】尚、この実施の形態では、排気絞り弁34
とEGR弁38はいずれも背圧調整手段を構成してい
る。以上のように、このディーゼルエンジン1では、始
動時にヒータ性能向上の要求があった場合、排気温度を
管理し、排気温度に基づいて排気絞り弁34の絞り量を
制御し、さらに必要に応じてEGR弁38をデューティ
制御することによって、排気圧力を制御し、ヒータ性能
を向上させるようにしているので、制御システムが非常
に簡単になる。
とEGR弁38はいずれも背圧調整手段を構成してい
る。以上のように、このディーゼルエンジン1では、始
動時にヒータ性能向上の要求があった場合、排気温度を
管理し、排気温度に基づいて排気絞り弁34の絞り量を
制御し、さらに必要に応じてEGR弁38をデューティ
制御することによって、排気圧力を制御し、ヒータ性能
を向上させるようにしているので、制御システムが非常
に簡単になる。
【0048】また、排気温度は、内燃機関の種類(ガソ
リンエンジン、ディーゼルエンジン、リーンバーンエン
ジン、筒内直接噴射型エンジン等)、内燃機関の運転条
件、外気温等の結果として決定される物理量であり、排
気絞り弁34やEGR弁38等の精度誤差等もこの排気
温度に帰結するので、排気温度に基づいたヒータ性能の
制御は、制御性が非常によい。
リンエンジン、ディーゼルエンジン、リーンバーンエン
ジン、筒内直接噴射型エンジン等)、内燃機関の運転条
件、外気温等の結果として決定される物理量であり、排
気絞り弁34やEGR弁38等の精度誤差等もこの排気
温度に帰結するので、排気温度に基づいたヒータ性能の
制御は、制御性が非常によい。
【0049】また、過剰な背圧上昇を回避できるので、
燃費悪化が抑制される。
燃費悪化が抑制される。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関の
制御装置によれば、内燃機関が所定の運転状態の時に排
気通路の流通開口を絞る排気絞り手段と、前記排気絞り
手段よりも上流に位置する排気通路の背圧が上昇した時
に内燃機関への燃料供給量を増量せしめる燃料供給手段
と、を備えた内燃機関の制御装置において、前記内燃機
関から排出される排気の温度を検出する排気温度検出手
段と、前記排気温度検出手段によって検出された排気温
度に基づいて前記排気絞り手段よりも上流に位置する排
気通路の背圧を調整する背圧調整手段と、を備えたこと
により、排気温度に基づいて暖機促進やヒータ性能向上
のための排気圧力の制御を行うことができ、制御システ
ムが簡単になり、精度の良い制御を行うことができる。
制御装置によれば、内燃機関が所定の運転状態の時に排
気通路の流通開口を絞る排気絞り手段と、前記排気絞り
手段よりも上流に位置する排気通路の背圧が上昇した時
に内燃機関への燃料供給量を増量せしめる燃料供給手段
と、を備えた内燃機関の制御装置において、前記内燃機
関から排出される排気の温度を検出する排気温度検出手
段と、前記排気温度検出手段によって検出された排気温
度に基づいて前記排気絞り手段よりも上流に位置する排
気通路の背圧を調整する背圧調整手段と、を備えたこと
により、排気温度に基づいて暖機促進やヒータ性能向上
のための排気圧力の制御を行うことができ、制御システ
ムが簡単になり、精度の良い制御を行うことができる。
【図1】 本発明に係る内燃機関の制御装置を採用した
ディーゼルエンジンの概略構成図
ディーゼルエンジンの概略構成図
【図2】 排気温度と排気絞り弁の絞り量との関係を示
すマップ
すマップ
【図3】 排気温度とEGR弁制御デューティ比との関
係を示すマップ
係を示すマップ
【図4】 排気圧力とEGR弁制御デューティ比との関
係を示すマップ
係を示すマップ
【図5】 本発明に係る内燃機関の制御装置を作動制御
するためのフローチャート
するためのフローチャート
1…ディーゼルエンジン(内燃機関) 2…シリンダ 3…シリンダブロック 4…ピストン 5…燃焼室 6…吸気ポート 8…排気ポート 10…インテークマニホールド 12…エキゾーストマニホールド 14…吸気バルブ 16…排気バルブ 18…インジェクタ(燃料供給手段) 20…インジェクションポンプ(燃料供給手段) 22…回転数センサ 23…ECU(燃料供給手段、背圧調整手段) 24…吸気管 25…排気管(排気通路) 26…排気温センサ(排気温度検出手段) 31…圧力制御弁(弁駆動手段) 34…排気絞り弁(排気絞り手段、背圧調整手段) 34a…弁体 34b…バキュームアクチュエータ 36…排気再循環通路 38…EGR弁(再循環流量調整手段、背圧調整手段) 39…圧力制御弁 41…水温センサ 42…ウォータジャケット 44…吸気温センサ 46…アクセルセンサ 47…スピードセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 43/00 301 F02D 43/00 301Z 45/00 360 45/00 360C F02M 25/07 570 F02M 25/07 570E
Claims (4)
- 【請求項1】 内燃機関が所定の運転状態の時に排気通
路の流通開口を絞る排気絞り手段と、 前記排気絞り手段よりも上流に位置する排気通路の背圧
が上昇した時に内燃機関への燃料供給量を増量せしめる
燃料供給手段と、 を備えた内燃機関の制御装置において、 前記内燃機関から排出される排気の温度を検出する排気
温度検出手段と、 前記排気温度検出手段によって検出された排気温度に基
づいて前記排気絞り手段よりも上流に位置する排気通路
の背圧を調整する背圧調整手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項2】 前記背圧調整手段は前記排気絞り手段に
より構成されてい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】 前記排気絞り手段より上流の排気通路と
内燃機関の吸気通路とを連通し排気を吸気通路に再循環
させる排気再循環通路と、この排気再循環通路に設けら
れ再循環排気流量を調整する再循環流量調整手段とを備
え、前記背圧調整手段が前記再循環流量調整手段により
構成されてい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4】 前記排気温度検出手段は、排気通路の壁
温を検出してこの壁温を排気温度に代えることを特徴と
する請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10033097A JPH11229905A (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10033097A JPH11229905A (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11229905A true JPH11229905A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12377171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10033097A Pending JPH11229905A (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11229905A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7945376B2 (en) * | 2005-07-11 | 2011-05-17 | Mack Trucks, Inc. | Engine and method of maintaining engine exhaust temperature |
CN106706350A (zh) * | 2015-11-16 | 2017-05-24 | 上海新力动力设备研究所 | 用于液体氧化剂供应系统的宽适用范围背压模拟装置 |
-
1998
- 1998-02-16 JP JP10033097A patent/JPH11229905A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7945376B2 (en) * | 2005-07-11 | 2011-05-17 | Mack Trucks, Inc. | Engine and method of maintaining engine exhaust temperature |
CN106706350A (zh) * | 2015-11-16 | 2017-05-24 | 上海新力动力设备研究所 | 用于液体氧化剂供应系统的宽适用范围背压模拟装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040324 |