JPWO2011052066A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記タービンの上流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記吸気通路に還流させる通路であって、高圧EGR弁により排気ガスの流量が調整される高圧EGR通路と、
前記タービンの下流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記コンプレッサの上流側で前記吸気通路に還流させる通路であって、低圧EGR弁により排気ガスの流量が調整される低圧EGR通路と、
前記コンプレッサの下流側で前記吸気通路を開,閉する高圧用絞り弁と、
前記低圧EGR通路の上流側で前記吸気通路を開,閉する吸気絞り弁と前記低圧EGR通路の下流側で前記排気通路を開,閉する排気絞り弁のうち、何れか一方の絞り弁により構成された低圧用絞り弁と、
前記低圧EGR通路の上流部と下流部との間の圧力差に基いて排気ガスの還流量を制御するために、前記圧力差を検出する差圧センサと、
前記差圧センサの出力特性を学習するために、前記高圧EGR弁、前記低圧EGR弁、前記高圧用絞り弁及び前記低圧用絞り弁のうち少なくとも1つの弁を用いて前記低圧EGR通路の上流部と下流部との間の圧力差を零にする学習条件設定手段と、
前記学習条件設定手段により前記低圧EGR通路の圧力差を零にした状態で、前記差圧センサの出力に基いて出力特性を学習する学習制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記学習制御手段は、前記差圧センサの零点出力であるオフセットの温度特性を学習する構成としている。
[実施の形態1の構成]
以下、図1乃至図3を参照しつつ、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、ディーゼルエンジンからなる内燃機関10を備えており、内燃機関10は、各気筒12に吸入空気を吸込む吸気通路14と、各気筒12から排気ガスが排出される排気通路16とを備えている。吸気通路14には、電磁駆動式のバタフライ弁等により構成された2つの吸気絞り弁18,20が設けられている。なお、吸気絞り弁18,20の詳細については後述する。また、排気通路16には、排気ガスを浄化する触媒22、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)24等の排気浄化装置が設けられており、これらの排気浄化装置は後述するタービン30の下流側に配置されている。一方、各気筒12には、吸入空気中に燃料を噴射する燃料噴射弁26と、吸気バルブ及び排気バルブ(図示せず)とが設けられている。
低圧側のEGR制御において、差圧センサ54は、低圧EGR通路44の上流部44aと下流部44bとの間の差圧ΔPに対応した電圧信号を生成し、この電圧信号をセンサ信号SとしてECU60に出力する。ECU60は、センサ信号Sを差圧ΔPに換算し、更に差圧ΔPをEGRガスの流量Gに換算することにより、この流量Gに基いてEGR量をフィードバック制御する。このため、ECU60は、センサ信号Sと差圧ΔPとの関係が設定されたマップデータf1と、差圧ΔPと流量Gとの関係が設定されたマップデータf2とを備えている。これらのマップデータf1,f2によれば、下記の(1),(2)式に基いてセンサ信号Sから流量Gを算出することができる。
G=f2(ΔP) ・・・(2)
学習制御を行うときには、まず、実際の学習動作に先立って基準の状態を作り出すために、学習条件設定制御を実行する。学習条件設定制御とは、内燃機関の燃料カット制御が実行中であるときに、第1吸気絞り弁18と第2吸気絞り弁20とを閉弁状態(全閉状態)に保持し、高圧EGR弁40と低圧EGR弁46とを開弁状態(全開状態)に保持するものである(以下、この状態を規定の状態と称す)。これにより、低圧EGR通路44の上流部44aと下流部44bとの間に生じる差圧を零に設定することができる。
学習条件の成立後には、低圧EGR通路44内の差圧が零であるとみなせるので、学習制御を開始する。学習制御では、まず、吸気温センサ52により検出した吸気温と、水温センサ50により検出した冷却水温とに基いて差圧センサ54の温度(センサ温度)Tを推定する。ECU60には、吸気温及び冷却水温に対するセンサ温度の特性がマップデータとして予め記憶されている。従って、このマップデータに基いてセンサ温度Tを推定することができる。なお、センサ温度は走行風の影響も受ける場合があるので、本発明では、例えば車速センサ等により検出した車両の速度を走行風に対応するパラメータとして使用し、車両の速度、吸気温及び冷却水温に基いてセンサ温度を推定してもよい。
L60=(S0−L60′)×β2+L60′ ・・・(4)
L80=(S0−L80′)×β3+L80′ ・・・(5)
図3は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御を示すフローチャートである。なお、図3に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰り返し実行されるものである。このルーチンでは、まず、車両の速度、吸気温及び冷却水温に基いてセンサ温度を推定する(ステップ100)。次に、内燃機関が燃料カット制御(F/C)中であるか否かを判定し、燃料カット中でない場合には、制御を終了する(ステップ102)。また、燃料カット中である場合には、前述した4つの弁18,19,40,46を規定の状態に保持し、学習条件設定制御を実行する(ステップ104)。そして、例えばセンサ出力の変動が小さい状態で所定時間が経過したか否かを判定することにより、学習条件が成立したか否かを判定する(ステップ106)。そして、学習条件が成立した場合には、センサ信号Sとセンサ温度Tとに基いて学習制御を実行する(ステップ108)。また、学習条件が不成立の場合には、成立するまで待機する。
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態1と同様のシステム構成(図1)を採用しているものの、以下に述べる制御内容において、実施の形態1と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
本実施の形態のシステムは、内燃機関の出力が不要な状況において、内燃機関を一時的に停止させる機関停止制御を行う構成としている。機関停止制御には、例えば車両が停止してから再発進するまでのアイドル運転中に内燃機関を停止させるアイドル停止制御や、ハイブリッド車等において内燃機関を停止した状態で電動モータにより走行するモータ走行制御などが含まれる。
図4は、本発明の実施の形態2において、ECUにより実行される制御を示すフローチャートである。なお、図4に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰り返し実行されるものである。このルーチンでは、まず、実施の形態1と同様にセンサ温度を推定する(ステップ200)。次の処理では、機関停止制御の実行中であるか否かを判定し、判定が不成立の場合には、制御を終了する(ステップ202)。また、機関停止制御の実行中である場合には、まず、低圧EGR弁46を開弁する(ステップ204)。そして、実施の形態1のステップ106,108と同様の処理により、学習条件が成立したか否かを判定し、学習制御を実行する(ステップ206,208)。
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態1とほぼ同様のシステム構成を採用しているものの、低圧用絞り弁としては、第1吸気絞り弁に代えて排気絞り弁が用いられており、この点で実施の形態1と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
図5は、本発明の実施の形態3のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態では、排気通路16のうち低圧EGR通路44の下流側となる位置に排気絞り弁70が設けられている。排気絞り弁70は、電磁駆動式のバタフライ弁等により構成されており、ECU60から入力される制御信号に応じて排気通路16を開,閉するものである。そして、排気絞り弁70は、実施の形態1の第1吸気絞り弁18と同様に機能する。即ち、排気絞り弁70の開度を小さくすることにより、低圧EGR機構によるEGR量を増大させることができる。
12 気筒
14 吸気通路
16 排気通路
18 第1吸気絞り弁(低圧用絞り弁)
20 第2吸気絞り弁(高圧用絞り弁)
22 触媒
24 DPF
26 燃料噴射弁
28 ターボチャージャ
30 タービン
32 コンプレッサ
34 インタークーラ
36 ターボバイパス弁
38 高圧EGR通路
40 高圧EGR弁
44 低圧EGR通路
44a 上流部
44b 下流部
46 低圧EGR弁
48 EGRクーラ
50 水温センサ
52 吸気温センサ
54 差圧センサ
60 ECU
70 排気絞り弁(低圧用絞り弁)
前記タービンの上流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記コンプレッサの下流側で前記吸気通路に還流させる通路であって、高圧EGR弁により排気ガスの流量が調整される高圧EGR通路と、
前記タービンの下流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記コンプレッサの上流側で前記吸気通路に還流させる通路であって、上流部と下流部との間に配置された低圧EGR弁により排気ガスの流量が調整される低圧EGR通路と、
前記低圧EGR通路の上流側で前記吸気通路を開,閉する第1吸気絞り弁と、
前記コンプレッサの下流側かつ前記高圧EGR通路の上流側となる位置で前記吸気通路を開,閉する第2吸気絞り弁と、
前記低圧EGR通路の上流部と下流部との間の圧力差に基いて排気ガスの還流量を制御するために、前記圧力差を検出する差圧センサと、
内燃機関の燃料カット制御が実行されているときに、前記第1吸気絞り弁を閉弁して前記低圧EGR通路を走行風から遮断すると共に、前記第2吸気絞り弁を閉弁して前記低圧EGR通路を筒内で生じる吸気負圧から遮断し、かつ、前記高圧EGR弁を開弁して筒内からの排出ガスを前記高圧EGR通路から筒内に戻し、更に、前記低圧EGR弁を開弁して前記低圧EGR通路の上流部と下流部とを接続することにより、前記低圧EGR通路の圧力差を零に保持する学習条件設定手段と、
前記学習条件設定手段により前記低圧EGR通路の圧力差を零に保持した状態で、前記差圧センサの出力に基いて当該差圧センサの出力特性を学習する学習制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記学習制御手段は、前記差圧センサの零点出力であるオフセットの温度特性を学習する構成としている。
Claims (5)
- 内燃機関の排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有し、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャと、
前記タービンの上流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記吸気通路に還流させる通路であって、高圧EGR弁により排気ガスの流量が調整される高圧EGR通路と、
前記タービンの下流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記コンプレッサの上流側で前記吸気通路に還流させる通路であって、低圧EGR弁により排気ガスの流量が調整される低圧EGR通路と、
前記コンプレッサの下流側で前記吸気通路を開,閉する高圧用絞り弁と、
前記低圧EGR通路の上流側で前記吸気通路を開,閉する吸気絞り弁と前記低圧EGR通路の下流側で前記排気通路を開,閉する排気絞り弁のうち、何れか一方の絞り弁により構成された低圧用絞り弁と、
前記低圧EGR通路の上流部と下流部との間の圧力差に基いて排気ガスの還流量を制御するために、前記圧力差を検出する差圧センサと、
前記差圧センサの出力特性を学習するために、前記高圧EGR弁、前記低圧EGR弁、前記高圧用絞り弁及び前記低圧用絞り弁のうち少なくとも1つの弁を用いて前記低圧EGR通路の上流部と下流部との間の圧力差を零にする学習条件設定手段と、
前記学習条件設定手段により前記低圧EGR通路の圧力差を零にした状態で、前記差圧センサの出力に基いて出力特性を学習する学習制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記学習条件設定手段は、内燃機関の燃料カット制御が実行されているときに、前記高圧EGR弁と前記低圧EGR弁とを開弁し、かつ前記高圧用絞り弁を閉弁して前記圧力差を零にする構成としてなる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記学習条件設定手段は、内燃機関の燃料カット制御が実行されているときに、前記高圧EGR弁と前記低圧EGR弁とを開弁し、かつ前記高圧用絞り弁と前記低圧用絞り弁とを閉弁して前記圧力差を零にする構成としてなる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記学習条件設定手段は、内燃機関を一時的に停止させる機関停止制御が実行されているときに、前記低圧EGR弁を開弁して前記圧力差を零にする構成としてなる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記差圧センサの温度を取得する温度取得手段を備え、
前記学習制御手段は、前記差圧センサの零点出力であるオフセットの温度特性を学習する構成としてなる請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
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