KR101994075B1 - 엔진의 제어 방법 및 제어 장치 - Google Patents

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히로후미 츠치다
다카유키 하마모토
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
르노 에스.아.에스.
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Abstract

현재의 엔진 운전 상태에 기초하여 EGR 제어 밸브(22)의 기본 개방도(A0)를 설정한다. 배기 온도 센서(33)에 의해 검출되는 실배기계 온도(T1)에 기초하여, EGR 제어 밸브(22)의 전후의 차압(ΔP1)을 산출한다. 현재의 엔진 운전 상태에 대응하는 정상 상태에서의 EGR 제어 밸브(22)의 전후의 차압인 기준 차압(ΔP0)을 산출한다. 기준 차압(ΔP0)의 맥동의 진폭인 기준 맥동 진폭(D)을 산출한다. 차압(ΔP1)과 기준 차압(ΔP0)과 기준 맥동 진폭(D)에 기초하여 기본 개방도(A0)를 보정한다.

Description

엔진의 제어 방법 및 제어 장치
본 발명은 엔진의 배기의 일부를 흡기로 환류시키는 EGR 장치를 구비한 엔진의 제어에 관한 것으로서, 특히, EGR 제어 밸브의 개방도를 보정하는 기술에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 엔진의 배기의 일부를 흡기로 환류하는, 소위 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 장치에 있어서, EGR 가스의 맥동을 고려한 연산을 행함으로써, EGR 가스 유량의 추정 정밀도를 높이는 기술이 개시되어 있다. 구체적으로는, 이 장치에서는, 압력 센서를 사용하여 EGR 통로에 마련된 EGR 밸브의 상류측 압력 및 하류측 압력을 검출하고, 소정 기간에 있어서의 압력비의 변동을 사인파로 변환하고 있다. 그리고, 이 사인파에 기초하여, 압력비를 변수로 하여 EGR 가스의 유량을 산출하기 위한 압력 함수를 산출하고, 이 압력 함수에 기초하여, 소정 기간에 EGR 통로에 흐르는 EGR 가스의 유량을 산출하고 있다.
일본 특허 제5420489호 공보
이러한 종래 기술을 이용하여, 압력 센서를 사용하여 EGR 가스의 맥동 특성을 얻고, 이 특성을 이용하여 EGR 제어 밸브의 개방도를 보정하고자 한 경우, 고응답의 압력 센서는 오차가 크고, 정밀도가 나쁘다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, EGR 제어 밸브의 개방도를 고정밀도로 보정하는 것을 목적으로 한다.
따라서 본 발명에서는, 배기 통로로부터 흡기 통로로 배기 가스의 일부를 환류시키는 EGR 통로를 EGR 제어 밸브에 의해 개폐하고, 상기 EGR 제어 밸브의 기본 개방도를 현재의 엔진 운전 상태에 기초하여 설정하는 엔진의 제어 방법에 있어서,
현재의 배기계의 온도인 실배기계 온도를 검출하고, 상기 실배기계 온도에 기초하여, 상기 EGR 제어 밸브의 전후의 차압을 산출하고, 현재의 엔진 운전 상태에 대응하는 정상 상태에서의 상기 EGR 제어 밸브의 전후의 차압인 기준 차압을 산출하고, 상기 기준 차압의 맥동의 진폭인 기준 맥동 진폭을 산출하고, 상기 차압, 상기 기준 차압, 및 상기 기준 맥동 진폭에 기초하여, 상기 기본 개방도를 보정한다.
본 발명에 따르면, 실제의 실배기계 온도에 기초하는 차압과, 현재의 엔진 운전 상태에 대응하는 기준 차압과, 나아가서는 기준 맥동 진폭에 기초하여 EGR 제어 밸브의 개방도를 보정함으로써 과도적인 배기계 온도의 변화에 기인하는 EGR 가스의 유량 변동을 억제하여, EGR 제어 밸브의 개방도의 보정 정밀도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 EGR 장치를 구비한 엔진의 일례를 도시하는 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 EGR 제어 밸브의 개구 면적의 보정 제어의 흐름을 도시하는 흐름도.
도 3은 흡기 및 배기계를 유체적으로 오리피스로 구성되는 계라고 상정한 경우의 설명도.
도 4는 차압 보정 계수의 산출예를 설명하기 위한 설명도.
도 5는 맥동 보정 계수의 산출예를 설명하기 위한 설명도.
도 6은 EGR 제어 밸브의 전후의 차압의 맥동에 기인하는 EGR 가스 유량의 변동을 도시하는 설명도.
도 7은 (A)가 가속 시, (B)가 감속 시에 있어서의 EGR율의 변화를 도시하는 특성도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 관한 EGR 제어 밸브의 개구 면적의 보정 제어의 흐름을 도시하는 흐름도.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 관한 EGR 제어 밸브의 개구 면적의 보정 제어의 흐름을 도시하는 흐름도.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 관한 EGR 제어 밸브의 개구 면적의 보정 제어의 흐름을 도시하는 흐름도.
이하, 도시 실시예에 의해 본 발명에 따른 엔진의 제어 장치 및 제어 방법에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 관한 EGR 장치를 구비한 엔진을 간략적으로 도시하는 구성도이다.
이 엔진(10)은 터보 과급기(11)를 구비하고 있다. 터보 과급기(11)는 배기 통로(12)에 마련된 터빈(14)과, 흡기 통로(13)에 마련된 컴프레서(15)가 하나의 샤프트(16)에 동축 상에 마련되고, 배기의 흐름에 의해 터빈(14)이 회전 구동되면 컴프레서(15)가 회전하여 흡기를 가압·과급한다. 배기 통로(12)에는, 터빈(14)을 바이패스하는 바이패스 통로(18)가 마련되고, 이 바이패스 통로(18)에는, 과급압을 조정하는 웨이스트게이트 밸브(17)가 마련되어 있다.
또한, 이 엔진(10)에는, 배기 가스의 일부를 흡기로 환류하는 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 장치가 마련되어 있다. 이 EGR 장치는, 배기 통로(12)와 흡기 통로(13)를 연결하는 EGR 통로(21)를 갖고, 이 EGR 통로(21)를 통하여 배기 통로(12)로부터 흡기 통로(13)에 배기의 일부인 EGR 가스를 환류한다. 이 EGR 통로(21)에는, EGR 통로(21) 내를 통류하는 EGR 가스의 유량 및 EGR율(흡입 신기(fresh air)량에 차지하는 EGR 가스양의 비율)을 조정하기 위해서, EGR 통로(21)를 개폐하는 EGR 제어 밸브(22)와, EGR 가스를 냉각하는 EGR 쿨러(23)가 마련되어 있다.
이 EGR 장치는, EGR 통로(21)가 흡기 통로(13)에 합류하는 합류 위치가 컴프레서(15)보다도 상류측에 위치하는, 소위 로우 프레셔 타입의 것이고, 이 EGR 통로(21)의 합류 위치보다도 더욱 상류측의 흡기 통로(13)에는, 흡입 신기량을 조정하는 흡기 유량 조정 밸브(24)가 마련되어 있다.
또한 흡기 통로(13)에는, 컴프레서(15)보다도 하류측에, 흡기 통로(13)를 개폐하는 전자 제어의 스로틀 밸브(25)가 마련됨과 함께, 스로틀 밸브(25)의 하류측에, 흡입되는 신기와 EGR 통로로부터 도입되는 EGR 가스를 맞춘 흡입 공기를 냉각하는 인터쿨러(26)가 마련된다. 또한, 컴프레서(15)의 하류측이면서 스로틀 밸브(25)의 상류측의 흡기 통로(13)에, 흡기중의 산소 농도를 검출하는 산소 농도 센서(27)가 마련되어 있다.
또한, 스로틀 밸브(25)와 흡기 유량 조정 밸브(24) 중, 흡입 공기량의 제어는 기본적으로는 스로틀 밸브(25)에 의해 행하여지고, 흡기 통로(13)에 EGR 가스가 도입되는 EGR 운전 영역에서는, 흡기 유량 조정 밸브(24)를 폐쇄 방향으로 제어하여, 흡입 신기량을 억제하도록 제어된다.
배기 통로(12)에는, 터빈(14)보다도 하류측이며, 또한 EGR 통로(21)가 접속하는 위치보다도 상류측에, 상류측 촉매(31)가 마련됨과 함께, EGR 통로(21)가 접속하는 위치보다도 하류측에 하류측 촉매(32)가 마련되고, 또한, EGR 통로(21)의 접속 위치의 근방에, 현재의 배기계 온도를 검출하는 배기계 온도 검출부로서의 배기 온도 센서(33)가 마련된다.
또한, 하류측 촉매(32)보다도 더욱 하류측의 배기 통로(12)에는, 소음용의 서브머플러(34)와 메인머플러(35)가 직렬로 배치되어 있다.
제어부(40)는 상기 산소 농도 센서(27), 배기 온도 센서(33) 등의 각종 센서로부터 검출되는 신호 등에 기초하여, 웨이스트게이트 밸브(17), EGR 제어 밸브(22), 흡기 유량 조정 밸브(24) 및 스로틀 밸브(25) 등에 제어 신호를 출력하고, 그 동작을 제어한다.
도 2는, EGR 제어 밸브(22)의 개방도에 상당하는 개구 면적의 보정 제어의 흐름을 도시하는 흐름도이다. 이 루틴은 상기 제어부(40)에 의해 지극히 짧은 소정 기일마다(예를 들어 10ms마다) 반복 실행된다. 또한, 이 실시예에서는, EGR 제어 밸브(22)의 개구 면적을 보정하고 있지만, EGR 제어 밸브(22)의 개방도 자체를 보정하는 구성으로 하여도 된다. 또한, 본 실시예에서 사용하는 「압력」이란, 기본적으로, 변동하는 압력의 평균 압력, 즉 압력의 진동 중심의 값을 의미하고 있다.
스텝 S10에서는, EGR 요구가 있는지, 즉 EGR 가스를 흡기 통로(13)로 환류시키는 EGR 운전 영역인지 여부를 판정한다. 이 판정은, 예를 들어 엔진 회전수와 엔진 부하에 기초하여, 미리 설정되어 있는 EGR 운전 영역 설정용의 맵을 참조함으로써 행하여진다. 연비 향상을 도모하기 위해서, EGR 운전 영역은 부분 부하 영역을 포함하는 폭넓은 영역에 설정되어 있다.
스텝 S11에서는, 엔진 회전수 및 엔진 부하에 기초하여, 미리 설정되어 있는 개구 면적 설정용의 맵을 참조하여, EGR 제어 밸브(22)의 기본 개방도에 상당하는 기본 개구 면적 A0을 설정하고, 이 기본 개구 면적 A0을 판독한다(기본 개방도 설정부). 이 기본 개구 면적 A0은, 현재의 엔진 회전수 및 엔진 부하에 따른 목표 EGR율(흡입 공기량 중에서 차지하는 EGR 가스 유량의 비율)이 얻어지도록 설정된다.
스텝 S12에서는, 배기 온도 센서(33)의 검출 신호에 기초하여, 실제의 배기계 온도인 실배기계 온도 T1을 구하고, 이것을 판독한다. 스텝 S13에서는, 미리 엔진 회전수 및 엔진 부하마다 설정되어 있는 기준 배기계 온도 설정용의 맵을 참조하여, 현재의 엔진 회전수 및 엔진 부하에 대응한 정상 상태에 있어서의 배기계 온도인 기준 배기계 온도 T0을 구하고, 이것을 판독한다. 스텝 S14에서는, 상기 실배기계 온도 T1과 기준 배기계 온도 T0의 온도차 ΔT를 산출한다.
스텝 S15에서는, 이 온도차 ΔT의 절댓값이 소정의 역치 이상인지 여부를 판정한다. 온도차 ΔT의 절댓값이 역치 미만이면 실배기계 온도 T1이 기준 배기계 온도 T0에 가까운 정상 상태에 있고, 배기계 온도의 비평형에 기인하는 EGR 제어 밸브(22)의 개구 면적(개방도)의 변동이 작다고 판단하고, EGR 제어 밸브(22)의 개구 면적의 보정을 행하는 일 없이 본 루틴을 종료한다. 따라서, 스텝 S11에서 구한 기본 개구 면적 A0에 기초하여 EGR 제어 밸브(22)의 개방도가 제어되게 된다.
한편, 온도차 ΔT의 절댓값이 역치 이상이면, 실배기계 온도 T1이 기준 배기계 온도 T0과 괴리된 온도 비평형 상태에 있고, 배기계 온도의 비평형에 기인하는 EGR 제어 밸브(22)의 개구 면적(개방도)의 변동이 크다고 판단하고, 스텝 S16 이후로 진행하여, EGR 제어 밸브(22)의 개구 면적의 보정 처리를 실시한다.
우선 스텝 S16에서는, 실배기계 온도 T1에 기초하여, 현재의 EGR 제어 밸브(22)의 상류측의 압력인 상류측 실압력 P1exh를 산출한다. 구체적인 산출예에 대해서는 후술한다. 스텝 S17에서는, 현재의 엔진 회전수 및 엔진 부하에 기초하여, 미리 설정되어 있는 상류측 기준 압력 설정용 맵을 참조하여, 정상 상태로의 EGR 제어 밸브(22)의 상류측의 압력인 상류측 기준 압력 P0exh를 구하고, 이것을 판독한다.
스텝 S18에서는, 현재의 엔진 회전수 및 엔진 부하에 기초하여, 미리 설정되어 있는 하류측 압력 설정용 맵을 참조하여, EGR 제어 밸브(22)의 하류측 압력 Pin을 구하고, 이것을 판독한다.
스텝 S19에서는, 상류측 실압력 P1exh와 하류측 압력 Pin에 기초하여, 실제의 EGR 제어 밸브(22)의 전후의 압력의 차에 상당하는 차압 ΔP1을 산출하고, 이것을 판독한다(차압 산출부). 구체적으로는, 상류측 실압력 P1exh로부터 하류측 압력 Pin을 감산하여 차압 ΔP1(=P1exh-Pin)을 구한다.
스텝 S20에서는, 상류측 기준 압력 P0exh와 하류측 압력 Pin에 기초하여, 정상 상태에서의 EGR 제어 밸브(22)의 전후의 압력의 차에 상당하는 기준 차압 ΔP0을 산출하고, 이것을 판독한다(기준 차압 산출부). 구체적으로는, 상류측 기준 압력 P0exh로부터 하류측 압력 Pin을 감산하여 기준 차압 ΔP0을 구한다.
스텝 S21에서는, 상기 차압 ΔP1과 기준 차압 ΔP0에 기초하여, EGR 제어 밸브(22)의 개구 면적의 차압 보정 계수 K1을 산출한다. 이 차압 보정 계수 K1의 구체적인 산출예에 대해서는 후술한다.
스텝 S22에서는, 엔진 회전수 및 엔진 부하에 기초하여, 미리 설정되어 있는 기준 맥동 진폭 설정용의 맵을 참조하여, 정상 상태에 있어서의 EGR 제어 밸브(22)의 전후의 차압, 즉 기준 차압의 맥동의 진폭인 기준 맥동 진폭 D0을 구하고, 이것을 판독한다(기준 맥동 진폭 산출부). 스텝 S23에서는, 엔진 회전수 및 엔진 부하에 기초하여 기준 차압 ΔP0의 맥동 주기 W를 산출한다.
스텝 S24에서는, 맥동 주기 W, 기준 맥동 진폭 D0, 및 차압 ΔP1에 기초하여, 차압 ΔP1의 맥동을 고려한 맥동 유량으로서, 차압 ΔP1의 맥동의 1주기당 EGR 가스 질량 유량에 상당하는 실맥동 유량 Q'1을 추정한다. 스텝 S25에서는, 맥동 주기 W, 기준 맥동 진폭 D0, 및 기준 차압 ΔP0에 기초하여, 기준 차압 ΔP0의 맥동을 고려한 맥동 유량으로서, 기준 차압 ΔP0의 맥동의 1주기당 EGR 가스 질량 유량에 상당하는 기준 맥동 유량 Q'0을 추정한다.
스텝 S26에서는, 상기 실맥동 유량 Q'1과 기준 맥동 유량 Q'0이 동등해지도록, EGR 제어 밸브(22)의 기본 개구 면적 A0에 대한 맥동 보정 계수 K2를 산출한다(맥동 보정 계수 산출부). 구체적인 산출예에 대해서는 도 5를 참조하여 후술한다.
또한, 상기 스텝 S24, S25의 내용은, 이해를 용이하게 하기 위해서, 맥동 보정 계수 K2를 도출하는 이론을 설명하기 위하여 사용되는 실맥동 유량 Q'1과 기준 맥동 유량 Q'0을 나타낸 것으로, 실제로 엔진에 실장되는 처리 내용을 나타내는 것은 아니다.
스텝 S27에서는, 상기 차압 보정 계수 K1과 맥동 보정 계수 K2에 기초하여, 최종적인 EGR 제어 밸브(22)의 기본 개구 면적 A0에 대한 보정 계수 K3을 산출한다. 구체적으로는, 양자 K1, K2를 승산함으로써 최종적인 보정 계수 K3을 구한다.
스텝 S28에서는, 최종적인 보정 계수 K3을 사용하여, EGR 제어 밸브(22)의 기본 개구 면적 A0을 보정한다(보정부). 구체적으로는, 기본 개구 면적 A0에 최종적인 보정 계수 K3을 승산함으로써, EGR 제어 밸브(22)의 최종적인 개구 면적 A1을 구한다. 이렇게 스텝 S16 이후의 보정 처리를 행한 경우, 제어부(40)는 최종적인 개구 면적 A1에 기초하여 EGR 제어 밸브(22)의 개방도를 제어한다.
도 3 내지 도 5에 있어서, 참조 부호에 「0」을 붙인 것은, 기준 배기계 온도 T0에서의 정상 상태에 있어서의 파라미터이며, 참조 부호에 「1」을 붙인 것은, 실배기계 온도 T1이 기준 배기계 온도 T0으로부터 소정의 역치 이상으로 괴리된 온도 비평형 상태에 있어서의 파라미터이다.
도 3을 참조하여, 스텝 S16에 있어서의 상류측 실압력 P1exh의 산출의 예를 설명한다. 흡기 및 배기계를 유체적으로 오리피스로 구성되는 계로서 생각하면, EGR 제어 밸브(22)의 상류측의 배기 밀도는, 정상 시 및 온도 비평형 시에서 각각 이하와 같이 된다.
ρ0exh=ρ0×T0/(T0+T0cat)
ρ1exh=ρ0×T0/(T0+T1cat)
하류측 촉매(32)의 하류측의 실배기계 온도 T1cat는, 실배기계 온도 T1로부터 구해진다.
따라서, 상류측 실압력 P1exh는,
P1exh=P0exh×ρ0exh/ρ1exh
가 된다.
다음으로 도 4를 참조하여, 스텝 S21의 차압 보정 계수 K1의 산출예에 대하여 설명한다. 흡기 및 배기계를 유체적으로 오리피스로 구성되는 계로서 생각하면, 베르누이의 식으로부터,
1/2×ρ0exh×v0exh2+P0exh=1/2×ρ0×v02+P0
EGR 제어 밸브(22)의 상류에서의 유속=0이라 하면,
P0exh=1/2×ρ0×v02+P0
1/2×ρ0×v02=P0exh-P0
v0={2×(P0exh-P0)/ρ0}1/2 …(1)
연속의 식으로부터,
Q0=ρ0×Cd0×A0×v0 [kg/s]
(1)식을 대입하여,
Q0=Cd0×A0×{2×ρ0×(P0exh-P0)}1/2
P0≒Pin이므로,
Q0=Cd0×A0×{2×ρ0×(P0exh-Pin)}1/2
ΔP=P0exh-Pin로 놓으면, 정상 시에 있어서의 EGR 통로(21)를 통과하는 EGR 가스의 유량은,
Q0=Cd0×A0×(2×ρ0×ΔP0)1/2
마찬가지로, 온도 비평형 시의 EGR 가스의 유량은,
Q1=Cd1×A1×(2×ρ1×ΔP1)1/2
Q0=Q1로 하려면,
Cd0×A0×(2×ρ0×ΔP0)1/2=Cd1×A1×(2×ρ1×ΔP1)1/2
Cd0≒Cd1이라 하면,
A0×(2×ρ0×ΔP0)1/2=A1×(2×ρ1×ΔP1)1/2
A1=A0×{(ρ0×ΔP0)/(ρ1×ΔP1)}1/2
Cd0≒Cd1이라 하면,
A0×(2×ρ0×ΔP0)1/2=A1×(2×ρ1×ΔP1)1/2
A1=A0×{(ρ0×ΔP0)/(ρ1×ΔP1)}1/2
따라서, 차압 보정 계수 K1은,
K1={(ρ0×ΔP0)/(ρ1×ΔP1)}1/2 …(2)
간이적으로 ρ0≒ρ1로 하는 경우의 차압 보정 계수 K1은,
K1=(ΔP0/ΔP1)1/2 …(2)'
이 된다.
이어서, 도 5를 참조하여, 스텝 S26에 있어서의 맥동 보정 계수 K2의 산출예에 대하여 설명한다. EGR 제어 밸브(22)를 오리피스로 구성되는 계로 간주하면, EGR 통로(21)에 흐르는 EGR 가스의 유량 Q, 즉 EGR 제어 밸브(22)를 통과하는 질량 유량 Q는,
Q=Cd×A×(2×ρ×ΔP)1/2
Q: EGR 가스 질량 유량 [kg/s]
Cd: EGR 제어 밸브의 유량 계수 [-]
ρ: EGR 가스 밀도 [kg/㎥]
ΔP: EGR 제어 밸브의 전후의 차압 [kPa]
C=Cd×(2×ρ)1/2로 놓으면,
Q=C×A×ΔP1 /2
여기서, EGR 통로(21)에 도입되는 배기 가스의 맥동 영향에 의해, EGR 제어 밸브(22)의 전후의 차압 ΔP도 맥동한다. 이 차압 ΔP의 맥동을 사인파로 변환하고, 그 맥동 진폭을 D라 하면, 차압의 맥동의 1주기당 평균 EGR 가스 질량 유량인 맥동 유량 Q'는,
Q'=1/W×∫{A×C×(ΔP+D×sin(ωt))1/2}dt
W: 차압의 맥동 주기 [sec]
ΔP: EGR 제어 밸브의 전후의 차압(의 진동 중심) [kPa]
D: 차압의 맥동 진폭 [kPa]
ω: 맥동의 각속도(=2π/W) [rad/sec]
이 된다.
따라서, 온도 비평형 시에 있어서의 차압 ΔP1의 실맥동 유량을 Q'1, 정상 시에 있어서의 기준 차압 ΔP0의 기준 맥동 유량을 Q'0이라 하면,
Q'1=1/W×∫{A1×C×(ΔP1+D1×sin(ωt))1/2}dt …(3)
Q'0=1/W×∫{A0×C×(ΔP0+D0×sin(ωt))1/2}dt …(4)
이 된다.
EGR 제어 밸브(22)의 기본 개구 면적 A0을 보정하여 실맥동 유량 Q'1과 기준 맥동 유량 Q'0을 동등하게 하려면,
1/W×∫{A1×C×(ΔP1+D1×sin(ωt))1/2}dt
=1/W×∫{A0×C×(ΔP0+D0×sin(ωt))1/2}dt
따라서, Q'1=Q'0으로 하는 EGR 제어 밸브의 개구 면적 A1은,
A1=[∫{(ΔP0+D0×sin(ωt))1/2}dt/∫{(ΔP1+D1×sin(ωt))1/2}dt]×A0
따라서, Q'1=Q'0으로 하기 위한 맥동 보정 계수 K2는,
K2=[∫{(ΔP0+D0×sin(ωt))1/2}dt/∫{(ΔP1+D1×sin(ωt))1/2}dt] …(5)
이 된다.
또한, 후술하는 제2, 제3 실시예에서는 차압의 맥동인 실맥동 진폭 D1을 산출하고 있기 때문에 상기 식 (3) 내지 (5)가 적용되지만, 이 제1 실시예에서는, 간이적으로 실맥동 진폭 D1에 기준 맥동 진폭 D0의 값을 사용하고 있으며(D1=D0), 이 때문에, 상기 식 (3), (5)식은 각각 이하의 식 (3)',(5)'이 된다.
Q'1=1/W×∫{A1×C×(ΔP1+D1×sin(ωt))1/2}dt …(3)'
K2=[∫{(ΔP0+D0×sin(ωt))1/2}dt/∫{(ΔP1+D0×sin(ωt))1/2}dt] …(5)'
이렇게 본 실시예에서는, 실배기계 온도 T1에서의 차압 ΔP1과 기준 배기계 온도 T0에서의 기준 차압 ΔP0을 구하고, 이들 차압을 고려한 차압 보정 계수 K1과, 차압의 맥동을 고려한 맥동 보정 계수 K2를 사용하여 EGR 제어 밸브(22)의 기본 개구 면적 A0을 보정하도록 구성했으므로, 가속 시나 감속 시와 같이, 배기계 온도가 급격하게 변화하는 온도 비평형 시이더라도, EGR 제어 밸브(22)의 기본 개구 면적 A0을 고정밀도로 보정하는 것이 가능하다. 또한, 압력 센서를 사용하지 않고 차압 보정 계수 K1이나 맥동 보정 계수 K2를 구하고 있기 때문에, 압력 센서의 오차에 의한 악영향을 받는 일이 없다.
도 6은, 온도 비평형 시에 있어서의 차압 ΔP의 맥동과 EGR 가스의 유량 Q의 관계를 도시하고 있다. 동도에 도시하는 바와 같이, 차압 ΔP가 작은 비선형 영역에서는, 맥동 진폭이 +측과 -측에서 대칭이더라도, 현재의 실배기계 온도 T1에 있어서의 EGR 가스의 실류량 Q1은, 정상 상태에 있어서의 기준 유량 Q0에 대하여 마이너스측으로 어긋난다. 따라서, EGR 제어 밸브(22)의 기본 개구 면적 A0을 증가측으로 보정할 필요가 있다. 한편, 차압 ΔP가 큰 선형 영역에서는, 맥동 진폭이 +측과 -측에서 대칭이면, 실류량 Q1은 기준 유량 Q0에 대하여 거의 어긋나는 일이 없다. 따라서, 기본 개구 면적 A0을 보정할 필요가 없다. 이와 같이, 온도 비평형 시에는 차압의 맥동 영향에 의해 실류량 Q1이 기준 유량 Q0에 대하여 특유한 어긋남 방식을 취하기는 하지만, 본 실시예에서는, 실맥동 유량 Q'1과 기준 맥동 유량 Q'0을 동등하게 하게 맥동 보정 계수 K2를 산출하고, 이 맥동 보정 계수 K2를 사용하여 기본 개구 면적 A0을 보정하고 있기 때문에, 이러한 온도 비평형 시에 있어서의 차압의 맥동에 기인하는 EGR 가스 유량의 변동을 저감하여, EGR 제어 밸브(22)의 개구 면적 A1을 고정밀도로 보정하는 것이 가능하다.
도 7의 (A)는 가속 시에 있어서의 EGR 제어 밸브(22)의 EGR율의 변화를 나타내고 있다. 가속 시, 특히 가속 초기에는, 엔진 회전수 및 엔진 부하의 상승에 비하여 배기계 온도의 상승이 따르지 못해서, 실배기계 온도 T1이 기준 배기계 온도 T0에 대하여 과도적으로 낮아진다. 이 때문에, 본 실시예의 보정을 실시하지 않는 경우, 특히 가속 초기에 있어서, EGR 제어 밸브(22)의 개구 면적이 작아져, 목표 EGR율에 비하여 실제의 EGR율이 낮아지는 경향이 있다. 이에 반해, 상술한 차압 보정 계수 K1을 사용한 보정을 실시하면, 배기계 온도가 비평형이 되는 가속 초기에 개구 면적이 증가측으로 보정되게 되어, 실EGR율이 증가하여 목표 EGR율에 접근할 수 있다. 또한, 상기 실시예와 같이 차압 보정 계수 K1과 맥동 보정 계수 K2의 양쪽을 사용한 보정을 실시함으로써, 배기계 온도가 비평형이 되는 가속 초기에 개구 면적이 더욱 증가측으로 보정됨으로써, 실EGR율을 더욱 목표 EGR율에 근접시키는 것이 가능하게 된다.
도 7의 (B)는 감속 시에 있어서의 EGR 제어 밸브(22)의 EGR율의 변화를 나타내고 있다. 감속 시, 특히 감속 초기에는, 엔진 회전수 및 엔진 부하의 저하에 비하여 배기계 온도의 저하가 따르지 못해서, 실배기계 온도 T1이 기준 배기계 온도 T0에 대하여 과도적으로 높아진다. 이 때문에, 본 실시예의 보정을 실시하지 않는 경우, 특히 감속 초기에 있어서, EGR 제어 밸브(22)의 개구 면적이 커져서, 목표 EGR율에 비하여 실제의 EGR율이 높아지는 경향이 있다. 이에 반해, 상술한 차압 보정 계수 K1을 사용한 보정을 실시함으로써, 배기계 온도가 비평형이 되는 감속 초기에 개구 면적이 저하측으로 보정되어, 실EGR율을 저하시켜서 목표 EGR율에 근접시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 실시예와 같이 차압 보정 계수 K1과 맥동 보정 계수 K2의 양쪽을 사용한 보정을 실시함으로써, 감속 초기에 개구 면적이 더욱 저하측으로 보정되기 때문에, 실EGR율을 더욱 목표 EGR율에 근접시킬 수 있다.
이하에 설명하는 실시예에서는, 기본적으로는 제1 실시예와 마찬가지이기 때문에 중복 설명을 생략하고, 제1 실시예와 상이한 부분에 대하여 설명한다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 관한 EGR 제어 밸브(22)의 기본 개구 면적 A0의 보정 제어의 흐름을 도시하는 흐름도이다. 이 제2 실시예에서는, 또한 보정 정밀도를 높이기 위해서, 온도차 ΔT에 기초하여 기준 맥동 진폭 D0을 보정하여 실맥동 진폭 D1을 구하고, 식 (3), (5)에 나타내는 바와 같이, 이 실맥동 진폭 D1을 사용하여 실맥동 유량 Q'1 및 맥동 보정 계수 K2를 산출하고 있다.
구체적으로 도 8의 흐름도를 사용하여 설명하면 스텝 S10 내지 S22의 처리는 상기 제1 실시예와 동일하다. 스텝 S22에 이어지는 스텝 S22A에서는, 실배기계 온도 T1과 기준 배기계 온도 T0의 온도차 ΔT에 기초하여, 기준 맥동 진폭 D0에 대한 진폭 보정 계수 Da를 산출한다. 계속되는 스텝 S22B에서는, 기준 맥동 진폭 D0과 진폭 보정 계수 Da에 기초하여, 현재의 실배기계 온도 T1에 있어서의 실맥동 진폭 D1을 산출한다. 구체적으로는, 기준 맥동 진폭 D0과 진폭 보정 계수 Da를 승산하여 실맥동 진폭 D1을 구한다. 스텝 S23에서는 상기 제1 실시예와 마찬가지로 차압의 맥동 주기 W를 산출한다. 그리고 스텝 S24A에서는, 맥동 주기 W, 실맥동 진폭 D1, 및 차압 ΔP1에 기초하여, EGR 통로(21)를 통과하는 EGR 가스의 실맥동 유량 Q'1을 산출한다. 이하의 스텝 S25 내지 S28의 처리는 제1 실시예와 동일하다.
이러한 제2 실시예에 의하면, 실배기계 온도 T1에 있어서의 실맥동 진폭 D1을 산출하고, 이 실맥동 진폭 D1을 사용하여 실배기계 온도 T1에 있어서의 실맥동 유량 Q'1 및 맥동 보정 계수 K2를 구하도록 했으므로, 제1 실시예에 비하여 더욱 보정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 관한 EGR 제어 밸브(22)의 기본 개구 면적 A0의 보정 제어의 흐름을 도시하는 흐름도이다. 이 제3 실시예에서는, 보정 정밀도를 높이기 위해서, 웨이스트게이트 밸브(17)의 개방도 Awg에 기초하여 기준 맥동 진폭 D0을 보정하고, 차압 ΔP1의 맥동의 진폭인 실맥동 진폭 D1을 구하고 있다.
구체적으로 도 9의 흐름도를 사용하여 설명하면 스텝 S10 내지 S22의 처리는 상기 제1 실시예와 동일하다. 스텝 S22에 이어지는 스텝 S22C에서는, 웨이스트게이트 밸브(17)의 개방도 Awg를 판독한다. 계속되는 스텝 S22D에서는, 웨이스트게이트 밸브(17)의 개방도 Awg에 기초하여 진폭 보정 계수 Dwg를 산출한다. 스텝 S22E에서는, 기준 맥동 진폭 D0과 진폭 보정 계수 Dwg에 기초하여, 현재의 실맥동 진폭 D1을 산출한다. 구체적으로는, 기준 맥동 진폭 D0과 진폭 보정 계수 Dwg를 승산하여 실맥동 진폭 D1을 구한다. 스텝 S23에서는 상기 제1 실시예와 마찬가지로 차압의 맥동 주기 W를 산출한다. 그리고 스텝 S24B에서는, 맥동 주기 W, 실맥동 진폭 D1, 및 차압 ΔP1에 기초하여, EGR 가스의 실맥동 유량 Q'1을 산출한다. 이하의 스텝 S25 내지 28의 처리는 제1 실시예와 동일하다.
이러한 제3 실시예에 의하면, 웨이스트게이트 밸브(17)의 개방도 Awg를 사용하여 실맥동 진폭 D1을 산출하고, 이 실맥동 진폭 D1에 기초하여 실맥동 유량 Q'1 및 맥동 보정 계수 K2를 구하도록 했으므로, 제1 실시예에 비하여 더욱 보정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 관한 EGR 제어 밸브(22)의 기본 개구 면적 A0의 보정 제어의 흐름을 도시하는 흐름도이다. EGR 요구가 있는 경우, EGR율(또는 EGR 제어 밸브(22)의 개방도 또는 개구 면적)에 따라, EGR 통로(21)보다도 상류측의 흡기 통로(13)에 마련된 흡기 유량 조정 밸브(24)를 조여서, 신기량을 저하시키고 있다. 그리고 제4 실시예에서는, 흡기 유량 조정 밸브(24)의 폐쇄 방향으로의 구동이 완료되고, 실제로 EGR 가스가 도입될 수 있는 상황이 되는 것을 기다려서, 제1 실시예와 동일한 제어를 실시한다.
구체적으로 도 10의 흐름도를 사용하여 설명하면 스텝 S10에서 EGR 요구가 있다고 판정된 경우에, 스텝 S10A로 진행하여, 흡기 유량 조정 밸브(24)의 목표 개방도를 설정한다. 이 목표 개방도는, EGR율에 따라서 흡입 신기량을 저감하도록 폐쇄 방향의 값으로 설정된다.
스텝 S10B에서는, 상기 목표 개방도를 향하여 흡기 유량 조정 밸브(24)를 구동 제어한다. 스텝 S10C에서는, 상기 목표 개방도에 달하여 흡기 유량 조정 밸브(24)의 구동이 완료되었는지를 판정한다. 이 판정은, 예를 들어 간이적으로 구동 완료에 대응한 소정 기간이 경과했는지를 판정하도록 해도 되고, 또는 센서에 의해 직접적으로 검출해도 되고, 또는 엔진 운전 상태로부터 추정해도 된다. 흡기 유량 조정 밸브(24)의 구동이 완료되지 않은 경우에는 본 루틴을 종료한다.
흡기 유량 조정 밸브(24)의 구동이 완료되었다고 판정되면, 스텝 S11로 진행하여, 상기 제1 실시예와 마찬가지로, 엔진 회전수 및 엔진 부하에 기초하여, 미리 설정되어 있는 개구 면적 설정용의 맵을 참조하여, EGR 제어 밸브(22)의 기본 개방도에 상당하는 기본 개구 면적 A0을 구하고, 이 기본 개구 면적 A0을 판독한다. 이하의 스텝 S12 내지 S28의 처리는 제1 실시예와 동일하다.
이러한 제4 실시예에 의하면, 흡기 유량 조정 밸브(24)의 구동 완료 후에 개구 면적의 보정 제어를 실시하고 있으므로, 흡입 신기량을 감소시키기 전에 EGR 가스가 과잉으로 흡기 통로(13)에 도입되는 사태를 확실하게 억제할 수 있다.
이상과 같은 실시예의 특징적인 구성 및 작용 효과에 대하여 이하에 열기한다.
[1] 현재의 엔진 운전 상태에 기초하여 EGR 제어 밸브(22)의 기본 개방도(기본 개구 면적 A0)를 설정하고, 실배기계 온도 T1에 기초하여, EGR 제어 밸브(22)의 전후의 차압 ΔP1을 산출하고, 현재의 엔진 운전 상태에 대응하는 정상 상태에서의 EGR 제어 밸브(22)의 전후의 차압인 기준 차압 ΔP0을 산출한다. 그리고, 기준 차압 ΔP0의 맥동의 진폭인 기준 맥동 진폭 D0을 산출하고, 하기 식 (5)'에 나타내는 바와 같이, 차압 ΔP1, 기준 차압 ΔP0, 및 기준 맥동 진폭 D0에 기초하여, 맥동 보정 계수 K2를 산출하고, 이 맥동 보정 계수 K2에 기초하여 기본 개방도(A0)를 보정하고 있다.
K2=[∫{(ΔP0+D0×sin(ωt))1/2}dt/∫{(ΔP1+D0×sin(ωt))1/2}dt] …(5)'
바꾸어 말하면, 하기 식 (3)'에 나타내는 바와 같이 차압 ΔP1의 맥동을 고려한 실맥동 유량 Q'1과, 하기 식 (4)에 나타내는 바와 같이 기준 차압 ΔP0의 맥동을 고려한 기준 맥동 유량 Q'0가 동등해지도록 맥동 보정 계수 K2를 산출하고 있다.
Q'1=1/W×∫{A1×C×(ΔP1+D0×sin(ωt))1/2}dt …(3)'
Q'0=1/W×∫{A0×C×(ΔP0+D0×sin(ωt))1/2}dt …(4)
따라서, 도 6을 참조하여 상술한 바와 같이, 온도 비평형 시에는 차압의 맥동 영향에 의해 실류량 Q1이 기준 유량 Q0에 대하여 특유한 어긋남 방식을 취하기는 하지만, 상기 맥동 보정 계수 K2를 사용하여 기본 개구 면적 A0을 보정함으로써 이러한 온도 비평형 시에 있어서의 차압의 맥동에 기인하는 EGR 가스 유량의 변동을 저감하여, EGR 제어 밸브(22)의 개방도(개구 면적)를 고정밀도로 보정할 수 있다.
[2] 바람직하게는, 상기 차압의 맥동의 1주기당 평균 EGR 가스 유량인 실맥동 유량과, 상기 기준 차압의 맥동의 1주기당 평균 EGR 가스 유량인 기준 맥동 유량이 동등해지도록 맥동 보정 계수를 산출하고, 이 맥동 보정 계수를 사용하여 상기 기본 개방도를 보정한다.
[3] 또한, 상기 실배기계 온도에 있어서의 EGR 가스의 유량과, 상기 정상 상태에 있어서의 EGR 가스의 유량이 동등해지도록 차압 보정 계수 K1을 산출하고, 이 차압 보정 계수 K1에 기초하여 기본 개방도(기본 개구 면적 A0)를 보정하고 있다. 이에 의해, 온도 비평형 시에 있어서의 차압 ΔP1과 기준 차압 ΔP0의 변동에 기인하는 제어 정밀도의 저하를 억제하여, 보정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
[4] 바람직하게는, 현재의 엔진 운전 상태에 대응하는 정상 상태에 있어서의 배기계 온도인 기준 배기계 온도 T0을 산출하고, 실배기계 온도 T1과 기준 배기계 온도 T0의 온도차 ΔT가 소정의 역치 이상일 경우에, 상기 기본 개방도의 보정을 실시한다.
[5] 도 8에 도시하는 제2 실시예에서는, 보정 정밀도의 향상을 도모하기 위해서, 실배기계 온도와 기준 배기계 온도의 온도차 ΔT와, 기준 맥동 진폭 D0에 기초하여 실맥동 진폭 D1을 산출하고 있다(스텝 S22A, S22B 참조). 그리고, 상기 식 (5)에 나타내는 바와 같이, 이 실맥동 진폭 D1을 사용하여 맥동 보정 계수 K2를 산출하고 있다.
[6] 도 9에 도시하는 제3 실시예에서는, 보정 정밀도의 향상을 도모하기 위해서, 웨이스트게이트 밸브의 개방도 Awg와 기준 맥동 진폭 D0에 기초하여 실맥동 진폭 D1을 산출하고 있다(스텝 S22C 내지 S22E 참조). 그리고, 상기 식 (5)에 나타내는 바와 같이, 이 실맥동 진폭 D1을 사용하여 맥동 보정 계수 K2를 산출하고 있다.
[7] 도 10에 도시하는 제4 실시예에서는, 스텝 S10 및 S10A 내지 S10C에 나타내는 바와 같이, EGR 요구가 있는 경우, EGR 통로(21)가 접속하는 위치보다도 상류측의 흡기 통로(13)에 마련된 흡기 유량 조정 밸브(24)를 폐쇄 방향으로 구동하고, 이 흡기 유량 조정 밸브(24)의 폐쇄 방향으로의 구동이 완료되고, 흡입 신기량이 줄어들고 나서, 상술한 보정 제어, 즉 EGR 가스의 도입을 실시하도록 하고 있다.
[8] 상기 보정 제어를 적용함으로써, 차량 가속 시에는 EGR 제어 밸브(22)의 개방도(개구 면적)가 증가 방향으로 보정된다. 따라서, 도 7의 (A)에 도시하는 바와 같이, 가속 시, 특히 가속 초기에 실EGR율을 증가시켜서 목표 EGR율에 접근할 수 있어, EGR율의 응답 지연을 억제할 수 있다.
[9] 한편, 차량 감속 시에는, EGR 제어 밸브(22)의 기본 개방도가 저하 방향으로 보정된다. 따라서, 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이, 감속 시, 특히 감속 초기에 실EGR율을 저하시켜서 목표 EGR율에 근접시키는 것이 가능하게 되어, EGR율의 오버슈트를 억제할 수 있다.
이상과 같이 본 발명을 구체적인 실시예에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형·변경을 포함하는 것이다. 예를 들어, 상기 실시예에서는, 터보 과급기를 구비한 엔진에 본 발명을 적용하고 있지만, 터보 과급기를 구비하지 않는 자연 흡기의 엔진에도 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 배기 통로로부터 흡기 통로로 배기 가스의 일부를 환류시키는 EGR 통로를 EGR 제어 밸브에 의해 개폐하고,
    상기 EGR 제어 밸브의 기본 개방도를 현재의 엔진 운전 상태에 기초하여 설정하는 엔진의 제어 방법에 있어서,
    현재의 배기계의 온도인 실배기계 온도를 검출하고,
    상기 실배기계 온도에 기초하여, 상기 EGR 제어 밸브의 전후의 차압을 산출하고,
    현재의 엔진 운전 상태에 대응하는 정상 상태에서의 상기 EGR 제어 밸브의 전후의 차압인 기준 차압을 산출하고,
    상기 기준 차압의 맥동의 진폭인 기준 맥동 진폭을 산출하고,
    상기 차압, 상기 기준 차압, 및 상기 기준 맥동 진폭에 기초하여, 상기 기본 개방도를 보정하는 엔진의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차압의 맥동의 1주기당 평균 EGR 가스 유량인 실맥동 유량과, 상기 기준 차압의 맥동의 1주기당 평균 EGR 가스 유량인 기준 맥동 유량이 동등해지도록 맥동 보정 계수를 산출하고,
    이 맥동 보정 계수를 사용하여 상기 기본 개방도를 보정하는 엔진의 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실배기계 온도에 있어서의 EGR 가스의 유량과, 상기 정상 상태에 있어서의 EGR 가스의 유량이 동등해지도록 차압 보정 계수를 산출하고,
    이 차압 보정 계수를 사용하여 상기 기본 개방도를 보정하는 엔진의 제어 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 현재의 엔진 운전 상태에 대응하는 정상 상태에 있어서의 배기계 온도인 기준 배기계 온도를 산출하고,
    상기 실배기계 온도와 상기 기준 배기계 온도의 온도차가 소정의 역치 이상일 경우에, 상기 기본 개방도의 보정을 실시하는 엔진의 제어 방법.
  5. 제2항에 있어서, 현재의 엔진 운전 상태에 대응하는 정상 상태에 있어서의 배기계 온도인 기준 배기계 온도를 산출하고,
    상기 실배기계 온도와 상기 기준 배기계 온도의 온도차와, 상기 기준 맥동 진폭에 기초하여, 상기 차압의 맥동의 진폭인 실맥동 진폭을 산출하고,
    상기 차압, 상기 기준 차압, 상기 실맥동 진폭, 및 상기 기준 맥동 진폭에 기초하여, 상기 맥동 보정 계수를 산출하는 엔진의 제어 방법.
  6. 제2항에 있어서, 흡기를 과급하는 터보 과급기와,
    상기 터보 과급기에 의한 과급압을 조정하는 웨이스트게이트 밸브를 갖고,
    상기 웨이스트게이트 밸브의 개방도와 상기 기준 맥동 진폭에 기초하여, 상기 차압의 맥동의 진폭인 실맥동 진폭을 산출하고,
    상기 차압, 상기 기준 차압, 상기 실맥동 진폭, 및 상기 기준 맥동 진폭에 기초하여, 상기 맥동 보정 계수를 산출하는 엔진의 제어 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 EGR 통로가 흡기 통로에 접속하는 위치보다도 상류측의 흡기 통로에, 흡기 유량을 조정하는 흡기 유량 조정 밸브를 갖고,
    EGR 요구가 있는 경우, 상기 흡기 유량 조정 밸브를 폐쇄 방향으로 구동하고,
    상기 흡기 유량 조정 밸브의 폐쇄 방향으로의 구동 완료 후에, 상기 기본 개방도의 보정을 행하는 엔진의 제어 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차량 가속 시에는, 상기 기본 개방도를 증가 방향으로 보정하는 엔진의 제어 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차량 감속 시에는, 상기 기본 개방도를 저하 방향으로 보정하는 엔진의 제어 방법.
  10. 배기 통로로부터 흡기 통로로 배기 가스의 일부를 환류시키는 EGR 통로와,
    이 EGR 통로를 개폐하는 EGR 제어 밸브와,
    현재의 엔진 운전 상태에 기초하여 EGR 제어 밸브의 기본 개방도를 설정하는 기본 개방도 설정부를 갖는 엔진의 제어 장치에 있어서,
    배기계 온도를 검출하는 배기계 온도 검출부와,
    상기 배기계 온도 검출부에 의해 검출되는 실배기계 온도에 기초하여, 상기 EGR 제어 밸브의 전후의 차압을 산출하는 차압 산출부와,
    현재의 엔진 운전 상태에 대응하는 정상 상태에서의 상기 EGR 제어 밸브의 전후의 차압인 기준 차압을 산출하는 기준 차압 산출부와,
    상기 기준 차압의 맥동의 진폭인 기준 맥동 진폭을 산출하는 기준 맥동 진폭 산출부와,
    상기 차압, 상기 기준 차압, 및 상기 기준 맥동 진폭에 기초하여, 상기 기본 개방도를 보정하는 보정부
    를 갖는 엔진의 제어 장치.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3044046B1 (fr) * 2015-11-25 2019-09-13 Continental Automotive France Procede de controle d'un moteur thermique
JP7433328B2 (ja) * 2019-09-06 2024-02-19 日産自動車株式会社 Ｅｇｒ制御方法及びｅｇｒ制御装置
US11313291B2 (en) * 2020-08-03 2022-04-26 GM Global Technology Operations LLC Secondary throttle control systems and methods
JP7480730B2 (ja) * 2021-03-16 2024-05-10 トヨタ自動車株式会社 Ｅｇｒ弁の劣化度算出システム、内燃機関の制御装置、及び車両
CN114320629B (zh) * 2022-03-04 2022-07-15 潍柴动力股份有限公司 一种阀门开度确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN114860006B (zh) * 2022-04-15 2024-01-16 青岛明华电子仪器有限公司 一种气体流量控制装置的浓度补偿方法
CN114962021B (zh) * 2022-06-28 2023-08-22 东风汽车集团股份有限公司 一种egr闭环控制优化设计方法
CN117418944B (zh) * 2023-12-18 2024-03-19 潍柴动力股份有限公司 Egr系统的控制方法、装置、电子设备及存储介质
CN117418946B (zh) * 2023-12-18 2024-04-16 潍柴动力股份有限公司 一种egr系统及其控制方法、发动机

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009091917A (ja) 2007-10-04 2009-04-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2012251509A (ja) 2011-06-06 2012-12-20 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気還流装置
JP2013024175A (ja) 2011-07-25 2013-02-04 Hitachi Automotive Systems Ltd エンジンのｅｇｒ流量検出装置
JP5420489B2 (ja) 2010-07-13 2014-02-19 本田技研工業株式会社 内燃機関のｅｇｒガス流量推定装置
JP2014095303A (ja) 2012-11-07 2014-05-22 Mitsubishi Motors Corp エンジンの制御装置
KR101406636B1 (ko) 2012-12-13 2014-06-11 기아자동차주식회사 Ｅｇｒ시스템
JP2016056802A (ja) 2014-09-10 2016-04-21 日産自動車株式会社 Ｅｇｒ制御装置
JP2016089784A (ja) 2014-11-10 2016-05-23 日産自動車株式会社 エンジンのｅｇｒ制御装置
JP2016098694A (ja) 2014-11-20 2016-05-30 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置および制御方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53135967A (en) 1977-04-28 1978-11-28 Yoshitarou Takatori Process for preparing n*nnmaleoyliminotoranexamate
JPS5420489A (en) 1977-07-15 1979-02-15 Toyoda Mach Works Ltd Processing device capable of surface processing and eccentric grooving
DE19655231B4 (de) * 1995-07-13 2012-04-26 Nissan Motor Co., Ltd. Dieselmotor-Steuervorrichtung mit einer Abgasregeleinrichtung
US6405122B1 (en) * 1997-10-14 2002-06-11 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Method and apparatus for estimating data for engine control
DE19844085C1 (de) * 1998-09-25 2000-03-16 Siemens Ag Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine abhängig von einem Abgasdruck
DE60238235D1 (de) * 2001-09-07 2010-12-23 Mitsubishi Motors Corp Vorrichtung zur Abgasemissionssteuerung eines Motors
JP3888301B2 (ja) * 2002-12-17 2007-02-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気ガス再循環ガス量算出装置
ES2931034T3 (ko) * 2009-12-23 2022-12-23
DE102010003203A1 (de) * 2010-03-24 2011-09-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Prüfen der Funktionalität eines Abgasrückführventils einer Brennkraftmaschine
JP5793320B2 (ja) * 2011-03-18 2015-10-14 ヤンマー株式会社 エンジン
CN103362661B (zh) * 2013-05-21 2015-12-23 潍柴动力股份有限公司 Egr阀开度的动态控制方法和装置、egr发动机
US9267453B2 (en) * 2013-08-22 2016-02-23 Ford Global Technologies, Llc Learning of EGR valve lift and EGR valve flow transfer function
JP6323140B2 (ja) * 2014-04-18 2018-05-16 日産自動車株式会社 Ｅｇｒ制御装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009091917A (ja) 2007-10-04 2009-04-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP5420489B2 (ja) 2010-07-13 2014-02-19 本田技研工業株式会社 内燃機関のｅｇｒガス流量推定装置
JP2012251509A (ja) 2011-06-06 2012-12-20 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気還流装置
JP2013024175A (ja) 2011-07-25 2013-02-04 Hitachi Automotive Systems Ltd エンジンのｅｇｒ流量検出装置
JP2014095303A (ja) 2012-11-07 2014-05-22 Mitsubishi Motors Corp エンジンの制御装置
KR101406636B1 (ko) 2012-12-13 2014-06-11 기아자동차주식회사 Ｅｇｒ시스템
JP2016056802A (ja) 2014-09-10 2016-04-21 日産自動車株式会社 Ｅｇｒ制御装置
JP2016089784A (ja) 2014-11-10 2016-05-23 日産自動車株式会社 エンジンのｅｇｒ制御装置
JP2016098694A (ja) 2014-11-20 2016-05-30 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置および制御方法

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KR20190041532A (ko) 2019-04-22
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US10465622B2 (en) 2019-11-05
CN109661512B (zh) 2020-04-17
WO2018047248A1 (ja) 2018-03-15

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