KR20180044353A - 내연 기관의 제어 장치 및 내연 기관의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

내연 기관은, 내연 기관의 흡기 통로와, 내연 기관의 배기 통로와, 흡기 통로와 배기 통로를 접속하는 EGR 통로를 구비한다. 또한, 내연 기관은, 흡기 통로에 있어서 EGR 통로와의 접속부보다도 하류측에 설치되고, 내연 기관에 유입하는 흡입 공기량을 제어하는 스로틀 밸브와, 흡기 통로에 있어서 EGR 통로와의 접속부보다도 상류측에 설치된 흡기 스로틀 밸브를 구비한다. 그리고, 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 흡기 스로틀 밸브의 개방도는 흡입 공기량에 기초하여 결정된다.

Description

내연 기관의 제어 장치 및 내연 기관의 제어 방법
본 발명은 내연 기관의 제어 장치 및 내연 기관의 제어 방법에 관한 것이다.
JP2012-47093A에는, 흡기 통로에 있어서의 EGR 통로의 접속 개소보다도 상류측에 흡기 스로틀 밸브를 설치하고, EGR 통로의 접속 개소 부근의 압력을 검출하는 압력 센서를 더 설치하는 것이 개시되어 있다. 그리고, 압력 센서를 통하여 검출되는 압력이 대기압보다도 약간 낮은 소정의 목표값이 되도록, 흡기 스로틀 밸브 개방도를 조작하는 피드백 제어를 행한다. 이에 의해, EGR 통로로부터 흡기 통로로 EGR 가스를 도입한다.
상기한 방법이면, 압력 센서로 검출된 압력에 따라 흡기 스로틀 밸브 개방도를 조작하기 위하여, 정밀도가 높은 압력 센서를 사용할 필요가 있고, 그만큼 비용 증가가 된다. 가령, 정밀도가 낮은 압력 센서를 사용한 경우, 그의 분해능이 낮기 때문에 흡기 스로틀 밸브 개방도의 제어성이 낮아진다. 이러한 상황 하에서 확실하게 EGR 가스를 도입하려고 하면, 배기 통로와 흡기 통로 사이의 차압이 요구보다 커지도록 설정하여 제어해야 한다. 그 경우, 흡기 스로틀 밸브에 의한 흡기 스로틀양도 커지기 때문에 펌핑 로스도 커진다. 그리고, 펌핑 로스의 발생은 내연 기관의 출력의 저하를 초래한다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 출력 저하를 억제하면서 적절하게 EGR 가스를 도입하는 것이다.
본 발명의 어느 형태에 의하면, 내연 기관은, 내연 기관의 흡기 통로와, 내연 기관의 배기 통로와, 흡기 통로와 배기 통로를 접속하는 EGR 통로를 구비한다. 또한, 내연 기관은, 흡기 통로에 있어서 EGR 통로와의 접속부보다도 하류측에 설치되고, 내연 기관에 유입하는 흡입 공기량을 제어하는 스로틀 밸브와, 흡기 통로에 있어서 EGR 통로와의 접속부보다도 상류측에 설치된 흡기 스로틀 밸브를 구비한다. 그리고, 내연 기관의 제어 장치에 있어서, 흡기 스로틀 밸브의 개방도는 흡입 공기량에 기초하여 결정된다.
도 1은 내연 기관 시스템의 전체 구성의 설명도이다.
도 2는 어드미션 밸브 제어의 흐름도이다.
도 3은 목표 흡입 공기량의 등공기량선의 설명도이다.
도 4는 목표 흡입 공기량과 어드미션 밸브 개방도의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 어드미션 밸브의 개방도의 설명도이다.
이하, 도면 등을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
도 1은 내연 기관 시스템의 전체 구성의 설명도이다. 내연 기관(100)은, 터보식 과급기(7)를 구비한다. 터보식 과급기(7)는, 샤프트(7c)로 접속된 컴프레서(7a)와 터빈(7b)을 구비한다. 컴프레서(7a)는 내연 기관(100)의 흡기 통로(51a)에 배치된다. 터빈(7b)은 내연 기관(100)의 배기 통로(52a)에 배치된다. 이에 의해, 터빈(7b)이 내연 기관(100)의 배기 에너지에 의해 회전하면, 컴프레서(7a)도 회전하여, 흡입 공기를 하류측으로 압송한다.
또한, 내연 기관(100)은, 크랭크각 센서(37)를 구비한다. 크랭크각 센서(37)는, 내연 기관(100)에 있어서의 크랭크각을 검출한다. 크랭크각 센서(37)는 컨트롤러(50)에 접속되고, 컨트롤러(50)는 내연 기관(100)의 크랭크각을 취득할 수 있다. 이에 의해 컨트롤러(50)는, 예를 들어 내연 기관(100)의 회전 속도를 구할 수 있다.
또한, 컴프레서(7a)의 하류측에 있어서의 내연 기관(100)의 흡기 통로(51a)에는, 전자 제어 스로틀(41)이 설치되고, 컨트롤러(50)에 의해 스로틀 개방도가 제어된다. 또한, 전자 제어 스로틀(41)의 더 하류에는 콜렉터 탱크(46)가 설치된다. 콜렉터 탱크(46) 내에는 공기 냉각기(31a)가 설치된다. 공기 냉각기(31a)에는, 냉각수를 순환시키는 펌프(31b)와 서브 라디에이터(31c)가 접속되고, 이들로 수랭 인터쿨러를 구성한다.
흡기 통로(51b)로부터는 리서큘레이션 통로(34)가 분기되어 흡기 통로(51a)에 접속한다. 리서큘레이션 통로(34)는, 컴프레서(7a)를 바이패스한다. 리서큘레이션 통로(34)에는, 리서큘레이션 밸브(33)가 설치되고, 그 개폐가 컨트롤러(50)에 의해 제어된다. 리서큘레이션 밸브(33)의 개폐가 제어됨으로써, 컴프레서(7a)의 하류의 과급압이 너무 높아지지 않도록 조정된다.
또한, 컴프레서(7a)의 상류측의 흡기 통로(51b)에는 에어플로우 미터(38)가 설치된다. 에어플로우 미터(38)는 컨트롤러(50)에 접속된다. 그리고, 컨트롤러(50)는 흡기 통로(51b)를 통과하는 흡기량을 취득한다.
배기 통로(52a)에는, 터빈(7b)을 바이패스하는 바이패스 통로가 형성된다. 그리고, 이 바이패스 통로의 개폐를 제어하는 웨이스트 게이트 밸브(19)가 설치되어 있다. 웨이스트 게이트 밸브(19)는, 컨트롤러(50)에 의해, 그 개폐가 제어된다.
배기 통로(52b)에는, 배기 정화용의 배기 촉매(44, 45)가 설치된다. 배기 촉매(44, 45)에는 3원 촉매 등이 사용된다.
흡기 통로(51b)와 배기 통로(52b)는, EGR 통로(53)를 개재시켜 접속된다. EGR 통로(53)에는 EGR 쿨러(43)가 설치된다. 또한, EGR 통로(53)에는 EGR 밸브(42)가 설치된다. EGR 밸브(42)는 컨트롤러(50)에 접속된다. 그리고, 내연 기관(100)의 운전 조건에 따라, 컨트롤러(50)에 의해 EGR 밸브(42)의 개방도가 제어된다.
배기 통로(52b)에 있어서, EGR 통로(53)와의 접속부와 에어플로우 미터(38) 사이에는 어드미션 밸브(흡기 스로틀 밸브에 상당, 도면 등에 있어서 「ADM/V」라고 표시되는 경우가 있다)(39)가 설치된다. 어드미션 밸브(39)는 컨트롤러(50)에 의해 그 개폐가 제어되어, 흡기 통로(51b)와 배기 통로(52b) 사이에 차압을 만들어 낸다. 그리고, 이 차압에 의해, 배기 통로(52b)로부터 흡기 통로(51b)에 EGR 가스를 도입하기 쉽게 한다. 또한, 어드미션 밸브(39)는, 그 디폴트 상태에 있어서 완전 개방이며, 컨트롤러(50)에 의해 제어됨으로써 폐쇄 방향으로 조작된다.
또한, 어드미션 밸브(39)는 배기 통로(52b)에 비하여 흡기 통로(51b)를 부압으로 하는 제어를 전담한다. 한편, EGR 밸브(42)는 EGR 가스의 도입 제어를 전담한다. EGR 밸브(42)의 제어는, 내연 기관(100)의 회전수와 부하의 맵에 대한 EGR 밸브(42) 개방도를 나타내는 맵에 따라 행하여진다.
컨트롤러(50)는, 전술한 각종 센서 및 도시하지 않은 그 밖의 센서로부터의 출력을 읽어들이고, 이들에 기초하여 점화 시기, 공연비 등의 제어를 행한다. 또한, 컨트롤러(10)는, 후술하는 어드미션 밸브 제어를 행한다.
도 2는 어드미션 밸브 제어의 흐름도이다. 이 제어 루틴은, 컨트롤러(50)에 의해 실행된다. 본 루틴은, 예를 들어 10밀리초 정도의 짧은 간격으로 반복 실행된다.
컨트롤러(50)는 어드미션 밸브(39)가 정상인지 여부에 대하여 판정한다(S1). 어드미션 밸브(39)가 정상이 아닌 경우란, 예를 들어 어드미션 밸브(39)의 나비 밸브가 특정한 위치에서 고착되어 버리는 경우 등이다.
그리고, 어드미션 밸브(39)가 정상이 아닌 경우, 컨트롤러(50)는 스텝 S7에 있어서, EGR 밸브(42)의 동작을 허가하지 않는 것으로 한다. 또한, 컨트롤러(50)는, 스텝 S7에 있어서, 어드미션 밸브(39)를 완전 개방으로 한다. EGR 밸브(42)의 동작을 허가하지 않도록 하기 위해서는, 예를 들어 EGR 밸브(42)의 동작을 금지하는 플래그에 동작을 금지하는 값을 설정하는 등의 방법을 채용할 수 있다.
한편, 스텝 S1에 있어서 어드미션 밸브(39)가 정상인 경우에는, 컨트롤러(50)는, 현재의 운전 상태가 EGR 영역인지 여부에 대하여 판정한다(S2).
도 3은 목표 흡입 공기량의 등공기량선의 설명도이다. 도 3의 그래프에 있어서, 횡축은 내연 기관 회전 속도이며, 종축은 내연 기관 부하이다. 도 3에는 내연 기관(100)의 출력 특성이 실선으로 나타남과 함께, EGR 영역이 파선으로 둘러싸여 나타나 있다. EGR 영역이란, EGR 밸브(42)가 조작되어, 배기 통로(52b)로부터 흡기 통로(51b)로 EGR 가스를 도입 가능하게 하는 영역이다.
또한, EGR 영역의 일부에 있어서 목표 흡입 공기량의 등공기량선이 표시되어 있다. 또한, 신기(fresh air)량 영향역과의 경계선이 일점쇄선으로 표시되어 있다. EGR 영역 중 일점쇄선보다도 우측 경사 상부의 영역이 신기량 영향역이다. 도 3에 있어서 목표 흡입 공기량의 등공기량선이 표시된 영역은, 어드미션 밸브(39)를 폐쇄측으로 제어함으로써, 배기 통로(52b)에 비하여 흡기 통로(51b)에 적당한 부압을 발생시킬 수 있는 영역이다. 한편, 신기량 영향역은, 가령 어드미션 밸브(39)를 폐쇄측으로 제어했다고 하면, 어드미션 밸브(39)에 의한 펌핑 로스가 커, 신기 도입량의 감소에 현저하게 영향을 미치는 영역이다.
컨트롤러(50)는, 내연 기관(100)의 회전 속도와 내연 기관(100)의 부하를 취득하고, 이들로부터 현재의 운전 상태가 도 3에 도시되는 EGR 영역 내인지 여부를 판정한다. 이와 같이, 현재의 운전 상태가 EGR 영역 내인지 여부를 판정하는 것은, 어드미션 밸브(39)의 폐쇄측으로의 제어가 EGR 영역의 일부 영역에서만 실행되기 때문이다. 또한, 컨트롤러(50)는, 내연 기관(100)의 회전 속도를 크랭크각 센서(37)로부터의 신호에 기초하여 얻을 수 있다. 또한, 컨트롤러(50)는, 내연 기관(100)의 부하를 도시하지 않은 액셀러레이터 페달의 답입량에 기초하여 얻을 수 있다.
그리고, 스텝 S2에 있어서 EGR 영역이 아니라고 판정된 경우, 컨트롤러(50)는 스텝 S7을 실행한다. 스텝 S7의 동작에 대해서는 이미 설명했으므로, 설명을 생략한다.
한편, 스텝 S2에 있어서 EGR 영역이라고 판정된 경우, 컨트롤러(50)는, 목표 흡입 공기량이 설정 공기량 이하인지 여부에 대하여 판정한다(S3). 목표 흡입 공기량은, 내연 기관(100)의 회전 속도와 내연 기관(100)의 부하에 따라 산출한다. 내연 기관(100)의 부하는 스로틀 개방도에 따라 추정해도 된다. 여기서, 설정 공기량이란, 도 3에 도시된 신기량 영향역과의 경계선인 일점쇄선으로 나타난 공기량이다. 구체적으로는, 설정 공기량이란, 그 이상으로 목표 흡입 공기량이 증가된 경우, 어드미션 밸브(39)에 의한 흡기 스로틀을 행하면 펌핑 로스의 영향이 커져, 신기 도입량에 영향을 미쳐 버린다(즉, 흡기 스로틀을 행해도 신기 도입량에 영향이 미치지 못하는 최대의) 흡입 공기량이다. 특히, 터보식 과급기(7)를 사용하는 경우에는, 보다 많은 공기를 흡입하는 것이 바람직하다. 그로 인해, 본 실시 형태에서는, 터보식 과급기(7)를 사용한 경우에도, 신기 도입량에 영향을 미치기 어려운 설정 공기량이 설정되게 된다.
도 3의 목표 흡입 공기량의 등공기량선에 있어서, 우측 상단의 등공기량선일수록 그 공기량은 크다. 목표 흡입 공기량이 적은 동안은, 전자 제어 스로틀(41)의 개방도도 크지 않아, 흡입 공기량 자체가 많지 않다. 이와 같이, 흡입 공기량 자체가 많지 않기 때문에, 어드미션 밸브(39)를 폐쇄측으로 해도 그다지 흡입 공기의 저항은 되지 않는다. 따라서, 목표 흡입 공기량이 적은 동안은, 어드미션 밸브(39)를 폐쇄측으로 설정할 수 있는 것이다.
그러나, 목표 흡입 공기량이 많아져 전자 제어 스로틀(41)의 개방도도 커지면, 흡입 공기량 증대 때문에, 어드미션 밸브(39)를 폐쇄측으로 설정하면 큰 펌핑 로스가 발생한다. 한편, 흡입 공기량 증대 때문에 어드미션 밸브(39)를 완전 개방으로 해 두면 내연 기관(100)의 회전 속도도 높아져, 터보식 과급기(7)의 회전 속도도 높아진다. 그 결과, 배기압을 높일 수 있어, 어드미션 밸브(39)를 완전 개방으로 했다고 해도, EGR 영역에서 배기 통로(52b)로부터 흡기 통로(51b)로 EGR 가스를 도입할 수 있는 것이다. 따라서, 목표 흡입 공기량이 설정 공기량을 초과한 경우, 어드미션 밸브(39)를 완전 개방으로 하는 편이 좋은 것이 된다.
그로 인해, 컨트롤러(50)는, 목표 흡입 공기량이 설정 공기량 이하인지 여부에 대하여 판정한다. 그리고, 그 결과에 따라 어드미션 밸브(39)를 완전 개방으로 하거나(후술하는 스텝 S6), 목표 흡입 공기량에 따라 어드미션 밸브(39)의 개방도를 결정하거나 하는 것이다(후술하는 스텝 S4).
스텝 S3에 있어서, 목표 흡입 공기량이 설정 공기량 이하가 아닌 경우, 컨트롤러(50)는, 어드미션 밸브(39)에 대하여 디폴트 지시를 한다(S6). 디폴트 지시에 있어서, 컨트롤러(50)는, 어드미션 밸브(39)로의 전원 공급을 오프로 하고, 어드미션 밸브(39)를 완전 개방으로 한다. 또한, 컨트롤러(50)는, EGR 밸브(42)에 대하여 동작 허가의 지시를 한다. EGR 밸브(42)에 대하여 동작 허가의 지시를 하는 방법으로서는, 예를 들어 EGR 밸브(42)의 동작을 금지하는 플래그에 EGR 밸브(42)의 동작을 금지하지 않는 값을 설정하는 등의 방법이 있다. 이 경우, 어드미션 밸브(39)는 완전 개방으로 된 뒤, EGR 밸브(42)의 제어만으로 EGR 가스의 도입이 제어되게 된다.
한편, 스텝 S3에 있어서, 목표 흡입 공기량이 설정 공기량 이하인 경우, 컨트롤러(50)는, 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도를 결정한다(S4).
도 4는 목표 흡입 공기량과 어드미션 밸브 개방도의 관계를 도시하는 도면이다. 도 4의 그래프에 있어서, 횡축은 목표 흡입 공기량이며, 종축은 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도이다. 그리고, 도 4에 있어서 실선으로 나타내고 있는 것이 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도이다.
본 실시 형태에서는, 도 4에 도시된 바와 같이 목표 흡입 공기량이 제로 내지 Q1 미만에 있어서 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도는 완전 개방으로 된다. 또한, 목표 흡입 공기량이 Q1에 있어서 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도가 O1로 설정된다. 또한, 목표 흡입 공기량이 Q2에 이르기까지 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도는 O2까지 단조적으로 증가한다. 그리고, 목표 흡입 공기량이 Q2를 초과하면 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도는 다시 완전 개방으로 된다.
Q1은 EGR 영역에서의 최소의 목표 흡입 공기량이다. 그리고, O1은 목표 흡입 공기량 Q1에 있어서의 목표 EGR율을 실현하기 위한 차압을 얻는 어드미션 밸브(39)의 개방도이다. 또한, Q2는 어드미션 밸브를 폐쇄하는 방향으로 움직이게 하는 것에 의한 펌핑 로스에 의한 연비 악화나 신기량 억제에 의한 출력 저하가 작아 허용할 수 있는 최대의 목표 흡입 공기량이다. 그리고, O2는 목표 흡입 공기량 Q2에 있어서의 목표 EGR율을 실현하기 위한 차압을 얻는 어드미션 밸브(39)의 개방도이다.
이와 같이, 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도가 일부 불연속이 되는 것은 다음과 같은 이유 때문이다. 먼저, 목표 흡입 공기량이 제로 내지 Q1 미만이면, 내연 기관(100)의 운전 상태가 EGR 영역에 들어 있지 않다. 전술한 바와 같이, 어드미션 밸브(39)의 폐쇄측으로의 제어는 EGR 영역의 일부 영역에서만 행하여지는 것이다. 따라서, 내연 기관(100)의 운전 상태가 EGR 영역에 들어 있지 않을 때에는, 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도는 완전 개방으로 된다. 한편, 목표 흡입 공기량이 Q1 이상 Q2 이하이면, 목표 흡입 공기량이 증가될수록 배기 압력이 높아져, 어드미션 밸브(39)를 사용하지 않아도 배기 통로(52b)와 흡기 통로(51b)의 차압을 얻기 쉬워지기 때문에, 어드미션 밸브(39)의 개방도는 단조적으로 증가하게 된다.
목표 흡입 공기량이 Q1 미만일 때는 EGR 영역 밖이다. 목표 흡입 공기량 Q1은, 도 3에 도시되는 등공기량선 중 가장 공기량이 적은 등공기량선에 상당한다. 이 Q1 미만일 때는, 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도를 완전 개방으로 설정하는 것이 바람직하다.
목표 흡입 공기량이 Q1 이상 Q2 이하이면, 배기 통로(52b)로부터 흡기 통로(51b)로 EGR 가스를 도입하는 차압을 만들어 내기 위하여, 목표 흡입 공기량에 대응한 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도가 설정된다.
목표 흡입 공기량이 Q2보다 커지면, 전술한 도 3에 있어서 설명한 신기량 영향역이 된다. 즉, 목표 흡입 공기량 Q2는, 도 3에 도시되는 등공기량선 중 신기량 영향역을 나타내는 일점쇄선의 등공기량선에 상당한다. 그로 인해, 목표 흡입 공기량이 Q2보다도 큰 영역에서는, 펌핑 로스를 낮게 억제하기 위하여, 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도를 완전 개방으로 설정하는 것이 바람직하다.
이상으로부터, 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도는, 목표 흡입 공기량이 Q1의 경계에 있어서 불연속이 된다. 또한, 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도는, 목표 흡입 공기량 Q2의 경계에 있어서 불연속이 된다.
컨트롤러(50)는, 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도를 결정할 때에, 목표 흡입 공기량을 취득한다. 목표 흡입 공기량은, 도시하지 않은 액셀러레이터 페달의 답입량에 기초하여 요구 부하를 취득하고, 이 요구 부하에 대응하는 목표 흡입 공기량이 도시하지 않은 맵에서 검색됨으로써 얻어진다.
그리고, 얻어진 목표 흡입 공기량에 기초하여 도 4의 맵으로부터 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도가 구해진다.
이어서, 컨트롤러(50)는, 구해진 목표 개방도가 되도록 어드미션 밸브(39)를 제어한다(S5). 이와 같이 함으로써, 목표 흡입 공기량에 따라 어드미션 밸브(39)의 개폐 정도를 제어하여, EGR 가스를 배기 통로(52b)로부터 흡기 통로(51b)로 도입하는 차압을 만들어 낼 수 있다.
도 5는 어드미션 밸브의 개방도의 설명도이다. 도 5의 그래프에 있어서, 횡축은 내연 기관 회전 속도이며, 종축은 내연 기관 부하이다. 도 5에 있어서도 내연 기관(100)의 출력 특성이 실선으로 나타남과 함께, EGR 영역이 파선으로 나타나 있다.
도 5에 있어서, 「ADM/V OPEN」이라고 기재되어 있는 영역은, 어드미션 밸브(39)가 완전 개방으로 되는 영역이다. 어드미션 밸브(39)가 폐쇄측으로 제어되는 영역은, EGR 영역 내이며, 또한 ADM/V OPEN(def)으로 나타난 일점쇄선보다도 좌측 하방의 영역이다. 여기에서는, 어드미션 밸브(39)의 개방도로서, 개방도 A, 개방도 B, 개방도 C가 나타나 있다. 개방도 B는 개방도 C보다 개방도가 크고, 또한, 개방도 A는 개방도 B보다 개방도가 크다.
도 5를 전술한 도 3과 비교하면, 도 5에 있어서의 어드미션 밸브(39)의 개방도는 도 3에 있어서의 목표 흡입 공기량의 등공기량선과 일치한다. 이것은, 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도는, 목표 흡입 공기량에 의해 결정되는 것을 의미한다. 예를 들어, 내연 기관(100)의 회전 속도가 상이한 경우에도, 목표 흡입 공기량이 동등한 흡입 공기량일 때에는 어드미션 밸브(39)의 목표 개방도도 동등하게 설정됨을 의미한다.
이어서, 본 실시 형태의 효과에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 있어서, 어드미션 밸브(39)의 개방도는 목표 흡입 공기량에 기초하여 결정된다. 가령, 흡기 통로(51b)에 부압을 만들어 내기 위하여, 흡기 통로(51b)에 압력 센서를 설치하여 압력을 측정하고, 측정 결과를 피드백함으로써 어드미션 밸브(39)를 제어했다고 하자. 흡기 통로(51b)와 배기 통로(52b) 사이에서 작은 차압을 만들어 내야 하는 상황 하에 있어서 압력 센서의 값에 기초하여 어드미션 밸브(39)를 제어하고자 하면, 매우 높은 정밀도를 갖는 압력 센서가 필요해진다. 즉, 압력 센서의 분해능이 어드미션 밸브(39)의 제어에 의해 만들어지는 차압보다도 높아야 한다.
가령 정밀도가 낮은 압력 센서를 사용한 경우, 그의 분해능이 낮기 때문에 어드미션 밸브(39)의 제어성은 낮아진다. 이러한 상황 하에서 확실하게 EGR 가스를 도입하려고 하면, 배기 통로(52b)와 흡기 통로(51b)의 차압이 요구보다 커지도록 설정하여 제어해야 한다. 그 경우, 어드미션 밸브(39)에 의한 흡기 스로틀양도 커지기 때문에 펌핑 로스도 커진다. 그리고, 펌핑 로스의 발생은 내연 기관의 출력의 저하를 초래한다.
이에 반하여, 본 실시 형태에 따르면, 목표 흡입 공기량에 기초하여 어드미션 밸브(39)를 제어할 수 있으므로, 배기 통로(52b)와 흡기 통로(51b)의 차압을 요구보다 크게 설정하여 제어하지 않아도 된다. 그로 인해, 어드미션 밸브(39)에 의한 흡기 스로틀양도 적절한 양을 설정할 수 있으므로, 펌핑 로스의 발생도 최소한에 그치게 할 수 있다. 그리고, 내연 기관의 출력 저하를 억제하면서 적절하게 EGR 가스를 흡기 통로(51b)에 도입할 수 있다.
또한, 내연 기관(100)의 컨트롤러(50)는, 요구 부하에 대응하여 목표 흡입 공기량을 미리 정보로서 갖고 있다. 그로 인해, 목표 흡입 공기량과 어드미션 밸브(39)의 관계를 나타내는 맵을 갖고 있기만 하면, 용이하게 어드미션 밸브(39)의 제어를 행할 수 있게 된다. 또한, 목표 흡입 공기량에 기초하여 직접적으로 어드미션 밸브(39)의 개방도를 제어할 수 있으므로, 압력 센서의 측정 결과를 피드백하여 제어하는 것보다도 높은 제어성을 확보할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 목표 흡입 공기량은 내연 기관(100)의 회전 속도 및 내연 기관(100)의 부하에 의해 결정된다. 목표 흡입 공기량은, 도 3에 도시된 바와 같이 등공기량선으로 나타낸다. 그리고, 등공기량선은 내연 기관(100)의 회전 속도와 내연 기관(100)의 부하에 의해 구할 수 있으므로, 목표 흡입 공기량을 내연 기관(100)의 회전 속도와 내연 기관(100)의 부하에 의해 구할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 운전 상태가 상이한 경우에도 목표 흡입 공기량이 동등한 공기량일 때는 어드미션 밸브(39)의 개방도도 동등한 개방도가 된다. 예를 들어, 동일한 목표 흡입 공기량이면, 내연 기관(100)의 회전 속도가 상이하다고 해도 동일한 어드미션 밸브(39)의 개방도가 된다. 이것은, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 어드미션 밸브(39)의 개방도는, 등공기량선을 따라 결정되기 때문이다. 즉, 목표 흡입 공기량이 동일하면 어드미션 밸브(39)의 개방도를 동일하게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 내연 기관(100)에 있어서의 목표 흡입 공기량이 소정의 흡입 공기량보다 많은 경우에는, 어드미션 밸브(39)를 완전 개방으로 한다. 어드미션 밸브(39)가 흡기 통로 내에 설치되어 있기 때문에, 체적 유량이 증가되면 공기 저항이 되어, 펌핑 로스를 발생할 우려가 있다. 이러한 펌핑 로스는 연비 악화 및 출력 저하를 초래할 우려가 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는 상기한 바와 같이 내연 기관(100)에 있어서의 목표 흡입 공기량이 소정의 흡입 공기량 이상인 경우에는, 어드미션 밸브(39)를 완전 개방으로 하므로, 펌핑 로스를 저감시켜, 연비 악화 및 출력 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, EGR 영역 이외에서는 EGR 밸브(42)를 폐쇄함과 함께 어드미션 밸브(39)를 완전 개방으로 한다. 본 실시 형태에서는, EGR 가스를 흡기 통로(51b)에 도입하는 EGR 영역에서 어드미션 밸브(39)의 개방도를 제어한다. 따라서, EGR 영역 이외에는 어드미션 밸브(39)를 완전 개방으로 함으로써, 어드미션 밸브(39)에 의한 구동 손실을 저감시켜, 연비를 개선할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 어드미션 밸브(39)의 개방도는, 내연 기관(100)에 있어서의 목표 흡입 공기량과 어드미션 밸브(39)의 개방도의 관계를 나타내는 맵(도 4)에 기초하여 결정된다. 이와 같이 함으로써, 컨트롤러(50)는 쓸데 없는 제어 로직을 갖지 않아도 되기 때문에 심플한 구성으로 할 수 있으며, 또한 제어성도 개선할 수 있다.
또한, 여기에서는 어드미션 밸브(39)의 개방도는 목표 흡입 공기량에 기초하여 결정되는 것으로 했지만, 실제 흡입 공기량에 기초하여 결정되는 것으로 해도 된다. 실제 흡입 공기량에 기초하여 어드미션 밸브(39)의 개방도를 결정하는 경우, 에어플로우 미터(38)로부터 취득된 흡입 공기량에 기초하여 어드미션 밸브(39)의 개방도를 결정한다. 또한, 이 경우, 도 4에 준하는 맵에 기초하여 어드미션 밸브(39)의 개방도를 제어하게 된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않으며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지가 아니다.
상술한 각 실시 형태는, 각각 단독의 실시 형태로서 설명했지만, 적절히 조합해도 된다.

Claims (9)

  1. 내연 기관의 흡기 통로와,
    상기 내연 기관의 배기 통로와,
    상기 흡기 통로와 상기 배기 통로를 접속하는 EGR 통로와,
    상기 흡기 통로에 있어서 상기 EGR 통로와의 접속부보다도 하류측에 설치되고, 상기 내연 기관에 유입하는 흡입 공기량을 제어하는 스로틀 밸브와,
    상기 흡기 통로에 있어서 상기 EGR 통로와의 접속부보다도 상류측에 설치된 흡기 스로틀 밸브
    를 구비한 내연 기관의 제어 장치이며,
    상기 흡기 스로틀 밸브의 개방도는 흡입 공기량에 기초하여 결정되는, 내연 기관의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 공기량은, 상기 내연 기관의 회전 속도 및 상기 내연 기관의 부하에 의해 결정되는 목표 흡입 공기량인, 내연 기관의 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    운전 상태가 상이한 경우여도 상기 흡입 공기량이 동등한 공기량일 때는 상기 흡기 스로틀 밸브의 개방도도 동등한 개방도가 되는, 내연 기관의 제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연 기관에 있어서의 흡입 공기량이 소정의 흡입 공기량보다 많은 경우에는, 상기 흡기 스로틀 밸브를 완전 개방으로 하는, 내연 기관의 제어 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 EGR 통로에 EGR 밸브를 구비하고, EGR 영역에서 상기 EGR 밸브를 제어하여 상기 배기 통로의 배기 가스를 흡기 통로에 도입하고,
    상기 EGR 영역 이외에서는 상기 흡기 스로틀 밸브를 완전 개방으로 하는, 내연 기관의 제어 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡기 스로틀 밸브의 개방도는, 상기 내연 기관에 있어서의 흡입 공기량과 흡기 스로틀 밸브 개방도와의 관계를 나타내는 맵에 기초하여 결정되는, 내연 기관의 제어 장치.
  7. 흡기 통로와 배기 통로를 접속하는 EGR 통로와,
    상기 흡기 통로에 있어서 상기 EGR 통로와의 접속부보다도 상류측에 설치된 흡기 스로틀 밸브
    를 구비한 내연 기관의 제어 방법이며,
    운전 상태가 EGR 영역에 있을 때에, 내연 기관의 흡입 공기량을 정하고,
    상기 흡입 공기량에 기초하여 상기 흡기 스로틀 밸브의 개방도를 결정하는, 내연 기관의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 흡입 공기량은, 상기 내연 기관의 회전 속도 및 상기 내연 기관의 부하에 의해 결정하는, 내연 기관의 제어 장치.
  9. 제7항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연 기관에 있어서의 흡입 공기량이 소정의 흡입 공기량보다 많은 경우에는, 상기 흡기 스로틀 밸브를 완전 개방으로 하는, 내연 기관의 제어 방법.
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