JP2004076642A - Flow control device and EGR control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】実際のEGR弁開度が全開相当で制限されている間に目標EGR弁開度が過度に増大することによる制御の追従性の悪化を回避する。
【解決手段】実EGR量を推定演算し、運転状態に応じた目標EGR量との偏差に基づいて、EGR弁開度をPI制御によりクローズドループ制御する。EGR弁開度が全開となっても目標EGR量を実現できないと、定常偏差により目標EGR弁開度が全開相当よりも過度に大きくなり、t1時点で目標EGR量が減少した場合に追従性が悪くなる。本発明では、目標EGR弁開度が全開相当となりかつ偏差が正であるときに、P制御の入力を定数とし、かつI制御の出力をリセットすることで、目標EGR弁開度を全開相当に保持する。これにより、時刻t1で目標EGR量が減少した場合に、直ちにEGR弁開度が減少する。
【選択図】 図3An object of the present invention is to avoid deterioration of control followability due to an excessive increase in a target EGR valve opening while an actual EGR valve opening is limited to a full opening.
An actual EGR amount is estimated and calculated, and an EGR valve opening is closed-loop controlled by PI control based on a deviation from a target EGR amount according to an operation state. If the target EGR amount cannot be achieved even if the EGR valve opening is fully opened, the target EGR valve opening becomes excessively larger than the full opening due to the steady-state error. become worse. In the present invention, when the target EGR valve opening is equivalent to full opening and the deviation is positive, the input of P control is made a constant and the output of I control is reset, so that the target EGR valve opening is equivalent to full opening. Hold. Thus, when the target EGR amount decreases at time t1, the EGR valve opening immediately decreases.
[Selection diagram] FIG.
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流量制御弁の開度をPI制御(比例積分制御)によりクローズドループ制御するようにした流量制御装置、特に、内燃機関のEGR量を制御する内燃機関のEGR制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平9−177616号公報には、内燃機関のシリンダに吸入させたいEGR量(目標EGR量)に対し、実際にシリンダに吸入されるEGR量(実EGR量)が追従するように、PI制御によってEGR弁開度を制御する装置が開示されている。
【0003】
図1は、この従来例の構成を示すブロック図であって、目標EGR量設定手段101では、運転状態に従って目標EGR量を設定し、実EGR量検出手段102では、推定演算によって実EGR量を検出する。目標EGR弁開度演算手段103では、目標EGR量と実EGR量の偏差からPI制御によって目標EGR弁開度を演算する。P制御については、上記偏差に対し比例ゲインをかけて、比例分(P分)を演算する。I制御については、上記偏差に対し積分ゲインをかけて、積分を行ない、積分分(I分)を演算する。そして、P分とI分の和として、目標EGR弁開度を演算する。このようにして決定された目標EGR弁開度は、排気還流通路に位置するEGR弁104に出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のようなPI制御においては、演算された目標EGR弁開度が全開相当の開度よりも大きくなることがあるため、運転状態の変化に対する応答が悪化する場合が生じる。
【0005】
図2は、実際のEGR弁開度が全開相当の開度で制限されることによって目標EGR量を実現できていない状態から、時刻t1で運転状態が変化して目標EGR量がステップ的に減少した場合のEGR弁開度およびEGR流量の変化を示しており、いずれも太実線が目標値、細実線が実値である。
【0006】
時刻t1以前においては、目標EGR量と実EGR量との定常偏差によって、I分が時間経過とともに増加するため、目標EGR弁開度は図に示すように増加していく。しかしながら実際のEGR弁開度は全開相当で制限されてしまうため、EGR量の定常偏差は減少しない。次に、時刻t1において、目標EGR量がステップ的に減少して実EGR量よりも小さくなると、目標EGR弁開度は図に示すように、時刻t1時点においてP制御によって減少する。そして時刻t1以降、時間経過とともにI分が減少することによって目標EGR弁開度が徐々に減少していく。
【0007】
このようにして、時刻t1以降、目標EGR弁開度は減少していくが、ある時刻t2までは目標EGR弁開度が全開相当よりも大きいので、実EGR弁開度は時刻t2まで全開相当で保持され、その後、徐々に減少する。このように、理想的には、時刻t1からEGR弁が閉じ始めた方が良いにもかかわらず、時刻t1以前の状態が影響して、時刻t2までEGR弁開度が全開相当で止まっており、その結果、目標EGR量への追従性能が悪化してしまう。
【0008】
このような問題は、EGR制御のみならず、PI制御による流量制御において同様に生じる。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る流量制御装置は、流体の流量を制御する流量制御弁と、目標流量を設定する目標流量設定手段と、実際に流れる流量を検出する実流量検出手段と、上記目標流量と上記の実際の流量との偏差に基づいて、PI制御により、上記流量制御弁の目標弁開度を演算する目標弁開度演算手段と、を備えており、上記のPI制御によって目標流量に追従するようにクローズドループ制御が実現される。
【0010】
そして、特に、上記目標弁開度演算手段における弁制御を切り替える弁制御切替手段を備えている。この弁制御切替手段によって、上記目標弁開度が全開相当の所定の上限開度に達し、かつ、上記偏差が正の場合に、上記目標弁開度演算手段におけるP制御の入力を上記偏差から所定値に切り替えるとともに、I制御における積分出力を0にリセットし続けるようになっている。
【0011】
上記のP制御の入力となる所定値は、例えば、目標弁開度が上記上限開度に保持される値に設定される。積分出力は0となるので、演算された目標弁開度は、全開相当となり、過度に大きくなることがない。
【0012】
また本発明の内燃機関のEGR制御装置は、内燃機関の排気系から吸気系に還流する排気流量を制御するEGR弁と、内燃機関の運転状態に従って、シリンダに吸入させたい目標EGR量を設定する目標EGR量設定手段と、実際にシリンダに吸入される実EGR量を検出する実EGR量検出手段と、上記目標EGR量と上記実EGR量との偏差に基づいて、PI制御により、上記EGR弁の目標EGR弁開度を演算する目標EGR弁開度演算手段と、を備えており、上記のPI制御によって目標EGR量に追従するようにクローズドループ制御が実現される。
【0013】
そして、上記目標EGR弁開度が全開相当の所定の上限開度に達し、かつ、上記偏差が正の場合に、上記目標EGR弁開度演算手段におけるP制御の入力を上記偏差から所定値に切り替えるとともに、I制御における積分出力を0にリセットし続けるEGR弁制御切替手段を備えている。これにより、やはり目標EGR弁開度が過度に大きくなることがない。
【0014】
【発明の効果】
この発明によれば、PI制御の中で目標弁開度が所定の上限開度に達した後、目標弁開度が過度に大きくなることが制限されるため、その後、目標流量が減少した際に、より早く追従することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を内燃機関のEGR制御装置に適用した一実施例について詳細に説明する。
【0016】
図5は、第1実施例を示すブロック図である。このEGR制御装置は、内燃機関の排気系から吸気系に至る排気還流通路に介装されたEGR弁4と、内燃機関の運転状態に従って、シリンダに吸入させたい目標EGR量を設定する目標EGR量設定手段1と、実際にシリンダに吸入される実EGR量を後述する推定演算により検出する実EGR量検出手段2と、上記目標EGR量と上記実EGR量との偏差に基づいて、PI制御により、上記EGR弁4の目標EGR弁開度を演算する目標EGR弁開度演算手段3と、を備えており、さらに、この目標EGR弁開度演算手段3の制御の方式を切り替えるEGR弁制御切替手段5を有している。
【0017】
上記目標EGR量設定手段1では、例えば以下のような方法で目標EGR量を設定する。
【0018】
第1に、アクセル開度とエンジン回転数から目標EGR率を設定する。アクセル開度とエンジン回転数と目標EGR率の関係はあらかじめマップとして用意しておく。目標EGR率設定マップの一例を図6に示す。
【0019】
第2に、(1)式の演算を行なうことによって、目標EGR量tQeを演算する。シリンダ吸入新気量Qacは、例えばコレクタ吸入新気量Qaをエアフローメータで計測し、(2)式を演算することによって求める。(2)式はコレクタに吸入されるガスが吸気弁を通過するまでの動的な特性として、時定数τの一次遅れで近似的に表わされるものとしている。以下、Z−1は一演算遅れを表わす演算子とする。
【0020】
【数1】
【0021】
なお、サンプリング時間Δtは固定値として与える。また時定数τは固定値として与えてもよく、運転状態によって変化させても良い。
【0022】
上記実EGR量検出手段2では、例えば以下のような方法で実際にシリンダに吸入されるEGR量(実EGR量)を検出する。
【0023】
第1に、下記の(3)式を演算することによって、コレクタ吸入EGR量Qeを演算する。(3)式のEGR弁開口面積Aegrは、例えばそのときの目標EGR弁開度からEGR弁開口面積を推定する。具体的には、EGR弁開度とEGR弁開口面積との関係を予めテーブルとして用意しておき、これから求める。このEGR弁開口面積を推定するためのテーブルの特性例を図7に示す。尚、ここでは、目標EGR弁開度と実EGR弁開度とがほぼ一致するものとみなすことになるが、動的な遅れによって違いが無視できない場合は、その動特性を考慮して目標EGR弁開度から実EGR弁開度を推定した上で、図7のテーブルからEGR弁開口面積を求めても良い。
【0024】
またEGR弁前後差圧ΔPegrは、排気還流通路のEGR弁の前後位置にそれぞれ臨設された圧力センサで直接検出するようにしてもよく、または、従来から公知の手法により推定演算して求めてもよい。
【0025】
第2に、コレクタに吸入されるEGR量Qeから(4)式を演算することによって、シリンダに吸入されるEGR量Qecを演算する。(4)式は(2)式と同様に、コレクタに吸入されるガスが吸気弁を通過するまでの動的な特性として、時定数τの一次遅れで近似的に表わされるものとしている。
【0026】
【数2】
【0027】
上記目標EGR弁開度演算手段3では、例えば以下のようなPI制御方式によるフィードバック演算を行なう。
【0028】
第1に、(5)式を演算し、目標EGR量に対する実EGR量の偏差ΔQecを求める。この偏差ΔQecは、(5)式から明らかなように、目標EGR量が実EGR量を上回る場合に、正の値となる。
【0029】
第2に、P制御の演算として(6)式の演算を行なう。ここで、UpはP制御の入力であるが、上記EGR弁制御切替手段5から入力される切替信号に従って、その値が切り替えられる。ここでは、切替信号をYesとNoの2つで表わされるものとする。切替信号がYesの場合は、入力Upとして、偏差ΔQecを与える。切替信号がNoの場合は、入力Upとして、(7)式で求められる定数Pconstを与える。(7)式では、切替信号がNoの場合に、目標EGR弁開度が全開相当のEVOmaxとなるように、P制御の比例ゲインkpから定数Pconstを設定する。
【0030】
第3に、I制御の演算として(8)式の演算を行なう。ここで、Uiは積分出力リセット用の係数であり、上記の(6)式の場合と同様に、EGR弁制御切替手段5から入力される切替信号に従って値が切り替えられる。この係数Uiとしては、切替信号がYesの場合は、1を与え、Noの場合は、0を与える。すなわち切替信号がYesの場合は、入力である偏差ΔQecを所定の積分ゲインkiでもって積分するのに対し、Noの場合は、I制御の演算結果が常に0となるようにリセットを行なう。
【0031】
第4に、(9)式を演算して目標EGR弁開度tEVOを求める。つまり、P分tEVOpとI分tEVOiとの和となる。
【0032】
【数3】
【0033】
ここで、比例ゲインkpおよび積分ゲインkiは定数として与えても良いし、運転状態によって変化させても良い。またサンプリング時間Δt、および全開相当の上限開度EVOmaxは定数として与える。
【0034】
図8は、上記の目標EGR弁開度演算手段3の演算内容を示すブロック図であり、P分を求めるP制御要素81とI分を求めるI制御要素82とを含み、加算点83で求められた両者の和が目標EGR弁開度として出力される。目標EGR量と実EGR量との偏差は、加算点84で求められ、P制御要素81の入力が、上述した切替信号に応じて、切替部85により、偏差もしくは定数Pconstに切り替えられる。同様に、I制御要素82内の切替部86から出力される係数Uiにより、I分のリセットが行われる。
【0035】
EGR弁制御切替手段5は、上述したように、目標EGR弁開度演算手段3に対し、YesとNoの信号(切替信号)を出力するものである。これは、下記の条件を満たす場合に、Noを出力し、目標EGR弁開度を全開相当に制限する。下記の条件以外の場合は、Yesを出力し、通常のクローズドループ制御つまりEGR量の制御偏差に従って目標EGR弁開度を演算する。下記のNoと判定する運転状態は、実際のEGR弁開度が全開相当の開度で制限されていて、目標EGR量を実現できていない場合に相当する。
【0036】
【数4】
No判定条件: Qec<tQec かつ tEVO≧EVOmax
但し、
Qec:シリンダ吸入EGR量[mg/st]
tQec:目標EGR量[mg/st]
tEVO:目標EGR弁開度[%]
EVOmax:全開相当EGR弁開度[%]
以上のような第1実施例によれば、実際のEGR弁開度が全開相当の開度で制限されることによって目標EGR量を実現できていない状態において、目標EGR弁開度が全開相当の開度に保持される。図3は、前述した図2と同様に、実際のEGR弁開度が全開相当の開度で制限されることによって目標EGR量を実現できていない状態から、時刻t1で運転状態が変化して目標EGR量がステップ的に減少した場合のEGR弁開度およびEGR流量の変化を示しており、いずれも太実線が目標値、細実線が実値である。
【0037】
この場合、時刻t1以前においては、目標EGR量と実EGR量との定常偏差が大であるが、P制御の入力が、全開相当の開度に対応した定数Pconstに切り替えられるとともに、I分が0にリセットされ続けるので、目標EGR弁開度は、全開相当の開度となる。そのため、時刻t1において目標EGR量がステップ的に減少して実EGR量よりも小さくなると、目標EGR弁開度は直ちに減少する。そのため、目標EGR量に対する追従性能が向上する。
【0038】
次に、第2実施例を図9のブロック図に基づいて説明する。このEGR制御装置は、内燃機関の排気系から吸気系に至る排気還流通路に介装されたEGR弁4と、内燃機関の運転状態に従って、シリンダに吸入させたい目標EGR量を設定する目標EGR量設定手段1と、実際にシリンダに吸入される実EGR量を後述する推定演算により検出する実EGR量検出手段2と、上記目標EGR量と上記実EGR量との偏差に基づいて、PI制御により、上記EGR弁4の目標EGR弁開度を演算する目標EGR弁開度演算手段13と、を備えており、さらに、上記EGR弁4の前後の差圧を検出するEGR弁前後差圧検出手段16と、目標EGR弁開度演算手段13の制御の方式を切り替えるEGR弁制御切替手段15と、を有している。ここで、上記EGR弁4、目標EGR量設定手段1および実EGR量検出手段2は、前述した第1実施例と特に変わりはない。
【0039】
上記目標EGR弁開度演算手段13は、第1実施例のものとは僅かに異なるものであり、例えば以下のような演算を行なう。
【0040】
第1に、EGR弁前後差圧検出手段16が検出したEGR弁前後の差圧から、EGR弁開度を制限する上限開度EVOlimを設定する。EGR弁前後差圧とEGR弁開度上限値EVOlimとの関係は予めテーブルとして用意しておく。このテーブルの特性例を図10に示す。図10に示すように、前後差圧が大きいほど全開近くに上限開度EVOlimを設定し、前後差圧が小さいときには、上限開度EVOlimをより小さく与える。
【0041】
第2に、(10)式を演算して目標EGR量に対する実EGR量の偏差ΔQecを求める。この偏差ΔQecは、(10)式から明らかなように、目標EGR量が実EGR量を上回る場合に、正の値となる。
【0042】
第3に、P制御の演算として(11)式の演算を行なう。ここで、UpはP制御の入力であるが、EGR弁制御切替手段15から入力される切替信号に従って、その値が切り替えられる。ここでは、切替信号をYesとNoの2つで表わされるものとする。切替信号がYesの場合は、入力Upとして、ΔQecを与える。切替信号がNoの場合は、入力Upとして(12)式で求められる定数Pconstを与える。(12)式では、切替信号がNoの場合に、目標EGR弁開度が、図10のテーブルから求められる上限開度EVOlimとなるように、P制御の比例ゲインkpを用いて定数Pconstを設定する。
【0043】
第4に、I制御の演算として(13)式の演算を行なう。第1実施例と同様に、Uiは積分出力リセット用の係数であり、上記の(11)式の場合と同じく、EGR弁制御切替手段15から入力される切替信号に従って値が切り替えられる。切替信号がYesの場合は、1を与え、Noの場合は、0を与える。すなわち切替信号がYesの場合は、入力である偏差ΔQecを積分するのに対し、Noの場合は、I制御の演算結果が常に0となるようにリセットを行なう。
【0044】
第5に、(14)式を演算して目標EGR弁開度tEVOを求める。
【0045】
【数5】
【0046】
ここで、比例ゲインkpおよび積分ゲインkiは定数として与えても良いし、運転状態によって変化させても良い。またサンプリング時間Δtは定数として与える。
【0047】
EGR弁前後差圧検出手段16は、上述したようにEGR弁4の前後差圧を検出するものであるが、これは、直接にセンサで検出してもよく、または、従来から公知の手法により推定演算して求めてもよい。
【0048】
EGR弁制御切替手段15は、上述したように、目標EGR弁開度演算手段13に対し、YesとNoの信号(切替信号)を出力するものである。これは、下記の条件を満たす場合に、Noを出力し、目標EGR弁開度を、図10のテーブルから求めた上限開度EVOlimに制限する。下記の条件以外の場合は、Yesを出力し、通常のクローズドループ制御つまりEGR量の制御偏差に従って目標EGR弁開度を演算する。下記のNoと判定する運転状態は、目標EGR弁開度が上限開度EVOlimに達しており、かつ目標EGR量を実現できていない場合に相当する。
【0049】
【数6】
No判定条件: Qec<tQec かつ tEVO≧EVOlim
但し、
Qec:シリンダ吸入EGR量[mg/st]
tQec:目標EGR量[mg/st]
tEVO:目標EGR弁開度[%]
EVOlim:EGR弁開度上限[%]
この第2実施例は、図4に示すようなEGR流量とEGR弁開度とEGR弁前後差圧との関係を考慮している。図4に示すように、EGR弁開度の差が同じであっても、EGR弁前後差圧が低いときは、EGR流量の変化は少ない。
【0050】
前述した図3のように目標EGR量が変化する場合に、第1実施例では、時刻t1以前の目標EGR弁開度を全開相当に制限しているが、この第2実施例では、EGR弁前後差圧が小さいときは、全開よりも小さい開度、つまり前後差圧に応じて設定された上限開度EVOlimに保持される。これによって、時刻t1以降のEGR弁の開度変化幅が、全開位置から動かす場合に比べて小さくなる。そのため、EGR弁開度を、目標EGR量を実現し得る開度により早く収束させることができ、目標EGR量への追従性をさらに向上させることができる。なお、これによって、時刻t1以前のEGR量の定常偏差は増加するが、定常偏差への影響が大きい、EGR弁前後差圧が大きい運転状態では、EGR弁開度をより全開に近い開度で制限することになる。
【0051】
上記第2実施例においては、切替信号に応じて、(12)式から求めた定数Pconstを、P制御の入力として与えるようになっているが、この定数Pconstの値を、切替の直後から時間経過に伴って、目標EGR弁開度が全開開度相当になるまで徐々に増加させるようにしても良い。このようにすれば、全開開度以下で長時間制限することにより派生する問題を回避することができる。
【0052】
例えば、(15)式を演算することによって、定数Pconstを所定の増加割合Δpconstに従って徐々に増加させていく。ただし、定数Pconstは、EGR弁制御切替手段15の出力信号がYesからNoに切り変わった時点で、(12)式で求めた初期値にリセットする。また、(16)式で求めた上限値でもって定数Pconstの上限を制限する。
【0053】
【数7】
【0054】
すなわち、第2実施例は、将来的に目標EGR量が下がることを想定して、EGR弁を閉じるまでの時間が短くなるように、予めEGR弁開度を全開よりも小さい開度に制限するものである。しかしながら、EGR弁前後差圧に基づいて目標EGR弁開度を制限することで影響は少なくしているものの、EGR弁開度を全開相当よりも小さく制限している間は、第1実施例よりも定常偏差は増加する。そのため、制限されている期間が長いほど、相対的に定常偏差増加による悪影響が大きくなる。上記のように定数Pconstを徐々に増加させるようにすれば、EGR弁開度が制限されている期間が長くなるほど、定数Pconstが増加することから、EGR弁開度の制限が緩和されることになり、定常偏差増加による問題が抑制される。
【0055】
次に、第3実施例を図11のブロック図に基づいて説明する。このEGR制御装置は、内燃機関の排気系から吸気系に至る排気還流通路に介装されたEGR弁4と、内燃機関の運転状態に従って、シリンダに吸入させたい目標EGR量を設定する目標EGR量設定手段1と、実際にシリンダに吸入される実EGR量を後述する推定演算により検出する実EGR量検出手段2と、上記目標EGR量と上記実EGR量との偏差に基づいて、PI制御により、上記EGR弁4の目標EGR弁開度を演算する目標EGR弁開度演算手段23と、を備えており、さらに、上記EGR弁4の前後の差圧を検出するEGR弁前後差圧検出手段16と、この差圧を所定の閾値と比較して、その大小関係を判定するEGR弁前後差圧大小関係判定手段27と、目標EGR弁開度演算手段23の制御の方式を切り替えるEGR弁制御切替手段25を有している。ここで、上記EGR弁4、目標EGR量設定手段1および実EGR量検出手段2は、前述した第1,第2実施例と特に変わりはなく、またEGR弁前後差圧検出手段16は、第2実施例のものと特に変わりはない。
【0056】
上記目標EGR弁開度演算手段23は、第1,第2実施例のものとは僅かに異なるものであり、例えば以下のような演算を行なう。
【0057】
第1に、EGR弁前後差圧大小関係判定手段27の判定結果に基づいて、(17−1)式および(17−2)式に示すように、EGR弁開度を制限する上限開度EVOlimを設定する。
【0058】
【数8】
差圧が閾値より大きいとき
EVOlim=EVOhi ……(17−1)
差圧が所定値より小さいとき
EVOlim=EVOlow ……(17−2)
但し
EVOlim:EGR弁開度上限[%]
EVOhi:差圧が閾値より大きい場合のEGR弁開度上限[%]
EVOlow:差圧が閾値より小さい場合のEGR弁開度上限[%]
ここで、EVOhiとEVOlowは定数として与える。また、EVOhiはEVOlowよりも大きい値とする。つまり差圧が大きいほうが上限開度EVOlimは、相対的に大きくなる。
【0059】
第2に、(18)式を演算して目標EGR量に対する実EGR量の偏差ΔQecを求める。この偏差ΔQecは、(18)式から明らかなように、目標EGR量が実EGR量を上回る場合に、正の値となる。
【0060】
第3に、P制御の演算として(19)式の演算を行なう。ここで、UpはP制御の入力であるが、EGR弁制御切替手段25から入力される切替信号に従って、その値が切り替えられる。ここでは、切替信号をYesとNoの2つで表わされるものとする。切替信号がYesの場合は、入力Upとして、ΔQecを与える。切替信号がNoの場合は、入力Upとして(20)式で求められる定数Pconstを与える。(20)式では、切替信号がNoの場合に、目標EGR弁開度が、(17)式で求めた上限開度EVOlim(EVOhiもしくはEVOlow)となるように、P制御の比例ゲインkpを用いて定数Pconstを設定する。
【0061】
第4に、I制御の演算として(21)式の演算を行なう。第1,第2実施例と同様に、Uiは積分出力リセット用の係数であり、上記の(19)式の場合と同じく、EGR弁制御切替手段25から入力される切替信号に従って値が切り替えられる。切替信号がYesの場合は、1を与え、Noの場合は、0を与える。すなわち切替信号がYesの場合は、入力である偏差ΔQecを積分するのに対し、Noの場合は、I制御の演算結果が常に0となるようにリセットを行なう。
【0062】
第5に、(22)式を演算して目標EGR弁開度tEVOを求める。
【0063】
【数9】
【0064】
ここで、比例ゲインkpおよび積分ゲインkiは定数として与えても良いし、運転状態によって変化させても良い。またサンプリング時間Δtは定数として与える。
【0065】
EVOhi>EVOlowであるので、(20)式から求める定数Pconstは、EGR弁前後差圧が閾値よりも小さい場合は、閾値より大きい場合に比べて、より小さい値となる。すなわちより小さい開度でEGR弁開度上限を制限することになる。第2実施例について説明したように、小さい開度で過度に長期間制限することは好ましくないので、このように小さい開度で制限される状態が所定時間経過したときに、差圧が閾値より大きい場合に設定される定数Pconstの値にP制御の入力を切り替えるようにしても良い。この差圧が大きい場合に設定されるP制御の入力は(23)式から求められる。
【0066】
【数10】
【0067】
EGR弁制御切替手段25は、上述したように、目標EGR弁開度演算手段13に対し、YesとNoの信号(切替信号)を出力するものである。これは、下記の条件を満たす場合に、Noを出力し、目標EGR弁開度を、(17)式のいずれかの開度EVOhi,EVOlowに制限する。下記の条件以外の場合は、Yesを出力し、通常のクローズドループ制御つまりEGR量の制御偏差に従って目標EGR弁開度を演算する。下記のNoと判定する運転状態は、目標EGR弁開度が上限開度EVOlim(EVOhi,EVOlow)に達しており、かつ目標EGR量を実現できていない場合に相当する。
【0068】
【数11】
No判定条件: Qec<tQec かつ tEVO≧EVOlim
但し、
Qec:シリンダ吸入EGR量[mg/st]
tQec:目標EGR量[mg/st]
tEVO:目標EGR弁開度[%]
EVOlim:EGR弁開度上限[%]
上記の第3実施例では、前述した第2実施例と同様に、EGR弁前後差圧が小さいときは、全開よりも小さい開度(EVOlow)に保持される。これによって、時刻t1以降のEGR弁の開度変化幅が、全開位置から動かす場合に比べて小さくなる。そのため、EGR弁開度を、目標EGR量を実現し得る開度により早く収束させることができ、目標EGR量への追従性をさらに向上させることができる。特に、この第3実施例では、上限開度を単純に2段階に切り替えるので、第2実施例のように前後差圧とEGR弁開度との関係を規定するテーブルが不要であり、プログラムサイズを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例を示すブロック図。
【図2】この従来例によるEGR弁開度とEGR流量との変化の一例を示すタイムチャート。
【図3】本発明によるEGR弁開度とEGR流量との変化の一例を示すタイムチャート。
【図4】EGR弁開度と前後差圧とEGR流量との関係を示す特性図。
【図5】本発明の第1実施例を示すブロック図。
【図6】目標EGR率設定マップの例を示す特性図。
【図7】EGR弁開口面積推定テーブルを示す特性図。
【図8】目標EGR弁開度演算手段の詳細を示す機能ブロック図。
【図9】本発明の第2実施例を示すブロック図。
【図10】前後差圧に対するEGR弁の上限開度の設定テーブルの例を示す特性図。
【図11】本発明の第3実施例を示すブロック図。
【符号の説明】
1…目標EGR量設定手段
2…実EGR量検出手段
3…目標EGR弁開度演算手段
4…EGR弁
5…EGR弁制御切替手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow rate control device in which the opening degree of a flow rate control valve is controlled in a closed loop by PI control (proportional integration control), and more particularly to an EGR control device for an internal combustion engine that controls an EGR amount of the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-177616 discloses a PI control so that an EGR amount (actual EGR amount) actually sucked into a cylinder follows an EGR amount (a target EGR amount) to be sucked into a cylinder of an internal combustion engine. Discloses an apparatus for controlling the EGR valve opening.
[0003]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of this conventional example. A target EGR amount setting means 101 sets a target EGR amount in accordance with an operating state, and an actual EGR amount detecting means 102 calculates an actual EGR amount by an estimation calculation. To detect. The target EGR valve opening calculating means 103 calculates the target EGR valve opening by PI control from the difference between the target EGR amount and the actual EGR amount. In the P control, a proportional component (P component) is calculated by multiplying the deviation by a proportional gain. As for the I control, the integral is multiplied by multiplying the deviation by an integral gain to calculate an integral (I). Then, the target EGR valve opening is calculated as the sum of the P component and the I component. The target EGR valve opening determined in this way is output to the EGR valve 104 located in the exhaust gas recirculation passage.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional PI control as described above, since the calculated target EGR valve opening may be larger than the opening corresponding to full opening, the response to a change in the operating state may deteriorate.
[0005]
FIG. 2 shows that the operating state changes at time t1 and the target EGR amount decreases stepwise from a state where the target EGR amount cannot be realized because the actual EGR valve opening is limited by the opening corresponding to the full opening. The change of the EGR valve opening degree and the EGR flow rate in the case of having performed is shown, and the thick solid line is a target value and the thin solid line is a real value.
[0006]
Before time t1, the I component increases with time due to a steady-state deviation between the target EGR amount and the actual EGR amount, so that the target EGR valve opening increases as shown in the figure. However, the actual EGR valve opening is limited by the full opening, so that the steady-state deviation of the EGR amount does not decrease. Next, at time t1, when the target EGR amount decreases stepwise and becomes smaller than the actual EGR amount, the target EGR valve opening is reduced by the P control at time t1, as shown in the drawing. Then, after time t1, the target EGR valve opening gradually decreases as the I component decreases with time.
[0007]
In this way, after time t1, the target EGR valve opening decreases, but until a certain time t2, the target EGR valve opening is larger than the full opening, and the actual EGR valve opening is fully open until time t2. And then gradually decreases. As described above, ideally, the EGR valve should be started to be closed from time t1, but the state before time t1 has an influence, and the EGR valve opening degree stops at time t2 corresponding to the fully open state. As a result, the performance of following the target EGR amount deteriorates.
[0008]
Such a problem similarly occurs not only in the EGR control but also in the flow rate control by the PI control.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A flow control device according to the present invention includes a flow control valve that controls a flow rate of a fluid, a target flow rate setting unit that sets a target flow rate, an actual flow rate detection unit that detects an actual flowing flow rate, A target valve opening calculating means for calculating a target valve opening of the flow control valve by PI control based on a deviation from an actual flow rate, so as to follow the target flow rate by the PI control. Closed loop control is realized.
[0010]
In particular, there is provided a valve control switching means for switching valve control in the target valve opening calculating means. By this valve control switching means, when the target valve opening reaches a predetermined upper limit opening corresponding to full opening and the deviation is positive, the input of P control in the target valve opening calculating means is changed from the deviation. While switching to a predetermined value, the integral output in the I control is kept reset to zero.
[0011]
The predetermined value that is input to the P control is set, for example, to a value at which the target valve opening is held at the upper limit opening. Since the integrated output is 0, the calculated target valve opening is equivalent to full opening, and does not become excessively large.
[0012]
The EGR control device for an internal combustion engine according to the present invention sets an EGR valve for controlling an exhaust gas flow rate recirculated from an exhaust system of the internal combustion engine to an intake system, and a target EGR amount to be taken into a cylinder according to an operation state of the internal combustion engine. A target EGR amount setting means, an actual EGR amount detecting means for detecting an actual EGR amount actually sucked into a cylinder, and the EGR valve based on a deviation between the target EGR amount and the actual EGR amount by PI control. And a target EGR valve opening calculating means for calculating the target EGR valve opening. Closed loop control is realized by the PI control so as to follow the target EGR amount.
[0013]
When the target EGR valve opening reaches a predetermined upper limit opening corresponding to full opening and the deviation is positive, the input of the P control in the target EGR valve opening calculating means is changed from the deviation to a predetermined value. EGR valve control switching means is provided for switching and continuously resetting the integrated output in I control to zero. Thus, the target EGR valve opening does not become excessively large.
[0014]
【The invention's effect】
According to the present invention, after the target valve opening reaches the predetermined upper limit opening during the PI control, it is limited that the target valve opening becomes excessively large. Can be followed more quickly.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an EGR control device for an internal combustion engine will be described in detail.
[0016]
FIG. 5 is a block diagram showing the first embodiment. This EGR control device includes an EGR valve 4 provided in an exhaust gas recirculation passage from an exhaust system to an intake system of the internal combustion engine, and a target EGR amount for setting a target EGR amount to be taken into a cylinder according to an operation state of the internal combustion engine. Setting means 1, actual EGR
[0017]
The target EGR amount setting means 1 sets the target EGR amount by, for example, the following method.
[0018]
First, a target EGR rate is set from the accelerator opening and the engine speed. The relationship between the accelerator opening, the engine speed, and the target EGR rate is prepared in advance as a map. FIG. 6 shows an example of the target EGR rate setting map.
[0019]
Second, the target EGR amount tQe is calculated by performing the calculation of Expression (1). The cylinder intake new air amount Qac is obtained, for example, by measuring the collector intake new air amount Qa with an air flow meter and calculating equation (2). Equation (2) is a dynamic characteristic until the gas sucked into the collector passes through the intake valve, and is approximately expressed by a first-order delay of the time constant τ. Hereinafter, Z -1 Is an operator representing one operation delay.
[0020]
(Equation 1)
[0021]
Note that the sampling time Δt is given as a fixed value. Further, the time constant τ may be given as a fixed value or may be changed depending on the operation state.
[0022]
The actual EGR
[0023]
First, a collector intake EGR amount Qe is calculated by calculating the following equation (3). The EGR valve opening area Aegr of the formula (3) estimates the EGR valve opening area from the target EGR valve opening at that time, for example. Specifically, the relationship between the EGR valve opening and the EGR valve opening area is prepared in advance as a table, and is determined from this. FIG. 7 shows a characteristic example of a table for estimating the opening area of the EGR valve. Here, it is assumed that the target EGR valve opening and the actual EGR valve opening substantially coincide with each other. However, if the difference cannot be ignored due to dynamic delay, the target EGR valve is considered in consideration of its dynamic characteristics. After estimating the actual EGR valve opening from the valve opening, the EGR valve opening area may be obtained from the table in FIG.
[0024]
The pressure difference ΔPegr before and after the EGR valve may be directly detected by pressure sensors provided respectively at the front and rear positions of the EGR valve in the exhaust gas recirculation passage, or may be calculated and estimated by a conventionally known method. Good.
[0025]
Second, the EGR amount Qec sucked into the cylinder is calculated by calculating equation (4) from the EGR amount Qe sucked into the collector. Equation (4) is, like equation (2), approximately expressed by a first-order delay of a time constant τ as a dynamic characteristic until the gas sucked into the collector passes through the intake valve.
[0026]
(Equation 2)
[0027]
The target EGR valve opening calculating means 3 performs a feedback calculation by the following PI control method, for example.
[0028]
First, the equation (5) is calculated, and a deviation ΔQec of the actual EGR amount from the target EGR amount is obtained. This deviation ΔQec becomes a positive value when the target EGR amount exceeds the actual EGR amount, as is apparent from the equation (5).
[0029]
Second, the calculation of equation (6) is performed as the calculation of the P control. Here, Up is an input of the P control, and its value is switched according to a switching signal input from the EGR valve control switching means 5. Here, it is assumed that the switching signal is represented by two of Yes and No. When the switching signal is Yes, a deviation ΔQec is given as the input Up. When the switching signal is No, a constant Pconst obtained by Expression (7) is given as the input Up. In the equation (7), when the switching signal is No, the constant Pconst is set from the proportional gain kp of the P control so that the target EGR valve opening becomes EVOmax corresponding to the full opening.
[0030]
Third, the calculation of equation (8) is performed as the calculation of the I control. Here, Ui is a coefficient for resetting the integral output, and the value is switched in accordance with the switching signal input from the EGR valve control switching means 5, as in the case of the above equation (6). As the coefficient Ui, 1 is given when the switching signal is Yes, and 0 when it is No. That is, when the switching signal is Yes, the input deviation ΔQec is integrated with a predetermined integration gain ki, whereas when No, the reset is performed so that the calculation result of the I control is always 0.
[0031]
Fourth, the target EGR valve opening tEVO is obtained by calculating equation (9). In other words, it is the sum of the P component tEVOp and the I component tEVOi.
[0032]
[Equation 3]
[0033]
Here, the proportional gain kp and the integral gain ki may be given as constants, or may be changed depending on the operation state. Further, the sampling time Δt and the upper limit opening EVOmax corresponding to the full opening are given as constants.
[0034]
FIG. 8 is a block diagram showing the calculation contents of the target EGR valve opening degree calculation means 3 and includes a
[0035]
As described above, the EGR valve control switching means 5 outputs Yes and No signals (switching signals) to the target EGR valve opening calculating means 3. In this case, when the following condition is satisfied, No is output and the target EGR valve opening is limited to a value corresponding to full opening. If the following conditions are not satisfied, Yes is output, and the target EGR valve opening is calculated in accordance with the normal closed loop control, that is, the control deviation of the EGR amount. The operation state determined as No in the following corresponds to a case where the actual EGR valve opening is limited by the opening corresponding to the full opening and the target EGR amount cannot be achieved.
[0036]
(Equation 4)
No determination condition: Qec <tQec and tEVO ≧ EVOmax
However,
Qec: cylinder intake EGR amount [mg / st]
tQec: target EGR amount [mg / st]
tEVO: target EGR valve opening [%]
EVOmax: full open equivalent EGR valve opening [%]
According to the first embodiment described above, in a state where the actual EGR valve opening is limited by the opening equivalent to the full opening and the target EGR amount cannot be realized, the target EGR valve opening corresponds to the full opening. It is held at the opening. FIG. 3 shows that the operating state changes at time t1 from a state in which the target EGR amount cannot be realized due to the fact that the actual EGR valve opening is limited by the opening corresponding to the full opening similarly to FIG. 2 described above. Changes in the EGR valve opening and the EGR flow rate when the target EGR amount decreases in a stepwise manner are shown. In each case, the thick solid line is the target value and the thin solid line is the actual value.
[0037]
In this case, before the time t1, the steady-state deviation between the target EGR amount and the actual EGR amount is large, but the input of the P control is switched to the constant Pconst corresponding to the opening corresponding to the full opening, and the I component is reduced. Since the target EGR valve opening is continuously reset to 0, the target EGR valve opening becomes an opening equivalent to full opening. Therefore, when the target EGR amount decreases stepwise at time t1 and becomes smaller than the actual EGR amount, the target EGR valve opening immediately decreases. Therefore, the performance of following the target EGR amount is improved.
[0038]
Next, a second embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. This EGR control device includes an EGR valve 4 provided in an exhaust gas recirculation passage from an exhaust system to an intake system of the internal combustion engine, and a target EGR amount for setting a target EGR amount to be taken into a cylinder according to an operation state of the internal combustion engine. Setting means 1, actual EGR
[0039]
The target EGR valve opening calculating means 13 is slightly different from that of the first embodiment, and performs, for example, the following calculation.
[0040]
First, the upper limit opening EVOlim for limiting the EGR valve opening is set based on the differential pressure across the EGR valve detected by the EGR valve differential
[0041]
Second, a deviation ΔQec of the actual EGR amount from the target EGR amount is calculated by calculating the equation (10). This deviation ΔQec becomes a positive value when the target EGR amount exceeds the actual EGR amount, as is apparent from the equation (10).
[0042]
Third, the calculation of equation (11) is performed as the calculation of the P control. Here, Up is an input of the P control, and its value is switched according to a switching signal input from the EGR valve control switching unit 15. Here, it is assumed that the switching signal is represented by two of Yes and No. When the switching signal is Yes, ΔQec is given as the input Up. When the switching signal is No, a constant Pconst obtained by Expression (12) is given as the input Up. In the equation (12), when the switching signal is No, the constant Pconst is set using the proportional gain kp of the P control so that the target EGR valve opening becomes the upper limit opening EVOlim obtained from the table of FIG. I do.
[0043]
Fourth, the calculation of Expression (13) is performed as the calculation of the I control. As in the first embodiment, Ui is a coefficient for resetting the integral output, and the value is switched in accordance with the switching signal input from the EGR valve control switching means 15, as in the case of the above-mentioned equation (11). When the switching signal is Yes, 1 is given, and when No, 0 is given. That is, when the switching signal is Yes, the input deviation ΔQec is integrated, while when No, the reset is performed so that the calculation result of the I control is always 0.
[0044]
Fifth, the target EGR valve opening tEVO is obtained by calculating equation (14).
[0045]
(Equation 5)
[0046]
Here, the proportional gain kp and the integral gain ki may be given as constants, or may be changed depending on the operation state. The sampling time Δt is given as a constant.
[0047]
The EGR valve front-back differential
[0048]
As described above, the EGR valve control switching means 15 outputs Yes and No signals (switching signals) to the target EGR valve opening calculating means 13. When the following condition is satisfied, No is output and the target EGR valve opening is limited to the upper limit opening EVOlim obtained from the table of FIG. If the following conditions are not satisfied, Yes is output, and the target EGR valve opening is calculated in accordance with the normal closed loop control, that is, the control deviation of the EGR amount. The operation state determined as No in the following corresponds to a case where the target EGR valve opening has reached the upper limit opening EVOlim and the target EGR amount has not been realized.
[0049]
(Equation 6)
No determination condition: Qec <tQec and tEVO ≧ EVOlim
However,
Qec: cylinder intake EGR amount [mg / st]
tQec: target EGR amount [mg / st]
tEVO: target EGR valve opening [%]
EVOlim: EGR valve opening upper limit [%]
In the second embodiment, the relationship between the EGR flow rate, the EGR valve opening, and the differential pressure across the EGR valve as shown in FIG. 4 is considered. As shown in FIG. 4, even when the difference in the EGR valve opening is the same, when the differential pressure across the EGR valve is low, the change in the EGR flow rate is small.
[0050]
When the target EGR amount changes as shown in FIG. 3 described above, in the first embodiment, the target EGR valve opening before time t1 is limited to a value equivalent to full opening, but in the second embodiment, the EGR valve is opened. When the front-back differential pressure is small, the opening is smaller than the full opening, that is, the upper limit opening EVOlim set according to the front-back differential pressure. As a result, the width of change in the opening degree of the EGR valve after the time t1 becomes smaller than when the EGR valve is moved from the fully open position. Therefore, the EGR valve opening can be made to converge more quickly to an opening that can achieve the target EGR amount, and the ability to follow the target EGR amount can be further improved. In this case, the steady-state deviation of the EGR amount before time t1 increases, but in an operating state where the influence on the steady-state deviation is large and the differential pressure across the EGR valve is large, the EGR valve opening is set to an opening closer to full opening. Will be limited.
[0051]
In the second embodiment, the constant Pconst obtained from Expression (12) is given as an input of the P control according to the switching signal. As the time elapses, the target EGR valve opening may be gradually increased until it becomes equivalent to the full opening. In this way, it is possible to avoid a problem that is caused by limiting for a long time below the full opening degree.
[0052]
For example, by calculating the equation (15), the constant Pconst is gradually increased according to a predetermined increase rate Δpconst. However, the constant Pconst is reset to the initial value obtained by the equation (12) when the output signal of the EGR valve control switching means 15 changes from Yes to No. Further, the upper limit of the constant Pconst is limited by the upper limit obtained by the equation (16).
[0053]
(Equation 7)
[0054]
That is, in the second embodiment, assuming that the target EGR amount will decrease in the future, the EGR valve opening is limited to an opening smaller than the full opening in advance so that the time until the EGR valve is closed is shortened. Things. However, although the effect is reduced by limiting the target EGR valve opening based on the differential pressure between the EGR valve front and rear, while the EGR valve opening is limited to a value smaller than the full opening, the first embodiment is different from the first embodiment. The steady-state deviation also increases. Therefore, the longer the restricted period is, the greater the adverse effect due to the increase in the steady-state deviation is. If the constant Pconst is gradually increased as described above, the constant Pconst increases as the period during which the EGR valve opening is restricted becomes longer, so that the restriction on the EGR valve opening is eased. That is, the problem due to the increase in the steady-state deviation is suppressed.
[0055]
Next, a third embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. This EGR control device includes an EGR valve 4 provided in an exhaust gas recirculation passage from an exhaust system to an intake system of the internal combustion engine, and a target EGR amount for setting a target EGR amount to be taken into a cylinder according to an operation state of the internal combustion engine. Setting means 1, actual EGR
[0056]
The target EGR valve opening calculating means 23 is slightly different from the first and second embodiments, and performs, for example, the following calculation.
[0057]
First, based on the determination result of the EGR valve front / rear differential pressure magnitude relationship determining means 27, the upper limit opening EVOlim for limiting the EGR valve opening as shown in the equations (17-1) and (17-2). Set.
[0058]
(Equation 8)
When the differential pressure is greater than the threshold
EVOlim = EVOhi (17-1)
When the differential pressure is smaller than the specified value
EVOlim = EVOlow (17-2)
However
EVOlim: EGR valve opening upper limit [%]
EVOhi: EGR valve opening upper limit [%] when differential pressure is larger than threshold
EVOlow: EGR valve opening upper limit [%] when differential pressure is smaller than threshold
Here, EVOhi and EVOlow are given as constants. EVOhi is a value larger than EVOlow. That is, the larger the differential pressure, the larger the upper limit opening EVOlim becomes.
[0059]
Second, a deviation ΔQec of the actual EGR amount from the target EGR amount is obtained by calculating equation (18). This deviation ΔQec becomes a positive value when the target EGR amount exceeds the actual EGR amount, as is apparent from the equation (18).
[0060]
Third, the calculation of equation (19) is performed as the calculation of the P control. Here, Up is an input of the P control, and its value is switched according to a switching signal input from the EGR valve control switching means 25. Here, it is assumed that the switching signal is represented by two of Yes and No. When the switching signal is Yes, ΔQec is given as the input Up. When the switching signal is No, a constant Pconst obtained by Expression (20) is given as the input Up. In the equation (20), when the switching signal is No, the proportional gain kp of the P control is used so that the target EGR valve opening becomes the upper limit opening EVOlim (EVOhi or EVOlow) obtained by the equation (17). To set a constant Pconst.
[0061]
Fourth, the calculation of equation (21) is performed as the calculation of I control. As in the first and second embodiments, Ui is a coefficient for resetting the integral output, and the value is switched according to the switching signal input from the EGR valve control switching means 25, as in the case of the above equation (19). . When the switching signal is Yes, 1 is given, and when No, 0 is given. That is, when the switching signal is Yes, the input deviation ΔQec is integrated, while when No, the reset is performed so that the calculation result of the I control is always 0.
[0062]
Fifth, the target EGR valve opening tEVO is obtained by calculating equation (22).
[0063]
(Equation 9)
[0064]
Here, the proportional gain kp and the integral gain ki may be given as constants, or may be changed depending on the operation state. The sampling time Δt is given as a constant.
[0065]
Since EVOhi> EVOlow, the constant Pconst obtained from Expression (20) has a smaller value when the differential pressure across the EGR valve is smaller than the threshold value, as compared with a case where the differential pressure across the EGR valve is larger than the threshold value. That is, the upper limit of the EGR valve opening is limited by a smaller opening. As described in the second embodiment, it is not preferable to restrict the opening at a small opening for an excessively long period of time. The input of the P control may be switched to the value of the constant Pconst set when the value is large. The input of the P control that is set when the differential pressure is large is obtained from Expression (23).
[0066]
(Equation 10)
[0067]
The EGR valve control switching means 25 outputs Yes and No signals (switching signals) to the target EGR valve opening calculating means 13 as described above. In this case, when the following condition is satisfied, No is output, and the target EGR valve opening is limited to one of the openings EVOhi and EVOlow in the equation (17). If the following conditions are not satisfied, Yes is output, and the target EGR valve opening is calculated in accordance with the normal closed loop control, that is, the control deviation of the EGR amount. The operation state determined as No in the following corresponds to a case where the target EGR valve opening has reached the upper limit opening EVOlim (EVOhi, EVOlow) and the target EGR amount has not been realized.
[0068]
[Equation 11]
No determination condition: Qec <tQec and tEVO ≧ EVOlim
However,
Qec: cylinder intake EGR amount [mg / st]
tQec: target EGR amount [mg / st]
tEVO: target EGR valve opening [%]
EVOlim: EGR valve opening upper limit [%]
In the third embodiment, similarly to the above-described second embodiment, when the differential pressure across the EGR valve is small, the opening degree (EVOlow) is kept smaller than the fully opened state. As a result, the width of change in the opening degree of the EGR valve after the time t1 becomes smaller than when the EGR valve is moved from the fully open position. Therefore, the EGR valve opening can be made to converge more quickly to an opening that can achieve the target EGR amount, and the ability to follow the target EGR amount can be further improved. In particular, in the third embodiment, since the upper limit opening is simply switched in two stages, a table for defining the relationship between the front-rear differential pressure and the EGR valve opening as in the second embodiment is unnecessary, and the program size is reduced. Can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional example.
FIG. 2 is a time chart showing an example of a change in an EGR valve opening and an EGR flow rate according to the conventional example.
FIG. 3 is a time chart showing an example of a change in an EGR valve opening and an EGR flow rate according to the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship among an EGR valve opening degree, a differential pressure between front and rear, and an EGR flow rate.
FIG. 5 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example of a target EGR rate setting map.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing an EGR valve opening area estimation table.
FIG. 8 is a functional block diagram showing details of a target EGR valve opening calculating means.
FIG. 9 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing an example of a setting table of an upper limit opening of an EGR valve with respect to a differential pressure between front and rear.
FIG. 11 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Target EGR amount setting means
2. Actual EGR amount detecting means
3. Target EGR valve opening calculating means
4: EGR valve
5 EGR valve control switching means
Claims (8)
目標流量を設定する目標流量設定手段と、
実際に流れる流量を検出する実流量検出手段と、
上記目標流量と上記の実際の流量との偏差に基づいて、PI制御により、上記流量制御弁の目標弁開度を演算する目標弁開度演算手段と、
上記目標弁開度が全開相当の所定の上限開度に達し、かつ、上記偏差が正の場合に、上記目標弁開度演算手段におけるP制御の入力を上記偏差から所定値に切り替えるとともに、I制御における積分出力を0にリセットし続ける弁制御切替手段と、
を備えていることを特長とする流量制御装置。A flow control valve for controlling the flow rate of the fluid,
Target flow rate setting means for setting a target flow rate;
Actual flow detecting means for detecting an actual flowing flow;
A target valve opening calculating means for calculating a target valve opening of the flow control valve by PI control based on a deviation between the target flow and the actual flow;
When the target valve opening reaches a predetermined upper limit opening corresponding to full opening and the deviation is positive, the input of P control in the target valve opening calculating means is switched from the deviation to a predetermined value, and Valve control switching means for continuously resetting the integrated output in the control to 0;
A flow control device characterized by comprising:
目標流量を設定する目標流量設定手段と、
実際に流れる流量を検出する実流量検出手段と、
上記目標流量と上記の実際の流量との偏差に基づいて、PI制御により、上記流量制御弁の目標弁開度を演算する目標弁開度演算手段と、
上記流量制御弁の前後の差圧を検出する差圧検出手段と、
上記目標弁開度が、上記差圧に基づいて設定される上限開度に達し、かつ、上記偏差が正の場合に、上記目標弁開度演算手段におけるP制御の入力を上記偏差から所定値に切り替えるとともに、I制御における積分出力を0にリセットし続けるように、上記目標弁開度演算手段へ指令信号を出力する弁制御切替手段と、
を備えていることを特長とする流量制御装置。A flow control valve for controlling the flow rate of the fluid,
Target flow rate setting means for setting a target flow rate;
Actual flow detecting means for detecting an actual flowing flow;
A target valve opening calculating means for calculating a target valve opening of the flow control valve by PI control based on a deviation between the target flow and the actual flow;
Differential pressure detecting means for detecting a differential pressure before and after the flow control valve,
When the target valve opening reaches the upper limit opening set based on the differential pressure and the deviation is positive, the input of the P control in the target valve opening calculating means is set to a predetermined value from the deviation. And a valve control switching means for outputting a command signal to the target valve opening calculating means so as to continuously reset the integrated output in the I control to 0,
A flow control device characterized by comprising:
目標流量を設定する目標流量設定手段と、
実際に流れる流量を検出する実流量検出手段と、
上記目標流量と上記の実際の流量との偏差に基づいて、PI制御により、上記流量制御弁の目標弁開度を演算する目標弁開度演算手段と、
上記流量制御弁の前後の差圧を検出する差圧検出手段と、
この差圧を所定の閾値と比較して、その大小関係を判定する差圧大小関係判定手段と、
上記目標弁開度が、上記の大小関係に対応してそれぞれ設定される上限開度に達し、かつ、上記偏差が正の場合に、上記目標弁開度演算手段におけるP制御の入力を上記偏差から所定値に切り替えるとともに、I制御における積分出力を0にリセットし続けるように、上記目標弁開度演算手段へ指令信号を出力する弁制御切替手段と、
を備えていることを特長とする流量制御装置。A flow control valve for controlling the flow rate of the fluid,
Target flow rate setting means for setting a target flow rate;
Actual flow detecting means for detecting an actual flowing flow;
A target valve opening calculating means for calculating a target valve opening of the flow control valve by PI control based on a deviation between the target flow and the actual flow;
Differential pressure detecting means for detecting a differential pressure before and after the flow control valve,
A differential pressure magnitude relationship determining means for comparing the differential pressure with a predetermined threshold value to determine the magnitude relationship;
When the target valve opening reaches the upper limit opening set respectively corresponding to the magnitude relationship and the deviation is positive, the input of the P control in the target valve opening calculating means is set to the deviation And a predetermined value, and a valve control switching means for outputting a command signal to the target valve opening calculating means so as to continuously reset the integrated output in the I control to 0;
A flow control device characterized by comprising:
内燃機関の運転状態に従って、シリンダに吸入させたい目標EGR量を設定する目標EGR量設定手段と、
実際にシリンダに吸入される実EGR量を検出する実EGR量検出手段と、
上記目標EGR量と上記実EGR量との偏差に基づいて、PI制御により、上記EGR弁の目標EGR弁開度を演算する目標EGR弁開度演算手段と、
上記目標EGR弁開度が全開相当の所定の上限開度に達し、かつ、上記偏差が正の場合に、上記目標EGR弁開度演算手段におけるP制御の入力を上記偏差から所定値に切り替えるとともに、I制御における積分出力を0にリセットし続けるEGR弁制御切替手段と、
を備えていることを特長とする内燃機関のEGR制御装置。An EGR valve for controlling the flow rate of exhaust gas recirculated from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system;
Target EGR amount setting means for setting a target EGR amount desired to be taken into the cylinder according to an operation state of the internal combustion engine;
An actual EGR amount detecting means for detecting an actual EGR amount actually sucked into the cylinder;
A target EGR valve opening calculating means for calculating a target EGR valve opening of the EGR valve by PI control based on a deviation between the target EGR amount and the actual EGR amount;
When the target EGR valve opening reaches a predetermined upper limit opening corresponding to full opening and the deviation is positive, the input of P control in the target EGR valve opening calculating means is switched from the deviation to a predetermined value, EGR valve control switching means for continuously resetting the integrated output in I control to 0,
An EGR control device for an internal combustion engine, comprising:
内燃機関の運転状態に従って、シリンダに吸入させたい目標EGR量を設定する目標EGR量設定手段と、
実際にシリンダに吸入される実EGR量を検出する実EGR量検出手段と、
上記目標EGR量と上記実EGR量との偏差に基づいて、PI制御により、上記EGR弁の目標EGR弁開度を演算する目標EGR弁開度演算手段と、
上記EGR弁の前後の差圧を検出する差圧検出手段と、
上記目標EGR弁開度が、上記差圧に基づいて設定される上限開度に達し、かつ、上記偏差が正の場合に、上記目標EGR弁開度演算手段におけるP制御の入力を上記偏差から所定値に切り替えるとともに、I制御における積分出力を0にリセットし続けるように、上記目標EGR弁開度演算手段へ指令信号を出力するEGR弁制御切替手段と、
を備えていることを特長とする内燃機関のEGR制御装置。An EGR valve for controlling the flow rate of exhaust gas recirculated from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system;
Target EGR amount setting means for setting a target EGR amount desired to be taken into the cylinder according to an operation state of the internal combustion engine;
An actual EGR amount detecting means for detecting an actual EGR amount actually sucked into the cylinder;
A target EGR valve opening calculating means for calculating a target EGR valve opening of the EGR valve by PI control based on a deviation between the target EGR amount and the actual EGR amount;
A differential pressure detecting means for detecting a differential pressure before and after the EGR valve;
When the target EGR valve opening reaches the upper limit opening set based on the differential pressure and the deviation is positive, the input of the P control in the target EGR valve opening calculation means is changed from the deviation. EGR valve control switching means for outputting a command signal to the target EGR valve opening calculating means so as to switch to a predetermined value and continue to reset the integrated output in I control to 0;
An EGR control device for an internal combustion engine, comprising:
内燃機関の運転状態に従って、シリンダに吸入させたい目標EGR量を設定する目標EGR量設定手段と、
実際にシリンダに吸入される実EGR量を検出する実EGR量検出手段と、
上記目標EGR量と上記実EGR量との偏差に基づいて、PI制御により、上記EGR弁の目標EGR弁開度を演算する目標EGR弁開度演算手段と、
上記EGR弁の前後の差圧を検出する差圧検出手段と、
この差圧を所定の閾値と比較して、その大小関係を判定する差圧大小関係判定手段と、
上記目標EGR弁開度が、上記の大小関係に対応してそれぞれ設定される上限開度に達し、かつ、上記偏差が正の場合に、上記目標EGR弁開度演算手段におけるP制御の入力を上記偏差から所定値に切り替えるとともに、I制御における積分出力を0にリセットし続けるように、上記目標EGR弁開度演算手段へ指令信号を出力するEGR弁制御切替手段と、
を備えていることを特長とする内燃機関のEGR制御装置。An EGR valve for controlling the flow rate of exhaust gas recirculated from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system;
Target EGR amount setting means for setting a target EGR amount desired to be taken into the cylinder according to an operation state of the internal combustion engine;
An actual EGR amount detecting means for detecting an actual EGR amount actually sucked into the cylinder;
A target EGR valve opening calculating means for calculating a target EGR valve opening of the EGR valve by PI control based on a deviation between the target EGR amount and the actual EGR amount;
A differential pressure detecting means for detecting a differential pressure before and after the EGR valve;
A differential pressure magnitude relationship determining means for comparing the differential pressure with a predetermined threshold value to determine the magnitude relationship;
When the target EGR valve opening reaches the upper limit opening set respectively corresponding to the magnitude relationship and the deviation is positive, the input of the P control in the target EGR valve opening calculating means is performed. EGR valve control switching means for outputting a command signal to the target EGR valve opening calculating means so as to switch from the deviation to a predetermined value and continue to reset the integrated output in the I control to 0;
An EGR control device for an internal combustion engine, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002237238A JP2004076642A (en) | 2002-08-16 | 2002-08-16 | Flow control device and EGR control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002237238A JP2004076642A (en) | 2002-08-16 | 2002-08-16 | Flow control device and EGR control device for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004076642A true JP2004076642A (en) | 2004-03-11 |
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ID=32021055
Family Applications (1)
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| JP2002237238A Pending JP2004076642A (en) | 2002-08-16 | 2002-08-16 | Flow control device and EGR control device for internal combustion engine |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004076642A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007255219A (en) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Toyota Motor Corp | EGR control device for internal combustion engine |
| KR101131336B1 (en) | 2005-10-17 | 2012-04-04 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | Method for operating an internal combustion engine with exhaust gas recirculation and device for accomplishing the method |
| WO2012176269A1 (en) * | 2011-06-20 | 2012-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | Device for controlling internal combustion engine |
| JP2013096371A (en) * | 2011-11-04 | 2013-05-20 | Toyota Motor Corp | Control apparatus for diesel engine with turbo supercharger |
| CN119957375A (en) * | 2025-02-14 | 2025-05-09 | 东风汽车集团股份有限公司 | A method, device, equipment and medium for controlling EGR system to enter closed loop |
| CN119957374A (en) * | 2025-02-14 | 2025-05-09 | 东风汽车集团股份有限公司 | EGR closed-loop exit control method, storage medium and vehicle based on boost control |
-
2002
- 2002-08-16 JP JP2002237238A patent/JP2004076642A/en active Pending
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| CN119957374A (en) * | 2025-02-14 | 2025-05-09 | 东风汽车集团股份有限公司 | EGR closed-loop exit control method, storage medium and vehicle based on boost control |
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