JP2010014041A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】過渡減速時に、EGR過剰に起因するドライバビリティの悪化や燃焼悪化などを適切に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の制御装置は、EGR装置を有する内燃機関に対して制御を行うために好適に利用される。具体的には、制御手段は、排気ガスの還流中に内燃機関の回転数及び負荷を減少させる要求があった際において、EGR率が所定値以上である場合に、EGR率が当該所定値未満となるまで、定常時よりも吸入空気量を増加させる制御を行う。これにより、過渡減速時のEGRガスの減少側への制御遅れがあっても、一時的なEGR量の増加を適切に抑制することができる。よって、EGR過剰に起因するドライバビリティの悪化や燃焼悪化を効果的に抑制することが可能となる。
【選択図】図7A control device for an internal combustion engine capable of appropriately suppressing drivability deterioration and combustion deterioration due to excessive EGR during transient deceleration.
An internal combustion engine control device is preferably used for controlling an internal combustion engine having an EGR device. Specifically, when there is a request to reduce the rotational speed and load of the internal combustion engine during recirculation of the exhaust gas, the control means, when the EGR rate is greater than or equal to a predetermined value, the EGR rate is less than the predetermined value. Until it becomes, control to increase the intake air amount from the steady state is performed. Thereby, even if there is a control delay to the decrease side of the EGR gas at the time of transient deceleration, the temporary increase in the EGR amount can be appropriately suppressed. Therefore, it becomes possible to effectively suppress the deterioration of drivability and the deterioration of combustion due to excessive EGR.
[Selection] Figure 7
Description
本発明は、EGR装置(排気還流装置)を有する内燃機関の制御を行う技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field for controlling an internal combustion engine having an EGR device (exhaust gas recirculation device).
この種の技術が、例えば特許文献1及び2に記載されている。特許文献1には、車両減速時における過渡状態において、EGRガスの過剰状態(以下、「EGR過剰」とも呼ぶ。)を抑制するために、EGRバルブの開度を小さくする技術が提案されている。また、特許文献2には、車両減速時のフューエルカット時に空気量を増加させ、EGRガス量を減少させてNOx濃度を学習させる技術が提案されている。
This type of technique is described in
しかしながら、上記した特許文献1に記載された技術では、EGRバルブの弁動作速度の遅れなどに起因してEGR量の制御に遅れが発生して、EGR過剰を適切に抑制することができない場合があった。そのため、ドライバビリティの悪化や燃焼悪化などが生じてしまう場合があった。なお、特許文献2には、EGR過剰を適切に抑制するための制御については記載されていない。
However, with the technique described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、過渡減速時に、EGR過剰に起因するドライバビリティの悪化や燃焼悪化などを適切に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and controls an internal combustion engine capable of appropriately suppressing deterioration in drivability and deterioration in combustion due to excessive EGR during transient deceleration. An object is to provide an apparatus.
本発明の1つの観点では、排気ガスを吸気系に還流させるEGR装置を有する内燃機関に対して制御を行う制御装置は、前記EGR装置による排気ガスの還流中に前記内燃機関の回転数及び負荷を減少させる要求があった際において、前記EGR装置におけるEGR率が所定値以上である場合に、前記EGR率が前記所定値未満となるまで、定常時よりも吸入空気量を増加させる制御を行う制御手段を備える。 In one aspect of the present invention, a control device that controls an internal combustion engine having an EGR device that recirculates exhaust gas to an intake system includes the rotational speed and load of the internal combustion engine during recirculation of exhaust gas by the EGR device. When the EGR rate in the EGR device is equal to or higher than a predetermined value when there is a request to reduce the air flow, control is performed to increase the intake air amount from the steady state until the EGR rate becomes less than the predetermined value. Control means are provided.
上記の内燃機関の制御装置は、EGR装置を有する内燃機関に対して制御を行うために好適に利用される。具体的には、制御手段は、排気ガスの還流中に内燃機関の回転数及び負荷を減少させる要求があった際において、EGR率が所定値以上である場合に、EGR率が当該所定値未満となるまで、定常時よりも吸入空気量を増加させる制御を行う。つまり、過渡減速時に吸入空気量を増加させる制御を行う。これにより、過渡減速時のEGRガスの減少側への制御遅れがあっても、一時的なEGR量の増加を適切に抑制することができる。よって、EGR過剰に起因するドライバビリティの悪化や燃焼悪化を効果的に抑制することが可能となる。 The above control device for an internal combustion engine is suitably used for controlling an internal combustion engine having an EGR device. Specifically, when there is a request to reduce the rotational speed and load of the internal combustion engine during recirculation of the exhaust gas, the control means determines that the EGR rate is less than the predetermined value when the EGR rate is equal to or higher than the predetermined value. Until it becomes, control to increase the intake air amount from the steady state is performed. That is, control is performed to increase the intake air amount during transient deceleration. Thereby, even if there is a control delay to the decrease side of the EGR gas at the time of transient deceleration, the temporary increase in the EGR amount can be appropriately suppressed. Therefore, it becomes possible to effectively suppress the deterioration of drivability and the deterioration of combustion due to excessive EGR.
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記所定値は、トルク変動が所定以上となるEGR率に相当すると共に、前記内燃機関の負荷に対応付けて規定されている。 In one aspect of the control apparatus for an internal combustion engine, the predetermined value corresponds to an EGR rate at which a torque fluctuation is greater than or equal to a predetermined value, and is defined in association with a load of the internal combustion engine.
この態様では、制御手段は、トルク変動が所定以上となるEGR率に相当する所定値を用い、EGR率が当該所定値以上である場合にはドライバビリティが悪化する可能性があると判定して、吸入空気量を増加させる制御を行う。これにより、EGR過剰に起因するドライバビリティの悪化をより効果的に抑制することができる。 In this aspect, the control means uses a predetermined value corresponding to the EGR rate at which the torque fluctuation is greater than or equal to a predetermined value, and determines that drivability may be deteriorated when the EGR rate is equal to or higher than the predetermined value. Control to increase the amount of intake air. Thereby, the deterioration of the drivability due to EGR excess can be suppressed more effectively.
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記制御手段によって前記吸入空気量を増加させる制御が行われる際に、前記内燃機関の回転数及び負荷を減少させる要求に応じた出力が満たされるように、モータジェネレータを回生させる制御を行う手段を更に備える。 In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine described above, when the control means performs control to increase the intake air amount, an output corresponding to a request to reduce the rotational speed and load of the internal combustion engine is satisfied. As further described, it further comprises means for controlling the motor generator to regenerate.
この態様によれば、過渡減速時において吸入空気量を増加させても、モータジェネレータにてブレーキ力を発生させることで、ドライバからの減速要求を適切に満たすことができる。 According to this aspect, even if the intake air amount is increased at the time of transient deceleration, the deceleration request from the driver can be appropriately satisfied by generating the braking force with the motor generator.
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記制御手段によって前記吸入空気量を増加させる制御が行われる際に、前記内燃機関の回転数及び負荷を減少させる要求に応じた出力が満たされるように、無段変速機のギヤ比を変更する制御を行う手段を更に備える。これによっても、過渡減速時において吸入空気量を増加させても、ドライバからの減速要求を適切に満たすことができる。 In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine described above, when the control means performs control to increase the intake air amount, an output corresponding to a request to reduce the rotational speed and load of the internal combustion engine is satisfied. As further described, it further comprises means for performing control to change the gear ratio of the continuously variable transmission. This also makes it possible to appropriately satisfy the deceleration request from the driver even if the intake air amount is increased during transient deceleration.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[全体構成]
図1は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用されたハイブリッド車両の概略構成図を示す。なお、図中の破線矢印は、信号の入出力を示している。
[overall structure]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle to which the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied. Note that broken line arrows in the figure indicate signal input / output.
ハイブリッド車両100は、主に、エンジン(内燃機関)1と、車軸2と、駆動輪3と、モータジェネレータMG1、MG2と、動力分割機構4と、インバータ5と、バッテリ6と、ECU(Electronic Control Unit)50と、を備える。
The
車軸2は、エンジン1及びモータジェネレータMG2の動力を車輪3に伝達する動力伝達系の一部である。車輪3は、ハイブリッド車両100の車輪であり、説明の簡略化のため、図1では特に左右前輪のみが表示されている。エンジン1は、ガソリンエンジンなどによって構成され、ハイブリッド車両100の主たる推進力を出力する動力源として機能する。エンジン1は、ECU50によって種々の制御が行われる。
The axle 2 is a part of a power transmission system that transmits the power of the
モータジェネレータMG1は、主としてバッテリ6を充電するための発電機、或いはモータジェネレータMG2に電力を供給するための発電機として機能するように構成されており、エンジン1の出力により発電を行う。モータジェネレータMG1は、例えば制動時(減速時)などにおいて回生ブレーキとして機能して、回生運動を行うことで電力を発生する。また、モータジェネレータMG2は、主としてエンジン1の出力をアシスト(補助)する電動機として機能するように構成されている。これらのモータジェネレータMG1、MG2は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。動力分割機構4は、プラネタリギヤ(遊星歯車機構)に相当し、エンジン1の出力をモータジェネレータMG1及び車軸2へ分配することが可能に構成されている。
The motor generator MG1 is configured to function mainly as a generator for charging the battery 6 or a generator for supplying electric power to the motor generator MG2, and generates power by the output of the
インバータ5は、バッテリ6と、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ5は、バッテリ6から取り出した直流電力を交流電力に変換して、或いはモータジェネレータMG1によって発電された交流電力をそれぞれモータジェネレータMG2に供給すると共に、モータジェネレータMG1によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ6に供給することが可能に構成されている。 Inverter 5 is a DC / AC converter that controls power input / output between battery 6 and motor generator MG1 and motor generator MG2. For example, the inverter 5 converts the DC power extracted from the battery 6 into AC power, or supplies AC power generated by the motor generator MG1 to the motor generator MG2, respectively, and AC power generated by the motor generator MG1. Is converted into DC power and supplied to the battery 6.
バッテリ6は、モータジェネレータMG1及び/又はMG2を駆動するための電源として機能することが可能に構成されると共に、モータジェネレータMG1及び/又はMG2が発電した電力を充電可能に構成された蓄電池である。 The battery 6 is a storage battery configured to function as a power source for driving the motor generators MG1 and / or MG2, and configured to be able to charge the power generated by the motor generators MG1 and / or MG2. .
ECU50は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを備え、ハイブリッド車両100内の各構成要素に対して種々の制御を行う。例えば、ECU50は、アクセル開度センサ20が検出したアクセル開度などに基づいて制御を行う。詳細は後述するが、ECU50は、本発明における内燃機関の制御装置に相当し、制御手段等として機能する。
The
図2は、図1に示したエンジン1の概略構成図を示す。図中の実線矢印はガスの流れの一例を示し、破線矢印は信号の入出力を示している。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
エンジン1は、主に、吸気通路11と、スロットルバルブ12と、スロットル開度センサ13と、燃料噴射弁14aと、点火プラグ14cと、気筒15aと、ピストン15cと、コンロッド15dと、排気通路16と、EGR装置17と、を有する。なお、図2においては、説明の便宜上、1つの気筒15aのみを示しているが、実際にはエンジン1は複数の気筒15aを有する。
The
吸気通路11には外部から導入された吸気(空気)が通過し、スロットルバルブ12は吸気通路11を通過する吸気の流量を調整する。スロットルバルブ12は、ECU50から供給される制御信号によって開度が制御される。また、スロットルバルブ12の開度(スロットル開度)はスロットル開度センサ13によって検出され、スロットル開度センサ13は検出したスロットル開度をECU50に供給する。
Intake air (air) introduced from outside passes through the
吸気通路11を通過した吸気は、燃焼室15bに供給される。また、燃焼室15bには、燃料噴射弁(インジェクタ)14aによって噴射された燃料が供給される。更に、燃焼室15bには、吸気弁14bと排気弁14dとが設けられている。吸気弁14bは、開閉することによって、吸気通路11と燃焼室15bとの導通/遮断を制御する。排気弁14dは、開閉することによって、排気通路16と燃焼室15bとの導通/遮断を制御する。燃焼室15b内では、上記のように供給された吸気と燃料との混合気が、点火プラグ14cによって点火されることで燃焼される。この場合、燃焼によってピストン15cが往復運動し、当該往復運動がコンロッド15dを介してクランク軸(不図示)に伝達され、クランク軸が回転する。
The intake air that has passed through the
燃焼室15bでの燃焼により発生した排気ガスは、排気通路16より排出される。排気通路16には、EGR装置(排気還流装置)17や、図示しない排気浄化触媒などが設けられている。EGR装置17は、EGR通路18及びEGRバルブ19を備えており、排気ガスの一部を吸気系に還流可能に構成されている。具体的には、EGR通路18は、一端が排気通路16に接続されており、他端が吸気通路11に接続されている。また、EGR通路18の通路上には、還流させるEGRガス量を調整可能なEGRバルブ19が設けられている。EGRバルブ19は、ECU50から供給される制御信号によって開度(以下、「EGRバルブ開度」と呼ぶ。)などが制御される。
Exhaust gas generated by combustion in the combustion chamber 15 b is exhausted from the
[制御方法]
次に、本実施形態においてECU50が行う制御方法について説明する。本実施形態では、ECU50は、EGR装置17による排気ガスの還流中においてエンジン1の回転数及び負荷を減少させる要求があった際(つまり過渡減速時)に、EGR過剰に起因するドライバビリティの悪化や燃焼悪化などを抑制するための制御を実行する。具体的には、ECU50は、このような過渡減速時に、吸入空気量を増加させる制御を行う。詳しくは、ECU50は、EGR率が所定値以上である場合に、EGR率が所定値未満となるまで、定常時よりも吸入空気量を増加させる。例えば、当該所定値は、トルク変動が所定以上となるようなEGR率、即ちドライバビリティの悪化が発生するようなEGR率に相当する。
[Control method]
Next, a control method performed by the
このような制御を行う理由は、以下の通りである。燃費向上を図るために、燃焼などが成立する範囲(具体的には、ドライバビリティが確保され、失火が発生しないような範囲)で比較的大量のEGRガスを還流させるシステムにおいては、過渡減速時に、EGR装置17におけるデッドボリュームやEGRバルブ開度の応答遅れなどによりEGR過剰が生じて、ドライバビリティの悪化や燃焼悪化が発生し得る。これを抑制する方法の1つとして、定常時の目標EGR量などを低めに設定することが考えられるが、この方法では定常時の燃費の悪化が発生し得る。その他に、スロットルバルブ12の動特性より、遅れを考慮して燃料噴射量を制御する方法が考えられるが、この方法では、過渡時の燃焼状態はアクチュエータの遅れ以外にも温度や流れの乱れなどの影響を受けるため、最適点への制御は困難であると言える。一方で、燃焼を安定させるために、不要な燃料増量を実施すると、燃費やエミッションの悪化が発生してしまうと言える。
The reason for performing such control is as follows. In order to improve fuel efficiency, a system that recirculates a relatively large amount of EGR gas within a range where combustion is established (specifically, a range where drivability is ensured and misfire does not occur) Further, EGR excess may occur due to a dead volume in the EGR device 17 or a response delay of the EGR valve opening, and drivability and combustion may be deteriorated. As one of the methods for suppressing this, it is conceivable to set the target EGR amount at the time of steady state to be low, but this method may cause deterioration of fuel efficiency at the time of steady state. In addition, a method of controlling the fuel injection amount in consideration of the delay from the dynamic characteristics of the
したがって、本実施形態では、過渡減速時において、このような不具合の発生が抑制されるように、吸入空気量を増加させる制御を行う。こうすることで、EGR過剰に至っても、吸入空気量が多いことで適切な燃焼を行わせることができ、ドライバビリティの悪化や燃焼悪化を抑制することが可能となる。即ち、吸入空気量を増加させることで、EGRガスに対する燃焼限界を向上させることができると共に、空気量最大の高負荷条件では排圧の差圧が小さくなりEGR流入量を減少させることができるため、ドライバビリティの悪化や燃焼悪化を効果的に抑制することが可能となる。 Therefore, in the present embodiment, control is performed to increase the intake air amount so that occurrence of such a problem is suppressed during transient deceleration. By doing so, even if the EGR is excessive, it is possible to perform appropriate combustion due to the large amount of intake air, and it is possible to suppress deterioration of drivability and deterioration of combustion. That is, by increasing the intake air amount, the combustion limit for EGR gas can be improved, and the exhaust pressure differential pressure can be reduced and the EGR inflow amount can be reduced under the high load condition with the maximum air amount. , Drivability deterioration and combustion deterioration can be effectively suppressed.
また、本実施形態では、このように吸入空気量を増加させる制御を行うと共に、エンジン1の要求出力が適切に満たされるように、モータジェネレータMG1を回生させる制御を行う。即ち、ドライバからの減速要求に応じた減速感が適切に実現されるように、モータジェネレータMG1にてブレーキ力を発生させる。具体的には、ECU50は、所望の吸入空気量が実現されつつ、エンジン1の要求出力が満たされるようなエンジン回転数よりエンジン動作点を決定して、当該エンジン動作点が実現されるようにエンジン1やモータジェネレータMG1などに対して制御を行う。
Further, in the present embodiment, control for increasing the intake air amount is performed in this way, and control for regenerating the motor generator MG1 is performed so that the required output of the
次に、本実施形態において行われる制御の具体的な手順について、簡単に説明する。まず、ECU50は、過渡減速時におけるEGR率を推定する。言い換えると、エンジン要求出力の急激な低下があった際のEGR率を推定する。このように推定されたEGR率より、過渡減速時におけるEGR過剰量を把握することができる。より具体的には、ECU50は、スロットルバルブ12の動特性(例えばエアモデル)やEGRバルブ19の動特性などに基づいて、EGR率を推定する。この後、ECU50は、推定されたEGR率に基づいて、ドライバビリティの悪化が発生する可能性があるか否かの判定(以下、「ドラビリ成立判定」と呼ぶ。)を行う。具体的には、ECU50は、推定されたEGR率と、エンジン1の負荷に対応付けて予め設定された所定値とを比較することによって、ドラビリ成立判定を行う。この所定値は、トルク変動が所定以上となるようなEGR率、即ちドライバビリティの悪化が発生するようなEGR率に相当する。つまり、所定値は、この値以上のEGR率であるとドライバビリティの悪化が発生するようなEGR率(以下では、「ドラビリ限界EGR率」と呼ぶ。)に設定される。
Next, a specific procedure of control performed in the present embodiment will be briefly described. First, the
この後、ECU50は、ドラビリ成立判定によりドライバビリティの悪化が発生する可能性があると判定された場合に、ドライバビリティの悪化が発生しないような吸入空気量(以下、「ドラビリ成立空気量」と呼ぶ。)を求める。つまり、ECU50は、EGR過剰量を補償することができる吸入空気量を求める。具体的には、ECU50は、前述したように吸入空気量の増加による燃焼限界の向上やEGR量の減少などを考慮して、モデルなどを用いてドラビリ成立空気量を求める。この後、ECU50は、求められたドラビリ成立空気量を遷移して、エンジン1の要求出力の遷移を満足するようなエンジン回転数からエンジン動作点を決定する。つまり、減速要求及びドラビリ成立空気量が満たされるような目標のエンジン回転数を求めて、当該エンジン回転数とドラビリ成立空気量とによって規定される点をエンジン動作点とする。そして、ECU50は、決定されたエンジン動作点にて運転が行われるように、エンジン1やモータジェネレータMG1に対して制御を行う。
Thereafter, the
次に、図3〜図6を参照して、本実施形態における制御方法について、より具体的に説明する。 Next, the control method in the present embodiment will be described more specifically with reference to FIGS.
図3は、過渡減速時におけるEGR率を推定する方法を説明するための図である。なお、このようにEGR率を推定することは、エンジン要求出力の急激な低下に対するEGRガスの将来の見込み量を推定することに相当する。 FIG. 3 is a diagram for explaining a method of estimating the EGR rate at the time of transient deceleration. Note that estimating the EGR rate in this way corresponds to estimating the future expected amount of EGR gas with respect to a rapid decrease in the engine required output.
図3(a)は、スロットル開度の時間変化の一例を示している。具体的には、破線は減速要求に対するスロットル開度の目標値を表しており、実線はスロットル開度の推定値を表している。図3(a)に示すように、スロットル開度の推定値が目標値に対して遅れていることがわかる。図3(b)は、スロットル開度などから推定された吸入空気量の一例を示している。なお、図3(a)及び図3(b)に示すようなスロットル開度の推定値や吸入空気量の推定値は、スロットルバルブ12の動特性(例えばエアモデル)などから得られる。 FIG. 3A shows an example of the time change of the throttle opening. Specifically, the broken line represents the target value of the throttle opening with respect to the deceleration request, and the solid line represents the estimated value of the throttle opening. As shown in FIG. 3A, it can be seen that the estimated value of the throttle opening is delayed with respect to the target value. FIG. 3B shows an example of the intake air amount estimated from the throttle opening and the like. Note that the estimated value of the throttle opening and the estimated value of the intake air amount as shown in FIGS. 3A and 3B are obtained from the dynamic characteristics of the throttle valve 12 (for example, an air model).
図3(c)は、EGRバルブ開度の時間変化の一例を示している。具体的には、破線は減速要求に対するEGRバルブ開度の目標値を表しており、実線はEGRバルブ開度の推定値を表している。EGRバルブ開度の推定値は、EGRバルブ19の動特性などに基づいて求められる。図3(c)に示すように、EGRバルブ開度の推定値が目標値に対して遅れていることがわかる。図3(d)は、図3(b)に示す吸入空気量の推定値や、図3(c)に示すEGRバルブ開度の推定値などに基づいて推定されたEGR率の一例を示している。EGR率の推定値(以下、「推定EGR率」とも呼ぶ。)は、吸入空気量の推定値やEGRバルブ開度の推定値などを用いて、物理モデルに基づいて求められる。このような推定EGR率より、過渡減速時におけるEGRガスの推定量(具体的にはEGR過剰量)を把握することができる。
FIG. 3C shows an example of the time change of the EGR valve opening. Specifically, the broken line represents the target value of the EGR valve opening with respect to the deceleration request, and the solid line represents the estimated value of the EGR valve opening. The estimated value of the EGR valve opening is obtained based on the dynamic characteristics of the
図4は、ドラビリ成立判定を説明するための図である。図4は、横軸にエンジン1の負荷を示し、縦軸にEGR率を示している。また、破線A1はドラビリ限界EGR率の一例を示しており、実線A2は推定EGR率の一例を示している。ドラビリ限界EGR率は、トルク変動が所定以上となるEGR率(つまり、これ以上の値となるとドライバビリティの悪化が発生するようなEGR率)に相当し、エンジン1の負荷に対応付けて予め求められ、例えばマップ値として記憶されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the determination of drivability establishment. FIG. 4 shows the load of the
ECU50は、このような推定EGR率とドラビリ限界EGR率とを比較することで、ドラビリ成立判定を行う。具体的には、ECU50は、推定EGR率がドラビリ限界EGR率以上である場合にはドライバビリティの悪化が発生する可能性があると判定し、推定EGR率がドラビリ限界EGR率未満である場合にはドライバビリティの悪化が発生する可能性は低いと判定する。例えば、破線領域R1に示すように推定EGR率がドラビリ限界EGR率を超えている場合には、ECU50は、ドライバビリティの悪化が発生する可能性が高いと判定する。このような場合には、ドライバビリティの悪化だけでなく、燃焼破綻(失火)なども発生する可能性があると言える。
The
図5は、ドラビリ成立空気量の時間変化(破線B1)、及び推定された吸入空気量の時間変化(実線B2)の一例を示している。破線B1で示すドラビリ成立空気量は、ドラビリ成立判定においてドライバビリティの悪化が発生する可能性があると判定された場合において、吸入空気量の増加による燃焼限界の向上やEGR量の減少などを考慮して、モデルなどを用いて求められた吸入空気量である。具体的には、ドラビリ成立空気量は、前述したような吸入空気量の推定、EGR率の推定、及びドラビリ成立判定などを繰り返し行うことで、求められた吸入空気量である。つまり、推定された吸入空気量からEGR率を推定し、当該EGR率よりドライバビリティの悪化が発生する可能性があるか否かの判定を繰り返して、ドライバビリティの悪化が発生する可能性が低いと判定された際の吸入空気量である。一方、実線B2で示す吸入空気量は、吸入空気量を増加させないで、減速要求のみに基づいて推定された吸入空気量である。当該吸入空気量で制御した場合には、EGR過剰に起因してドライバビリティが悪化する可能性があると考えられる。図5に示すように、破線B1で示すドラビリ成立空気量が、実線B2で示す推定された吸入空気量よりも大きいことがわかる。 FIG. 5 shows an example of the time change (dashed line B1) of the drivable air amount and the time change (solid line B2) of the estimated intake air amount. When the drivability establishment air amount indicated by the broken line B1 is determined that drivability may be deteriorated in the drivability establishment determination, the improvement of the combustion limit due to the increase of the intake air amount or the decrease of the EGR amount is considered. Thus, the intake air amount obtained using a model or the like. Specifically, the drivability establishment air amount is the intake air amount obtained by repeatedly performing the estimation of the intake air amount, the estimation of the EGR rate, the drivability establishment determination, and the like as described above. That is, the EGR rate is estimated from the estimated intake air amount, and it is less likely that the drivability deterioration will occur by repeatedly determining whether or not the drivability deterioration may occur from the EGR rate. This is the intake air amount when it is determined. On the other hand, the intake air amount indicated by the solid line B2 is the intake air amount estimated based only on the deceleration request without increasing the intake air amount. When the intake air amount is controlled, it is considered that drivability may be deteriorated due to excessive EGR. As shown in FIG. 5, it can be seen that the drivable air amount indicated by the broken line B1 is larger than the estimated intake air amount indicated by the solid line B2.
図6は、ドラビリ成立空気量に基づいてエンジン動作点を反映する方法を説明するための図である。図6は、横軸にエンジン回転数を示し、縦軸に吸入空気量を示しており、破線で等パワー線を示している。また、実線C1は、通常のエンジン動作線の一例を示しており、一点鎖線C2は、ドラビリ成立空気量などに対応するエンジン動作点を反映した動作線(以下、「反映動作線」と呼ぶ。)の一例を示している。反映動作線におけるエンジン動作点は、上記のように求められたドラビリ成立空気量を遷移して、エンジン1の要求出力の遷移を満足するようなエンジン回転数から決定される。つまり、減速要求及びドラビリ成立空気量が満たされるような目標のエンジン回転数から決定される。このように決定されたエンジン動作点が実現されるように、モータジェネレータMG1を回生させる制御などを実行することで、図6中の白抜き矢印に示すように反映動作線に従ってエンジン1が動作することとなる。図6より、反映動作線に従ってエンジン1を動作させた場合には、通常のエンジン動作線に従ってエンジン1を動作させた場合と比較して、吸入空気量が大きい動作点を遷移して減速されていることがわかる。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of reflecting the engine operating point based on the amount of air that has been drivable. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the engine speed, the vertical axis indicates the intake air amount, and the dashed line indicates the equal power line. The solid line C1 shows an example of a normal engine operation line, and the alternate long and short dash line C2 is an operation line reflecting an engine operation point corresponding to the amount of air that has been drivable (hereinafter referred to as a “reflection operation line”). ) Is an example. The engine operating point on the reflection operation line is determined from the engine speed that satisfies the transition of the required output of the
以上説明した本実施形態に係る制御方法によれば、過渡減速時に吸入空気量を適切に増加させることで、EGR過剰に起因するドライバビリティの悪化や燃焼悪化を効果的に抑制することができる。つまり、過渡減速時のEGRガスの減少側への制御遅れがあっても、一時的なEGR量の増加を適切に抑制することができる。また、ドライバの要求出力を適切に満たしつつ、EGR率が低い、高負荷条件のエンジン動作線に適切に変更することができる。即ち、過渡減速時において吸入空気量を増加させても、モータジェネレータMG1にてブレーキ力を発生させることで、ドライバからの減速要求を適切に満たすことができる。 According to the control method according to the present embodiment described above, it is possible to effectively suppress deterioration in drivability and deterioration in combustion due to excessive EGR by appropriately increasing the intake air amount during transient deceleration. That is, even if there is a control delay toward the decrease side of EGR gas at the time of transient deceleration, the temporary increase in the EGR amount can be appropriately suppressed. In addition, the engine operation line can be appropriately changed to a high load condition with a low EGR rate while appropriately satisfying the driver's required output. That is, even if the intake air amount is increased during transient deceleration, the deceleration request from the driver can be appropriately satisfied by generating the braking force with the motor generator MG1.
[制御処理]
次に、図7を参照して、本実施形態に係る制御処理について説明する。図7は、本実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。この処理は、過渡減速時に(EGR装置17による排気ガスの還流中において、エンジン1の回転数及び負荷を急激に減少させる要求があった際)、ECU50によって実行される。
[Control processing]
Next, a control process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a control process according to the present embodiment. This process is executed by the
まず、ECU50は、エンジン1の要求出力に基づいて、吸入空気量を推定する(ステップS101)。具体的には、ECU50は、スロットルバルブ12の動特性(エアモデルなど)に基づいて、吸入空気量を推定する。例えば、ECU50は、マップや演算式から吸入空気量を得る。このようなステップS101の処理と並行して、ECU50は、エンジン1の要求出力に基づいて、EGRバルブ開度を推定する(ステップS102)。具体的には、ECU50は、EGRバルブ19の動特性などに基づいて、EGRバルブ開度を推定する。例えば、ECU50は、マップや演算式からEGRバルブ開度を得る。以上のステップS101、S102の処理が終了すると、処理はステップS103に進む。
First, the
ステップS103では、ECU50は、ステップS101で推定された吸入空気量、及びステップS102で推定されたEGRバルブ開度に基づいて、EGR率を推定する。つまり、推定EGR率を求める。具体的には、ECU50は、物理モデルなどを用いて、吸入空気量の推定値やEGRバルブ開度の推定値などから推定EGR率を求める。そして、処理はステップS104に進む。
In step S103, the
ステップS104では、ECU50は、ステップS103で得られた推定EGR率に基づいて、ドライバビリティの悪化が発生する可能性があるか否かの判定(ドラビリ成立判定)を行う。具体的には、ECU50は、推定EGR率とドラビリ限界EGR率とを比較することで、ドラビリ成立判定を行う。推定EGR率がドラビリ限界EGR率以上である場合、ECU50は、ドライバビリティの悪化が発生する可能性があると判定し(ステップS104;Yes)、処理はステップS105に進む。これに対して、推定EGR率がドラビリ限界EGR率未満である場合、ECU50は、ドライバビリティの悪化が発生する可能性は低いと判定し(ステップS104;No)、処理はステップS101、S102に戻る。
In step S104, the
ステップS105では、ECU50は、ドラビリ成立空気量を算出する。具体的には、ECU50は、前述したような吸入空気量の推定、EGR率の推定、及びドラビリ成立判定などを繰り返し行うことで、ドラビリ成立空気量を算出する。つまり、推定された吸入空気量からEGR率を推定し、当該EGR率よりドライバビリティの悪化が発生する可能性があるか否かの判定を繰り返すことで、ドライバビリティの悪化が発生しないような吸入空気量を得る。そして、処理はステップS106に進む。
In step S105, the
ステップS106では、ECU50は、ステップS105で算出されたドラビリ成立空気量を遷移して、エンジン1の要求出力の遷移を満足するようなエンジン回転数を算出する。つまり、ドライバの減速要求及びドラビリ成立空気量が満たされるような目標エンジン回転数を算出する。そして、処理はステップS107に進む。
In step S106, the
ステップS107では、ECU50は、ステップS106で算出された目標エンジン回転数に対応するエンジン動作点を反映させる制御を行う。具体的には、ECU50は、上記したドラビリ成立空気量及び目標エンジン回転数に対応するエンジン動作点が適切に実現されるように、エンジン1やモータジェネレータMG1などに対する制御を行う。詳しくは、ECU50は、ドラビリ成立空気量に基づいてスロットルバルブ12の開度を制御すると共に、目標のエンジン回転数に基づいてモータジェネレータMG1の回転数などを制御する。この場合、ECU50は、ドライバからの減速要求に応じた減速感が実現されるように、モータジェネレータMG1を回生させる制御を行う。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
In step S107, the
以上説明した本実施形態に係る制御処理によれば、過渡減速時において、ドライバの要求出力を適切に満たしつつ、EGR過剰に起因するドライバビリティの悪化や燃焼悪化を効果的に抑制することができる。 According to the control processing according to the present embodiment described above, drivability deterioration and combustion deterioration due to excessive EGR can be effectively suppressed while appropriately satisfying the driver's required output during transient deceleration. .
[変形例]
上記では、エンジン1の要求出力が満たされるように、モータジェネレータMG2を回生させる制御を行う実施形態を示したが(ステップS107など参照)、これに限定はされない。他の例では、このようにモータジェネレータMG2を制御する代わりに、無段変速機(CVT)のギヤ比を変更する制御を行うことができる。つまり、ドライバの減速要求及びドラビリ成立空気量が満たされるような目標エンジン回転数に対応するエンジン動作点が反映されるように、無段変速機のギヤ比を変更する制御を行うことができる。これによっても、過渡減速時において、ドライバの要求出力を適切に満たしつつ、EGR過剰に起因するドライバビリティの悪化などを効果的に抑制することができる。なお、このような制御を行う場合には、本発明をハイブリッド車両に適用する必要はない。
[Modification]
In the above, the embodiment has been described in which the control for regenerating the motor generator MG2 is performed so that the required output of the
また、上記では、EGR過剰に起因するドライバビリティの悪化を主に抑制する観点から、ドライバビリティの悪化が発生しないような吸入空気量まで増加させる制御を行う実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、燃焼悪化(失火)が発生しないような吸入空気量まで増加させる制御を行うことができる。つまり、EGR過剰に起因する燃焼悪化を主に抑制する観点から、燃焼が成立する吸入空気量まで増加させる制御を行うことができる。この場合にも、EGR率が所定値以上である場合において、EGR率が所定値未満となるまで、定常時よりも吸入空気量を増加させる。この所定値は、前述した実施形態ではトルク変動が所定以上となるようなEGR率(つまりドライバビリティの悪化が発生するようなEGR率)を用いたが、変形例の場合には、燃焼が破綻するようなEGR率(つまり失火が発生するようなEGR率)に設定される。なお、変形例で用いられる所定値は、前述した実施形態で用いた所定値よりも大きな値となる。 Further, in the above, from the viewpoint of mainly suppressing deterioration of drivability due to excessive EGR, an embodiment has been described in which control is performed to increase the intake air amount so that deterioration of drivability does not occur. Not done. In another example, it is possible to perform control to increase the intake air amount so that combustion deterioration (misfire) does not occur. That is, from the viewpoint of mainly suppressing deterioration of combustion due to excessive EGR, it is possible to perform control to increase the intake air amount at which combustion is established. Also in this case, when the EGR rate is equal to or higher than the predetermined value, the intake air amount is increased from the steady state until the EGR rate becomes less than the predetermined value. In this embodiment, the predetermined value is an EGR rate at which the torque fluctuation becomes equal to or higher than the predetermined value (that is, an EGR rate at which the drivability deteriorates). However, in the modified example, combustion fails. Is set to such an EGR rate (that is, an EGR rate at which misfire occurs). Note that the predetermined value used in the modification is larger than the predetermined value used in the above-described embodiment.
1 エンジン
11 吸気通路
12 スロットルバルブ
14a 燃料噴射弁
15a 気筒
16 排気通路
17 EGR装置
19 EGRバルブ
50 ECU
100 ハイブリッド車両
MG1、MG2 モータジェネレータ
1
100 Hybrid vehicle MG1, MG2 Motor generator
Claims (4)
前記EGR装置による排気ガスの還流中に前記内燃機関の回転数及び負荷を減少させる要求があった際において、前記EGR装置におけるEGR率が所定値以上である場合に、
前記EGR率が前記所定値未満となるまで、定常時よりも吸入空気量を増加させる制御を行う制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device that controls an internal combustion engine having an EGR device that recirculates exhaust gas to an intake system,
When there is a request to reduce the rotational speed and load of the internal combustion engine during recirculation of exhaust gas by the EGR device, when the EGR rate in the EGR device is equal to or higher than a predetermined value,
A control device for an internal combustion engine, comprising control means for performing control to increase an intake air amount from a steady state until the EGR rate becomes less than the predetermined value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008175364A JP2010014041A (en) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | Control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2008175364A JP2010014041A (en) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | Control device for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010014041A true JP2010014041A (en) | 2010-01-21 |
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ID=41700360
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010014041A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013047486A (en) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Toyota Motor Corp | Control device of vehicle |
| JP2014240206A (en) * | 2013-06-11 | 2014-12-25 | 日産自動車株式会社 | Vehicle control device and control method |
| DE102014223067B4 (en) | 2013-11-20 | 2025-01-23 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for improving the venting of low-pressure EGR gases |
-
2008
- 2008-07-04 JP JP2008175364A patent/JP2010014041A/en active Pending
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| JP2014240206A (en) * | 2013-06-11 | 2014-12-25 | 日産自動車株式会社 | Vehicle control device and control method |
| DE102014223067B4 (en) | 2013-11-20 | 2025-01-23 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for improving the venting of low-pressure EGR gases |
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