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JP2016000973A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2016000973A
JP2016000973A JP2014120866A JP2014120866A JP2016000973A JP 2016000973 A JP2016000973 A JP 2016000973A JP 2014120866 A JP2014120866 A JP 2014120866A JP 2014120866 A JP2014120866 A JP 2014120866A JP 2016000973 A JP2016000973 A JP 2016000973A
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JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
egr
combustion
control device
representative
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014120866A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
紘晶 溝口
Hiroaki Mizoguchi
紘晶 溝口
坂柳 佳宏
Yoshihiro Sakayanagi
佳宏 坂柳
栄来 北川
Eiki Kitagawa
栄来 北川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

【課題】燃焼状態の変化を逸早く把握することで燃焼悪化を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】複数気筒を有する内燃機関の制御装置は、代表気筒に筒内圧センサ(CPS)を搭載している。また、制御装置はEGR通路を介してEGRガスを筒内へ導入するEGR動作が可能に構成されており、EGR動作の要求が出された場合に、EGRガスの輸送遅れ時間の予測値を算出する。そして、算出された予測値に基づいて、EGRガスが最初に導入される気筒が代表気筒となるように、EGR弁の操作時期を制御する。
【選択図】図5
A control device for an internal combustion engine capable of suppressing deterioration of combustion by quickly grasping a change in a combustion state.
A control device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders includes a cylinder pressure sensor (CPS) mounted on a representative cylinder. In addition, the control device is configured to be capable of EGR operation that introduces EGR gas into the cylinder through the EGR passage, and when a request for EGR operation is issued, it calculates a predicted value of the transport delay time of EGR gas To do. Based on the calculated predicted value, the operation timing of the EGR valve is controlled so that the cylinder into which the EGR gas is first introduced becomes the representative cylinder.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来、例えば特許第5263184号公報には、複数の気筒のうちの一部の気筒に筒内圧センサを備えたエンジンの制御に関する技術が開示されている。この制御では、吸気弁が閉じてから燃焼開始時点までの期間の筒内圧の変化から燃焼前の混合ガスの比熱比が計算される。そして、比熱比とEGR率とA/Fとの間に一定の関係があることを利用して、比熱比からEGR率やA/Fが算出され、これらを用いた緻密な燃焼制御が行われる。   Conventionally, for example, Japanese Patent No. 5263184 discloses a technique related to engine control in which some cylinders of a plurality of cylinders are provided with in-cylinder pressure sensors. In this control, the specific heat ratio of the mixed gas before combustion is calculated from the change in the in-cylinder pressure during the period from when the intake valve is closed to when combustion starts. Then, utilizing the fact that there is a certain relationship among the specific heat ratio, the EGR rate, and the A / F, the EGR rate and the A / F are calculated from the specific heat ratio, and precise combustion control using these is performed. .

特許第5263184号公報Japanese Patent No. 5263184 特開2013−217263号公報JP 2013-217263 A 特開平10−9011号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-9011 特開2010−249068号公報JP 2010-249068 A 特許第4525729号公報Japanese Patent No. 4525729

しかしながら、上述した従来の技術では、筒内圧センサが設けられた気筒の燃焼状態は把握できるものの、筒内圧センサが設けられていない気筒の燃焼状態は把握できない。このため、筒内圧センサが設けられていない気筒の燃焼状態が先に変化したとしても、筒内圧センサが設けられた気筒の燃焼状態が把握されるまでの期間はその変化を把握することができず、その期間は緻密な燃焼制御を行うことができないおそれがある。   However, although the above-described conventional technology can grasp the combustion state of the cylinder provided with the in-cylinder pressure sensor, it cannot grasp the combustion state of the cylinder not provided with the in-cylinder pressure sensor. For this reason, even if the combustion state of the cylinder not provided with the in-cylinder pressure sensor changes first, the change until the combustion state of the cylinder provided with the in-cylinder pressure sensor is grasped can be grasped. However, there is a possibility that precise combustion control cannot be performed during that period.

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、燃焼状態の変化を逸早く把握することで燃焼悪化を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 in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine capable of suppressing deterioration of combustion by quickly grasping a change in combustion state.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、
前記複数の気筒のうちの代表気筒に設けられた筒内圧センサと、
前記内燃機関の吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路に設けられたEGR弁と、
前記EGR弁を操作し前記EGR通路を介してEGRガスを前記気筒内へ導入するEGR動作を実行するEGR制御手段と、を備え、
前記EGR制御手段は、前記EGR動作の要求が出された場合に、前記EGR弁を操作してからEGRガスが前記気筒内へ導入されるまでの輸送遅れ時間の予測値を算出し、前記予測値に基づいて、前記EGRガスが最初に導入される気筒が前記代表気筒となるように、前記EGR弁の操作時期を制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders,
An in-cylinder pressure sensor provided in a representative cylinder of the plurality of cylinders;
An EGR passage connecting an intake passage and an exhaust passage of the internal combustion engine;
An EGR valve provided in the EGR passage;
EGR control means for operating the EGR valve and performing an EGR operation for introducing EGR gas into the cylinder through the EGR passage,
The EGR control means calculates a predicted value of a transport delay time from when the EGR valve is operated to when EGR gas is introduced into the cylinder when a request for the EGR operation is issued, The operation timing of the EGR valve is controlled based on the value so that the cylinder into which the EGR gas is first introduced becomes the representative cylinder.

第1の発明によれば、EGR動作の要求が出された場合に、EGR弁を操作してからEGRガスが気筒内へ導入されるまでの輸送遅れ時間の予測値が算出される。そして、算出された予測値に基づいてEGRガスが最初に導入される気筒が代表気筒となるようにEGR弁の操作時期が制御される。これにより、EGRガスの導入による燃焼状態の悪化を逸早く把握することができるので、早いタイミングで燃焼悪化を抑制する対策を講じることが可能となる。   According to the first invention, when a request for an EGR operation is issued, a predicted value of the transport delay time from when the EGR valve is operated until EGR gas is introduced into the cylinder is calculated. Based on the calculated predicted value, the operation timing of the EGR valve is controlled so that the cylinder into which the EGR gas is first introduced becomes the representative cylinder. Thereby, since the deterioration of the combustion state due to the introduction of the EGR gas can be grasped quickly, it becomes possible to take measures to suppress the deterioration of the combustion at an early timing.

EGR動作が開始された場合のEGR弁開度、筒内EGR率及びCA50の変化を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the change of the EGR valve opening degree, in-cylinder EGR rate, and CA50 when an EGR operation is started. EGR弁の開弁時期をずらしてEGR動作が開始された場合のEGR弁開度、筒内EGR率及びCA50の変化を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the change of the EGR valve opening degree, in-cylinder EGR rate, and CA50 when the valve opening timing of the EGR valve is shifted and the EGR operation is started. 本実施の形態の制御装置において、EGR動作が開始された場合のEGR弁開度、筒内EGR率及びCA50の変化を示すタイムチャートである。In the control apparatus of this Embodiment, it is a time chart which shows the change of the EGR valve opening degree, in-cylinder EGR rate, and CA50 when the EGR operation is started. 輸送遅れ時間を補正した場合のEGR弁開度、筒内EGR率及びCA50の変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change of EGR valve opening degree at the time of correct | amending transport delay time, the in-cylinder EGR rate, and CA50. 実施の形態1でECUにより実行される制御のためのルーチンを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a routine for control executed by the ECU in the first embodiment.

実施の形態1.
本発明の実施の形態1について図を参照して説明する。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.

[実施の形態1の構成]
本実施の形態の制御装置は内燃機関を備えている。内燃機関は、ガソリンを燃料とする火花点火式の多気筒エンジンとして構成されている。内燃機関の筒内には、その内部を往復運動するピストンが設けられている。ピストンとシリンダヘッドとの間には燃焼室が形成されている。燃焼室には、吸気通路および排気通路の一端がそれぞれ連通している。吸気通路および排気通路と燃焼室との連通部には、それぞれ吸気弁および排気弁が配置されている。シリンダヘッドには、燃料を筒内に噴射するための燃料噴射弁が組み込まれている。また、多気筒エンジンの複数の気筒のうちの1気筒(以下、代表気筒)には、筒内圧力を検出するための筒内圧センサ(以下、「CPS」とも称する)が組み込まれている。
[Configuration of Embodiment 1]
The control device of the present embodiment includes an internal combustion engine. The internal combustion engine is configured as a spark ignition type multi-cylinder engine using gasoline as fuel. A piston that reciprocates inside the cylinder of the internal combustion engine is provided. A combustion chamber is formed between the piston and the cylinder head. One end of an intake passage and an exhaust passage communicate with the combustion chamber. An intake valve and an exhaust valve are disposed at the communication portion between the intake passage and the exhaust passage and the combustion chamber, respectively. A fuel injection valve for injecting fuel into the cylinder is incorporated in the cylinder head. In addition, an in-cylinder pressure sensor (hereinafter also referred to as “CPS”) for detecting an in-cylinder pressure is incorporated in one cylinder (hereinafter referred to as a representative cylinder) of a plurality of cylinders of a multi-cylinder engine.

また、本実施の形態の制御装置は、吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路を備えている。EGR通路には、当該EGR通路の開度を調整するためのEGR弁が設けられている。   Further, the control device of the present embodiment includes an EGR passage that connects the intake passage and the exhaust passage. The EGR passage is provided with an EGR valve for adjusting the opening degree of the EGR passage.

本実施の形態の制御装置は、ECU(Electronic Control Unit)を備えている。ECUの入力部には、上述した筒内圧センサ(CPS)等の各種センサが接続されている。また、ECUの出力部には、上述した燃料噴射弁、EGR弁等の各種アクチュエータが接続されている。ECUは、入力された各種の情報に基づいて、内燃機関の運転状態を制御する。   The control device of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit). Various sensors such as the in-cylinder pressure sensor (CPS) described above are connected to the input unit of the ECU. Various actuators such as the fuel injection valve and the EGR valve described above are connected to the output portion of the ECU. The ECU controls the operating state of the internal combustion engine based on various types of input information.

[実施の形態1の動作]
(EGR動作におけるEGR弁の開弁時期制御)
筒内圧センサ(CPS)は、筒内の燃焼特性を直接検出することができる点で、非常に有効なセンサである。このため、該CPSの出力は、内燃機関の各種制御の制御パラメータとして利用される。例えば、検出された筒内圧力は、50%燃焼点(以下、CA50)や点火時期から10%燃焼点までの期間(SA−CA10)等の燃焼パラメータの演算等に用いられる。
[Operation of Embodiment 1]
(EGR valve opening timing control in EGR operation)
The in-cylinder pressure sensor (CPS) is a very effective sensor in that the in-cylinder combustion characteristics can be directly detected. For this reason, the output of the CPS is used as a control parameter for various controls of the internal combustion engine. For example, the detected in-cylinder pressure is used for calculation of combustion parameters such as a 50% combustion point (hereinafter, CA50) and a period from the ignition timing to the 10% combustion point (SA-CA10).

本実施の形態の内燃機関では、EGR通路を介してEGRガスを筒内へ導入するEGR動作の要求が出されることがある。EGR弁が開弁側に操作されてEGRガスが筒内に導入されると、筒内の燃焼が緩慢になる。この場合、CA50が遅角側にズレたりSA−CA10が遅れたりするため、点火時期やEGR量等の補正が必要となる。   In the internal combustion engine of the present embodiment, a request for an EGR operation for introducing EGR gas into the cylinder through the EGR passage may be issued. When the EGR valve is operated to the valve opening side and EGR gas is introduced into the cylinder, combustion in the cylinder becomes slow. In this case, since CA50 is shifted to the retard side or SA-CA10 is delayed, correction of the ignition timing, EGR amount, and the like is necessary.

ここで、本実施の形態の内燃機関では、配置スペースや製造コストの観点から、CPSが代表気筒のみに配置されている。多気筒エンジンでは各気筒における燃焼が順に行われる。このため、上記EGR動作が開始された場合において、代表気筒以外の気筒からEGRガスの導入が開始されると、代表気筒の燃焼状態がCPSによって把握されるまでの期間はEGR動作による燃焼状態の変化を把握できないこととなる。   Here, in the internal combustion engine of the present embodiment, the CPS is arranged only in the representative cylinder from the viewpoint of arrangement space and manufacturing cost. In a multi-cylinder engine, combustion in each cylinder is performed in order. For this reason, when the EGR operation is started and the introduction of EGR gas from a cylinder other than the representative cylinder is started, the period of time until the combustion state of the representative cylinder is grasped by the CPS is maintained in the combustion state by the EGR operation. It will not be possible to grasp the changes.

図1は、EGR動作が開始された場合のEGR弁開度、筒内EGR率及びCA50の変化を説明するためのタイムチャートである。なお、この図では、#1から#6は6気筒エンジンの各気筒であり、#1気筒がCPSを搭載した代表気筒である場合の例を示している。この図に示すように、#6気筒の燃焼のタイミングにおいてEGR弁が開弁された場合、EGR経路を流れるEGRガスが筒内に到達するまでの輸送遅れ時間が生じるため、筒内EGR率は#2気筒の燃焼から変化している。#2気筒では、筒内EGR率の変化によってCA50が変化し、燃焼状態が悪化してしまう。   FIG. 1 is a time chart for explaining changes in the EGR valve opening, the in-cylinder EGR rate, and the CA 50 when the EGR operation is started. In this figure, # 1 to # 6 are cylinders of a 6-cylinder engine, and an example in which # 1 cylinder is a representative cylinder equipped with CPS is shown. As shown in this figure, when the EGR valve is opened at the combustion timing of the # 6 cylinder, a delay in transportation occurs until the EGR gas flowing through the EGR path reaches the cylinder, so the in-cylinder EGR rate is # 2 Cylinder combustion has changed. In the # 2 cylinder, the CA50 changes due to the change in the in-cylinder EGR rate, and the combustion state deteriorates.

その後、#1気筒(代表気筒)の燃焼において、CA50の変化が把握される。そして、#1気筒の次の燃焼である#2気筒の燃焼からCA50がMBT(Minimum advance for Best Torque)となるように点火時期が補正される。このように、図1に示す例では、EGR動作によって燃焼状態が悪化した状態が#2気筒の燃焼から#1気筒の燃焼まで続いてしまう。   Thereafter, the change in CA50 is grasped in the combustion of the # 1 cylinder (representative cylinder). Then, the ignition timing is corrected so that CA50 becomes MBT (Minimum advance for Best Torque) from the combustion of the # 2 cylinder, which is the next combustion of the # 1 cylinder. Thus, in the example shown in FIG. 1, the state where the combustion state is deteriorated by the EGR operation continues from the combustion of the # 2 cylinder to the combustion of the # 1 cylinder.

そこで、本実施の形態の制御装置では、EGR動作の要求が出された場合に、#1気筒(代表気筒)の燃焼においてEGRガスの導入が開始されるように、EGR弁の開弁操作のタイミングを変更することとする。図2は、EGR弁の開弁時期をずらしてEGR動作が開始された場合のEGR弁開度、筒内EGR率及びCA50の変化を説明するためのタイムチャートである。なお、この図では、図1と同様に、#1から#6は6気筒エンジンの各気筒であり、#1気筒がCPSを搭載した代表気筒である場合の例を示している。   Therefore, in the control device of the present embodiment, when an EGR operation request is issued, the EGR valve opening operation is started so that the introduction of EGR gas is started in the combustion of the # 1 cylinder (representative cylinder). The timing will be changed. FIG. 2 is a time chart for explaining changes in the EGR valve opening degree, the in-cylinder EGR rate, and the CA50 when the EGR operation is started by shifting the opening timing of the EGR valve. In this figure, as in FIG. 1, # 1 to # 6 are cylinders of a six-cylinder engine, and an example in which # 1 cylinder is a representative cylinder equipped with CPS is shown.

本実施の形態の制御装置では、EGR動作の要求が出された場合に、先ずEGR弁を開弁した場合のEGRガスの輸送遅れ時間の予測値を算出する。輸送遅れ時間の予測値は、例えば、EGR通路の入口圧力と出口圧力との差圧及びEGR弁の開度に基づいて算出することができる。そして、この図に示すように、算出された輸送遅れ時間の予測値を考慮した上でEGRガスが最初に導入される気筒が#1気筒(代表気筒)となるようにEGR弁を開弁する。   In the control device according to the present embodiment, when an EGR operation request is issued, a predicted value of the transport delay time of EGR gas when the EGR valve is first opened is calculated. The predicted value of the transport delay time can be calculated based on, for example, the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the EGR passage and the opening degree of the EGR valve. Then, as shown in this figure, the EGR valve is opened so that the cylinder into which the EGR gas is first introduced becomes the # 1 cylinder (representative cylinder) in consideration of the calculated predicted value of the transport delay time. .

このような制御によれば、#1気筒(代表気筒)の燃焼において、CA50が最初に変化し、CPSによってこの変化が把握される。そして、CA50がMBTとなるような点火時期のフィードバック補正量(進角量)が算出される。これにより、#1気筒の次の燃焼である#2気筒の燃焼から点火時期の補正を行うことができるので、EGR動作によって悪化した燃焼状態を短期間で安定させることができる。また、上述した制御では、EGR量を徐々に増大していき、SA−CA10が限界値まで到達した時点でEGR量の増加を停止する制御を行うこともできる。   According to such control, in the combustion of the # 1 cylinder (representative cylinder), the CA50 changes first, and this change is grasped by the CPS. Then, an ignition timing feedback correction amount (advance amount) is calculated such that CA50 becomes MBT. Thus, since the ignition timing can be corrected from the combustion of the # 2 cylinder, which is the next combustion of the # 1 cylinder, the combustion state deteriorated by the EGR operation can be stabilized in a short period of time. In the above-described control, it is also possible to perform control to gradually increase the EGR amount and stop the increase in the EGR amount when the SA-CA 10 reaches the limit value.

ところで、上述した実施の形態の制御装置では、EGR動作においてEGRガスが最初に導入される気筒が代表気筒となるようにEGR弁の開弁時期を制御することとした。しかしながら、本実施の形態の制御装置において実行可能な制御はこれに限られない。すなわち、例えば、パージVSVを操作して燃料ベーパを含むパージガスを筒内に導入するパージ動作において、パージガスが最初に導入される気筒が代表気筒となるように、パージVSVの開弁時期を制御することとしてもよい。パージ動作では、燃料ベーパ濃度の高いパージガスが導入されるとA/FがリッチになりSA−CA10が短くなる。一方、燃料ベーパ濃度の低いパージガスが導入されるとA/FがリーンになりSA−CA10が長くなる。パージガスが代表気筒に最初に導入されれば、SA−CA10の変化を逸早く把握してパージガスの増減補正を実行することができるので、燃焼状態が悪化している期間を短縮することができる。   By the way, in the control device of the above-described embodiment, the opening timing of the EGR valve is controlled so that the cylinder into which the EGR gas is first introduced in the EGR operation becomes the representative cylinder. However, the control that can be executed in the control device of the present embodiment is not limited to this. That is, for example, in the purge operation in which the purge gas including the fuel vapor is introduced into the cylinder by operating the purge VSV, the opening timing of the purge VSV is controlled so that the cylinder to which purge gas is first introduced becomes the representative cylinder. It is good as well. In the purge operation, when a purge gas having a high fuel vapor concentration is introduced, the A / F becomes rich and the SA-CA 10 becomes shorter. On the other hand, when a purge gas having a low fuel vapor concentration is introduced, the A / F becomes lean and the SA-CA 10 becomes longer. If the purge gas is first introduced into the representative cylinder, the change in the SA-CA 10 can be grasped quickly and the increase / decrease correction of the purge gas can be executed, so that the period during which the combustion state is deteriorated can be shortened.

また、A/Fをリーンに制御するリーン制御において、代表気筒からリーン制御を実施することとしてもよい。A/Fをリーンにし過ぎると失火の原因となる。そこで、リーン制御が代表気筒において最初に実施されれば、SA−CA10からリーン限界を見積もり全気筒のA/F限界を逸早く決定することができるので、失火による燃焼状態が悪化を逸早く抑制することが可能となる。   In the lean control for controlling the A / F to be lean, the lean control may be performed from the representative cylinder. If the A / F is too lean, it may cause misfire. Therefore, if lean control is first performed in the representative cylinder, the lean limit can be estimated from SA-CA10 and the A / F limit of all cylinders can be determined quickly, so that the combustion state due to misfire can quickly suppress deterioration. Is possible.

(輸送遅れ時間の予測値の補正動作)
上述した実施の形態の制御装置では、EGR通路の入口圧力と出口圧力との差圧及びEGR弁の開度に基づいてEGRガスの輸送遅れ時間の予測値を算出することとしたが、実際の輸送遅れ時間が算出された予測値通りとならないことも想定される。図3は、本実施の形態の制御装置において、EGR動作が開始された場合のEGR弁開度、筒内EGR率及びCA50の変化を示すタイムチャートである。なお、この図では、図1と同様に、#1から#6は6気筒エンジンの各気筒であり、#1気筒がCPSを搭載した代表気筒である場合の例を示している。この図に示す例では、算出された輸送遅れ時間の予測値に基づいて、#1気筒(代表気筒)において最初にEGRガスが導入されるようにEGR弁を開弁した場合において、実際のEGRガスの輸送遅れ時間が算出された予測値よりも長い場合を示している。この場合、#1気筒で検出されるCA50は変化していないため点火時期の補正が行われず、燃焼悪化期間が長期化してしまう。
(Correction of predicted value of transport delay time)
In the control device of the above-described embodiment, the estimated value of the transport delay time of the EGR gas is calculated based on the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the EGR passage and the opening degree of the EGR valve. It is also assumed that the transport delay time will not be as calculated. FIG. 3 is a time chart showing changes in the EGR valve opening, the in-cylinder EGR rate, and the CA50 when the EGR operation is started in the control device of the present embodiment. In this figure, as in FIG. 1, # 1 to # 6 are cylinders of a six-cylinder engine, and an example in which # 1 cylinder is a representative cylinder equipped with CPS is shown. In the example shown in this figure, when the EGR valve is opened so that EGR gas is first introduced into the # 1 cylinder (representative cylinder) based on the predicted value of the calculated transport delay time, the actual EGR The case where the gas transportation delay time is longer than the calculated predicted value is shown. In this case, since the CA50 detected in the # 1 cylinder has not changed, the ignition timing is not corrected, and the combustion deterioration period is prolonged.

そこで、本実施の形態の制御装置では、代表気筒の燃焼状態に変化がなかった場合には、輸送遅れ時間の予測値が短いと判断し、次回の輸送遅れ時間の予測値を長くする補正を施すこととする。   Therefore, in the control device of the present embodiment, when there is no change in the combustion state of the representative cylinder, it is determined that the predicted value of the transport delay time is short, and the correction for increasing the predicted value of the next transport delay time is performed. I will give it.

図4は、輸送遅れ時間を補正した場合のEGR弁開度、筒内EGR率及びCA50の変化を示すタイムチャートである。なお、この図では、図3と同様に、#1から#6は6気筒エンジンの各気筒であり、#1気筒がCPSを搭載した代表気筒である場合の例を示している。この図に示す例では、輸送遅れ時間の予測値が長くなるように補正することにより、EGRガスが#1気筒に最初に導入されている。これにより、次気筒の燃焼から燃焼状態の悪化を解消することができる。   FIG. 4 is a time chart showing changes in the EGR valve opening, the in-cylinder EGR rate, and the CA50 when the transport delay time is corrected. In this figure, as in FIG. 3, # 1 to # 6 are cylinders of a six-cylinder engine, and an example in which # 1 cylinder is a representative cylinder equipped with CPS is shown. In the example shown in this figure, EGR gas is first introduced into the # 1 cylinder by correcting the predicted value of the transport delay time to be longer. Thereby, the deterioration of the combustion state can be eliminated from the combustion of the next cylinder.

(CPS搭載気筒の選択)
上述した実施の形態の制御装置では、CPSが搭載される代表気筒を特に限定していないが、EGRガスが最も導入されやすい気筒にCPSを搭載することが好ましい。EGRガスが最も導入され易い気筒は、失火や燃焼悪化が最も起こりやすい気筒であることを意味している。そこで、EGRガスが最も導入されやすい気筒にCPSを搭載し、当該気筒において失火等の燃焼状態の悪化が発生しないようにEGR制御を行うこととすれば、CPSを搭載していない他の気筒において燃焼状態が悪化することを有効に抑制することが可能となる。
(Selection of CPS cylinder)
In the control device of the above-described embodiment, the representative cylinder in which the CPS is mounted is not particularly limited, but it is preferable to mount the CPS in a cylinder in which the EGR gas is most easily introduced. The cylinder in which the EGR gas is most easily introduced means that the cylinder in which the misfire and the combustion deterioration are most likely to occur. Therefore, if CPS is installed in a cylinder into which EGR gas is most easily introduced, and EGR control is performed so that the combustion state such as misfire does not deteriorate in the cylinder, in other cylinders not equipped with CPS. It is possible to effectively suppress the deterioration of the combustion state.

また、上述したパージ動作においても、最もパージガスが入りやすい気筒、つまり吸気分配量が最も多い気筒にCPSを搭載することや、タンブル特性が最も悪い気筒にCPSを搭載する等を行うことにより、CPSを搭載していない気筒における燃焼状態の悪化を有効に抑制することができる。   Also, in the above-described purge operation, CPS is installed in a cylinder in which purge gas is most likely to enter, that is, a cylinder having the largest intake air distribution amount, or CPS is installed in a cylinder having the worst tumble characteristics. It is possible to effectively suppress deterioration of the combustion state in a cylinder not equipped with.

(気筒間差の補正)
上述したように、EGRガスの導入に関して気筒間差がある場合、予め気筒間差を把握しておき、CPSが搭載された代表気筒において算出された各種制御補正量に対して、上記気筒間差に対応した係数を乗算することが好ましい。
(Cylinder difference correction)
As described above, when there is an inter-cylinder difference regarding the introduction of EGR gas, the inter-cylinder difference is grasped in advance, and the above-described inter-cylinder difference with respect to various control correction amounts calculated in the representative cylinder equipped with the CPS. It is preferable to multiply by a coefficient corresponding to.

例えば、#1気筒、#2気筒、#3気筒及び#4気筒から構成される並列4気筒エンジンにおいて、EGRガスが最も導入され易い気筒が#1気筒であり、この#1気筒にCPSが搭載されている場合について説明する。各気筒へのEGRガスの分配は、エンジンのハードウェア設計上定まる。そこで、ここでは#1気筒を基準(100%)に、#2気筒が90%、#3気筒が80%、#4気筒が70%のEGRガスの分配になるとする。CPSにより算出された#1気筒のCA50における点火遅角量が2CAの場合、#2気筒、#3気筒及び#4気筒の点火遅角量は、上記分配比率を乗算することにより、それぞれ1.8CA、1.6CAおよび1.4CAとなる。これにより、点火時期の過進角を防いで全気筒において最適な燃焼を実現することができる。なお、上記気筒間差の補正は、EGR制御に限らず、上述したパージ制御やA/Fリーン制御等にも適用することが可能となる。   For example, in a parallel 4-cylinder engine composed of # 1, # 2, # 3, and # 4 cylinders, the cylinder in which EGR gas is most easily introduced is the # 1 cylinder, and the CPS is mounted on the # 1 cylinder. The case where this is done will be described. Distribution of EGR gas to each cylinder is determined by engine hardware design. Therefore, here, it is assumed that the distribution of EGR gas is 90% for the # 2 cylinder, 80% for the # 3 cylinder and 70% for the # 4 cylinder, based on the reference (100%) of the # 1 cylinder. When the ignition delay amount in the CA50 of the # 1 cylinder calculated by CPS is 2CA, the ignition retardation amounts of the # 2, # 3, and # 4 cylinders are each 1. 8CA, 1.6CA and 1.4CA. Thereby, it is possible to prevent the advance angle of the ignition timing and achieve optimal combustion in all the cylinders. The correction of the inter-cylinder difference can be applied not only to the EGR control but also to the above-described purge control, A / F lean control, and the like.

[実施の形態1の具体的処理]
次に、フローチャートを参照して、本実施の形態の制御装置において実行されるEGR制御の具体的処理について説明する。図5は、実施の形態1でECUにより実行される制御のためのルーチンを示すフローチャートである。このルーチンでは、先ず、ステップS2にてEGR導入要求が出されると、次に、EGR弁を操作した場合のEGRガスの輸送遅れ時間の予測値が算出される(ステップS4)。次に、ステップS4において算出された輸送遅れ時間の予測値に基づいて、EGRガスが導入される最初の気筒がCPS搭載気筒(代表気筒)となるタイミングか否かが判定される(ステップS6)。上記ステップS6の判定が認められない場合には、本ルーチンは一旦終了されて、再度本ルーチンが最初から実行される。一方、上記ステップS6の判定が認められた場合には、次のステップに移行し、EGR弁が開弁側に操作される(ステップS8)。
[Specific Processing in First Embodiment]
Next, specific processing of EGR control executed in the control device of the present embodiment will be described with reference to a flowchart. FIG. 5 is a flowchart showing a routine for control executed by the ECU in the first embodiment. In this routine, first, when an EGR introduction request is issued in step S2, a predicted value of the EGR gas transport delay time when the EGR valve is operated is calculated (step S4). Next, based on the predicted value of the transport delay time calculated in step S4, it is determined whether or not it is the timing when the first cylinder into which the EGR gas is introduced becomes the CPS-equipped cylinder (representative cylinder) (step S6). . If the determination in step S6 is not accepted, this routine is temporarily terminated and this routine is executed again from the beginning. On the other hand, if the determination in step S6 is accepted, the process proceeds to the next step, and the EGR valve is operated to the valve opening side (step S8).

次に、CPSの検出値に基づいてCA50やCA10等の燃焼パラメータが算出される(ステップS10)。そして、このステップS10にて算出された燃焼パラメータに変化があるか否かが判定される(ステップS12)。その結果、燃焼パラメータに変化がない場合には、上記ステップS4にて算出された輸送遅れ時間の予測値が経過した時点においてEGRガスが代表気筒まで到達していないと判断されて、次のステップに移行し、輸送遅れ時間の予測値が補正される(ステップS14)。ここでは、具体的には、上記ステップS4にて算出された輸送遅れ時間の予測値に所定時間が加算される。本ステップS14の処理が実行されると、本ルーチンは一旦終了されて、再度本ルーチンが最初から実行される。   Next, combustion parameters such as CA50 and CA10 are calculated based on the detected value of CPS (step S10). Then, it is determined whether or not there is a change in the combustion parameter calculated in step S10 (step S12). As a result, if there is no change in the combustion parameter, it is determined that the EGR gas has not reached the representative cylinder when the predicted value of the transport delay time calculated in step S4 has elapsed, and the next step Then, the predicted value of the transport delay time is corrected (step S14). Here, specifically, a predetermined time is added to the predicted value of the transport delay time calculated in step S4. When the process of step S14 is executed, this routine is once ended, and this routine is executed again from the beginning.

一方、上記ステップS12において、燃焼パラメータに変化がある場合には、上記ステップS4にて算出された輸送遅れ時間が経過した時点においてEGRガスが代表気筒に到達したと判断されて、次のステップに移行し、CPSが搭載された代表気筒において算出された燃焼パラメータを用いて、点火時期、EGR量等の補正量が算出される(ステップS16)。次に、代表気筒以外の気筒の補正係数が算出される(ステップS18)。ここでは、具体的には、代表気筒を基準としてハードウェア特性から特定されるEGR量の気筒間差に対応した補正係数が算出される。次に、上記ステップS18にて算出された補正係数を用いて、代表気筒以外の気筒の補正量が算出される(ステップS20)。次に、各気筒の制御タイミングか否かが判定される(ステップS22)。その結果、各気筒の制御タイミングでない場合には本ルーチンは終了され、各気筒の制御タイミングである場合には、対応する気筒の補正が実行される(ステップS24)。   On the other hand, if there is a change in the combustion parameter in step S12, it is determined that the EGR gas has reached the representative cylinder when the transportation delay time calculated in step S4 has elapsed, and the next step is performed. Then, using the combustion parameters calculated in the representative cylinder on which the CPS is mounted, correction amounts such as ignition timing and EGR amount are calculated (step S16). Next, correction coefficients for cylinders other than the representative cylinder are calculated (step S18). Specifically, the correction coefficient corresponding to the difference between the cylinders in the EGR amount specified from the hardware characteristics is calculated with the representative cylinder as a reference. Next, the correction amount of the cylinders other than the representative cylinder is calculated using the correction coefficient calculated in step S18 (step S20). Next, it is determined whether it is the control timing of each cylinder (step S22). As a result, when it is not the control timing of each cylinder, this routine is terminated, and when it is the control timing of each cylinder, correction of the corresponding cylinder is executed (step S24).

以上説明したとおり、本実施の形態1の制御装置によれば、EGR動作の要求が出された場合に、EGRガスが最初に導入される気筒をCPSが搭載された代表気筒に合わせることができる。これにより、燃焼状態を安定させるための補正を逸早く行うことができる。   As described above, according to the control device of the first embodiment, when an EGR operation request is issued, the cylinder into which the EGR gas is first introduced can be matched with the representative cylinder equipped with the CPS. . Thereby, the correction | amendment for stabilizing a combustion state can be performed quickly.

Claims (1)

複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、
前記複数の気筒のうちの代表気筒に設けられた筒内圧センサと、
前記内燃機関の吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路に設けられたEGR弁と、
前記EGR弁を操作し前記EGR通路を介してEGRガスを前記気筒内へ導入するEGR動作を実行するEGR制御手段と、を備え、
前記EGR制御手段は、前記EGR動作の要求が出された場合に、前記EGR弁を操作してからEGRガスが前記気筒内へ導入されるまでの輸送遅れ時間の予測値を算出し、前記予測値に基づいて、前記EGRガスが最初に導入される気筒が前記代表気筒となるように、前記EGR弁の操作時期を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders,
An in-cylinder pressure sensor provided in a representative cylinder of the plurality of cylinders;
An EGR passage connecting an intake passage and an exhaust passage of the internal combustion engine;
An EGR valve provided in the EGR passage;
EGR control means for operating the EGR valve and performing an EGR operation for introducing EGR gas into the cylinder through the EGR passage,
The EGR control means calculates a predicted value of a transport delay time from when the EGR valve is operated to when EGR gas is introduced into the cylinder when a request for the EGR operation is issued, A control apparatus for an internal combustion engine, wherein an operation timing of the EGR valve is controlled based on a value so that a cylinder into which the EGR gas is first introduced becomes the representative cylinder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2022003256A (en) * 2017-07-06 2022-01-11 ダグラス デイヴィッド ブンジェス Combustion systems and methods
WO2024201587A1 (en) * 2023-03-24 2024-10-03 本田技研工業株式会社 Reflux gas flow rate estimation device

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