JP5049924B2 - Control method for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、排気を吸気系のスロットルバルブよりも下流側に還流させる排気ガス還流装置と、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを変更させる可変バルブ機構とを備えた内燃機関の制御方法に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control method including an exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas to a downstream side of a throttle valve of an intake system, and a variable valve mechanism that changes opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve. About.
従来、内燃機関の燃費を向上させるべく、排気を吸気系のスロットルバルブよりも下流側に還流させる排気ガス還流通路と、この排気ガス還流通路の流量を調整する排気ガス還流制御弁とを設け、内燃機関の負荷率をパラメータとして前記排気ガス還流制御弁の開度を制御する排気ガス還流制御(以下、外部EGR制御と称する)を行うことが広く知られている。 Conventionally, in order to improve the fuel consumption of the internal combustion engine, an exhaust gas recirculation passage for recirculating exhaust gas downstream of the intake system throttle valve and an exhaust gas recirculation control valve for adjusting the flow rate of the exhaust gas recirculation passage are provided, It is widely known to perform exhaust gas recirculation control (hereinafter referred to as external EGR control) that controls the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve using the load factor of the internal combustion engine as a parameter.
また、低負荷域では内燃機関の燃費を向上させるとともに高負荷域では内燃機関から高出力を得ることができるようにすべく、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを変更させる可変バルブタイミング機構を備え、内燃機関の燃焼室内に排気を残した状態で新気を燃焼室に導入する可変バルブタイミング制御を介した排気ガス還流制御(以下、内部EGR制御と称する)を行うことも広く知られている。 Also, variable valve timing that changes the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve in order to improve the fuel efficiency of the internal combustion engine in the low load range and to obtain high output from the internal combustion engine in the high load range. It is also widely known to perform exhaust gas recirculation control (hereinafter referred to as internal EGR control) through variable valve timing control that includes a mechanism and introduces fresh air into the combustion chamber while leaving exhaust in the combustion chamber of the internal combustion engine. It has been.
そして、従来、これら排気ガス還流制御弁の開度及び可変バルブタイミング機構による開閉タイミングを内燃機関の負荷率に基づきそれぞれ決定するとともに、前記負荷率が所定値未満である場合には外部EGR制御を行い、前記負荷率が所定値以上である場合には内部EGR制御を行うようにする制御方法が考えられている(例えば、特許文献1を参照)。
ところで、前記特許文献1記載の制御方法のように、内燃機関の負荷率に応じてこれら外部EGR制御及び内部EGR制御を選択的に行うようにすると、以下に述べるような不具合が生じ得る。 By the way, if the external EGR control and the internal EGR control are selectively performed according to the load factor of the internal combustion engine as in the control method described in Patent Document 1, the following problems may occur.
すなわち、前記負荷率が所定値以上となると、外部EGR制御を行うことによる燃費の向上を図りにくくなるので内部EGR制御に移行し、さらに前記負荷率が高くなる領域では、高出力を得るべく燃焼室への新気の導入量を増加させるようにすることが考えられる。しかし、この移行の直後において、内部EGR制御を行うことにより燃焼室への新気の導入量が減少し、前記負荷率が低下する。前記負荷率が所定値を下回ると、排気ガス還流制御弁を開成する排気ガス還流制御が開始され、内部EGR制御は中止される。内部EGR制御が中止されることにより、燃焼室への新気の導入量は再び増大し、前記負荷率が所定値を上回るので、外部EGR制御が中止されて内部EGR制御が再開され、前記負荷率は再度低下する。すなわち、内燃機関の負荷率が所定値近傍の領域で内部EGR制御を行うことにより前記負荷率が所定値近傍の領域で上下してハンチングが発生し、内部EGR制御への円滑な移行が困難になる不具合が起こり得る。 That is, when the load factor exceeds a predetermined value, it becomes difficult to improve fuel efficiency by performing external EGR control. Therefore, the process shifts to internal EGR control, and in a region where the load factor becomes high, combustion is performed to obtain high output. It is conceivable to increase the amount of fresh air introduced into the room. However, immediately after this transition, by performing internal EGR control, the amount of fresh air introduced into the combustion chamber is reduced, and the load factor is reduced. When the load factor falls below a predetermined value, the exhaust gas recirculation control for opening the exhaust gas recirculation control valve is started, and the internal EGR control is stopped. When the internal EGR control is stopped, the amount of fresh air introduced into the combustion chamber increases again, and the load factor exceeds a predetermined value. Therefore, the external EGR control is stopped, the internal EGR control is restarted, and the load The rate drops again. That is, by performing internal EGR control in the region where the load factor of the internal combustion engine is in the vicinity of the predetermined value, the load factor rises and falls in the region in the vicinity of the predetermined value, and hunting occurs, making it difficult to smoothly shift to the internal EGR control. Can be a malfunction.
本発明はこのような課題を解決すること、すなわち、エンジン負荷率の上昇に伴い、円滑に外部EGR制御から内部EGR制御に移行できるようにすることを目的とする。 An object of the present invention is to solve such a problem, that is, to enable a smooth transition from external EGR control to internal EGR control as the engine load factor increases.
すなわち本発明に係る内燃機関の制御方法は、以上に述べた課題を解決すべく、排気ガスを吸気系のスロットルバルブよりも下流側に還流させる排気ガス還流管路及びこの排気ガス還流管路内の流量を調整する排気ガス還流制御弁を有する排気ガス還流装置と、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを変更させる可変バルブタイミング機構とを備えた内燃機関において、前記排気ガス還流制御弁の開度及び前記可変バルブタイミング機構による開閉タイミングを内燃機関の負荷率に応じてそれぞれ設定し、排気ガス還流装置の排気ガス還流制御弁の開度を制御する排気ガス還流制御を行うことにより燃費の向上を図ることが可能な第一負荷領域において前記排気ガス還流制御弁の開度を制御する排気ガス還流制御を行い、かつこの第一負荷領域よりも高負荷側の第二負荷領域において可変バルブタイミング機構による開閉タイミング制御を介して排気ガス還流制御を行う内燃機関の制御方法であって、スロットルバルブの開度を検出し、検出したスロットルバルブの開度が所定の閾値未満である場合には前記排気ガス還流制御弁の開度を制御する排気ガス還流制御を行うようにし、検出したスロットルバルブの開度が所定の閾値以上である場合には可変バルブタイミング機構による開閉タイミング制御を介した排気ガス還流制御を行うようにしていることを特徴とする。 That is, the control method for an internal combustion engine according to the present invention provides an exhaust gas recirculation line for recirculating exhaust gas downstream from the throttle valve of the intake system, and the exhaust gas recirculation line in order to solve the problems described above. In an internal combustion engine comprising an exhaust gas recirculation device having an exhaust gas recirculation control valve for adjusting the flow rate of the exhaust gas, and a variable valve timing mechanism for changing the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve, the exhaust gas recirculation control valve And the opening / closing timing by the variable valve timing mechanism are set according to the load factor of the internal combustion engine, and the exhaust gas recirculation control for controlling the opening of the exhaust gas recirculation control valve of the exhaust gas recirculation device is performed. Performing exhaust gas recirculation control for controlling the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve in the first load region where improvement of A control method for an internal combustion engine that performs exhaust gas recirculation control through open / close timing control by a variable valve timing mechanism in a second load region on a higher load side than the first load region, and detects an opening of a throttle valve When the detected opening of the throttle valve is less than a predetermined threshold, exhaust gas recirculation control is performed to control the opening of the exhaust gas recirculation control valve. In the case described above, exhaust gas recirculation control is performed through opening / closing timing control by a variable valve timing mechanism.
このようなものであれば、高出力を得るべくスロットルバルブに対して開度を増大させる操作を行い、スロットルバルブの開度が所定の閾値以上となった際には、実際の機関の負荷率に関わらず、内燃機関から高出力を得るための可変バルブタイミング機構による開閉タイミング制御を介した排気ガス還流制御に円滑に移行できる。 If this is the case, an operation to increase the opening of the throttle valve to obtain a high output is performed, and when the opening of the throttle valve exceeds a predetermined threshold, the actual engine load factor Regardless, it is possible to smoothly shift to exhaust gas recirculation control through open / close timing control by a variable valve timing mechanism for obtaining high output from the internal combustion engine.
以上の課題を解決する上で、燃費のさらなる向上を図るには、前記所定値を回転数が高くなるにつれて大きくしているものが望ましい。回転数が高い場合には、負荷率がより高い領域においても排気ガス還流制御弁を開成する排気ガス還流制御を行うことが燃費のさらなる向上に有効であるからである。 In order to solve the above problems, in order to further improve the fuel consumption, it is desirable that the predetermined value be increased as the rotational speed is increased. This is because, when the rotational speed is high, performing exhaust gas recirculation control that opens the exhaust gas recirculation control valve is effective in further improving fuel efficiency even in a region where the load factor is higher.
本発明に係る内燃機関の制御方法を採用すれば、高出力を得るべくスロットルバルブの開度が所定の閾値以上とした際に、実際の機関の負荷率に関わらず可変バルブタイミング機構による開閉タイミング制御を介した排気ガス還流制御に移行させることができる。従って、出力を増大させるべくスロットルバルブに対して開度を増大させる操作を行ったことを受けて、高出力を得るべく可変バルブタイミング機構による開閉タイミング制御を介した排気ガス還流制御に移行する際に、機関の負荷率の変化に伴うハンチングを解消し、この移行を円滑にできる。 When the control method for an internal combustion engine according to the present invention is employed, the opening / closing timing by the variable valve timing mechanism when the throttle valve opening is equal to or greater than a predetermined threshold value to obtain a high output, regardless of the actual engine load factor. It is possible to shift to exhaust gas recirculation control through control. Therefore, when an operation for increasing the opening degree is performed on the throttle valve in order to increase the output, when shifting to the exhaust gas recirculation control via the opening / closing timing control by the variable valve timing mechanism in order to obtain a high output. Furthermore, hunting associated with changes in the engine load factor can be eliminated, and this transition can be made smooth.
以下、本発明の一実施例について述べる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に1気筒の構成を概略的に示したエンジン100は、自動車用の3気筒のものである。エンジン100の吸気系1には、図示しないアクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ11が配設され、そのスロットルバルブ11の下流には、樹脂製の吸気マニホールド12が配接される。前記吸気マニホールド12は、サージタンク13と、サージタンク13から各気筒の吸気ポートまで延びる多岐管部14とを備えている。前記吸気マニホールド12のシリンダヘッド22側の端部近傍には、さらに燃料噴射弁3が設けてあり、この燃料噴射弁3を電子制御装置4により制御するようにしている。吸入空気は、前記吸気マニホールド12から吸気弁21を介してシリンダ2内に吸入される。また、排気系5には、燃焼室23から排気弁24を介して排出された排気ガス中の酸素濃度を測定するためのO2センサ51が、図示しないマフラに至るまでの管路に配設された三元触媒52の上流の位置に取り付けられている。そして、このエンジン100は、前記吸気弁21の開閉タイミングを変更するための可変バルブタイミング機構(以下VVT9と称する)をさらに具備する。このVVT9は、この種の可変バルブタイミング機構として周知のものと同様の構成を有する。すなわち、このVVT9は、いわゆる揺動シリンダ機構を利用したもので、吸気カムシャフト91に固定されたロータ(図示しない)と、ロータに外嵌するハウジング(図示しない)と、ロータに対してハウジングを回動させるための電磁式4方向切換制御弁たるオイルコントロールバルブ92と、互いに噛み合うように一方をハウジングに固着し他方を吸気カムシャフト91に固定した一対のギア94、95とを備えている。
An
そして、電子制御装置4からの開閉タイミング信号pを受けてハウジングに流出入する作動油の方向及び量をオイルコントロールバルブ92により制御して、ロータに対するハウジングの相対角度を変化させ、排気カムシャフト93と吸気カムシャフト91との間に任意の回転位相差を生じさせて、バルブタイミングを可変制御するものである。つまり、クランクシャフト(図示しない)の回転に対して排気弁24を常に一定のタイミングで開閉させつつ、吸気弁21の開閉タイミングを変化させて、排気弁24の開閉タイミングと吸気弁21の開閉タイミングとの相対位相差を所定角度範囲内で自在に変化させることができる。また、排気カムシャフト93の一方の端部には、クランク角度信号及び気筒判別用の信号を出力するカムセンサ97が取り付けてあり、吸気カムシャフト91の一方の端部には、240°CA(クランク角度)回転する毎に吸気カム信号を出力するタイミングセンサ96が取り付けてある。
The direction and amount of hydraulic oil flowing into and out of the housing in response to the opening / closing timing signal p from the
また、本実施形態では、スロットルバルブ11を介して吸気マニホールド12に流入する新気に排気ガスを混合するための排気ガス還流装置(以下、EGR装置と称する)6を、吸気系1と排気系5との間に連通させて設けている。すなわち、EGR装置6は、吸気系1と排気系5とが選択的に連通される排気ガス還流管路(以下、EGR管路61と称する)と、そのEGR管路61に設けられてEGR管路61を通過するか、または還流させる排気ガス(EGRガス)の量を制御する排気ガス還流制御弁(以下、EGRバルブ62と称する)とを備えて構成される。EGRバルブ62は、EGR装置6の一部を構成する電子制御装置4により制御されている。
In this embodiment, an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an EGR device) 6 for mixing exhaust gas with fresh air flowing into the
電子制御装置4は、中央演算処理装置41と、記憶装置42と、入力インターフェース43と、出力インターフェース44とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。中央演算処理装置41は、記憶装置42に格納された後述のプログラムを実行して、エンジン100の運転制御を行うものである。そしてエンジン100の運転制御を行うために必要な情報が入力インターフェース43を介して中央演算処理装置41に入力されるとともに、中央演算処理装置41は出力インターフェース44を介して制御のための信号を燃料噴射弁3やEGRバルブ62などに出力する。具体的には、入力インターフェース43には、吸気マニホールド12に流入する空気流量Fを検出するためのエアフローメータ71から出力させる空気流量信号a、エンジン回転数Neを検出するための回転数センサ72から出力される回転数信号b、車速を検出するための車速センサ73から出力される車速信号c、スロットルバルブ11の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ74から出力されるIDL信号d、スロットルバルブ11の開度すなわちスロットル開度θを検出するためのスロットル開度センサ75から出力される開度信号e、エンジン100の冷却水温を検出するための水温センサ76から出力される水温信号f、上記したO2センサ51から出力される電圧信号hなどが入力される。一方、出力インターフェース44からは、スパークプラグ8に対して点火信号m、燃料噴射弁3に対して燃料噴射信号n、EGRバルブ62に対してバルブ開閉信号o、VVT9のオイルコントロールバルブ92に対して開閉タイミング信号p等が出力されるようになっている。
The
電子制御装置4の記憶装置42には、エアフローメータ71から出力される空気流量信号aと回転数センサ72から出力される回転数信号bとを主な情報とし、エンジン100の運転状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間を補正して燃料噴射弁3の開成時間すなわちインジェクタ最終通電時間を決定し、その決定された通電時間により燃料噴射弁3を制御して、エンジン負荷に応じた燃料を該燃料噴射弁3から吸気系1に噴射させるための燃料噴射量制御用プログラムが内蔵してある。
The
また、前記記憶装置42には、運転状況に応じて前記スパークプラグ8の点火タイミングを決定し、スパークプラグ8に向けて点火信号mを出力すべく指令する制御を行うための点火時期制御用プログラムも内蔵してある。
In addition, the
さらに、前記記憶装置42には、負荷率が外部EGR制御を行うことにより燃費の向上を図ることが可能な第一負荷領域にある場合に、前記空気流量信号aに対応する空気流量Fをパラメータとして新気に混合させる排気ガス量を決定する、すなわちEGRバルブ62の開度を決定するための外部EGR制御プログラムも内蔵してある。また、この外部EGR制御用プログラムは、決定されたEGRバルブ62の開度に基づき、開成時間の割合を決定された開度に対応させるべくEGRバルブ62にEGRバルブ開閉信号oを出力し、このEGRバルブ62の開度を制御する排気ガス還流制御(以下、外部EGRと称する)を行う。
Further, when the load factor is in the first load region where the fuel efficiency can be improved by performing the external EGR control, the air flow rate F corresponding to the air flow rate signal a is stored in the
そして、前記記憶装置42には、負荷率が前記第一負荷領域よりも高負荷側の第二負荷領域において、前記空気流量信号aに対応する空気流量Fをパラメータとして吸気弁21の開閉タイミングを決定し、前記VVT9、より具体的にはオイルコントロールバルブ92に開閉タイミング信号pを出力するVVT制御用プログラムも内蔵してある。このVVT制御プログラムによるVVT9を介した吸気弁21の開閉タイミングの制御は、燃費の向上を図るべく、吸気弁21の開閉タイミングを進角させ、燃焼室23内に排気を残した状態で新気を燃焼室23内に導入する制御である。すなわち、この制御は、VVT9による開閉タイミング制御を介した排気ガス還流制御(以下、内部EGR制御と称する)である。
The
加えて、本実施形態では、空気流量Fをエンジン負荷率を示すパラメータとして、燃費が最もよくなるEGRバルブ62の開度、及び吸気弁21の開閉タイミングを予め設定している。具体的には、前記記憶装置42の所定領域に、代表的な空気流量Fに対してそれぞれ燃費が最もよくなるEGRバルブ62の開度、及び吸気弁21の開閉タイミングの進角量を、図3に概略的に示すように、それぞれEGRバルブ開度マップ、及び開閉タイミング進角量マップとして記憶している。なお、図3において、横軸には空気流量F(図中では負荷率)、縦軸には前記EGRバルブ62の開度及び吸気弁21の開閉タイミングの進角量に対応する排気ガス還流量(図中ではEGR量)をそれぞれ示している。そして、前記図3では、EGRバルブ62の開度に対応する排気ガス還流量を実線a、吸気弁21の開閉タイミングの進角量に対応する排気ガス還流量を破線bでそれぞれ示している。
In addition, in this embodiment, the air flow rate F is used as a parameter indicating the engine load factor, and the opening degree of the
そして、前記記憶装置42には、スロットルバルブ11の開度θを検出し、検出したスロットルバルブ11の開度θが所定の閾値T未満である場合には、負荷率が前記第一負荷領域にあるものとみなして外部EGR制御を行い、一方、検出したスロットルバルブ22の開度θが所定の閾値T以上である場合には、負荷率が前記第二負荷領域にあるものとみなして内部EGR制御を行うようにするためのEGR制御選択プログラムも内蔵してある。このEGR制御選択プログラムは、空気流量Fが前記第一負荷領域の下限以上である場合にのみ、例えば所定時間ごとに実行するようにしている。ここで、前記閾値Tは、本実施形態ではエンジン回転数Neをパラメータとして、エンジン回転数Neが高くなるにつれて前記閾値Tが大きな値となるように前記閾値を決定するようにしている。また、この閾値Tは、各回転数Neごとに、空気流量Fが前記第一負荷領域の上限となる際のスロットルバルブ11の開度θとして予め実験的に求めている。さらに、この閾値Tは、スロットルバルブ11の開度θが増加する際と減少する際とで異なる値に設定していて、スロットルバルブ11の開度θが減少する際の閾値Tの値を大きな値に設定している。そして、スロットルバルブ11の開度θが増加する際及び減少する際の代表的なエンジン回転数Neに対する閾値Tを電子制御装置4内の記憶装置42の所定領域に閾値マップとして記憶している。
The
以下、前記EGR制御選択プログラム、前記外部EGR制御プログラム、及び前記VVT制御用プログラムに基づき電子制御装置4が行う処理の手順をフローチャートである図2を参照しつつ以下に述べる。
Hereinafter, the procedure of processing performed by the
まず、ステップS1では、スロットル開度センサ75によりスロットルバルブ11の開度θ(図中ではスロットル開度θ)を検出する。次いで、ステップS2に進む。
First, in step S1, the throttle
ステップS2では、前回検出したスロットルバルブ11の開度θと今回検出したスロットルバルブ11の開度θとを比較し、スロットルバルブ11の開度θが増加している場合は加速状態フラグAの値に1、スロットルバルブ11の開度θが減少している場合は加速状態フラグAの値に0を代入する。そして、今回検出したスロットルバルブ11の開度θを記憶装置42の所定領域に記憶する。次いで、ステップS3に進む。
In step S2, the previously detected opening degree θ of the
ステップS3では、エンジン回転数Neを検出する。次いで、ステップS4に進む。 In step S3, the engine speed Ne is detected. Next, the process proceeds to step S4.
ステップS4では、エンジン回転数Ne及び加速状態フラグAの値をパラメータとし、閾値マップを参照して閾値Tを決定する。その後、ステップS5に進む。ここで、実際の閾値Tの決定は、前記エンジン回転数Neをパラメータとして補間計算により行っている。 In step S4, the threshold value T is determined with reference to the threshold map using the values of the engine speed Ne and the acceleration state flag A as parameters. Thereafter, the process proceeds to step S5. Here, the actual threshold value T is determined by interpolation calculation using the engine speed Ne as a parameter.
ステップS5では、ステップS1で検出したスロットルバルブ11の開度θが前記閾値T未満であるか否かを判断する。前記スロットルバルブ11の開度θが前記閾値T未満であると判断した場合には、ステップS6に進む。一方、前記スロットルバルブ11の開度θが前記閾値T以上であると判断した場合には、ステップS7に進む。
In step S5, it is determined whether the opening degree θ of the
ステップS6では、外部EGR制御を行う。より具体的には、空気流量FをパラメータとしてEGRバルブ62の開度を負荷率に基づき決定し、EGRバルブ62に決定した前記開度に対応するバルブ開閉信号oを出力する。そして、この制御を一旦終了する。さらに詳述すると、前記EGRバルブ62の開度は、空気流量FをパラメータとしてEGRバルブ開度マップを参照し、補間計算を行うことにより決定する。
In step S6, external EGR control is performed. More specifically, the opening degree of the
ステップS7では、内部EGR制御を行う。より具体的には、吸気弁21の開閉タイミングの進角量を負荷率に基づき決定し、VVT9、より具体的にはオイルコントロールバルブ92に、決定した進角量に対応する開閉タイミング信号pを出力する。そして、この制御を一旦終了する。さらに詳述すると、前記吸気弁21の開閉タイミングの進角量は、空気流量Fをパラメータとして開閉タイミング進角量マップを参照し、補間計算を行うことにより決定する。
In step S7, internal EGR control is performed. More specifically, the advance angle amount of the opening / closing timing of the
ここで、第一負荷領域から第二負荷領域に移行する前後、すなわち加速を行うべくスロットルバルブ11の開度θを増大させることにより開度θが前記閾値T未満から前記閾値T以上に移行する前後の期間において、前記VVT制御プログラム及びEGRバルブ制御用プログラムにより実際に行われる制御を説明する。
Here, before and after shifting from the first load region to the second load region, that is, by increasing the opening θ of the
スロットルバルブ11の開度θが前記閾値T未満である期間においては、前記ステップS1→S2→S3→S4→S5→S6の制御を順次行う。すなわち、吸気弁21の開閉タイミングは通常の開閉タイミングとして、EGRバルブ62を所定割合で開成し、EGR管路61を介してEGRガスを排気系5から吸気系1に導入する外部EGR制御を行う。
In the period when the opening degree θ of the
一方、スロットルバルブ11の開度θは前記閾値T以上となった期間においては、前記ステップS1→S2→S3→S4→S5→S7の制御を順次行う。すなわち、EGRバルブ62は完全に閉止し、VVT9により吸気弁21の開閉タイミングを進角させる内部EGR制御を行う。その際、スロットルバルブ11の開度θが前記閾値T以上となった直後の時間帯では、前記内部EGR制御を行うことにより空気流量Fはスロットルバルブ11の開度θが前記閾値T以上となる直前における空気流量Fと比較して一時的に減少するが、前記ステップS4において、内部EGR制御及び外部EGR制御のいずれを行うかの選択は、空気流量Fではなくスロットルバルブ11の開度θに基づいて行うので、引き続き内部EGR制御が行われる。
On the other hand, during the period when the opening degree θ of the
特に、スロットルバルブ11の開度θが最大値θmaxである状態すなわち全開状態である場合には、吸気弁21の開閉タイミングは、新気を最大限に燃焼室23内に導入すべく、ピストン25が上死点付近に達した時点で開成しピストン25が下死点付近に達した時点で閉止する通常の開閉タイミングとする制御が行われる。
In particular, when the opening degree θ of the
すなわち、図4に示すように、この期間中の負荷率及び排気ガス還流量(図中ではEGR量)は、スロットルバルブ11の開度θが前記閾値T未満である際においては、すなわち図4のt1より左側の領域においては、外部EGR制御が行われるので、EGRバルブ開度マップが参照され、図4のaに沿って変化する。それから、スロットルバルブ11の開度θが前記閾値T以上になった時点、すなわち図4のt1で、EGRバルブ開度マップ上におけるEGRバルブ62の開度に関わらず外部EGR制御が中止され、排気ガス還流量は一旦0に向けて減少する。その後、内部EGR制御が行われるので、開閉タイミング進角量マップが参照され、負荷率及び排気ガス還流量は図4のbに沿って変化する。従って、負荷率及び排気ガス還流量は図4の実線に沿って変化する。
That is, as shown in FIG. 4, the load factor and the exhaust gas recirculation amount (EGR amount in the figure) during this period are obtained when the opening degree θ of the
なお、前記第一負荷領域の下限より低負荷側の第三負荷領域においては、内部EGR制御を行うようにしている。 The internal EGR control is performed in the third load region on the lower load side than the lower limit of the first load region.
本実施形態に係るエンジン100の制御方法によれば、以上に述べたように、高出力を得るべくスロットルバルブ11に対して開度θを増大させる操作を行い、スロットルバルブ11の開度θが前記閾値Tを上回った際には、実際の負荷率すなわち空気流量Fに関わらず内部EGR制御に移行するので、実際の空気流量Fに基づき外部EGR制御と内部EGRとを選択する態様と比較して、燃費の向上を図るための外部EGR制御から高出力を得るための内部EGR制御に円滑に移行できる。
According to the control method of the
また、前記閾値Tを、エンジン回転数Neが高くなるにつれて大きくしているので、エンジン回転数Neが高い場合には負荷率がより高い領域においても外部EGR制御を行い、燃費のさらなる向上を図ることができる。 Further, since the threshold value T is increased as the engine speed Ne increases, external EGR control is performed even in a region where the load factor is higher when the engine speed Ne is high, thereby further improving fuel efficiency. be able to.
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。 The present invention is not limited to the embodiment described above.
例えば、内部EGR制御においては、吸気弁の開閉タイミングを進角させるだけでなく、排気弁の開閉タイミングを遅角させてもよく、吸気弁の開閉タイミングの進角と排気弁の開閉タイミングの遅角を同時に行うようにしてもよい。すなわち、負荷率をパラメータとして排気弁を開く時間帯と吸気弁を開く時間帯とのオーバーラップを行う期間の長さを決定すればよい。 For example, in the internal EGR control, not only the opening / closing timing of the intake valve is advanced, but the opening / closing timing of the exhaust valve may be delayed, and the advancement timing of the intake valve's opening / closing timing and the opening / closing timing of the exhaust valve may be delayed. You may make it perform a corner simultaneously. That is, it is only necessary to determine the length of the overlap period between the time period for opening the exhaust valve and the time period for opening the intake valve, using the load factor as a parameter.
そして、前記第三負荷領域における内部EGR制御から第一負荷領域における外部EGR制御に移行する際、また、その逆の移行を行う際の判断も、スロットルバルブの開度に基づき行うようにしてもよい。この場合、例えば、前記第一負荷領域の下限に対応するスロットルバルブ11の開度θを前記所定の閾値Tよりも小さな第二の閾値TTとして予め設定し、ステップS4の制御とステップS5の制御との間に前記ステップS1で検出したスロットルバルブ11の開度θが前記第二の閾値TT未満であるか否かを判定する処理を行い、スロットルバルブ11の開度θが前記所定の閾値T未満で前記第二の閾値TT以上である場合は実際の空気流量Fにかかわらず負荷率が第一負荷領域にあるものとみなしてステップS5の制御すなわち外部EGR制御を行い、前記ステップS1で検出したスロットルバルブ11の開度θが前記第二の閾値TT未満である場合は実際の空気流量Fにかかわらず負荷率が第三負荷領域にあるものとみなしてステップS6の制御すなわち内部EGR制御を行うようにするとよい。
Then, when shifting from the internal EGR control in the third load region to the external EGR control in the first load region, and vice versa, the determination when performing the reverse shift may also be made based on the opening of the throttle valve. Good. In this case, for example, the opening degree θ of the
加えて、内燃機関の負荷率を示すパラメータとしては、空気流量以外のパラメータ、例えば吸気管圧力を用いるようにしてもよい。 In addition, as a parameter indicating the load factor of the internal combustion engine, a parameter other than the air flow rate, for example, an intake pipe pressure may be used.
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。 In addition, various changes may be made without departing from the spirit of the present invention.
100…エンジン
1…吸気系
11…スロットルバルブ
21…吸気弁
24…排気弁
4…電子制御装置
6…EGR装置(排気ガス還流装置)
61…EGR管路(排気ガス還流管路)
62…EGRバルブ(排気ガス還流制御弁)
9…VVT(可変バルブタイミング機構)
DESCRIPTION OF
61 ... EGR pipe (exhaust gas recirculation pipe)
62 ... EGR valve (exhaust gas recirculation control valve)
9 ... VVT (Variable valve timing mechanism)
Claims (2)
前記排気ガス還流制御弁の開度及び前記可変バルブタイミング機構による開閉タイミングを内燃機関の負荷率に応じてそれぞれ設定し、
排気ガス還流装置の排気ガス還流制御弁の開度を制御する排気ガス還流制御を行うことにより燃費の向上を図ることが可能な第一負荷領域において前記排気ガス還流制御弁の開度を制御する排気ガス還流制御を行い、かつこの第一負荷領域よりも高負荷側の第二負荷領域において可変バルブタイミング機構による開閉タイミング制御を介した排気ガス還流制御を行う内燃機関の制御方法であって、
スロットルバルブの開度を検出し、
検出したスロットルバルブの開度が所定の閾値未満である場合には前記排気ガス還流制御弁の開度を制御する排気ガス還流制御を行うようにし、
検出したスロットルバルブの開度が所定の閾値以上である場合には可変バルブタイミング機構による開閉タイミング制御を介した排気ガス還流制御を行うようにしていることを特徴とする内燃機関の制御方法。 An exhaust gas recirculation device having an exhaust gas recirculation conduit for recirculating exhaust gas downstream from the throttle valve of the intake system and an exhaust gas recirculation control valve for adjusting a flow rate in the exhaust gas recirculation conduit; an intake valve and exhaust In an internal combustion engine comprising a variable valve timing mechanism that changes the opening / closing timing of at least one of the valves,
The opening degree of the exhaust gas recirculation control valve and the opening / closing timing by the variable valve timing mechanism are respectively set according to the load factor of the internal combustion engine,
The opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is controlled in the first load region where the fuel consumption can be improved by performing the exhaust gas recirculation control for controlling the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve of the exhaust gas recirculation apparatus. A control method for an internal combustion engine that performs exhaust gas recirculation control and performs exhaust gas recirculation control via open / close timing control by a variable valve timing mechanism in a second load region higher than the first load region,
Detect the throttle valve opening,
When the detected opening of the throttle valve is less than a predetermined threshold, exhaust gas recirculation control for controlling the opening of the exhaust gas recirculation control valve is performed,
A control method for an internal combustion engine, characterized in that exhaust gas recirculation control is performed through opening / closing timing control by a variable valve timing mechanism when the detected opening of the throttle valve is equal to or greater than a predetermined threshold value.
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