JP2017040173A - Egr control system for internal combustion engine, internal combustion engine and egr control method for internal combustion engine - Google Patents

Egr control system for internal combustion engine, internal combustion engine and egr control method for internal combustion engine Download PDF

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裕章 今原
Hiroaki Imahara
裕章 今原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EGR control system for an internal combustion engine, the internal combustion engine and an EGR control method for the same which can curb a variation in a control amount of an opening of an EGR valve and generation of EGR hunching while efficiently carrying out an operation for control regardless of whether an operation state of an engine is a normal state or a transition state.SOLUTION: When correcting an inner cylinder oxygen concentration target value Dt using a NOx correction coefficient NCf which is obtained by calculating: a NOx concentration calculation value Nc using detection values of an intake air flow rate sensor 21 and an exhaust random sensor 24; and a NOx correction coefficient NCf which is a ratio of a NOx concentration detection value Nd, a detection value of a NOx concentration sensor 20, to the NOx concentration calculation value Nc, an EGR control system calculates the NOx correction coefficient through moving average processing and changes at least either a length of a sampling period or a sampling interval for the moving average processing in accordance with an operation state of the internal combustion engine 10.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、EGR通路にEGRバルブを有して構成されるEGRシステムを備えた内燃機関で、気筒内酸素濃度に基づいてEGRバルブの開度を制御する内燃機関のEGR制御システム、内燃機関、及び内燃機関のEGR制御方法に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine having an EGR system configured to have an EGR valve in an EGR passage, and an EGR control system for an internal combustion engine that controls the opening degree of the EGR valve based on the in-cylinder oxygen concentration, an internal combustion engine, And an EGR control method for an internal combustion engine.

一般的に、車両に搭載されるディーゼルエンジン等の内燃機関には、排気ガスに含まれるNOx(窒素酸化物)の濃度を一定濃度以下に制御するために、EGRシステムが備えられる。このEGRシステムは、図1に示すように、内燃機関10の排気通路13と吸気通路12を接続するEGR通路14と、このEGR通路14に設けられるEGRクーラー15、EGRバルブ16等により構成されるシステム1である。このEGRシステム1により、排気通路13を通過する排気ガスGの一部(EGRガス)Geを、EGR通路14を経由して吸気通路12に還流させて、新気Aと共に気筒11c内に供給することで、気筒11c内での燃焼温度を低下させ、排気ガスGに含まれるNOxの濃度を制御している。一般的に、気筒11c内での燃焼温度が低下するにつれて、排気ガスGに含まれるNOxの濃度が低減することが知られている。   In general, an internal combustion engine such as a diesel engine mounted on a vehicle is provided with an EGR system in order to control the concentration of NOx (nitrogen oxide) contained in exhaust gas to a certain concentration or less. As shown in FIG. 1, the EGR system includes an EGR passage 14 that connects the exhaust passage 13 and the intake passage 12 of the internal combustion engine 10, an EGR cooler 15 that is provided in the EGR passage 14, an EGR valve 16, and the like. System 1. With this EGR system 1, a part of the exhaust gas G (EGR gas) Ge passing through the exhaust passage 13 is recirculated to the intake passage 12 via the EGR passage 14 and supplied into the cylinder 11 c together with the fresh air A. Thus, the combustion temperature in the cylinder 11c is lowered, and the concentration of NOx contained in the exhaust gas G is controlled. In general, it is known that the concentration of NOx contained in the exhaust gas G decreases as the combustion temperature in the cylinder 11c decreases.

また、これに関連して、内燃機関の負荷にかかわらず低圧EGRの流量を一定となるようにフィードフォワード制御するとともに、排気中の酸素濃度が一定となるように、高圧EGRの流量をその目標値にフィードバック制御する内燃機関の排気還流制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In this connection, the feed-forward control is performed so that the flow rate of the low pressure EGR is constant regardless of the load of the internal combustion engine, and the flow rate of the high pressure EGR is set to the target so that the oxygen concentration in the exhaust gas is constant. An exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine that performs feedback control to a value has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

一方、発明者らは、図2に示すようなEGR制御システム40で、エンジン回転数及び燃料噴射量等のエンジン運転状態に基づいて算出される第1NOx目標値Nt1に、実際の排気ガスG中のNOx濃度がなるように、気筒内酸素濃度に基づいて、EGRバルブ16の開度を制御することを考えてきた。   On the other hand, the inventors use the EGR control system 40 as shown in FIG. 2 to set the actual exhaust gas G to the first NOx target value Nt1 calculated based on the engine operating state such as the engine speed and the fuel injection amount. It has been considered that the opening degree of the EGR valve 16 is controlled based on the in-cylinder oxygen concentration so that the NOx concentration becomes equal.

すなわち、EGRバルブ16の開度を制御する目標開度の制御量Cは、気筒内酸素濃度目標値Dtを基に第4制御部44のフィードフォワード制御で算出される基本制御量(プリ制御量)Caに、気筒内酸素濃度目標値Dtと、各種センサからの入力を基に算出される気筒内酸素濃度の計算値Dcとの差(誤差)ΔD(=Dt−Dc)を基に第5制御部45のフィードバック制御(PID制御)で算出される補正制御量Cbを加算してバルブ制御量Cが算出される(C=Ca+Cb)。   That is, the control amount C of the target opening degree that controls the opening degree of the EGR valve 16 is the basic control amount (pre-control amount) calculated by the feedforward control of the fourth control unit 44 based on the in-cylinder oxygen concentration target value Dt. ) Ca is calculated based on a difference (error) ΔD (= Dt−Dc) between the cylinder oxygen concentration target value Dt and the calculated value Dc of the cylinder oxygen concentration calculated based on inputs from various sensors. The valve control amount C is calculated by adding the correction control amount Cb calculated by feedback control (PID control) of the control unit 45 (C = Ca + Cb).

より詳細に説明すると、吸気流量センサ21、吸気圧力センサ22、吸気温度センサ23などの吸気系センサ群Sg1と排気ラムダセンサ24などの排気系センサ群Sg2からの検出値を基に、第1制御部41で、NOx濃度算出値Ncが算出される。それと共に、NOx濃度検出値Ndを基本としてNOx濃度算出値Ncによる算出値を補正する値を用いて、制御用の算出値を補正するとの考えに基づいて、NOx補正部46で、NOx濃度センサ20の検出値であるNOx濃度検出値Ndが入力され、このNOx濃度検出値NdとNOx濃度算出値NcとからNOx補正係数(補正比率)NCf=Nd/Ncが算出される。   More specifically, the first control is based on detection values from the intake system sensor group Sg1 such as the intake flow rate sensor 21, the intake pressure sensor 22, and the intake temperature sensor 23 and the exhaust system sensor group Sg2 such as the exhaust lambda sensor 24. The unit 41 calculates the NOx concentration calculation value Nc. At the same time, based on the idea that the calculated value for control is corrected using the value for correcting the calculated value based on the NOx concentration calculated value Nc based on the detected NOx concentration value Nd, the NOx concentration sensor 46 uses the NOx concentration sensor. The NOx concentration detection value Nd, which is 20 detection values, is input, and the NOx correction coefficient (correction ratio) NCf = Nd / Nc is calculated from the NOx concentration detection value Nd and the NOx concentration calculation value Nc.

一方、エンジン回転数及び燃料噴射量に基づいてマップデータを参照する等して、第1NOx目標値Nt1が算出され、この目標値Nt1に対して、第2制御部42で、スモークリミットを考慮して第2NOx目標値Nt2が算出され、更に、内燃機関の運転状態が定常状態であるときに、NOx補正係数NCfを乗じて、第3NOx目標値Nt3(=Nt2×NCf=Nt2×Nd/Nc)が算出される。また、内燃機関の運転状態が過渡状態であるときには、NOx補正係数NCfによる補正を行わず、補正比率を1として、第3NOx目標値Nt3が算出される(Nt3=Nt2×1=Nt2)。   On the other hand, the first NOx target value Nt1 is calculated by referring to the map data based on the engine speed and the fuel injection amount, and the second control unit 42 considers the smoke limit for this target value Nt1. When the second NOx target value Nt2 is calculated and the operating state of the internal combustion engine is in a steady state, the NOx correction coefficient NCf is multiplied to obtain a third NOx target value Nt3 (= Nt2 × NCf = Nt2 × Nd / Nc). Is calculated. When the operating state of the internal combustion engine is in a transient state, the third NOx target value Nt3 is calculated with the correction ratio set to 1 without performing correction using the NOx correction coefficient NCf (Nt3 = Nt2 × 1 = Nt2).

この第3NOx目標値Nt3に対して、第3制御部43で、気筒内酸素濃度目標値Dtが算出され、第4制御部44でフィードフォワード制御(プリ制御)の目標値である基本制御量(プリ制御量)Caが算出される。それと共に、第5制御部45で、気筒内酸素濃度目標値Dtと第1制御部41で算出された気筒内酸素濃度算出値Dcとを入力して、フィードバック制御(PID制御)の目標値である補正制御量Cbが算出される。加算部47で、この基本制御量Caと補正制御量Cbとが加算されてバルブ制御量Cが算出される。このバルブ制御量CでEGRバルブ16の開度が調整制御される。   With respect to the third NOx target value Nt3, the third control unit 43 calculates the in-cylinder oxygen concentration target value Dt, and the fourth control unit 44 calculates the basic control amount (target value of feedforward control (pre-control)). Pre-control amount Ca is calculated. At the same time, the fifth control unit 45 inputs the in-cylinder oxygen concentration target value Dt and the in-cylinder oxygen concentration calculated value Dc calculated by the first control unit 41 to obtain a target value for feedback control (PID control). A certain correction control amount Cb is calculated. The adder 47 adds the basic control amount Ca and the correction control amount Cb to calculate the valve control amount C. With this valve control amount C, the opening degree of the EGR valve 16 is adjusted and controlled.

そして、このEGR制御においては、NOx補正部46では、内燃機関の運転状態が定常状態であるときにおいて、NOx補正係数NCfの算出に、NOx濃度センサ20だけでなく、第1制御部41に入力される吸気流量センサ(MAFセンサ)21、吸気圧力センサ22、吸気温度センサ23、排気ラムダセンサ24等の各種センサの検出値が用いられる。   In this EGR control, the NOx correction unit 46 inputs not only the NOx concentration sensor 20 but also the first control unit 41 to calculate the NOx correction coefficient NCf when the operating state of the internal combustion engine is a steady state. Detection values of various sensors such as an intake flow rate sensor (MAF sensor) 21, an intake pressure sensor 22, an intake air temperature sensor 23, and an exhaust lambda sensor 24 are used.

そして、このNOx補正係数NCfの算出に際しては、予め設定した設定時間(サンプル時間)毎に、NOx補正係数NCfを算出し、この算出したNOx補正係数NCfを用いて、気筒内酸素濃度の目標値Dtを算出して、EGRバルブ16の開度の制御量Cを算出している。   In calculating the NOx correction coefficient NCf, the NOx correction coefficient NCf is calculated for each preset time (sample time), and the target value of the in-cylinder oxygen concentration is calculated using the calculated NOx correction coefficient NCf. Dt is calculated, and the control amount C of the opening degree of the EGR valve 16 is calculated.

しかしながら、NOx濃度検出値Ndは遅れ要素を含んだものであり、同時刻のNOx濃度算出値(モデル値)Ncとの比較では、真のNOx補正係数NCfが得られないという問題がある。すなわち、真のNOx補正係数NCfをリアルタイムに得ることができない。   However, the NOx concentration detection value Nd includes a delay element, and there is a problem that a true NOx correction coefficient NCf cannot be obtained by comparison with the NOx concentration calculation value (model value) Nc at the same time. That is, the true NOx correction coefficient NCf cannot be obtained in real time.

その結果、EGRバルブ16の動きによりNOx目標値自体が振動して、EGRバルブの開度の制御量の変動が大きくなってしまい、内燃機関の運転状態によっては、EGRハンチング(EGRバルブ16の開度が振動する目標開度に追従して振動が持続する現象)が発生するという問題があった。特に、EGRバルブ16の制御時の分解能が荒い場合に、このEGRハンチングが発生する可能性が高い。   As a result, the NOx target value itself vibrates due to the movement of the EGR valve 16, and the fluctuation of the control amount of the opening degree of the EGR valve becomes large. Depending on the operating state of the internal combustion engine, the EGR hunting (opening of the EGR valve 16) There is a problem that a phenomenon in which the vibration continues following the target opening where the degree vibrates occurs. In particular, when the resolution during control of the EGR valve 16 is rough, there is a high possibility that this EGR hunting will occur.

特開2012−237290号公報JP 2012-237290 A

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、EGR通路にEGRバルブを有して構成されるEGRシステムを備えた内燃機関で、排気通路に設けたNOx濃度検出装置の検出値と気筒内酸素濃度に基づいて、EGRバルブの開度を制御する内燃機関のEGRシステムに関し、エンジンの運転状態が定常状態で、算出されたNOx補正係数を使用して前記気筒内酸素濃度目標値を補正する際に、制御のための演算を効率よく行いつつ、EGRバルブの開度の制御量の変動を抑えることができて、EGRハンチングの発生を抑制することができる内燃機関のEGRシステム、内燃機関及び内燃機関のEGR方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is an internal combustion engine including an EGR system configured to have an EGR valve in an EGR passage, and a NOx concentration detection device provided in the exhaust passage. The internal combustion engine EGR system controls the opening of the EGR valve based on the detected value of the engine and the in-cylinder oxygen concentration, and the in-cylinder oxygen is calculated using the calculated NOx correction coefficient when the engine is in a steady state. When correcting the concentration target value, it is possible to suppress the fluctuation of the control amount of the opening degree of the EGR valve while efficiently performing the calculation for the control, and to suppress the occurrence of EGR hunting. To provide an EGR system, an internal combustion engine, and an EGR method for an internal combustion engine.

上記の目的を達成するための本発明の内燃機関のEGR制御システムは、EGR通路にEGRバルブを有して構成されるEGRシステムを備えた内燃機関で、EGRのNOx濃度目標値に対応する気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御する内燃機関のEGR制御システムにおいて、吸気通路に吸気流量センサを、排気通路に排気ラムダセンサとNOx濃度センサをそれぞれ設けると共に、前記EGRシステムを制御する制御装置が、吸気流量センサの検出値と排気ラムダセンサの検出値を使用してNOx濃度算出値を算出して、NOx濃度センサの検出値であるNOx濃度検出値と前記NOx濃度算出値の比であるNOx補正係数を算出して、該NOx補正係数を使用して前記気筒内酸素濃度目標値を補正する際に、前記NOx補正係数を移動平均処理で算出すると共に、前記NOx補正係数を移動平均処理するためのサンプリング期間の長さとサンプリング間隔の少なくとも一方を前記内燃機関の運転状態に応じて変更するように構成される。   In order to achieve the above object, an EGR control system for an internal combustion engine according to the present invention is an internal combustion engine having an EGR system configured to have an EGR valve in an EGR passage, and is a cylinder corresponding to an EGR NOx concentration target value. In an EGR control system for an internal combustion engine that controls the opening of the EGR valve based on an internal oxygen concentration target value, an intake flow sensor is provided in the intake passage, an exhaust lambda sensor and a NOx concentration sensor are provided in the exhaust passage, and A control device that controls the EGR system calculates a NOx concentration calculated value using the detected value of the intake flow sensor and the detected value of the exhaust lambda sensor, and detects the NOx concentration detected value that is the detected value of the NOx concentration sensor and the NOx. When calculating a NOx correction coefficient that is a ratio of the concentration calculation values and correcting the in-cylinder oxygen concentration target value using the NOx correction coefficient The NOx correction coefficient is calculated by moving average processing, and at least one of the length of a sampling period and the sampling interval for moving average processing of the NOx correction coefficient is changed according to the operating state of the internal combustion engine. Is done.

この構成によれば、NOx補正係数の変動幅を抑えることで、エンジンの運転状態が定常状態で、算出されたNOx補正係数を使用して前記気筒内酸素濃度目標値を補正する際に、制御のための演算を効率よく行いつつ、EGRバルブの開度の制御量の変動を抑えることができて、EGRハンチングの発生を抑制することができる。   According to this configuration, by controlling the fluctuation range of the NOx correction coefficient, when the engine operating state is in a steady state and the calculated NOx correction coefficient is used to correct the in-cylinder oxygen concentration target value, the control is performed. Therefore, the variation in the control amount of the opening degree of the EGR valve can be suppressed, and the occurrence of EGR hunting can be suppressed.

また、上記の内燃機関のEGR制御システムにおいて、前記EGRシステムを制御する制御装置が、前記サンプリング期間の長さと前記サンプリング間隔の少なくとも一方をエンジン回転数及び負荷の組み合わせに応じて変更するように構成され、さらには、前記EGRシステムを制御する制御装置が、前記内燃機関のエンジン回転数が大きい程前記サンプリング期間の長さ若しくは前記サンプリング間隔を短くする制御と、前記内燃機関の負荷が大きい程前記サンプリング期間の長さ若しくは前記サンプリング間隔を短くする制御のいずれか一方または両方を採用するように構成されると、定常状態におけるエンジンの運転状態の違いに応じたNOx補正係数の移動平均処理を行うことができるので、EGRバルブの開度の制御量の変動を抑えることができて、EGRハンチングの発生を抑制することができる。つまり、内燃機関のエンジン回転数が大きい程、また、内燃機関の負荷が大きい程、一般的にガス量の増加によりむだ時間が減少するため、サンプリング期間を短縮することが可能であり、このような定常状態におけるエンジンの運転状態の違いを把握して制御に反映することができる。   In the EGR control system for an internal combustion engine, the control device for controlling the EGR system may change at least one of the length of the sampling period and the sampling interval according to a combination of the engine speed and the load. Further, the control device for controlling the EGR system performs control to shorten the length of the sampling period or the sampling interval as the engine speed of the internal combustion engine increases, and as the load on the internal combustion engine increases, When configured to employ either one or both of the length of the sampling period and the control for shortening the sampling interval, the moving average processing of the NOx correction coefficient is performed according to the difference in the engine operating state in the steady state. It is possible to change the control amount of the opening degree of the EGR valve. To be able to obtain, it is possible to suppress the occurrence of EGR hunting. That is, as the engine speed of the internal combustion engine is larger and the load of the internal combustion engine is larger, the dead time is generally reduced due to an increase in the gas amount, so that the sampling period can be shortened. It is possible to grasp the difference in the operating state of the engine in a steady state and reflect it in the control.

そして、上記の内燃機関のEGR制御システムを搭載した内燃機関は、上記の内燃機関のEGR制御システムと同様の作用効果を奏することができる。   An internal combustion engine equipped with the above-described EGR control system for an internal combustion engine can achieve the same effects as the EGR control system for the internal combustion engine.

また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関のEGR制御方法は、EGR通路にEGRバルブを有して構成されるEGRシステムを備えた内燃機関で、EGRのNOx濃度目標値に対応する気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御する内燃機関のEGR制御方法において、前記EGRシステムの制御で、吸気通路に設けた吸気流量センサの検出値と排気通路に設けた排気ラムダセンサの検出値を使用してNOx濃度算出値を算出して、前記排気通路に設けたNOx濃度センサの検出値であるNOx濃度検出値と前記NOx濃度算出値の比であるNOx補正係数を算出して、該NOx補正係数を使用して前記気筒内酸素濃度目標値を補正する際に、前記NOx補正係数を移動平均処理で算出すると共に、前記NOx補正係数を移動平均処理するためのサンプリング期間の長さとサンプリング間隔の少なくとも一方を前記内燃機関の運転状態に応じて変更することを特徴とする方法である。   Further, an EGR control method for an internal combustion engine of the present invention for achieving the above object is an internal combustion engine having an EGR system configured to have an EGR valve in an EGR passage, and corresponds to an NOx concentration target value of EGR. In the EGR control method for an internal combustion engine that controls the opening degree of the EGR valve based on the target oxygen concentration value in the cylinder, the detected value of the intake flow sensor provided in the intake passage and the exhaust passage are controlled by the EGR system. A NOx concentration calculation value is calculated using a detection value of the provided exhaust lambda sensor, and NOx which is a ratio of the NOx concentration detection value which is a detection value of the NOx concentration sensor provided in the exhaust passage and the NOx concentration calculation value. When calculating the correction coefficient and correcting the in-cylinder oxygen concentration target value using the NOx correction coefficient, the NOx correction coefficient is calculated by a moving average process, and the A method of and changes in accordance with at least one of the length and the sampling interval of the sampling period for moving average processing Ox correction coefficient on the operating state of the internal combustion engine.

また、上記の内燃機関のEGR制御方法において、前記サンプリング期間の長さと前記サンプリング間隔の少なくとも一方をエンジン回転数及び負荷の組み合わせに応じて変更する。さらには、前記内燃機関のエンジン回転数が大きい程前記サンプリング期間の長さ若しくは前記サンプリング間隔を短くするか、前記内燃機関の負荷が大きい程前記サンプリング期間の長さ若しくは前記サンプリング間隔を短くするかのいずれか一方または両方を採用する。   In the EGR control method for an internal combustion engine, at least one of the length of the sampling period and the sampling interval is changed according to a combination of the engine speed and the load. Further, whether the length of the sampling period or the sampling interval is shortened as the engine speed of the internal combustion engine is increased, or whether the length of the sampling period or the sampling interval is shortened as the load of the internal combustion engine is increased. Either one or both are adopted.

これらの方法によれば、上記の内燃機関のEGR制御システムと同様の作用効果を奏することができる。   According to these methods, the same operational effects as those of the EGR control system for the internal combustion engine can be obtained.

本発明の内燃機関のEGR制御システム、内燃機関、及び内燃機関のEGR制御方法によれば、エンジンの運転状態が定常状態で、算出されたNOx補正係数を使用して前記気筒内酸素濃度目標値を補正する際に、制御のための演算を効率よく行いつつ、EGRバルブの開度の制御量の変動を抑えることができて、EGRハンチングの発生を抑制することができる。   According to the internal combustion engine EGR control system, internal combustion engine, and internal combustion engine EGR control method of the present invention, the engine operating state is in a steady state, and the calculated oxygen concentration target value is obtained using the calculated NOx correction coefficient. When the correction is performed, the fluctuation of the control amount of the opening degree of the EGR valve can be suppressed while efficiently performing the calculation for control, and the occurrence of EGR hunting can be suppressed.

本発明に係る実施の形態の内燃機関におけるEGRシステムの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the EGR system in the internal combustion engine of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態の内燃機関のEGR制御システムの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the EGR control system of the internal combustion engine of embodiment which concerns on this invention.

以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関のEGR制御システム、内燃機関、及び内燃機関のEGR制御方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る実施の形態の内燃機関は、本発明に係る実施の形態の内燃機関のEGR制御システム40を備えて構成され、後述する内燃機関のEGR制御システム40が奏する作用効果と同様の作用効果を奏することができる。   Hereinafter, an EGR control system for an internal combustion engine, an internal combustion engine, and an EGR control method for an internal combustion engine according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The internal combustion engine of the embodiment according to the present invention is configured to include the EGR control system 40 of the internal combustion engine of the embodiment according to the present invention, and has the same effects as the EGR control system 40 of the internal combustion engine described later. The effect of this can be achieved.

図1に示すように、本発明に係る実施の形態の内燃機関(以下エンジン)10は、EGRシステム1を備えて構成され、エンジン本体11と吸気通路12と排気通路13とEGR通路14を備えている。このEGR通路14は、排気通路13と吸気通路12とを接続して設けられ、上流側より順に、エンジン冷却水を冷却媒体とするEGRクーラー15、EGRバルブ16が設けられている。   As shown in FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 10 according to an embodiment of the present invention includes an EGR system 1, and includes an engine body 11, an intake passage 12, an exhaust passage 13, and an EGR passage 14. ing. The EGR passage 14 is provided by connecting the exhaust passage 13 and the intake passage 12, and is provided with an EGR cooler 15 and an EGR valve 16 that use engine cooling water as a cooling medium in order from the upstream side.

そして、大気から導入される新気Aが、必要に応じて、EGR通路14から吸気マニホールド11aに流入するEGRガスGeを伴って、気筒(シリンダ)11c内の燃焼室に送られ、燃焼室にて燃料噴射装置(図示しない)より噴射された燃料と混合圧縮されて、燃料が燃焼することで、エンジン10に動力を発生させる。そして、エンジン10で燃焼により発生した排気ガスGが、排気マニホールド11bから排気通路13に流出するが、その一部はEGR通路14にEGRガスGeとして流れ、残りの排気ガスGa(=G−Ge)は、排気浄化処理装置(図示しない)により浄化処理された後、マフラー(図示しない)を経由して大気へ放出される。   Then, fresh air A introduced from the atmosphere is sent to the combustion chamber in the cylinder (cylinder) 11c together with the EGR gas Ge flowing into the intake manifold 11a from the EGR passage 14 as necessary. The engine 10 is mixed and compressed with fuel injected from a fuel injection device (not shown), and the fuel burns to generate power in the engine 10. Then, the exhaust gas G generated by combustion in the engine 10 flows out from the exhaust manifold 11b to the exhaust passage 13, but part of it flows as EGR gas Ge into the EGR passage 14, and the remaining exhaust gas Ga (= G-Ge). ) Is purified by an exhaust purification device (not shown) and then released to the atmosphere via a muffler (not shown).

また、吸気通路12には、吸気系センサ群Sg1を構成する、吸気流量を検出する吸気流量センサ(MAFセンサ)21、吸気圧力を検出する吸気圧力センサ22及び吸気温度を検出する吸気温度センサ23が設けられるとともに、排気通路13には、排気系センサ群Sg2を構成する、排気ガス中のNOx濃度を検出するNOx濃度センサ20と、排気の空気過剰率を検出する排気ラムダセンサ(排気空気過剰率センサ)24が設けられる。これらのセンサ20〜24の信号は、予め設定された制御時間毎に、後述する制御装置30に送信される。   Further, in the intake passage 12, an intake flow sensor (MAF sensor) 21 that detects the intake flow rate, an intake pressure sensor 22 that detects the intake pressure, and an intake temperature sensor 23 that detects the intake temperature, which constitute the intake system sensor group Sg1. Are provided in the exhaust passage 13, and an NOx concentration sensor 20 for detecting the NOx concentration in the exhaust gas, which constitutes the exhaust system sensor group Sg2, and an exhaust lambda sensor (exhaust air excess) for detecting the excess air ratio of the exhaust gas. Rate sensor) 24 is provided. The signals of these sensors 20 to 24 are transmitted to the control device 30 to be described later every preset control time.

また、本発明の内燃機関のEGRシステム1を制御するEGR制御システム40のための制御装置30が備えられる。この制御装置30は、上記の吸気系センサ群Sg1のセンサ21〜23と、上記の排気系センサ群Sg2のセンサ20、24より送信された信号に基づいて、予め設定された制御時間毎に、センサ21〜24の検出値を算出するとともに、必要な検出値のデータを記憶する。この制御装置30は、通常は、エンジン10の運転状態全般を制御するエンジンコントロールユニット(ECU)に組み込まれるが、独立して設けてもよい。   Moreover, the control apparatus 30 for the EGR control system 40 which controls the EGR system 1 of the internal combustion engine of this invention is provided. This control device 30 is based on the signals transmitted from the sensors 21 to 23 of the intake system sensor group Sg1 and the sensors 20 and 24 of the exhaust system sensor group Sg2 for each preset control time. The detection values of the sensors 21 to 24 are calculated, and necessary detection value data is stored. The control device 30 is normally incorporated in an engine control unit (ECU) that controls the overall operation state of the engine 10, but may be provided independently.

ここで、EGRバルブ16の開度を制御する目標開度の制御量Cは、気筒内酸素濃度目標値Dtを基に第4制御部44のフィードフォワード制御で算出される基本制御量(プリ制御量)Caに、気筒内酸素濃度目標値Dtと、各種センサからの入力を基に算出される気筒内酸素濃度の計算値Dcとの差(誤差)ΔD(=Dt−Dc)を基に第5制御部45のフィードバック制御(PID制御)で算出される補正制御量Cbを加算してバルブ制御量Cが算出される(C=Ca+Cb)。   Here, the control amount C of the target opening that controls the opening of the EGR valve 16 is a basic control amount (pre-control) calculated by feedforward control of the fourth control unit 44 based on the in-cylinder oxygen concentration target value Dt. The amount (Ca) is calculated based on the difference (error) ΔD (= Dt−Dc) between the in-cylinder oxygen concentration target value Dt and the calculated value Dc of the in-cylinder oxygen concentration based on inputs from various sensors. 5 The valve control amount C is calculated by adding the correction control amount Cb calculated by feedback control (PID control) of the controller 45 (C = Ca + Cb).

つまり、EGR通路14にEGRバルブ16を有して構成されるEGRシステム1を備えたエンジン10で、EGRのNOx濃度目標値Nt1に対応する気筒内酸素濃度目標値Dtに基づいて、EGRバルブ16の開度を制御する内燃機関のEGR制御システム40である。   That is, in the engine 10 including the EGR system 1 configured to include the EGR valve 16 in the EGR passage 14, the EGR valve 16 is based on the in-cylinder oxygen concentration target value Dt corresponding to the NOx concentration target value Nt1 of EGR. It is the EGR control system 40 of the internal combustion engine which controls the opening degree.

より詳細に説明すると、第1制御部41では、吸気流量センサ21、吸気圧力センサ22、吸気温度センサ23などの吸気系センサ群Sg1及び排気ラムダセンサ24などの排気系センサ群Sg2からの検出値を基に、NOx濃度算出値Ncを算出する。   More specifically, the first control unit 41 detects values from the intake system sensor group Sg1 such as the intake flow rate sensor 21, the intake pressure sensor 22, and the intake air temperature sensor 23 and the exhaust system sensor group Sg2 such as the exhaust lambda sensor 24. Based on this, the NOx concentration calculation value Nc is calculated.

このシリンダ内酸素濃度算出値Dcの算出に際しても内部EGRガスを考慮することが好ましい。つまり、気筒内で発生するNOx量に関係するのは、気筒内の全排気ガス量に対する気筒内酸素濃度算出値Dcであるので、気筒内の全排気ガス量に対する気筒内酸素濃度算出値Dcを、吸気量と酸素濃度、外部EGRガスの排気ガス量と酸素濃度内部とだけで算出せずに、内部EGRガスの排気ガス量と酸素濃度と考慮に入れて、気筒内酸素濃度算出値Dcを算出することが好ましい。   It is preferable to consider the internal EGR gas when calculating the cylinder oxygen concentration calculation value Dc. That is, since the NOx amount generated in the cylinder is related to the in-cylinder oxygen concentration calculation value Dc with respect to the total exhaust gas amount in the cylinder, the in-cylinder oxygen concentration calculation value Dc with respect to the total exhaust gas amount in the cylinder is The in-cylinder oxygen concentration calculation value Dc is calculated by taking into account the exhaust gas amount and the oxygen concentration of the internal EGR gas, without calculating only the intake air amount and the oxygen concentration, the exhaust gas amount of the external EGR gas and the inside of the oxygen concentration. It is preferable to calculate.

そして、この気筒内酸素濃度算出値Dcなどから気筒内で発生するNOx量及び気筒内から排出される排気ガスのNOx濃度を算出し、NOx濃度算出値Ncとする。   Then, the NOx amount generated in the cylinder and the NOx concentration of the exhaust gas exhausted from the cylinder are calculated from the in-cylinder oxygen concentration calculated value Dc and the like, and set as the NOx concentration calculated value Nc.

それと共に、NOx濃度センサ20で検出されるNOx濃度検出値Ndを基本としてNOx濃度算出値Ncによる算出値を補正する値を用いて、制御用の算出値を補正するとの考えに基づいて、NOx補正部46で、NOx濃度センサ20の検出値であるNOx濃度検出値Ndが入力され、このNOx濃度検出値NdとNOx濃度算出値NcとからNOx補正係数(補正比率)NCf=Nd/Ncを算出する。   At the same time, the NOx concentration detection value Nd detected by the NOx concentration sensor 20 is used as a basis to correct the calculated value for control using the value for correcting the calculated value by the NOx concentration calculated value Nc. The correction unit 46 receives the NOx concentration detection value Nd, which is the detection value of the NOx concentration sensor 20, and calculates a NOx correction coefficient (correction ratio) NCf = Nd / Nc from the NOx concentration detection value Nd and the NOx concentration calculation value Nc. calculate.

一方、第2制御部42では、エンジン回転数及び負荷(または燃料噴射量)に基づいてマップデータを参照する等して、第1NOx目標値Nt1が算出され、この第1NOx目標値Nt1が入力される第2制御部42では、この第1NOx目標値Nt1ではスモークが発生することが、予め設定してある計算式やマップデータ等から予測される場合には、スモークが発生しないようなNOx濃度を第2NOx目標値Nt2とする。所謂スモークリミットを行う。なお、スモークが発生する可能性が無い場合は、そのまま、第1NOx目標値Nt1を第2NOx目標値Nt2とする。これにより第2NOx目標値Nt2を算出する。   On the other hand, the second control unit 42 calculates the first NOx target value Nt1 by referring to the map data based on the engine speed and the load (or fuel injection amount), and the first NOx target value Nt1 is input. In the second control unit 42, when the occurrence of smoke at the first NOx target value Nt1 is predicted from a preset calculation formula, map data, or the like, the NOx concentration is set so that smoke does not occur. The second NOx target value Nt2 is assumed. A so-called smoke limit is performed. If there is no possibility that smoke will occur, the first NOx target value Nt1 is set as the second NOx target value Nt2 as it is. Thereby, the second NOx target value Nt2 is calculated.

更に、内燃機関の運転状態が定常状態であるときには、NOx補正係数NCfを乗じて、第3NOx目標値Nt3(=Nt2×NCf=Nt2×Nd/Nc)を算出する。一方、過渡状態であるときには、NOx補正係数NCfによる補正を行わず、補正比率を1として、第3NOx目標値Nt3を算出する(Nt3=Nt2×1=Nt2)。   Further, when the operating state of the internal combustion engine is in a steady state, the third NOx target value Nt3 (= Nt2 × NCf = Nt2 × Nd / Nc) is calculated by multiplying by the NOx correction coefficient NCf. On the other hand, in the transient state, the third NOx target value Nt3 is calculated with the correction ratio set to 1 without performing correction using the NOx correction coefficient NCf (Nt3 = Nt2 × 1 = Nt2).

そして、第3制御部43では、この第3NOx目標値Nt3に対して、気筒内酸素濃度目標値Dtを算出する。第4制御部44で、この算出された気筒内酸素濃度目標値Dtに対して、フィードフォワード制御(プリ制御)の目標値である基本制御量(プリ制御量)Caを算出する。この基本制御量Caの算出に際しても、内部EGRガスを考慮することが好ましい。   Then, the third control unit 43 calculates an in-cylinder oxygen concentration target value Dt for the third NOx target value Nt3. The fourth control unit 44 calculates a basic control amount (pre-control amount) Ca that is a target value for feedforward control (pre-control) with respect to the calculated in-cylinder oxygen concentration target value Dt. In calculating the basic control amount Ca, it is preferable to consider the internal EGR gas.

なお、この第4制御部44では、EGRバルブ16の前後に設けた差圧センサ(図示しない)で検出したEGRバルブ16の前後圧力、EGRバルブ16の下流のEGR通路14に設けた温度センサ(図示しない)で検出したEGRガスGeの温度等を用いて、より正確なEGRガスGeの流量とEGRバルブ16の開度の関係を求めておくことが好ましい。   In the fourth control unit 44, the front-rear pressure of the EGR valve 16 detected by a differential pressure sensor (not shown) provided before and after the EGR valve 16, the temperature sensor provided in the EGR passage 14 downstream of the EGR valve 16 ( It is preferable to obtain a more accurate relationship between the flow rate of the EGR gas Ge and the opening degree of the EGR valve 16 using the temperature of the EGR gas Ge detected in (not shown).

つまり、気筒内で発生するNOx量に関係する気筒内の全排気ガス量に対する気筒内酸素濃度目標値Dtを、気筒内の排気ガス量と酸素濃度が、空気量とその酸素濃度と、内部EGRガスの排気ガス量と酸素濃度と、外部EGRガスの排気ガス量と酸素濃度とから決まることを利用して、気筒内の酸素濃度の目標値である気筒内酸素濃度目標値Dtから、外部EGRのEGRガス量Geを算出して、このEGRガス量Geを供給できるEGRバルブ16の開度をプリ制御量Caとする。   That is, the in-cylinder oxygen concentration target value Dt with respect to the total exhaust gas amount in the cylinder related to the NOx amount generated in the cylinder, the exhaust gas amount and oxygen concentration in the cylinder, the air amount, its oxygen concentration, and the internal EGR From the in-cylinder oxygen concentration target value Dt that is the target value of the in-cylinder oxygen concentration, the external EGR is determined based on the determination of the exhaust gas amount and oxygen concentration of the gas and the exhaust gas amount and oxygen concentration of the external EGR gas. The EGR gas amount Ge is calculated, and the opening degree of the EGR valve 16 that can supply the EGR gas amount Ge is defined as a pre-control amount Ca.

また、それと並行して、第5制御部45で、第3制御部43で第3NOx目標値Nt3に対して算出された気筒内酸素濃度目標値Dtと第1制御部41で算出された気筒内酸素濃度算出値Dcとを入力して、フィードバック制御(PID制御)の目標値である補正制御量Cbを算出する。そして、加算部47で、この基本制御量Caと補正制御量Cbとを加算してバルブ制御量Cを算出する。このバルブ制御量CでEGRバルブ16の開度を調整制御する。   In parallel with this, the fifth controller 45 calculates the in-cylinder oxygen concentration target value Dt calculated for the third NOx target value Nt3 by the third controller 43 and the in-cylinder calculated by the first controller 41. An oxygen concentration calculation value Dc is input to calculate a correction control amount Cb that is a target value for feedback control (PID control). Then, the adding unit 47 adds the basic control amount Ca and the correction control amount Cb to calculate the valve control amount C. The valve opening amount of the EGR valve 16 is adjusted and controlled by the valve control amount C.

そして、本発明においては、EGRシステム1を制御する制御装置30を、吸気系センサ群Sg1である吸気流量センサ21の検出値と排気系センサ群Sg2の排気ラムダセンサ24の検出値を使用してNOx濃度算出値Ncを算出して、排気系センサ群Sg2であるNOx濃度センサ20の検出値であるNOx濃度検出値NdとNOx濃度算出値Ncの比であるNOx補正係数NCfを算出して、このNOx補正係数NCfを使用して気筒内酸素濃度目標値Dtを補正する際に、NOx補正係数NCfを移動平均処理で算出すると共に、NOx補正係数NCfを移動平均処理するためのサンプリング期間の長さとサンプリング間隔の少なくとも一方をエンジン10の運転状態に応じて変更するように構成する。   In the present invention, the control device 30 that controls the EGR system 1 uses the detected value of the intake flow sensor 21 that is the intake system sensor group Sg1 and the detected value of the exhaust lambda sensor 24 of the exhaust system sensor group Sg2. A NOx concentration calculation value Nc is calculated, and a NOx correction coefficient NCf that is a ratio of the NOx concentration detection value Nd that is a detection value of the NOx concentration sensor 20 that is the exhaust system sensor group Sg2 and the NOx concentration calculation value Nc is calculated. When correcting the in-cylinder oxygen concentration target value Dt using the NOx correction coefficient NCf, the NOx correction coefficient NCf is calculated by the moving average process, and the length of the sampling period for performing the moving average process on the NOx correction coefficient NCf And at least one of the sampling intervals is changed in accordance with the operating state of the engine 10.

これにより、NOx補正係数NCfの変動幅を抑えることで、エンジン10の運転状態が定常状態で、算出されたNOx補正係数NCfを使用して気筒内酸素濃度目標値Dtを補正する際に、制御のための演算を効率よく行いつつ、EGRバルブ16の開度の制御量Cの変動を抑えることができて、EGRハンチングの発生を抑制することができる。   Accordingly, by suppressing the fluctuation range of the NOx correction coefficient NCf, the control is performed when the in-cylinder oxygen concentration target value Dt is corrected using the calculated NOx correction coefficient NCf when the operating state of the engine 10 is in a steady state. Therefore, the fluctuation of the control amount C of the opening degree of the EGR valve 16 can be suppressed, and the occurrence of EGR hunting can be suppressed.

このエンジン運転状態が定常状態であるか過渡状態で有るかは、例えば、このエンジン10を備えた車両の運転席に備えたアクセルペダル(図示しない)の開度の変化率が予め設定又は算出される閾値を超えたときは過渡状態であるとしたり、エンジン10の気筒11c内への燃料噴射量の変化率が予め設定又は算出される閾値を超えたときは過渡状態であるとしたりすることで判定できる。   Whether the engine operating state is a steady state or a transient state is determined or calculated in advance by, for example, a rate of change in the degree of opening of an accelerator pedal (not shown) provided in a driver's seat of a vehicle equipped with the engine 10. A transitional state when the threshold value exceeds a predetermined threshold value, or a transitional state when the rate of change of the fuel injection amount into the cylinder 11c of the engine 10 exceeds a preset or calculated threshold value. Can be judged.

サンプリング期間の長さとサンプリング間隔の少なくとも一方をエンジン10のエンジン回転数及び負荷の組み合わせに応じて変更する。らには、エンジン10のエンジン回転数が大きい程サンプリング期間の長さ若しくはサンプリング間隔の長さを短くする制御と、エンジン10の負荷が大きい程サンプリング期間の長さ若しくはサンプリング間隔の長さを短くする制御のいずれか一方または両方を採用する。   At least one of the length of the sampling period and the sampling interval is changed according to the combination of the engine speed of the engine 10 and the load. In addition, the control of reducing the length of the sampling period or the length of the sampling interval as the engine speed of the engine 10 is increased, and the length of the sampling period or the length of the sampling interval is shortened as the load on the engine 10 is increased. Either one or both of the controls to be adopted are adopted.

これにより、定常状態におけるエンジン10の運転状態の違いに応じたNOx補正係数NCfの移動平均処理を行うことができるので、EGRバルブ16の開度の制御量Cの変動を抑えることができて、EGRハンチングの発生を抑制することができる。つまり、内燃機関のエンジン回転数が大きい程、また、内燃機関の負荷が大きい程、一般的にガス量の増加によりむだ時間が減少するため、サンプリング期間を短縮することが可能であり、このような定常状態におけるエンジンの運転状態の違いを把握して制御に反映することができる。   Thereby, since the moving average process of the NOx correction coefficient NCf according to the difference in the operating state of the engine 10 in the steady state can be performed, the fluctuation of the control amount C of the opening degree of the EGR valve 16 can be suppressed, Generation of EGR hunting can be suppressed. That is, as the engine speed of the internal combustion engine is larger and the load of the internal combustion engine is larger, the dead time is generally reduced due to an increase in the gas amount, so that the sampling period can be shortened. It is possible to grasp the difference in the operating state of the engine in a steady state and reflect it in the control.

次に、上記の内燃機関のEGR制御システム40を用いた、本発明の内燃機関のEGR制御方法について説明する。この内燃機関のEGR制御方法は、EGR通路14にEGRバルブ16を有して構成されるEGRシステム1を備えたエンジン(内燃機関)10で、EGRのNOx濃度目標値Nt1に対応する気筒内酸素濃度目標値Dtに基づいて、EGRバルブ16の開度を制御する内燃機関のEGR制御方法であり、この方法において、EGRシステム1の制御で、吸気通路12に設けた吸気流量センサ21の検出値と排気通路13に設けた排気ラムダセンサ24の検出値を使用してNOx濃度算出値Ncを算出して、排気通路13に設けたNOx濃度センサ20の検出値であるNOx濃度検出値NdとNOx濃度算出値Ncの比であるNOx補正係数NCfを算出して、このNOx補正係数NCfを使用して気筒内酸素濃度目標値Dtを補正する際に、NOx補正係数NCfを移動平均処理で算出すると共に、NOx補正係数NCfを移動平均処理するためのサンプリング期間の長さとサンプリング間隔の少なくとも一方をエンジン10の運転状態に応じて変更する方法である。   Next, an EGR control method for an internal combustion engine according to the present invention using the EGR control system 40 for the internal combustion engine will be described. This EGR control method for an internal combustion engine is an engine (internal combustion engine) 10 having an EGR system 1 constituted by having an EGR valve 16 in an EGR passage 14, and in-cylinder oxygen corresponding to the NOx concentration target value Nt1 of EGR. This is an EGR control method for an internal combustion engine that controls the opening degree of the EGR valve 16 based on the concentration target value Dt. In this method, the detected value of the intake flow rate sensor 21 provided in the intake passage 12 is controlled by the EGR system 1. NOx concentration calculated value Nc is calculated using the detected value of exhaust lambda sensor 24 provided in exhaust passage 13 and NOx concentration detected value Nd and NOx which are detected values of NOx concentration sensor 20 provided in exhaust passage 13 When calculating the NOx correction coefficient NCf, which is the ratio of the concentration calculation value Nc, and correcting the in-cylinder oxygen concentration target value Dt using this NOx correction coefficient NCf It calculates the NOx correction factor NCf by moving average process is a method for changing at least one of the length and the sampling interval of the sampling period for moving average processing of the NOx correction factor NCf in accordance with the operating condition of the engine 10.

また、サンプリング期間の長さとサンプリング間隔の少なくとも一方をエンジン回転数及び負荷の組み合わせに応じて変更する。さらには、エンジン10のエンジン回転数が大きい程サンプリング期間の長さ若しくはサンプリング間隔を短くするか、エンジン10の負荷が大きい程サンプリング期間の長さ若しくはサンプリング間隔を短くするかのいずれか一方または両方を採用する。   Further, at least one of the length of the sampling period and the sampling interval is changed according to the combination of the engine speed and the load. Further, either or both of the length of the sampling period or the sampling interval is shortened as the engine speed of the engine 10 is increased, or the length of the sampling period or the sampling interval is shortened as the load of the engine 10 is increased. Is adopted.

上記の構成の内燃機関のEGR制御システム40、エンジン(内燃機関)10、及び内燃機関のEGR制御方法によれば、NOx補正係数の変動幅を抑えることで、エンジン10の運転状態が定常状態で、算出されたNOx補正係数NCfを使用して気筒内酸素濃度目標値Dtを補正する際に、効率よく制御のための演算を行いつつ、EGRバルブ16の開度の制御量Cの変動を抑えることができて、EGRハンチングの発生を抑制することができる。   According to the internal combustion engine EGR control system 40, the engine (internal combustion engine) 10, and the internal combustion engine EGR control method configured as described above, the operating state of the engine 10 is in a steady state by suppressing the fluctuation range of the NOx correction coefficient. When the calculated in-cylinder oxygen concentration target value Dt is corrected using the calculated NOx correction coefficient NCf, the fluctuation of the control amount C of the opening degree of the EGR valve 16 is suppressed while performing the calculation for efficient control. And the occurrence of EGR hunting can be suppressed.

1 内燃機関のEGRシステム
10 エンジン(内燃機関)
11 エンジン本体
11a 吸気マニホールド
11b 排気マニホールド
11c 気筒
12 吸気通路
13 排気通路
14 EGR通路
15 EGRクーラー
16 EGRバルブ
20 NOx濃度センサ(NOx濃度検出装置)
21 吸気流量センサ(MAFセンサ:吸気流量検出装置)
22 吸気圧力センサ
23 吸気温度センサ
24 排気ラムダセンサ(排気過剰率センサ:排ラムダ検出装置)
30 制御装置
40 内燃機関のEGR制御システム
41 第1制御部
42 第2制御部
43 第3制御部
44 第4制御部
45 第5制御部
46 NOx補正部
47 加算部
A 新気
C EGRバルブの開度の制御量
Ca EGRバルブの開度の基本制御量
Cb EGRバルブの開度の補正制御量
Dt 気筒内酸素濃度目標値
Dc 気筒内酸素濃度算出値
G、Ga 排気ガス
Ge EGRガス
NCf NOx補正係数
Sg1 吸気系センサ群
Sg2 排気系センサ群
1 EGR system for internal combustion engine 10 Engine (internal combustion engine)
11 Engine body 11a Intake manifold 11b Exhaust manifold 11c Cylinder 12 Intake passage 13 Exhaust passage 14 EGR passage 15 EGR cooler 16 EGR valve 20 NOx concentration sensor (NOx concentration detection device)
21 Intake flow rate sensor (MAF sensor: Intake flow rate detection device)
22 Intake pressure sensor 23 Intake temperature sensor 24 Exhaust lambda sensor (exhaust excess ratio sensor: exhaust lambda detection device)
30 control device 40 EGR control system 41 of internal combustion engine 1st control part 42 2nd control part 43 3rd control part 44 4th control part 45 5th control part 46 NOx correction | amendment part 47 addition part A fresh air C EGR valve opening Control amount Ca EGR valve opening basic control amount Cb EGR valve opening correction control amount Dt In-cylinder oxygen concentration target value Dc In-cylinder oxygen concentration calculated value G, Ga Exhaust gas Ge EGR gas NCf NOx correction coefficient Sg1 Intake system sensor group Sg2 Exhaust system sensor group

Claims (7)

EGR通路にEGRバルブを有して構成されるEGRシステムを備えた内燃機関で、EGRのNOx濃度目標値に対応する気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御する内燃機関のEGR制御システムにおいて、
吸気通路に吸気流量センサを、排気通路に排気ラムダセンサとNOx濃度センサをそれぞれ設けると共に、
前記EGRシステムを制御する制御装置が、
吸気流量センサの検出値と排気ラムダセンサの検出値を使用してNOx濃度算出値を算出して、NOx濃度センサの検出値であるNOx濃度検出値と前記NOx濃度算出値の比であるNOx補正係数を算出して、該NOx補正係数を使用して前記気筒内酸素濃度目標値を補正する際に、
前記NOx補正係数を移動平均処理で算出すると共に、
前記NOx補正係数を移動平均処理するためのサンプリング期間の長さとサンプリング間隔の少なくとも一方を前記内燃機関の運転状態に応じて変更するように構成されたことを特徴とする内燃機関のEGR制御システム。
An internal combustion engine having an EGR system configured to have an EGR valve in an EGR passage and controlling an opening degree of the EGR valve based on an in-cylinder oxygen concentration target value corresponding to an EGR NOx concentration target value In the engine EGR control system,
An intake flow sensor is provided in the intake passage, an exhaust lambda sensor and a NOx concentration sensor are provided in the exhaust passage,
A control device for controlling the EGR system,
A NOx concentration calculation value is calculated using the detection value of the intake flow sensor and the detection value of the exhaust lambda sensor, and NOx correction that is the ratio of the NOx concentration detection value that is the detection value of the NOx concentration sensor and the NOx concentration calculation value When calculating a coefficient and correcting the in-cylinder oxygen concentration target value using the NOx correction coefficient,
While calculating the NOx correction coefficient by a moving average process,
An EGR control system for an internal combustion engine configured to change at least one of a length of a sampling period and a sampling interval for performing a moving average process on the NOx correction coefficient in accordance with an operating state of the internal combustion engine.
前記EGRシステムを制御する制御装置が、
前記サンプリング期間の長さと前記サンプリング間隔の少なくとも一方をエンジン回転数及び負荷の組み合わせに応じて変更するように構成された請求項1に記載の内燃機関のEGR制御システム。
A control device for controlling the EGR system,
The EGR control system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein at least one of the length of the sampling period and the sampling interval is changed according to a combination of an engine speed and a load.
前記EGRシステムを制御する制御装置が、
前記内燃機関のエンジン回転数が大きい程前記サンプリング期間の長さ若しくは前記サンプリング間隔を短くする制御と、
前記内燃機関の負荷が大きい程前記サンプリング期間の長さ若しくは前記サンプリング間隔を短くする制御のいずれか一方または両方を採用するように構成された請求項1又は2に記載の内燃機関のEGR制御システム。
A control device for controlling the EGR system,
Control for shortening the length of the sampling period or the sampling interval as the engine speed of the internal combustion engine increases;
3. The EGR control system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein either or both of the control for shortening the length of the sampling period or the sampling interval as the load on the internal combustion engine increases is adopted. .
請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関のEGR制御システムを搭載したことを特徴とする内燃機関。   An internal combustion engine equipped with the EGR control system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3. EGR通路にEGRバルブを有して構成されるEGRシステムを備えた内燃機関で、EGRのNOx濃度目標値に対応する気筒内酸素濃度目標値に基づいて、前記EGRバルブの開度を制御する内燃機関のEGR制御方法において、
前記EGRシステムの制御で、
吸気通路に設けた吸気流量センサの検出値と排気通路に設けた排気ラムダセンサの検出値を使用してNOx濃度算出値を算出して、前記排気通路に設けたNOx濃度センサの検出値であるNOx濃度検出値と前記NOx濃度算出値の比であるNOx補正係数を算出して、該NOx補正係数を使用して前記気筒内酸素濃度目標値を補正する際に、
前記NOx補正係数を移動平均処理で算出すると共に、
前記NOx補正係数を移動平均処理するためのサンプリング期間の長さとサンプリング間隔の少なくとも一方を前記内燃機関の運転状態に応じて変更することを特徴とする内燃機関のEGR制御方法。
An internal combustion engine having an EGR system configured to have an EGR valve in an EGR passage and controlling an opening degree of the EGR valve based on an in-cylinder oxygen concentration target value corresponding to an EGR NOx concentration target value In the EGR control method of the engine,
In the control of the EGR system,
The NOx concentration calculated value is calculated using the detected value of the intake flow rate sensor provided in the intake passage and the detected value of the exhaust lambda sensor provided in the exhaust passage, and is the detected value of the NOx concentration sensor provided in the exhaust passage. When calculating a NOx correction coefficient that is a ratio of the detected NOx concentration value and the calculated NOx concentration value and correcting the in-cylinder oxygen concentration target value using the NOx correction coefficient,
While calculating the NOx correction coefficient by a moving average process,
An EGR control method for an internal combustion engine, wherein at least one of a length of a sampling period and a sampling interval for performing a moving average process on the NOx correction coefficient is changed according to an operating state of the internal combustion engine.
前記サンプリング期間の長さと前記サンプリング間隔の少なくとも一方をエンジン回転数及び負荷の組み合わせに応じて変更するように構成された請求項5に記載の内燃機関のEGR制御方法。   6. The EGR control method for an internal combustion engine according to claim 5, wherein at least one of the length of the sampling period and the sampling interval is changed according to a combination of an engine speed and a load. 前記内燃機関のエンジン回転数が大きい程前記サンプリング期間の長さ若しくは前記サンプリング間隔を短くするか、
前記内燃機関の負荷が大きい程前記サンプリング期間の長さ若しくは前記サンプリング間隔を短くするかのいずれか一方または両方を採用する請求項5又は6に記載の内燃機関のEGR制御方法。
The longer the engine speed of the internal combustion engine, the shorter the sampling period or the sampling interval,
7. The EGR control method for an internal combustion engine according to claim 5, wherein either or both of the length of the sampling period and the sampling interval are shortened as the load on the internal combustion engine is increased.
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