JP3344165B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の制御装置に
関し、詳しくは、ＥＧＲ（排気還流）装置を備えた内燃
機関の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制
御装置として、例えば特開昭６４−６６４４７号公報に
開示されるように、ＥＧＲ制御と燃料噴射制御とを組み
合わせたものがある。かかる従来の制御方法は、加速時
のＥＧＲ弁（排気還流制御弁）の作動遅れを考慮して、
ＥＧＲ量の指令値が０又はそれに近い値（略全閉指示）
になったとき（ＥＧＲカット指示）から所定期間、燃料
噴射量を所定量減量補正し、前記所定期間経過後に、徐
々に前記燃料噴射量の減量補正量を減少させるようにす
ることによって、加速時のスモーク（黒煙）やパティキ
ュレート（ＰＭ）の発生を抑制しようとするものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制御方法では、ＥＧＲがカットされる領域にしか適
用されないため、ＥＧＲ量が０とはならない領域間でＥ
ＧＲ弁開度が変化する場合には、ＥＧＲ弁の作動遅れに
伴う空気過剰率（新気空気重量／燃料重量）の悪化に起
因し、スモーク（黒煙）やパティキュレート（ＰＭ）が
悪化するといった問題を解決することができなかった。

【０００４】特に、今日のように排気清浄化の要請が高
い状況では、排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を低減する
必要があるため、ＥＧＲ領域内でＥＧＲ率（排気還流量
／新気吸入空気流量）を高く設定する必要があり、燃焼
室内の空気過剰率が限界（スモーク、パティキュレート
等の許容限界）に近い状態となっている場合が多く、僅
かな運転条件（ＥＧＲ率）の変化に対して、空気過剰率
が、容易に前記限界点を越えてしまう可能性が高い。

【０００５】つまり、過渡運転時において、スモークや
パティキュレートの悪化を抑制する一方で、ＮＯｘの排
出も所定量に抑制できるように、空気過剰率を最適に制
御する必要があるということである。また、過渡運転時
に、常に従来のように燃料供給量を制御して、空気過剰
率を修正する方法とすると、比較的大きな出力ショック
が頻繁に発生するという問題もある。

【０００６】本発明は、かかる従来の実情に鑑みなされ
たもので、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御装置であ
って、ＮＯｘの低減と、スモークやパティキュレートの
低減と、運転性の確保と、を効果的に図れるようにした
内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。ま
た、本装置の更なる高精度化を図ることも本発明の目的
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の発明にかかる内燃機関の制御装置は、図１に示すよ
うに、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通する排気
還流通路と、前記排気還流通路に介装され、排気還流率
を制御する排気還流弁と、目標排気還流率が得られるよ
うに前記排気還流弁を制御する排気還流制御手段と、を
備えた内燃機関の制御装置において、機関運転状態に応
じて限界空気過剰率Ｌｌｍｄを設定する限界空気過剰率
設定手段と、機関運転状態に応じて基本排気還流率を設
定する基本排気還流率設定手段と、シリンダガス吸入量
Gathと、燃料供給量Ｇｆと、前記設定された限界空気過
剰率Ｌｌｍｄと、に基づいて、限界排気還流率（β）
を、 β＝〔（Ｋ１×Gath−Ｋ２×Ｌｌｍｄ×Ｇｆ）×（Gath＋Ｇｆ）〕 ／〔Ｋ３×Ｇｆ×（Gath＋Ｌｌｍｄ×Ｇｆ）〕 Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３は係数。 なる式から 演算する限界排気還流率演算手段と、前記基
本排気還流率と、前記限界排気還流率と、を比較して、
小さいほうの排気還流率を選択して、前記目標排気還流
率として設定する目標排気還流率設定手段と、を含んで
構成した。

【０００８】請求項２に記載の発明では、前記限界排気
還流率演算手段により演算される限界排気還流率が０以
下のときに、前記限界空気過剰率が得られる限界燃料供
給量を演算する限界燃料供給量演算手段を備え、当該演
算された限界燃料供給量で燃料供給を行なうように構成
した。請求項３に記載の発明では、内燃機関の吸気通路
に吸気絞り弁を介装し、目標排気還流率を得るべく、前
記吸気絞り弁開度を制御する手段を備えるようにした。

【０００９】

【００１０】請求項４に記載の発明では、前記Ｋ１が、
０．２〜０．３の値に設定され、前記Ｋ２及びＫ３が、
３〜４の値に設定されるように構成した。

【００１１】請求項５に記載の発明では、前記シリンダ
ガス吸入量Gathが、運転状態変化に対して所定の遅れ次
数をもって変化されるように構成した。請求項６に記載
の発明では、前記限界燃料供給量演算手段が、限界燃料
供給量（T Gf）を、 T Gf＝（Ｋ４×Gath）／（Ｋ５×Ｌｌｍｄ） なる式に基づいて演算するように構成した。

【００１２】請求項７に記載の発明では、前記Ｋ４が、
０．２〜０．３の値に設定され、前記Ｋ５が、３〜４の
値に設定されるように構成した。請求項８に記載の発明
では、前記排気還流制御手段により制御される排気還流
弁が、所定の進み次数をもって制御されるように構成し
た。請求項９に記載の発明では、前記吸気絞り弁が、所
定の進み次数をもって制御されるように構成した。

【００１３】

【作用】上記構成を備える請求項１に記載の発明では、
シリンダガス吸入量と、燃料供給量と、機関運転状態に
応じて設定された限界空気過剰率（例えば、スモークや
パティキュレートの許容限界に設定された空気過剰率）
と、に基づいて、例えばスモーク等が限界となる限界排
気還流率を演算する。この場合、前記式を用いて限界排
気還流率を演算するので、高精度かつ簡単に、限界排気
還流率を演算することができる。そして、基本排気還流
率（例えば、所望のＮＯｘ排出量となるように設定され
た排気還流率）と、前記限界排気還流率と、を比較し
て、小さいほうの排気還流率を選択し、この選択された
排気還流率を、目標排気還流率として設定し、目標排気
還流率となるように、排気還流弁を制御するようにす
る。

【００１４】これにより、前記限界排気還流率より、前
記基本排気還流率の方が高い場合には、前記限界排気還
流率となるように、排気還流弁が制御されるので、スモ
ークやパティキュレートを抑制できる一方、前記限界排
気還流率が、前記基本排気還流率より高い場合には、前
記基本排気還流率となるように、排気還流弁が制御され
るので、ＮＯｘを所定内に抑えつつ必要以上に排気還流
率を高めることによる燃費の悪化や出力ショック等の不
具合を抑制できることになる。

【００１５】また、請求項２に記載の発明では、前記限
界排気還流率が０以下（所謂ＥＧＲカット）となる場合
で、排気還流弁の開度制御では目標排気還流に制御しき
れない状態では、限界空気過剰率が得られるように、燃
料供給量を制御するようにし、これにより、ＮＯｘを所
定以上増大させずにスモークやパティキュレートを効果
的に改善できるようにした。

【００１６】請求項３に記載の発明では、内燃機関の吸
気通路に吸気絞り弁を介装し、吸気絞り弁の開度を制御
することで、広範に亘って（吸気負圧が小さい領域等で
も）目標排気還流率が得られるようにした。これによ
り、例えば、スロットル弁等の吸気絞りが通常備わらな
い吸気負圧の小さなディーゼル機関等でも、広い範囲に
亘って、高い排気還流率を目標排気還流率として実現で
きるようになる。

【００１７】請求項４に記載の発明のように、Ｋ１を、
０．２〜０．３の値に設定し、Ｋ２及びＫ３を、３〜４
の値に設定すれば、演算される限界排気還流率が、排気
還流ガスの組成や温度等が変化しても、実際の限界排気
還流率によく近似できた値として算出されることが、実
験等により確認された。

【００１８】請求項５に記載の発明では、限界排気還流
率の演算に用いるシリンダガス吸入量を、運転状態変化
に対して所定の遅れ次数をもって変化させるようにした
ので、運転状態（例えば、機関回転速度，機関負荷、吸
気絞り弁開度）の変化に対して、実際の新気吸入空気の
気筒内への吸気通路容積等に起因する充填遅れ分を補正
することができるので、より高精度に、限界排気還流率
を演算することができるようになる。

【００１９】請求項６に記載の発明のような演算方法
で、限界燃料供給量を演算するようにすれば、高精度か
つ簡単に、限界燃料供給量を演算することができる。請
求項７に記載の発明のように、Ｋ４を、０．２〜０．３
の値に設定し、Ｋ５を、３〜４の値に設定すれば、一層
実際に近い限界燃料供給量を演算することができる。

【００２０】請求項８に記載の発明では、前記排気還流
制御手段により制御される排気還流弁を、所定の進み次
数をもって制御するようにしたので、排気還流弁の作動
応答遅れを解消することができる。請求項９に記載の発
明では、前記吸気絞り弁を、所定の進み次数をもって制
御するようにしたので、吸気絞り弁の作動応答遅れを解
消することができる。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付の図面に基
づいて説明する。図２は、図３に示すエンジン２００
（例えば、ＥＧＲ装置を備えた直接噴射式ディーゼル機
関）に搭載される電子制御式燃料噴射ポンプ（以下、電
制ポンプと言う）の構成を示している。

【００２２】電制ポンプ１００に取付けられた回転セン
サ１０１の検出信号、及びアクセル開度センサ１０８の
検出信号を主体として、その他水温センサ１０７の検出
信号，燃料温度センサ１０６の検出信号（燃料比重等の
補正用信号）等が、コントロールユニット１０５に入力
され、コントロールユニット１０５では、これら信号に
基づいて、後述する制御を行うようになっている。

【００２３】燃料噴射量の制御機構は、運転者のアクセ
ル操作に対応したアクセル開度センサ１０８の信号やエ
ンジン回転数等の信号を受けてコントロールユニット１
０５で設定され出力される要求燃料噴射量に対応した制
御信号に基づいて、ガバナモータ１０３の回転角が制御
され、当該ガバナモータ１０３にリンク機構によって連
結されたスピルリング１０９を図中左右方向に移動させ
ることにより行われる。つまり、高圧室１１１内で圧縮
された燃料が、スピルポート１１２を介してリークする
位置（即ち、圧送ストローク）を制御することでなされ
る。

【００２４】なお、プランジャ１１０の図中左右方向へ
の移動は、フォースカム１１３によってなされる。ま
た、ガバナモータ１０３の回転角度位置は、回転角度位
置センサ１０２の信号に基づき、コントロールユニット
１０５からの指令値（要求燃料噴射量）に一致するよう
にフィードバック制御されるようになっている。

【００２５】一方、燃料噴射時期の制御機構は、コント
ロールユニット１０５の指令値（エンジン回転数等に応
じて予め設定されている）に基づき、タイミングコント
ロールバルブ１０４のＤＵＴＹ比を制御することによっ
て、タイマピストン１１４の前後差圧を制御し、タイマ
ピストン１１４の位置を制御することで、噴射時期を制
御する構成となっている。

【００２６】次に、本実施例におけるＥＧＲの制御機構
について、図３に基づき説明する。エンジン２００の吸
気通路２０１と排気通路２０２とは、ＥＧＲ通路２０３
を介して接続されており、当該ＥＧＲ通路２０３には、
ＥＧＲ弁（排気還流弁）２０４が介装され、このＥＧＲ
弁２０４の開度制御を行うことで、所望のＥＧＲ量、即
ちＥＧＲ率（排気還流量／新気吸入空気量）が得られる
ようになっている。

【００２７】ＥＧＲ弁２０４は、ダイアフラム２０５に
作用する負圧（作動室２０５Ａ内負圧）の大きさによっ
て、弁体２０６のリフト量を制御可能に構成されてお
り、この弁体２０６のリフト量に応じてＥＧＲ量（率）
が制御されるようになっている。なお、このＥＧＲ弁２
０４のリフト（ＥＧＲ）量、即ち、ＥＧＲ制御弁２０４
の作動室２０５Ａ内の負圧の制御は、一端側が大気に、
他端側がＥＧＲ制御弁２０４の作動室２０５Ａに連通す
る大気導入通路２０８Ａに介装される大気側制御電磁弁
２０８と、一端側が図示しないバキュームポンプに、他
端側が作動室２０５Ａに連通する負圧導入通路２０９Ａ
に介装される負圧側制御電磁弁２０９と、により行われ
るようになっている。前記大気側制御電磁弁２０８，前
記負圧側制御電磁弁２０９は、コントロールユニット１
０５により、所望の開度（ＤＵＴＹ比）に制御されるも
のである。

【００２８】また、弁体２０６のリフト量は、ＥＧＲ弁
２０４に備えられたリフトセンサ２０７によって実際の
弁体２０６のリフト量が検出され、目標のリフト量と一
致するように、コントロールユニット１０５によりリフ
ト量がフィードバック制御されるようになっている。な
お、吸気通路２０２のＥＧＲ通路２０３の接続部の上流
側には、吸気絞り弁２１０が介装されているが、この吸
気絞り弁２１０は、要求ＥＧＲ量が得られるように吸気
負圧を制御すべく、コントロールユニット１０５からの
信号に基づきステップモータ２１０により制御されるも
のである。

【００２９】ここで、本実施例におけるコントロールユ
ニット１０５が行う具体的な制御について、図４，図５
のフローチャートに従って説明する。なお、本発明に係
る排気還流制御手段、限界空気過剰率設定手段、基本排
気還流率設定手段、限界排気還流率演算手段、目標排気
還流率設定手段は、当該コントロールユニット１０５
が、ソフトウェア的に備えるものである。

【００３０】ステップ（図では、Ｓと記してある。以
下、同様）１では、エンジン回転数（Ｎｅ）を読み込
む。ステップ２では、アクセル開度（Ａｃｃ）を読み込
む。ステップ３では、図７に示すテーブル等を参照し、
Ｎｅ，Ａｃｃに基づき、基本燃料噴射量（Ｇｆ）を演算
する。なお、回転角度位置センサ１０２の信号等に基づ
き、基本燃料噴射量（Ｇｆ）を演算するようにしてもよ
い。なお、温度により燃料比重が異なるので、温度補正
を行うようにするのが好ましい。

【００３１】ステップ４では、図８に示すテーブル等を
参照し、Ｎｅに基づき、限界λ（Ｌｌｍｄ）を演算す
る。ステップ５では、図９に示すテーブル等を参照し、
Ｎｅ，Ｇｆに基づき、基本ＥＧＲ率（α）を演算する。
この基本ＥＧＲ率（α）は、運転状態に応じ、例えば所
望のＮＯｘ低減効果が得られるような値に設定された
り、ＮＯｘの低減を図りつつ所望の燃費が得られるよう
に設定されたりするものである。なお、この値も、燃焼
安定性等を図るべく、機関温度等により補正するのが好
ましい。

【００３２】ステップ６では、図１０に示すテーブル等
を参照し、Ｎｅに基づき、基本シリンダガス吸入量B Ga
thを演算する。なお、温度により充填効率も異なってく
るので補正を行うようにしてもよい。ステップ７では、
図１１に示すテーブル等を参照し、α，Ｎｅに基づい
て、基本ＥＧＲ弁開度（BA EGR）を求め、更に、今回の
読み込み値（BA EGR）に基づいて、以下の演算を行う。

【００３３】Ｘ＝Ｘ_-1＋（BA EGR−Ｘ_-1）／ｎ１ A EGR ＝ BA EGR ＋C1×(BA EGR −Ｘ） なお、添字の_-1は前回の演算値を示し、C1は係数、ｎ１
は所定の整数である。この演算は、ＥＧＲ弁２０４の応
答遅れを見込んだＥＧＲ弁開度の１次の進み処理に相当
する。

【００３４】ステップ８では、図１２に示すテーブル等
を参照し、αとＮｅとに基づいて、基本吸気絞り弁開度
（BA Thr) を求め、更に、今回の読み込み値（BA Thr）
に基づいて、以下の演算を行う。 Ｙ＝Ｙ_-1＋（BA Thr−Ｙ_-1）／ｎ２ A Thr ＝ BA Thr ＋C2×(BA Thr −Ｙ） なお、添字の_-1は前回の演算値を示し、C2は係数、ｎ２
は所定の整数である。

【００３５】この演算は、吸気絞り弁２１０の応答遅れ
を見込んだ吸気絞り弁開度の１次の進み処理に相当す
る。ステップ９では、図１３に示すテーブル等を参照
し、A Thr ，Ｎｅに基づき、係数Ｃ３を求め、更に、以
下の演算を行う。 Gath ＝Gath_-1＋(C3 ×B Gath−Gath_-1) ／ｎ３ ここで、添字の_-1は前回の演算値を示し、C3は係数、ｎ
３は所定の整数である。C3は、吸気絞り弁２１０の開度
変化に対する充填効率の変化を補正するものである。当
該演算は、吸気通路２０１の容量を考慮した１次の遅れ
処理に相当する。

【００３６】ステップ１０では、Gath，Ｇｆ，Ｌｌｍｄ
に基づいて、限界ＥＧＲ率（β）を演算する。ここでの
演算は、以下のようにして行われる。 β＝〔（Ｋ１×Gath−Ｋ２×Ｌｌｍｄ×Ｇｆ）×（Gath
＋Ｇｆ）〕／〔Ｋ３×Ｇｆ×（Gath＋Ｌｌｍｄ×Ｇ
ｆ）〕 Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３は係数であり、Ｋ１＝0.2 〜0.3 、Ｋ
２，Ｋ３＝3.0〜4.0 である。

【００３７】ステップ１１では、前記αと、前記βと、
を比較する。α＜βであればステップ１２へ進み、α≧
βであればステップ１５へ進む。ステップ１２では、α
＜βであり、限界ＥＧＲ率（β）まで余裕があるので、
例えば、必要以上にスモークや出力特性等を悪化させず
ＮＯｘを要求通りに低減できるように、基本ＥＧＲ率
（α）を、出力ＥＧＲ率（O EGR)とする。

【００３８】ステップ１３では、A EGR の値を、出力Ｅ
ＧＲ弁開度（OA EGR）とする。ステップ１４では、A Th
r の値を、出力吸気絞り弁開度（OA Thr) とする。一
方、ステップ１２で、α≧βであると判断された場合に
は、限界ＥＧＲ率を越えてＥＧＲ弁２０４等の開度が設
定されてしまいスモークやパティキュレートが悪化する
可能性があるので、ステップ１５へ進むが、ステップ１
５では、まずβと０とを比較する。

【００３９】β≧０であれば、ＥＧＲカット条件ではな
いので、ステップ１６へ進む。β＜０であれば、ＥＧＲ
カット条件であるとして、ステップ１９へ進む。ステッ
プ１６では、スモークやパティキュレートの悪化を優先
的に防止できるように、かつＮＯｘも最大限低減できる
ように、βの値を、出力ＥＧＲ率（O EGR)とする。

【００４０】ステップ１７では、図１１のテーブル等を
参照して、β，Ｎｅに基づいて、基本ＥＧＲ弁開度（ B
A EGR ）を求め、更に、以下の演算を行う。 Ｘ＝Ｘ_-1＋（BA EGR−Ｘ_-1）／ｎ１ A EGR ＝ BA EGR ＋C1×(BA EGR −Ｘ） なお、添字の_-1は前回の演算値を示し、C1は係数、ｎ１
は所定の整数である。

【００４１】この演算は、ＥＧＲ弁２０４の応答遅れを
見込んだＥＧＲ弁開度の１次の進み処理に相当する。そ
して、この（A EGR ）の値を、出力ＥＧＲ弁開度（OA E
GR）とする。ステップ１８では、図１２に示すテーブル
等を参照し、βとＮｅとに基づいて、基本吸気絞り弁開
度（BA Thr) を求め、更に、今回の読み込み値（BA Th
r）に基づいて、以下の演算を行う。

【００４２】Ｙ＝Ｙ_-1＋（BA Thr−Ｙ_-1）／ｎ２ A Thr ＝ BA Thr ＋C2×(BA Thr −Ｙ） なお、添字の_-1は前回の演算値を示し、C2は係数、ｎ２
は所定の整数である。この演算は、吸気絞り弁２１０の
応答遅れを見込んだ吸気絞り弁開度の１次の進み処理に
相当する。

【００４３】そして、この（A Thr ）の値を、出力吸気
絞り弁開度（OA Thr) とする。なお、ステップ１４，ス
テップ１８を通過したものは、ステップ２４へ進み、こ
こでＧｆが、そのまま出力噴射量(O Gf)とされる。ステ
ップ２５〜ステップ２７では、上記までの演算結果に基
づき、各アクチュエータに信号が出力される。

【００４４】一方、ステップ１５で、β＜０であり、Ｅ
ＧＲカット条件であると判断された場合は、ステップ１
９へ進むが、ステップ１９では、出力ＥＧＲ率＝０（Wi
th/Out EGR、即ちＥＧＲカット )とする。ステップ２０
では、出力ＥＧＲ弁開度（OA EGR) ＝０（全閉）とす
る。ステップ２１では、出力吸気絞り弁開度（OA Thr)
＝Ｍａｘ値（全開）とする。

【００４５】そして、ステップ２２では、スモークやパ
ティキュレートが所定以上悪化しないように設定されて
いる限界空気過剰率が得られるように、限界噴射量（T
Gf）を、下記演算式によって求める。 T Gf＝（Ｋ４×Gath）／（Ｋ５×Ｌｌｍｄ） ここで、Ｋ４の値は0.2 〜0.3 、Ｋ５の値は３〜４であ
る。

【００４６】ステップ２３では、（T Gf）を、出力噴射
量（O Gf) とした後、ステップ２５へ進み、上述同様
に、ステップ２０〜ステップ２３の演算結果に基づき、
各アクチュエータに信号を出力する。なお、本実施例で
は、β，T Gfの演算後、吸気絞り弁開度に補正が加わる
ために、Gathの値が若干変化することになるが、これに
よるGathの変化は少ないため再補正は行っていないが、
行うようにしてもよい。

【００４７】つづけて、ＥＧＲ弁２０４の開度制御につ
いて、図６のフローチャートに従い説明する。ステップ
１００では、図４，図５のフローチャートの演算結果で
ある出力ＥＧＲ弁開度（OA EGR) を読み込む。ステップ
１０１では、出力ＥＧＲ弁リフト（T Lift) を、図１４
に基づき求める。

【００４８】ステップ１０２では、実際のＥＧＲ弁リフ
ト（S Lift) をリフトセンサ２０７の出力信号から検出
する。ステップ１０３では、（T Lift) −（S Lift) ＝
ΔLift を求める。ステップ１０４では、ΔLiftと所定
値ａとを比較する。ΔLift＜ａであればステップ１０５
へ進み、ΔLift≧ａであればステップ１０７へ進む。

【００４９】ステップ１０５では、ΔLiftと所定値−ａ
とを比較する。ΔLift＞−ａであれば、そのまま本フロ
ーを終了する。ΔLift≦−ａであれば、ステップ１０６
へ進む。ステップ１０６では、ΔLiftが所定以上小さ
く、実際のリフト量が不足しているので、−ａ＜ΔLift
＜ａの範囲に収まるように、大気側電磁弁２０８の開度
を減少させるように駆動信号を制御する。

【００５０】ステップ１０７では、ΔLiftが所定以上大
きく、実際のリフト量が大き過ぎるので、−ａ＜ΔLift
＜ａの範囲に収まるように、大気側電磁弁２０８の開度
を増量させるように駆動信号を制御する。以上のよう
に、本実施例によれば、アクセル開度（Ａｃｃ）とエン
ジン回転数（Ｎｅ）とによって定まる燃料噴射量（Ｇ
ｆ）と、運転条件毎に設定された限界λ（Ｌlmd ）と、
シリンダ内に吸入されるシリンダガス吸入量（Gath)
と、に基づいて、限界λを達成する限界ＥＧＲ率（β）
を演算し、当該限界ＥＧＲ率（β）が、予め設定されて
いる基本ＥＧＲ率（α）より小さい場合には、当該限界
ＥＧＲ率（β）となるようにＥＧＲ弁２０４等を開度制
御することで、空気過剰率を最適に制御でき、以ってＮ
Ｏｘを所定以上増大させずに最大限スモークやパティキ
ュレートを抑制できる共に（ステップ１１，ステップ１
５〜ステップ１８が相当する）、前記限界ＥＧＲ率
（β）が、前記基本ＥＧＲ率（α）より大きい場合に
は、前記基本ＥＧＲ率（α）となるようにＥＧＲ弁２０
４等を制御することで、空気過剰率を最適に制御でき、
以ってＮＯｘを所定内に抑えつつ必要以上に排気還流率
を高めることによる燃費の悪化や出力ショック等の不具
合を抑制でき（ステップ１１〜ステップ１４が相当す
る）、なおかつ、前記限界ＥＧＲ率（β）が０以下（Ｅ
ＧＲカット）となる場合には、限界λが得られるよう
に、限界噴射量（T Gf) に制御するので、ＮＯｘを所定
以上増大させずにスモークやパティキュレートを効果的
に抑制することができる（ステップ１１，ステップ１
５，ステップ１９〜ステップ２３が相当する）。

【００５１】つまり、本実施例によれば、実際のシリン
ダ内の空気過剰率を推定し、当該推定結果に基づいて、
所望の空気過剰率が得られるように、ＥＧＲ弁２０４、
吸気絞り弁２１０、或いは燃料噴射量を制御するように
したので、過渡運転時等にあっても、ＮＯｘ低減と、ス
モークやパティキュレートの低減と、運転性の確保と、
を高いレベルで達成することができる。

【００５２】なお、吸気絞り弁２１０については、省略
することもできる。即ち、吸気絞り弁２１０は、通常所
望のＥＧＲ率を達成できるように吸気負圧を増大させる
ために用いられるが、吸気絞り弁２１０を設けなくて
も、所望のＥＧＲ率が得られる場合（例えば、元々吸気
絞り弁があり吸気負圧の大きい火花点火式機関や、要求
ＥＧＲ率が元々低い場合等）には省略して構わない。

【００５３】また、本実施例では、分配型ポンプを例に
説明したが、これに限らず、列型ポンプを採用した場合
にも、勿論本発明は適用可能である。また、直接噴射式
ディーゼル機関に限らず、副室式ディーゼル機関や、オ
ットー機関にあっても、本発明を適用することができ
る。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、シリンダガス吸入量と、燃料供給量と、
機関運転状態に応じて設定された限界空気過剰率と、に
基づいて、例えばスモーク等が限界となる限界排気還流
率を演算し、基本排気還流率と、限界排気還流率と、を
比較して、小さいほうの排気還流率を選択し、この選択
された排気還流率を、目標排気還流率として排気還流弁
を制御するようにしたので、前記限界排気還流率より前
記基本排気還流率の方が高い場合には、前記限界排気還
流率となるように、排気還流弁を制御するので、スモー
クやパティキュレートを抑制できる一方、前記限界排気
還流率が、前記基本排気還流率より高い場合には、前記
基本排気還流率となるように、排気還流弁を制御するの
で、ＮＯｘを所定内に抑えつつ必要以上に排気還流率を
高めることによる燃費の悪化や出力ショック等の不具合
を抑制できる。また、ここでの限界排気還流率の演算方
法により、高精度かつ簡単に、限界排気還流率を演算す
ることができる。

【００５５】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記限界排気還流率が０以下（所謂ＥＧＲカット）となる
場合で、排気還流弁の開度制御では目標排気還流に制御
しきれない状態では、限界空気過剰率が得られるよう
に、燃料供給量を制御するようにしたので、ＮＯｘを所
定以上増大させずにスモークやパティキュレートを効果
的に改善することができる。

【００５６】請求項３に記載の発明によれば、広い範囲
に亘って、高い排気還流率を目標排気還流率として実現
させることができる。請求項４に記載の発明によれば、
より一層実際の限界排気還流率によく近似できた値とし
て限界排気還流率を演算することができる。

【００５７】請求項５に記載の発明によれば、限界排気
還流率の演算に用いるシリンダガス吸入量を、運転状態
変化に対して所定の遅れ次数をもって変化させるように
したので、運転状態（例えば、機関回転速度，機関負
荷、吸気絞り弁開度）の変化に対して、実際の新気吸入
空気の気筒内への吸気通路容積等に起因する充填遅れ分
を補正することができるので、より高精度に、限界排気
還流率を演算することができる。

【００５８】請求項６に記載の発明によれば、高精度か
つ簡単に、限界燃料供給量を演算することができる。請
求項７に記載の発明によれば、より一層実際に近い限界
燃料供給量を演算することができる。請求項８に記載の
発明によれば、前記排気還流制御手段により制御される
排気還流弁を、所定の進み次数をもって制御するように
したので、排気還流弁の作動応答遅れを解消することが
できる。

【００５９】請求項９に記載の発明では、前記吸気絞り
弁を、所定の進み次数をもって制御するようにしたの
で、吸気絞り弁の作動応答遅れを解消することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の実施例で用いる燃料噴射ポンプの概略
構成図。

【図３】同上実施例のＥＧＲシステム図。

【図４】同上実施例のＥＧＲ制御を説明するフローチャ
ート（その１）。

【図５】同上実施例のＥＧＲ制御を説明するフローチャ
ート（その２）。

【図６】同上実施例の各アクチュエータの作動制御を説
明するフローチャート。

【図７】燃料噴射（供給）量（Ｇｆ）を求めるためのテ
ーブルの一例。

【図８】限界空気過剰率（Ｌｌｍｄ）を求めるためのテ
ーブルの一例。

【図９】基本ＥＧＲ率（α）を求めるためのテーブルの
一例。

【図１０】基本シリンダガス吸入量（B Gath）を求める
ためのテーブルの一例。

【図１１】基本ＥＧＲ弁開度（BA EGR）を求めるための
テーブルの一例。

【図１２】基本吸気絞り弁開度（BA Thr) を求めるため
のテーブルの一例。

【図１３】係数Ｃ３を求めるためのテーブルの一例。

【図１４】出力ＥＧＲ弁開度（OA EGR) が得られる出力
ＥＧＲ弁リフト（T Lift) を求めるためのテーブルの一
例。

【符号の説明】

１００ 電子制御式燃料噴射ポンプ １０１ 回転センサ １０２ 回転角度位置センサ １０５ コントロールユニット １０８ アクセル開度センサ ２００ 内燃機関 ２０３ ＥＧＲ通路 ２０４ ＥＧＲ弁 ２０８ 大気側制御電磁弁 ２０９ 負圧側制御電磁弁 ２１０ 吸気絞り弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 25/07 530 F02M 25/07 550 F02M 25/07 570 F02D 41/02 310 F02D 41/02 330

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通す
   る排気還流通路と、 前記排気還流通路に介装され、排気還流率を制御する排
   気還流弁と、 目標排気還流率が得られるように前記排気還流弁を制御
   する排気還流制御手段と、 を備えた内燃機関の制御装置において、機関運転状態 に応じて限界空気過剰率Ｌｌｍｄを設定す
   る限界空気過剰率設定手段と、 機関運転状態に応じて基本排気還流率を設定する基本排
   気還流率設定手段と、シリンダガス吸入量Gathと、燃料供給量Ｇｆと、 前記設
   定された限界空気過剰率Ｌｌｍｄと、に基づいて、限界
   排気還流率（β）を、 β＝〔（Ｋ１×Gath−Ｋ２×Ｌｌｍｄ×Ｇｆ）×（Gath＋Ｇｆ）〕 ／〔Ｋ３×Ｇｆ×（Gath＋Ｌｌｍｄ×Ｇｆ）〕 Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３は係数。 なる式から 演算する限界排気還流率演算手段と、 前記基本排気還流率と、前記限界排気還流率と、を比較
   して、小さいほうの排気還流率を選択して、前記目標排
   気還流率として設定する目標排気還流率設定手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の制御装
   置。
2. 【請求項２】前記限界排気還流率演算手段により演算さ
   れる限界排気還流率が０以下のときに、前記限界空気過
   剰率が得られる限界燃料供給量を演算する限界燃料供給
   量演算手段を備え、当該演算された限界燃料供給量で燃
   料供給を行なうようにしたことを特徴とする請求項１に
   記載の内燃機関の制御装置。
3. 【請求項３】内燃機関の吸気通路に吸気絞り弁を介装
   し、目標排気還流率を得るべく、前記吸気絞り弁開度を
   制御する手段を備えた請求項１または請求項２に記載の
   内燃機関の制御装置。
4. 【請求項４】 前記Ｋ１が、０．２〜０．３の値に設定さ
   れ、 前記Ｋ２及びＫ３が、３〜４の値に設定されたことを特
   徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の内燃
   機関の制御装置。
5. 【請求項５】 前記シリンダガス吸入量Gathが、 運転状態
   変化に対して所定の遅れ次数をもって変化されるように
   構成したことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか
   １つに記載の内燃機関の制御装置。
6. 【請求項６】 前記限界燃料供給量演算手段が、限界燃料
   供給量（T Gf）を、 T Gf＝（Ｋ４×Gath）／（Ｋ５×Ｌｌｍｄ） なる式に基づいて演算することを特徴とする請求項２に
   記載の内燃機関の制御装置。
7. 【請求項７】 前記Ｋ４が、０．２〜０．３の値に設定さ
   れ、 前記Ｋ５が、３〜４の値に設定されたことを特徴とする
   請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
8. 【請求項８】 前記排気還流制御手段により制御される排
   気還流弁が、所定の進み次数をもって制御されることを
   特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１つに記載の内
   燃機関の制御装置。
9. 【請求項９】 前記吸気絞り弁が、所定の進み次数をもっ
   て制御されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機
   関の制御装置。