JP3518203B2 - Ｅｇｒ装置付き内燃機関 - Google Patents
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- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
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- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
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- F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＥＧＲ装置付き内
燃機関に関し、特には、吸気系内に酸素濃度センサを備
えたＥＧＲ装置付き内燃機関に関する。
燃機関に関し、特には、吸気系内に酸素濃度センサを備
えたＥＧＲ装置付き内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気の一部を吸気通路に還流
させ、内燃機関での燃焼を抑制する排気ガス再循環（Ｅ
ＧＲ）装置が知られている。排気の一部を吸気通路に還
流させるためのＥＧＲ通路にはＥＧＲ制御弁が配置さ
れ、従来は、ＥＧＲ制御弁の開度を、吸気通路に還流さ
れるＥＧＲガスの量を求めることにより正確に制御され
ていた。この種のＥＧＲ量算出方法の例としては、例え
ば特開昭５７−１４８０４８号公報に記載されたものが
ある。同公報のＥＧＲ量算出方法では、吸気通路には、
新気量を検出するためのエアフローメータと、新気量及
びＥＧＲ量の和である全ガス量を検出するための圧力検
出器とが配置され、全ガス量と新気量との差からＥＧＲ
量が算出される。
させ、内燃機関での燃焼を抑制する排気ガス再循環（Ｅ
ＧＲ）装置が知られている。排気の一部を吸気通路に還
流させるためのＥＧＲ通路にはＥＧＲ制御弁が配置さ
れ、従来は、ＥＧＲ制御弁の開度を、吸気通路に還流さ
れるＥＧＲガスの量を求めることにより正確に制御され
ていた。この種のＥＧＲ量算出方法の例としては、例え
ば特開昭５７−１４８０４８号公報に記載されたものが
ある。同公報のＥＧＲ量算出方法では、吸気通路には、
新気量を検出するためのエアフローメータと、新気量及
びＥＧＲ量の和である全ガス量を検出するための圧力検
出器とが配置され、全ガス量と新気量との差からＥＧＲ
量が算出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内燃機
関に吸入される吸入空気量を正確に測定するためには、
それぞれのガスの温度を考慮して、測定されたガス量を
補正しなければならない。ところが、温度センサによっ
てガスの温度を測定する場合、温度センサの時定数がか
なり大きいために、各瞬間の温度を正確に測定すること
は困難である。それゆえ、温度変化の大きい内燃機関の
過渡運転時には、測定された温度データが、実際の温度
データからかなりずれてしまうため、ＥＧＲ量を正確に
測定することは困難である。ＥＧＲ量が正確に測定され
ないと、内燃機関では適切な燃焼が行われず、その結
果、排気中のＮＯｘやスモークの量が増加してしまう課
題が生じる。
関に吸入される吸入空気量を正確に測定するためには、
それぞれのガスの温度を考慮して、測定されたガス量を
補正しなければならない。ところが、温度センサによっ
てガスの温度を測定する場合、温度センサの時定数がか
なり大きいために、各瞬間の温度を正確に測定すること
は困難である。それゆえ、温度変化の大きい内燃機関の
過渡運転時には、測定された温度データが、実際の温度
データからかなりずれてしまうため、ＥＧＲ量を正確に
測定することは困難である。ＥＧＲ量が正確に測定され
ないと、内燃機関では適切な燃焼が行われず、その結
果、排気中のＮＯｘやスモークの量が増加してしまう課
題が生じる。
【０００４】エアフローメータ、圧力検出センサ、温度
センサ等、多数のセンサを使用する場合、各センサの有
する誤差が累積してしまい、各センサの検出値から算出
されるガス量は精度が低下してしまうという課題が生じ
る。更に、システムの制御プログラムが複雑になってし
まい、ＥＧＲ装置のシステムコストが高くなってしまう
という課題が生じる。
センサ等、多数のセンサを使用する場合、各センサの有
する誤差が累積してしまい、各センサの検出値から算出
されるガス量は精度が低下してしまうという課題が生じ
る。更に、システムの制御プログラムが複雑になってし
まい、ＥＧＲ装置のシステムコストが高くなってしまう
という課題が生じる。
【０００５】温度センサに含まれる誤差を小さくするた
めに応答性の良い温度センサを使用する場合、内燃機関
の過渡運転時の実際の温度データをある程度正確に測定
することが可能になる。しかしながら、応答性の良い温
度センサは価格が高いために、ＥＧＲ装置のシステムコ
ストが高くなってしまう課題が生じる。
めに応答性の良い温度センサを使用する場合、内燃機関
の過渡運転時の実際の温度データをある程度正確に測定
することが可能になる。しかしながら、応答性の良い温
度センサは価格が高いために、ＥＧＲ装置のシステムコ
ストが高くなってしまう課題が生じる。
【０００６】一方で、従来から、ＥＧＲ装置が正確に作
動されているか否か、つまりＥＧＲ装置の故障を判断す
るために、吸気量に占めるＥＧＲ量の割合であるＥＧＲ
率が使用されている。ところが、上述されたようにＥＧ
Ｒ量が正確に測定されないと、算出されるＥＧＲ率は不
正確になってしまう。ＥＧＲ率が正確に得られない場合
には、ＥＧＲ装置の故障は正確に判断できない。その結
果、ＥＧＲ装置の故障判断を正確に行うことができない
課題が生じる。
動されているか否か、つまりＥＧＲ装置の故障を判断す
るために、吸気量に占めるＥＧＲ量の割合であるＥＧＲ
率が使用されている。ところが、上述されたようにＥＧ
Ｒ量が正確に測定されないと、算出されるＥＧＲ率は不
正確になってしまう。ＥＧＲ率が正確に得られない場合
には、ＥＧＲ装置の故障は正確に判断できない。その結
果、ＥＧＲ装置の故障判断を正確に行うことができない
課題が生じる。
【０００７】本発明は、前記課題に鑑み、排気中のＮＯ
ｘやスモークの少ない燃焼を行うＥＧＲ装置付き内燃機
関を提供することを目的とする。
ｘやスモークの少ない燃焼を行うＥＧＲ装置付き内燃機
関を提供することを目的とする。
【０００８】更に本発明は、少数のセンサを備えること
により、排気中のＮＯｘやスモークの少ない燃焼を行う
ことが可能であり、かつ、システムコストが低く、ＥＧ
Ｒ率又はＥＧＲ量を正確に検出可能なＥＧＲ装置付き内
燃機関を提供することを目的とする。
により、排気中のＮＯｘやスモークの少ない燃焼を行う
ことが可能であり、かつ、システムコストが低く、ＥＧ
Ｒ率又はＥＧＲ量を正確に検出可能なＥＧＲ装置付き内
燃機関を提供することを目的とする。
【０００９】更に本発明は、上記目的を達成し、かつ、
ＥＧＲ装置の故障判断を正確に行うことができるＥＧＲ
装置付き内燃機関を提供することを目的とする。
ＥＧＲ装置の故障判断を正確に行うことができるＥＧＲ
装置付き内燃機関を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するよ
うに設けられたＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に設けられ
前記排気通路から前記吸気通路へ流れるＥＧＲガスの流
量を制御するＥＧＲ制御弁とを備えたＥＧＲ装置付き内
燃機関において、前記吸気通路と前記ＥＧＲ通路との合
流部より下流の前記吸気通路内に設けられ、前記機関へ
供給される新気とＥＧＲガスとの混合した吸気における
酸素濃度である吸気酸素濃度を検出する酸素濃度検出手
段と、該酸素濃度検出手段により検出された検出値よ
り、前記吸気に占める前記ＥＧＲガスの混合割合である
実際のＥＧＲ率と実際の空気過剰率との比である実際換
算ＥＧＲ率を算出する実際換算ＥＧＲ率算出手段と、を
具備することを特徴とするＥＧＲ装置付き内燃機関が提
供される。
よれば、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するよ
うに設けられたＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に設けられ
前記排気通路から前記吸気通路へ流れるＥＧＲガスの流
量を制御するＥＧＲ制御弁とを備えたＥＧＲ装置付き内
燃機関において、前記吸気通路と前記ＥＧＲ通路との合
流部より下流の前記吸気通路内に設けられ、前記機関へ
供給される新気とＥＧＲガスとの混合した吸気における
酸素濃度である吸気酸素濃度を検出する酸素濃度検出手
段と、該酸素濃度検出手段により検出された検出値よ
り、前記吸気に占める前記ＥＧＲガスの混合割合である
実際のＥＧＲ率と実際の空気過剰率との比である実際換
算ＥＧＲ率を算出する実際換算ＥＧＲ率算出手段と、を
具備することを特徴とするＥＧＲ装置付き内燃機関が提
供される。
【００１１】請求項２に記載の発明によれば、上記実際
換算ＥＧＲ率算出手段とは、上記内燃機関の燃焼により
生成する排気ガスの還流を加味した上記吸気の状態を示
した所定の状態方程式と、上記酸素濃度検出手段により
検出された検出値とを基に上記実際換算ＥＧＲ率を算出
することを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ装置付き
内燃機関が提供される。
換算ＥＧＲ率算出手段とは、上記内燃機関の燃焼により
生成する排気ガスの還流を加味した上記吸気の状態を示
した所定の状態方程式と、上記酸素濃度検出手段により
検出された検出値とを基に上記実際換算ＥＧＲ率を算出
することを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ装置付き
内燃機関が提供される。
【００１２】請求項３に記載の発明によれば、上記実際
換算ＥＧＲ率算出手段とは、以下の式に基づいて実際換
算ＥＧＲ率を算出することを特徴とする請求項１に記載
のＥＧＲ装置付き内燃機関が提供される。 （Ｒ／λ）＝（（ａ−ｘ）Ｌ0 ）／（ａＬ0 ＋（ｂ−ａ
Ｌ0 ）ｘ） Ｒ／λ：実際換算ＥＧＲ率 ａ：大気中の酸素濃度 ｘ：吸気酸素濃度 Ｌ0 ：単位当たりの燃料の燃焼に必要な理論空気量 ｂ：単位当たりの燃料の燃焼によって生成する二酸化炭
素及び水の量
換算ＥＧＲ率算出手段とは、以下の式に基づいて実際換
算ＥＧＲ率を算出することを特徴とする請求項１に記載
のＥＧＲ装置付き内燃機関が提供される。 （Ｒ／λ）＝（（ａ−ｘ）Ｌ0 ）／（ａＬ0 ＋（ｂ−ａ
Ｌ0 ）ｘ） Ｒ／λ：実際換算ＥＧＲ率 ａ：大気中の酸素濃度 ｘ：吸気酸素濃度 Ｌ0 ：単位当たりの燃料の燃焼に必要な理論空気量 ｂ：単位当たりの燃料の燃焼によって生成する二酸化炭
素及び水の量
【００１３】請求項４に記載の発明によれば、上記実際
換算ＥＧＲ率算出手段は、上記酸素濃度検出手段により
検出された吸気酸素濃度の値が増加すると上記実際換算
ＥＧＲ率の値が減少する、所定の関係に基づいて、吸気
酸素濃度から実際換算ＥＧＲ率を算出することを特徴と
する請求項１に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関が提供さ
れる。
換算ＥＧＲ率算出手段は、上記酸素濃度検出手段により
検出された吸気酸素濃度の値が増加すると上記実際換算
ＥＧＲ率の値が減少する、所定の関係に基づいて、吸気
酸素濃度から実際換算ＥＧＲ率を算出することを特徴と
する請求項１に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関が提供さ
れる。
【００１４】請求項１〜４に記載のＥＧＲ装置付き内燃
機関は、温度センサに比べて時定数が小さい吸気酸素濃
度検出手段と、吸気酸素濃度から実際換算ＥＧＲ率を算
出する実際換算ＥＧＲ率算出手段とを具備するため、内
燃機関の過渡運転時でも応答良く実際換算ＥＧＲ率を得
ることができる。更に、実際換算ＥＧＲ率を得るための
検出手段として、酸素濃度検出手段のみを具備するため
に、複数の検出手段を有する場合のように検出誤差が累
積されない。それゆえ、実際換算ＥＧＲ率の算出精度が
向上する。その結果、内燃機関の燃焼状態、つまり実際
換算ＥＧＲ率が精度よく監視され、内燃機関は、所望の
燃焼状態にて運転可能にされる。
機関は、温度センサに比べて時定数が小さい吸気酸素濃
度検出手段と、吸気酸素濃度から実際換算ＥＧＲ率を算
出する実際換算ＥＧＲ率算出手段とを具備するため、内
燃機関の過渡運転時でも応答良く実際換算ＥＧＲ率を得
ることができる。更に、実際換算ＥＧＲ率を得るための
検出手段として、酸素濃度検出手段のみを具備するため
に、複数の検出手段を有する場合のように検出誤差が累
積されない。それゆえ、実際換算ＥＧＲ率の算出精度が
向上する。その結果、内燃機関の燃焼状態、つまり実際
換算ＥＧＲ率が精度よく監視され、内燃機関は、所望の
燃焼状態にて運転可能にされる。
【００１５】請求項５に記載の発明によれば、上記内燃
機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転
状態検出手段により得られた検出値に対応する目標ＥＧ
Ｒ率を算出する目標ＥＧＲ率算出手段と、前記内燃機関
の実際の空気過剰率である実際空気過剰率を検出する実
際空気過剰率検出手段と、上記実際換算ＥＧＲ率と前記
実際空気過剰率とから前記内燃機関の実際のＥＧＲ率で
ある実際ＥＧＲ率を算出する実際ＥＧＲ率算出手段と、
上記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ制御弁の開度を、前
記実際ＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率に近づくように制御
するＥＧＲ率制御手段とを備えたことを特徴とする請求
項１〜４のいずれか一項に記載のＥＧＲ装置付き内燃機
関が提供される。
機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転
状態検出手段により得られた検出値に対応する目標ＥＧ
Ｒ率を算出する目標ＥＧＲ率算出手段と、前記内燃機関
の実際の空気過剰率である実際空気過剰率を検出する実
際空気過剰率検出手段と、上記実際換算ＥＧＲ率と前記
実際空気過剰率とから前記内燃機関の実際のＥＧＲ率で
ある実際ＥＧＲ率を算出する実際ＥＧＲ率算出手段と、
上記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ制御弁の開度を、前
記実際ＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率に近づくように制御
するＥＧＲ率制御手段とを備えたことを特徴とする請求
項１〜４のいずれか一項に記載のＥＧＲ装置付き内燃機
関が提供される。
【００１６】請求項５に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関
は、算出した実際換算ＥＧＲ率と、検出した実際空気過
剰率とから実際ＥＧＲ率を算出し、運転状態に対応する
目標ＥＧＲ率に実際ＥＧＲ率を近づけるようにＥＧＲ制
御弁の開度を制御するために、ＥＧＲ制御弁の開度が所
望の値に制御される。
は、算出した実際換算ＥＧＲ率と、検出した実際空気過
剰率とから実際ＥＧＲ率を算出し、運転状態に対応する
目標ＥＧＲ率に実際ＥＧＲ率を近づけるようにＥＧＲ制
御弁の開度を制御するために、ＥＧＲ制御弁の開度が所
望の値に制御される。
【００１７】請求項６に記載の発明によれば、上記実際
ＥＧＲ率と上記目標ＥＧＲ率との偏差を算出するＥＧＲ
率偏差算出手段と、前記偏差が上記ＥＧＲ装置の故障を
判断する基準値である所定の値より大きい場合には、上
記ＥＧＲ装置が故障していると判断する第１の故障判断
手段とを具備することを特徴とする請求項５に記載のＥ
ＧＲ装置付き内燃機関が提供される。
ＥＧＲ率と上記目標ＥＧＲ率との偏差を算出するＥＧＲ
率偏差算出手段と、前記偏差が上記ＥＧＲ装置の故障を
判断する基準値である所定の値より大きい場合には、上
記ＥＧＲ装置が故障していると判断する第１の故障判断
手段とを具備することを特徴とする請求項５に記載のＥ
ＧＲ装置付き内燃機関が提供される。
【００１８】請求項６に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関
は、実際ＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率との偏差を算出し、偏
差が所定の値より大きい場合にＥＧＲ装置が故障してい
ると判断するために、ＥＧＲ装置の故障の判断が正確に
行われる。
は、実際ＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率との偏差を算出し、偏
差が所定の値より大きい場合にＥＧＲ装置が故障してい
ると判断するために、ＥＧＲ装置の故障の判断が正確に
行われる。
【００１９】請求項７に記載の発明によれば、上記ＥＧ
Ｒ率制御手段は、上記実際ＥＧＲ率と上記目標ＥＧＲ率
とに基づいて、前記実際ＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率に
近づくように前記ＥＧＲ制御弁の開度をフィードバック
制御することを特徴とする請求項５に記載のＥＧＲ装置
付き内燃機関が提供される。
Ｒ率制御手段は、上記実際ＥＧＲ率と上記目標ＥＧＲ率
とに基づいて、前記実際ＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率に
近づくように前記ＥＧＲ制御弁の開度をフィードバック
制御することを特徴とする請求項５に記載のＥＧＲ装置
付き内燃機関が提供される。
【００２０】請求項７に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関
は、実際ＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率とに基づいて、ＥＧＲ
制御弁の開度のフィードバック制御を行うために、ＥＧ
Ｒ制御弁の開度は、作動中、常に所望の値に制御され
る。
は、実際ＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率とに基づいて、ＥＧＲ
制御弁の開度のフィードバック制御を行うために、ＥＧ
Ｒ制御弁の開度は、作動中、常に所望の値に制御され
る。
【００２１】請求項８に記載の発明によれば、上記内燃
機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転
状態検出手段により得られた検出値に対応する目標換算
ＥＧＲ率を算出する目標換算ＥＧＲ率算出手段と、上記
ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ制御弁の開度を、前記実
際換算ＥＧＲ率が前記目標換算ＥＧＲ率に近づくように
制御する換算ＥＧＲ率制御手段とを備えたことを特徴と
する請求項１〜４のいずれか一項に記載のＥＧＲ装置付
き内燃機関が提供される。
機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転
状態検出手段により得られた検出値に対応する目標換算
ＥＧＲ率を算出する目標換算ＥＧＲ率算出手段と、上記
ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ制御弁の開度を、前記実
際換算ＥＧＲ率が前記目標換算ＥＧＲ率に近づくように
制御する換算ＥＧＲ率制御手段とを備えたことを特徴と
する請求項１〜４のいずれか一項に記載のＥＧＲ装置付
き内燃機関が提供される。
【００２２】請求項８に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関
は、運転状態に対応する目標換算ＥＧＲ率に実際換算Ｅ
ＧＲ率を近づけるようにＥＧＲ制御弁の開度を制御する
ために、ＥＧＲ制御弁の開度が所望の値に制御される。
は、運転状態に対応する目標換算ＥＧＲ率に実際換算Ｅ
ＧＲ率を近づけるようにＥＧＲ制御弁の開度を制御する
ために、ＥＧＲ制御弁の開度が所望の値に制御される。
【００２３】請求項９に記載の発明によれば、上記実際
換算ＥＧＲ率と上記目標換算ＥＧＲ率との偏差を算出す
る換算ＥＧＲ率偏差算出手段と、前記偏差が上記ＥＧＲ
装置の故障を判断する基準値である所定の値より大きい
場合には、上記ＥＧＲ装置が故障していると判断する第
２の故障判断手段とを具備することを特徴とする請求項
８に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関が提供される。
換算ＥＧＲ率と上記目標換算ＥＧＲ率との偏差を算出す
る換算ＥＧＲ率偏差算出手段と、前記偏差が上記ＥＧＲ
装置の故障を判断する基準値である所定の値より大きい
場合には、上記ＥＧＲ装置が故障していると判断する第
２の故障判断手段とを具備することを特徴とする請求項
８に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関が提供される。
【００２４】請求項９に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関
は、実際換算ＥＧＲ率と目標換算ＥＧＲ率との偏差を算
出し、偏差が所定の値より大きい場合にＥＧＲ装置が故
障していると判断するために、ＥＧＲ装置の故障の判断
が正確に行われる。
は、実際換算ＥＧＲ率と目標換算ＥＧＲ率との偏差を算
出し、偏差が所定の値より大きい場合にＥＧＲ装置が故
障していると判断するために、ＥＧＲ装置の故障の判断
が正確に行われる。
【００２５】請求項１０に記載の発明によれば、上記換
算ＥＧＲ率制御手段は、上記実際換算ＥＧＲ率と上記目
標換算ＥＧＲ率とに基づいて、前記実際換算ＥＧＲ率が
前記目標換算ＥＧＲ率に近づくように上記ＥＧＲ制御弁
の開度をフィードバック制御することを特徴とする請求
項８に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関が提供される。
算ＥＧＲ率制御手段は、上記実際換算ＥＧＲ率と上記目
標換算ＥＧＲ率とに基づいて、前記実際換算ＥＧＲ率が
前記目標換算ＥＧＲ率に近づくように上記ＥＧＲ制御弁
の開度をフィードバック制御することを特徴とする請求
項８に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関が提供される。
【００２６】請求項１０に記載のＥＧＲ装置付き内燃機
関は、実際換算ＥＧＲ率と目標換算ＥＧＲ率とに基づい
て、ＥＧＲ制御弁の開度のフィードバック制御を行うた
めに、ＥＧＲ制御弁の開度は、作動中、常に所望の値に
制御される。
関は、実際換算ＥＧＲ率と目標換算ＥＧＲ率とに基づい
て、ＥＧＲ制御弁の開度のフィードバック制御を行うた
めに、ＥＧＲ制御弁の開度は、作動中、常に所望の値に
制御される。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
のＥＧＲ装置付き内燃機関を説明する。まず、本発明の
ＥＧＲ装置付き内燃機関の第一の実施形態を詳細に説明
する。図１は、本発明のＥＧＲ装置付き内燃機関の第一
の実施形態の概略構成図である。図１において、１０は
ディーゼルエンジン、１２は吸気通路、１４は排気通路
を示している。ＥＧＲ装置は、エンジン１０の排気の一
部を吸気通路１２のサージタンク（図示せず）に還流さ
せるために、排気通路１４と吸気通路１２のサージタン
クとを接続するＥＧＲ通路１６、及びＥＧＲ通路１６上
に設けられたＥＧＲ制御弁１８とを備えている。図１に
２０で示すのは、ＥＧＲ制御弁１８を駆動するＥＧＲ制
御弁駆動部であり、例えば、負圧アクチュエータ、ステ
ッパモータ等の適宜な形式のＥＧＲアクチュエータであ
る。後述するように、エンジン１０のＥＣＵ（制御回
路）３０は、エンジン１０の燃料噴射量およびエンジン
回転数等のエンジン１０の運転状態に応じてＥＧＲ制御
弁駆動部２０を駆動し、ＥＧＲ制御弁１８の開度を調節
する。これにより、排気通路１４からＥＧＲ通路１６を
通って吸気通路１２に還流するＥＧＲガスの量が制御さ
れる。
のＥＧＲ装置付き内燃機関を説明する。まず、本発明の
ＥＧＲ装置付き内燃機関の第一の実施形態を詳細に説明
する。図１は、本発明のＥＧＲ装置付き内燃機関の第一
の実施形態の概略構成図である。図１において、１０は
ディーゼルエンジン、１２は吸気通路、１４は排気通路
を示している。ＥＧＲ装置は、エンジン１０の排気の一
部を吸気通路１２のサージタンク（図示せず）に還流さ
せるために、排気通路１４と吸気通路１２のサージタン
クとを接続するＥＧＲ通路１６、及びＥＧＲ通路１６上
に設けられたＥＧＲ制御弁１８とを備えている。図１に
２０で示すのは、ＥＧＲ制御弁１８を駆動するＥＧＲ制
御弁駆動部であり、例えば、負圧アクチュエータ、ステ
ッパモータ等の適宜な形式のＥＧＲアクチュエータであ
る。後述するように、エンジン１０のＥＣＵ（制御回
路）３０は、エンジン１０の燃料噴射量およびエンジン
回転数等のエンジン１０の運転状態に応じてＥＧＲ制御
弁駆動部２０を駆動し、ＥＧＲ制御弁１８の開度を調節
する。これにより、排気通路１４からＥＧＲ通路１６を
通って吸気通路１２に還流するＥＧＲガスの量が制御さ
れる。
【００２８】図１に３０で示すのは、エンジン１０のＥ
ＣＵ（制御回路）である。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭ（リー
ドオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、及び入力ポー
ト、出力ポートを相互に双方向性バスで接続した公知の
形式のデジタルコンピュータとして構成されている。Ｅ
ＣＵ３０は、エンジン１０の燃料噴射制御等の基本制御
を行う他、ＥＧＲ制御弁１８の開度を制御するＥＧＲ制
御や、ダイアグノーシス（故障診断装置）３２による故
障警告表示の制御等の各制御を行う。
ＣＵ（制御回路）である。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭ（リー
ドオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、及び入力ポー
ト、出力ポートを相互に双方向性バスで接続した公知の
形式のデジタルコンピュータとして構成されている。Ｅ
ＣＵ３０は、エンジン１０の燃料噴射制御等の基本制御
を行う他、ＥＧＲ制御弁１８の開度を制御するＥＧＲ制
御や、ダイアグノーシス（故障診断装置）３２による故
障警告表示の制御等の各制御を行う。
【００２９】これらの制御のために、ＥＣＵ３０の入力
ポートには、アクセルペダル（図示せず）に設けたアク
セル開度センサ２６からのアクセル開度θ（運転者のア
クセルペダル踏み込み量）に応じた電圧信号、吸気通路
１２内に設けた吸気酸素濃度センサ２２からの吸気酸素
濃度ｘに応じた電圧信号、及び排気通路１４内に設けた
排気酸素濃度センサ２４からの排気酸素濃度Ｃに応じた
電圧信号が、それぞれマルチプレクサ内蔵型のＡＤ変換
器（図示せず）を経由して入力されている。上記各セン
サからのアナログ電圧信号は、ＥＣＵ３０により一定時
間毎に実行されるＡＤ変換ルーチンによりデジタル信号
に入力され、ＥＣＵ３０のＲＡＭに格納されている。
又、上記の他、入力ポートには、エンジンのクランク軸
（図示せず）に配置された回転数センサ２８からエンジ
ン１０の回転数ＮＥを表すパルス信号が入力されてい
る。ＣＰＵは、一定時間毎に入力する回転数パルス周波
数からエンジン回転数ＮＥを算出し、ＲＡＭに格納す
る。吸気酸素濃度ｘ、排気酸素濃度Ｃ、アクセル開度θ
及びエンジン回転数ＮＥの各データは、一定時間毎に更
新され、ＲＡＭには常にこれらのデータの最新の値が格
納されている。
ポートには、アクセルペダル（図示せず）に設けたアク
セル開度センサ２６からのアクセル開度θ（運転者のア
クセルペダル踏み込み量）に応じた電圧信号、吸気通路
１２内に設けた吸気酸素濃度センサ２２からの吸気酸素
濃度ｘに応じた電圧信号、及び排気通路１４内に設けた
排気酸素濃度センサ２４からの排気酸素濃度Ｃに応じた
電圧信号が、それぞれマルチプレクサ内蔵型のＡＤ変換
器（図示せず）を経由して入力されている。上記各セン
サからのアナログ電圧信号は、ＥＣＵ３０により一定時
間毎に実行されるＡＤ変換ルーチンによりデジタル信号
に入力され、ＥＣＵ３０のＲＡＭに格納されている。
又、上記の他、入力ポートには、エンジンのクランク軸
（図示せず）に配置された回転数センサ２８からエンジ
ン１０の回転数ＮＥを表すパルス信号が入力されてい
る。ＣＰＵは、一定時間毎に入力する回転数パルス周波
数からエンジン回転数ＮＥを算出し、ＲＡＭに格納す
る。吸気酸素濃度ｘ、排気酸素濃度Ｃ、アクセル開度θ
及びエンジン回転数ＮＥの各データは、一定時間毎に更
新され、ＲＡＭには常にこれらのデータの最新の値が格
納されている。
【００３０】ＥＣＵ３０の出力ポートは、ＥＧＲ制御弁
１８のＥＧＲ制御弁駆動部２０に駆動回路（図示せず）
を介して接続され、ＥＧＲ制御弁１８の開度制御が行わ
れる。又、ＥＣＵ３０の出力ポートはダイアグノーシス
（故障診断装置）３２に接続され、ダイアグノーシス３
２はＥＧＲ装置の故障診断を行う。
１８のＥＧＲ制御弁駆動部２０に駆動回路（図示せず）
を介して接続され、ＥＧＲ制御弁１８の開度制御が行わ
れる。又、ＥＣＵ３０の出力ポートはダイアグノーシス
（故障診断装置）３２に接続され、ダイアグノーシス３
２はＥＧＲ装置の故障診断を行う。
【００３１】本実施形態では、エンジン１０の要求噴射
量Ｑは、アクセル開度θとエンジン回転数ＮＥとにより
算出される。図２は、アクセル開度θとエンジン回転数
ＮＥとから要求噴射量Ｑを算出する要求噴射量算出用マ
ップである。図２の縦軸は要求噴射量Ｑを、横軸はエン
ジン回転数ＮＥを示し、図中の各線は、アクセル開度θ
が一定の場合の要求噴射量Ｑを示している。図２に示す
ように、要求噴射量Ｑは、エンジン回転数ＮＥが同一で
あればアクセル開度θが大きい程大きい値をとり、アク
セル開度θが同一であればエンジン回転数ＮＥが低い程
大きな値をとるように設定される。図２の各要求噴射量
Ｑの値は、ＮＥとθとをパラメータとして用いた数値マ
ップの形で予めＥＣＵ３０のＲＯＭに格納されており、
ＥＣＵ３０は、検出したエンジン回転数ＮＥとアクセル
開度θとの値に基づいて、この数値マップから要求噴射
量Ｑの値を設定する。
量Ｑは、アクセル開度θとエンジン回転数ＮＥとにより
算出される。図２は、アクセル開度θとエンジン回転数
ＮＥとから要求噴射量Ｑを算出する要求噴射量算出用マ
ップである。図２の縦軸は要求噴射量Ｑを、横軸はエン
ジン回転数ＮＥを示し、図中の各線は、アクセル開度θ
が一定の場合の要求噴射量Ｑを示している。図２に示す
ように、要求噴射量Ｑは、エンジン回転数ＮＥが同一で
あればアクセル開度θが大きい程大きい値をとり、アク
セル開度θが同一であればエンジン回転数ＮＥが低い程
大きな値をとるように設定される。図２の各要求噴射量
Ｑの値は、ＮＥとθとをパラメータとして用いた数値マ
ップの形で予めＥＣＵ３０のＲＯＭに格納されており、
ＥＣＵ３０は、検出したエンジン回転数ＮＥとアクセル
開度θとの値に基づいて、この数値マップから要求噴射
量Ｑの値を設定する。
【００３２】更に、目標ＥＧＲ率、つまり目標とされる
ＥＧＲ率は、上述した要求噴射量Ｑとエンジン回転数Ｎ
Ｅとから算出される。図３は、エンジン回転数ＮＥと要
求噴射量Ｑとから目標ＥＧＲ率を算出する目標ＥＧＲ率
算出用マップである。図３の縦軸は要求噴射量Ｑを、横
軸はエンジン回転数ＮＥを示し、図中のＲ1 、Ｒ2 、Ｒ
3 、Ｒ4 は、所定の値の目標ＥＧＲ率を示す。ここで、
Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 及びＲ4 は、Ｒ1 ＞Ｒ2 ＞Ｒ3 ＞Ｒ4
の関係を有する。図３の各目標ＥＧＲ率の値は、要求噴
射量Ｑと回転数ＮＥとをパラメータとして用いた数値マ
ップの形で予めＥＣＵ３０のＲＯＭに格納されており、
ＥＣＵ３０は、要求噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとの
値に基づいて、この数値マップから目標ＥＧＲ率の値を
設定する。
ＥＧＲ率は、上述した要求噴射量Ｑとエンジン回転数Ｎ
Ｅとから算出される。図３は、エンジン回転数ＮＥと要
求噴射量Ｑとから目標ＥＧＲ率を算出する目標ＥＧＲ率
算出用マップである。図３の縦軸は要求噴射量Ｑを、横
軸はエンジン回転数ＮＥを示し、図中のＲ1 、Ｒ2 、Ｒ
3 、Ｒ4 は、所定の値の目標ＥＧＲ率を示す。ここで、
Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 及びＲ4 は、Ｒ1 ＞Ｒ2 ＞Ｒ3 ＞Ｒ4
の関係を有する。図３の各目標ＥＧＲ率の値は、要求噴
射量Ｑと回転数ＮＥとをパラメータとして用いた数値マ
ップの形で予めＥＣＵ３０のＲＯＭに格納されており、
ＥＣＵ３０は、要求噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとの
値に基づいて、この数値マップから目標ＥＧＲ率の値を
設定する。
【００３３】次に、第一の実施形態のＥＧＲ装置の制御
について説明する。図４は、本発明のＥＧＲ装置付き内
燃機関の第一の実施形態のＥＧＲ装置の制御フローチャ
ートである。ＥＧＲ装置の制御が開始されると（ステッ
プ２００）、まず図１のアクセル開度センサ２６と回転
数センサ２８とによってアクセル開度θとエンジン回転
数ＮＥとが検出される（ステップ２０２）。続いて、上
述した図２を使用して、アクセル開度θとエンジン回転
数ＮＥとから要求噴射量Ｑが算出される（ステップ２０
４）。続いて、上述した図３を使用して、要求噴射量Ｑ
とエンジン回転数ＮＥとから目標ＥＧＲ率が算出される
（ステップ２０６）。
について説明する。図４は、本発明のＥＧＲ装置付き内
燃機関の第一の実施形態のＥＧＲ装置の制御フローチャ
ートである。ＥＧＲ装置の制御が開始されると（ステッ
プ２００）、まず図１のアクセル開度センサ２６と回転
数センサ２８とによってアクセル開度θとエンジン回転
数ＮＥとが検出される（ステップ２０２）。続いて、上
述した図２を使用して、アクセル開度θとエンジン回転
数ＮＥとから要求噴射量Ｑが算出される（ステップ２０
４）。続いて、上述した図３を使用して、要求噴射量Ｑ
とエンジン回転数ＮＥとから目標ＥＧＲ率が算出される
（ステップ２０６）。
【００３４】続いて、図１の排気酸素濃度センサ２４に
より、排気酸素濃度Ｃが検出される（ステップ２０
８）。排気酸素濃度センサ２４の出力値である排気酸素
濃度Ｃは、実際空気過剰率λ（エンジンの空燃比）と一
対一に対応しているため、実際空気過剰率λは、排気酸
素濃度Ｃから算出される（ステップ２１０）。続いて、
図１の吸気酸素濃度センサ２２により、吸気酸素濃度ｘ
が検出される（ステップ２１２）。吸気酸素濃度ｘは、
後述するように変換され、実際のＥＧＲ率と空気過剰率
との比である実際換算ＥＧＲ率が算出される（ステップ
２１４）。
より、排気酸素濃度Ｃが検出される（ステップ２０
８）。排気酸素濃度センサ２４の出力値である排気酸素
濃度Ｃは、実際空気過剰率λ（エンジンの空燃比）と一
対一に対応しているため、実際空気過剰率λは、排気酸
素濃度Ｃから算出される（ステップ２１０）。続いて、
図１の吸気酸素濃度センサ２２により、吸気酸素濃度ｘ
が検出される（ステップ２１２）。吸気酸素濃度ｘは、
後述するように変換され、実際のＥＧＲ率と空気過剰率
との比である実際換算ＥＧＲ率が算出される（ステップ
２１４）。
【００３５】以下、図５及び図６を参照して、吸気酸素
濃度ｘから実際換算ＥＧＲ率が算出される方法を詳細に
説明する。図５及び図６は、還流、つまりＥＧＲガスが
ＥＧＲ通路を介して吸気通路まで戻されることが、十分
に行われた状態の吸気量と吸気中の酸素量とを、ＥＧＲ
率Ｒ、空気過剰率λ等で示すことを目的とする。図５
は、還流回数が０回、１回、２回、ｎ回、及び定常状態
（ｎ→∞の状態）における、単位燃料量当たりの吸気量
（Ｎｍ3 ／ｋｇ）と、単位燃料量当たりの排気量（Ｎｍ
3 ／ｋｇ）とを示す。ここで、λは空気過剰率であり、
Ｌ0 は、単位燃料量当たりの理論空気量（Ｎｍ3 ／ｋ
ｇ）、つまり１ｋｇの燃料が完全燃焼するのに必要な量
の酸素を含む空気量であり、ＲはＥＧＲ率であり、ａは
大気中の酸素濃度であり、ｂは単位燃料量当たりのＣＯ
2 及びＨ2 Ｏの生成量（Ｎｍ3 ／ｋｇ）である。
濃度ｘから実際換算ＥＧＲ率が算出される方法を詳細に
説明する。図５及び図６は、還流、つまりＥＧＲガスが
ＥＧＲ通路を介して吸気通路まで戻されることが、十分
に行われた状態の吸気量と吸気中の酸素量とを、ＥＧＲ
率Ｒ、空気過剰率λ等で示すことを目的とする。図５
は、還流回数が０回、１回、２回、ｎ回、及び定常状態
（ｎ→∞の状態）における、単位燃料量当たりの吸気量
（Ｎｍ3 ／ｋｇ）と、単位燃料量当たりの排気量（Ｎｍ
3 ／ｋｇ）とを示す。ここで、λは空気過剰率であり、
Ｌ0 は、単位燃料量当たりの理論空気量（Ｎｍ3 ／ｋ
ｇ）、つまり１ｋｇの燃料が完全燃焼するのに必要な量
の酸素を含む空気量であり、ＲはＥＧＲ率であり、ａは
大気中の酸素濃度であり、ｂは単位燃料量当たりのＣＯ
2 及びＨ2 Ｏの生成量（Ｎｍ3 ／ｋｇ）である。
【００３６】還流回数が０回の際に、エンジンには、理
論空気量Ｌ0 に空気過剰率λを乗じたλＬ0 の新気が吸
入される。λＬ0 の新気が燃焼されると、燃焼に使用さ
れない（λ−１）Ｌ0 の空気と、残りの空気Ｌ0 のうち
の燃焼に使用されなかった空気（Ｏ2 以外の成分）であ
る（１−ａ）Ｌ0 と、燃焼により生成したＣＯ2 及びＨ
2 Ｏであるｂとが排出される（（λ−１）Ｌ0 ＋（１−
ａ）Ｌ0 ＋ｂ＝（λ−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）。続いて、排気
（（λ−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）のうちのＥＧＲ率分だけが、図
１のＥＧＲ通路１６を介して吸気通路１２まで還流され
る。この状態、つまり還流回数が１回の状態で、エンジ
ンに吸入される吸気量は、新たな新気の量であるλＬ0
と、ＥＧＲガスの量であるＲ（（λ−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）と
の合計量（λＬ0 ＋Ｒ（（λ−ａ）Ｌ0 ＋ｂ））にな
る。燃焼後の排気量は、同様に算出されて、（１＋Ｒ）
（（λ−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）になる。同様に、還流回数が２
回の際の、吸気量は（λＬ0 ＋Ｒ（１＋Ｒ）（（λ−
ａ）Ｌ0 ＋ｂ））に、排気量は（１＋Ｒ＋Ｒ2 ）（（λ
−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）になり、還流回数がｎ回の際の、吸気
量は（λＬ0 ＋Ｒ（１＋Ｒ＋…＋Ｒn-1 ）（（λ−ａ）
Ｌ0 ＋ｂ））に、排気量は（１＋Ｒ＋…＋Ｒn ）（（λ
−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）になり、定常（ｎ→∞）状態では、吸
気量は（λＬ0 ＋（Ｒ／（１−Ｒ））（（λ−ａ）Ｌ0
＋ｂ））になり、排気量は（１／（１−Ｒ））（（λ−
ａ）Ｌ0 ＋ｂ）になる。
論空気量Ｌ0 に空気過剰率λを乗じたλＬ0 の新気が吸
入される。λＬ0 の新気が燃焼されると、燃焼に使用さ
れない（λ−１）Ｌ0 の空気と、残りの空気Ｌ0 のうち
の燃焼に使用されなかった空気（Ｏ2 以外の成分）であ
る（１−ａ）Ｌ0 と、燃焼により生成したＣＯ2 及びＨ
2 Ｏであるｂとが排出される（（λ−１）Ｌ0 ＋（１−
ａ）Ｌ0 ＋ｂ＝（λ−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）。続いて、排気
（（λ−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）のうちのＥＧＲ率分だけが、図
１のＥＧＲ通路１６を介して吸気通路１２まで還流され
る。この状態、つまり還流回数が１回の状態で、エンジ
ンに吸入される吸気量は、新たな新気の量であるλＬ0
と、ＥＧＲガスの量であるＲ（（λ−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）と
の合計量（λＬ0 ＋Ｒ（（λ−ａ）Ｌ0 ＋ｂ））にな
る。燃焼後の排気量は、同様に算出されて、（１＋Ｒ）
（（λ−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）になる。同様に、還流回数が２
回の際の、吸気量は（λＬ0 ＋Ｒ（１＋Ｒ）（（λ−
ａ）Ｌ0 ＋ｂ））に、排気量は（１＋Ｒ＋Ｒ2 ）（（λ
−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）になり、還流回数がｎ回の際の、吸気
量は（λＬ0 ＋Ｒ（１＋Ｒ＋…＋Ｒn-1 ）（（λ−ａ）
Ｌ0 ＋ｂ））に、排気量は（１＋Ｒ＋…＋Ｒn ）（（λ
−ａ）Ｌ0 ＋ｂ）になり、定常（ｎ→∞）状態では、吸
気量は（λＬ0 ＋（Ｒ／（１−Ｒ））（（λ−ａ）Ｌ0
＋ｂ））になり、排気量は（１／（１−Ｒ））（（λ−
ａ）Ｌ0 ＋ｂ）になる。
【００３７】図６は、還流回数が０回、１回、２回、ｎ
回、及び定常状態における、単位燃料量当たりの吸気中
の酸素量（Ｎｍ3 ／ｋｇ）と、単位燃料量当たりの排気
中の酸素量（Ｎｍ3 ／ｋｇ）とを示す。図５と同様に、
λは空気過剰率であり、Ｌ0は、単位燃料量当たりの理
論空気量（Ｎｍ3 ／ｋｇ）、つまり１ｋｇの燃料が完全
燃焼するのに必要な量の酸素を含む空気量であり、Ｒは
ＥＧＲ率であり、ａは大気中の酸素濃度であり、ｂは単
位燃料量当たりのＣＯ2 及びＨ2 Ｏの生成量（Ｎｍ3 ／
ｋｇ）である。
回、及び定常状態における、単位燃料量当たりの吸気中
の酸素量（Ｎｍ3 ／ｋｇ）と、単位燃料量当たりの排気
中の酸素量（Ｎｍ3 ／ｋｇ）とを示す。図５と同様に、
λは空気過剰率であり、Ｌ0は、単位燃料量当たりの理
論空気量（Ｎｍ3 ／ｋｇ）、つまり１ｋｇの燃料が完全
燃焼するのに必要な量の酸素を含む空気量であり、Ｒは
ＥＧＲ率であり、ａは大気中の酸素濃度であり、ｂは単
位燃料量当たりのＣＯ2 及びＨ2 Ｏの生成量（Ｎｍ3 ／
ｋｇ）である。
【００３８】還流回数が０回の際に、エンジンには、理
論空気量Ｌ0 に空気過剰率λを乗じたλＬ0 の新気が吸
入され、吸気中の酸素量はａλＬ0 である。λＬ0 の新
気が燃焼されると、燃焼に使用されない空気（λ−１）
Ｌ0 中の酸素量ａ（λ−１）Ｌ0 が、排気中の酸素量に
なる。続いて、図５に示すように、排気（（λ−ａ）Ｌ
0 ＋ｂ）のうちのＥＧＲ率分だけが、ＥＧＲ通路１６を
介して吸気通路１２に還流され（図１）、還流回数が１
回の際に、エンジンに吸入される吸気中の酸素量は、新
気中の酸素量であるａλＬ0 と、ＥＧＲガス中の酸素量
Ｒａ（λ−１）Ｌ0 との合計量（ａλＬ0 ＋Ｒａ（λ−
１）Ｌ0 ）になる。燃焼後の排気中の酸素量は、同様に
算出されて、（１＋Ｒ）ａ（λ−１）Ｌ0 になる。同様
に、還流回数が２回の際の、吸気中の酸素量は（ａλＬ
0 ＋Ｒ（１＋Ｒ）ａ（λ−１）Ｌ 0 ）に、排気中の酸素
量は（１＋Ｒ＋Ｒ2 ）ａ（λ−１）Ｌ0 になり、還流回
数がｎ回の際の、吸気中の酸素量は（ａλＬ0 ＋Ｒ（１
＋Ｒ＋…＋Ｒn-1 ）ａ（λ−１）Ｌ0 ）に、排気中の酸
素量は（１＋Ｒ＋…＋Ｒn ）ａ（λ−１）Ｌ0 になり、
定常状態では、吸気中の酸素量は（ａλＬ0 ＋（Ｒ／
（１−Ｒ））ａ（λ−１）Ｌ0 ）になり、排気中の酸素
量は（１／（１−Ｒ））ａ（λ−１）Ｌ0 になる。
論空気量Ｌ0 に空気過剰率λを乗じたλＬ0 の新気が吸
入され、吸気中の酸素量はａλＬ0 である。λＬ0 の新
気が燃焼されると、燃焼に使用されない空気（λ−１）
Ｌ0 中の酸素量ａ（λ−１）Ｌ0 が、排気中の酸素量に
なる。続いて、図５に示すように、排気（（λ−ａ）Ｌ
0 ＋ｂ）のうちのＥＧＲ率分だけが、ＥＧＲ通路１６を
介して吸気通路１２に還流され（図１）、還流回数が１
回の際に、エンジンに吸入される吸気中の酸素量は、新
気中の酸素量であるａλＬ0 と、ＥＧＲガス中の酸素量
Ｒａ（λ−１）Ｌ0 との合計量（ａλＬ0 ＋Ｒａ（λ−
１）Ｌ0 ）になる。燃焼後の排気中の酸素量は、同様に
算出されて、（１＋Ｒ）ａ（λ−１）Ｌ0 になる。同様
に、還流回数が２回の際の、吸気中の酸素量は（ａλＬ
0 ＋Ｒ（１＋Ｒ）ａ（λ−１）Ｌ 0 ）に、排気中の酸素
量は（１＋Ｒ＋Ｒ2 ）ａ（λ−１）Ｌ0 になり、還流回
数がｎ回の際の、吸気中の酸素量は（ａλＬ0 ＋Ｒ（１
＋Ｒ＋…＋Ｒn-1 ）ａ（λ−１）Ｌ0 ）に、排気中の酸
素量は（１＋Ｒ＋…＋Ｒn ）ａ（λ−１）Ｌ0 になり、
定常状態では、吸気中の酸素量は（ａλＬ0 ＋（Ｒ／
（１−Ｒ））ａ（λ−１）Ｌ0 ）になり、排気中の酸素
量は（１／（１−Ｒ））ａ（λ−１）Ｌ0 になる。
【００３９】以上のようにして得られた定常状態の吸気
量（λＬ0 ＋（Ｒ／（１−Ｒ））（（λ−ａ）Ｌ0 ＋
ｂ）及び吸気中の酸素量（ａλＬ0 ＋（Ｒ／（１−
Ｒ））ａ（λ−１）Ｌ0 ）と、図１の吸気酸素濃度セン
サ２２によって得られた吸気酸素濃度ｘとから、関係式
（吸気酸素濃度ｘ）＝（吸気中の酸素量（ａλＬ0 ＋
（Ｒ／（１−Ｒ））ａ（λ−１）Ｌ0 ））／（吸気量
（λＬ0 ＋（Ｒ／（１−Ｒ））（（λ−ａ）Ｌ0 ＋
ｂ））が得られる。更に、この式を変形することによ
り、実際換算ＥＧＲ率（Ｒ／λ）と吸気酸素濃度ｘとの
関係式（Ｒ／λ）＝（（ａ−ｘ）Ｌ0 ）／（ａＬ0 ＋
（ｂ−ａＬ0 ）ｘ）が得られる。
量（λＬ0 ＋（Ｒ／（１−Ｒ））（（λ−ａ）Ｌ0 ＋
ｂ）及び吸気中の酸素量（ａλＬ0 ＋（Ｒ／（１−
Ｒ））ａ（λ−１）Ｌ0 ）と、図１の吸気酸素濃度セン
サ２２によって得られた吸気酸素濃度ｘとから、関係式
（吸気酸素濃度ｘ）＝（吸気中の酸素量（ａλＬ0 ＋
（Ｒ／（１−Ｒ））ａ（λ−１）Ｌ0 ））／（吸気量
（λＬ0 ＋（Ｒ／（１−Ｒ））（（λ−ａ）Ｌ0 ＋
ｂ））が得られる。更に、この式を変形することによ
り、実際換算ＥＧＲ率（Ｒ／λ）と吸気酸素濃度ｘとの
関係式（Ｒ／λ）＝（（ａ−ｘ）Ｌ0 ）／（ａＬ0 ＋
（ｂ−ａＬ0 ）ｘ）が得られる。
【００４０】図４に戻り、上述した式（Ｒ／λ）＝
（（ａ−ｘ）Ｌ0 ）／（ａＬ0 ＋（ｂ−ａＬ0 ）ｘ）を
使用して、ステップ２１２で検出された吸気酸素濃度ｘ
から実際換算ＥＧＲ率が算出される（ステップ２１
４）。この場合、式（Ｒ／λ）＝（（ａ−ｘ）Ｌ0 ）／
（ａＬ0 ＋（ｂ−ａＬ0 ）ｘ）（双曲線を示す）を使用
するかわりに、図７に示すような、直線に近似された関
係式（Ｒ／λ）＝ｐｘ＋ｑ（ｐ、ｑは定数）を使用する
ことも可能である。なお、図７は、吸気酸素濃度と実際
換算ＥＧＲ率との関係を示すグラフである。
（（ａ−ｘ）Ｌ0 ）／（ａＬ0 ＋（ｂ−ａＬ0 ）ｘ）を
使用して、ステップ２１２で検出された吸気酸素濃度ｘ
から実際換算ＥＧＲ率が算出される（ステップ２１
４）。この場合、式（Ｒ／λ）＝（（ａ−ｘ）Ｌ0 ）／
（ａＬ0 ＋（ｂ−ａＬ0 ）ｘ）（双曲線を示す）を使用
するかわりに、図７に示すような、直線に近似された関
係式（Ｒ／λ）＝ｐｘ＋ｑ（ｐ、ｑは定数）を使用する
ことも可能である。なお、図７は、吸気酸素濃度と実際
換算ＥＧＲ率との関係を示すグラフである。
【００４１】続いて、ステップ２１０で得られた実際空
気過剰率λと、ステップ２１４で得られた実際換算ＥＧ
Ｒ率とを使用して、実際ＥＧＲ率が算出される（ステッ
プ２１６）。
気過剰率λと、ステップ２１４で得られた実際換算ＥＧ
Ｒ率とを使用して、実際ＥＧＲ率が算出される（ステッ
プ２１６）。
【００４２】続いて、ステップ２１８では、ダイアグノ
ーシス（故障診断装置）にて、ＥＧＲ装置の故障の判断
が行われ、予め設定された故障判断値と、実際ＥＧＲ率
と目標ＥＧＲ率との差の絶対値とが比較される。実際Ｅ
ＧＲ率と目標ＥＧＲ率との差の絶対値が故障判断値より
大きい場合には、ＥＧＲ装置は故障していると判断さ
れ、ダイアグノーシス（図示せず）は、ＥＧＲ装置が故
障している旨の警告表示を行い（ステップ２２０）、実
際ＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率との差の絶対値が故障判断値
以下の場合には、ダイアグノーシスは警告を行わない。
ーシス（故障診断装置）にて、ＥＧＲ装置の故障の判断
が行われ、予め設定された故障判断値と、実際ＥＧＲ率
と目標ＥＧＲ率との差の絶対値とが比較される。実際Ｅ
ＧＲ率と目標ＥＧＲ率との差の絶対値が故障判断値より
大きい場合には、ＥＧＲ装置は故障していると判断さ
れ、ダイアグノーシス（図示せず）は、ＥＧＲ装置が故
障している旨の警告表示を行い（ステップ２２０）、実
際ＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率との差の絶対値が故障判断値
以下の場合には、ダイアグノーシスは警告を行わない。
【００４３】続いて、ステップ２０６で得られた目標Ｅ
ＧＲ率と、ステップ２１６で得られた実際ＥＧＲ率とが
比較される（ステップ２２２）。目標ＥＧＲ率と実際Ｅ
ＧＲ率とが等しい場合には、ＥＧＲ制御弁は駆動され
ず、ＥＧＲ制御弁の開度はそのまま維持される。目標Ｅ
ＧＲ率と実際ＥＧＲ率とが異なる場合には、ＥＧＲ制御
弁が駆動され、ＥＧＲ制御弁の開度が調節される（ステ
ップ２２４）。詳細には、実際ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率
より大きい場合には、ＥＧＲ制御弁は、開度が小さくな
るように駆動され、実際ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小
さい場合には、ＥＧＲ制御弁は、開度が大きくなるよう
に駆動される。
ＧＲ率と、ステップ２１６で得られた実際ＥＧＲ率とが
比較される（ステップ２２２）。目標ＥＧＲ率と実際Ｅ
ＧＲ率とが等しい場合には、ＥＧＲ制御弁は駆動され
ず、ＥＧＲ制御弁の開度はそのまま維持される。目標Ｅ
ＧＲ率と実際ＥＧＲ率とが異なる場合には、ＥＧＲ制御
弁が駆動され、ＥＧＲ制御弁の開度が調節される（ステ
ップ２２４）。詳細には、実際ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率
より大きい場合には、ＥＧＲ制御弁は、開度が小さくな
るように駆動され、実際ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小
さい場合には、ＥＧＲ制御弁は、開度が大きくなるよう
に駆動される。
【００４４】以上の制御が終了すると、ステップ２００
まで戻り（ステップ２２６）、ＥＧＲ装置の制御は、上
述したようなステップを、エンジンが停止されるまで繰
り返す。
まで戻り（ステップ２２６）、ＥＧＲ装置の制御は、上
述したようなステップを、エンジンが停止されるまで繰
り返す。
【００４５】以下、本発明のＥＧＲ装置付き内燃機関の
第二の実施形態を説明する。第二の実施形態の構成を、
図１を使用して説明するが、図１において、第二の実施
形態の構成と第一の実施形態の構成とで異なる点は、第
二の実施形態は排気酸素濃度センサ２４を有さない点で
あり、その他の構成は、第一の実施形態と第二の実施形
態とで共通である。
第二の実施形態を説明する。第二の実施形態の構成を、
図１を使用して説明するが、図１において、第二の実施
形態の構成と第一の実施形態の構成とで異なる点は、第
二の実施形態は排気酸素濃度センサ２４を有さない点で
あり、その他の構成は、第一の実施形態と第二の実施形
態とで共通である。
【００４６】ＥＣＵ３０の入力ポートには、アクセルペ
ダル（図示せず）に設けたアクセル開度センサ２６から
のアクセル開度θ（運転者のアクセルペダル踏み込み
量）に応じた電圧信号、及び吸気通路１２内に設けた吸
気酸素濃度センサ２２からの吸気酸素濃度ｘに応じた電
圧信号が、それぞれマルチプレクサ内蔵型のＡＤ変換器
（図示せず）を経由して入力されている。上記各センサ
からのアナログ電圧信号は、ＥＣＵ３０により一定時間
毎に実行されるＡＤ変換ルーチンによりデジタル信号に
入力され、ＥＣＵ３０のＲＡＭに格納されている。又、
上記の他、入力ポートには、エンジンのクランク軸（図
示せず）に配置された回転数センサ２８からエンジン１
０の回転数ＮＥを表すパルス信号が入力されている。Ｃ
ＰＵは、一定時間毎に入力する回転数パルス周波数から
エンジン回転数ＮＥを算出し、ＲＡＭに格納する。吸気
酸素濃度ｘ、アクセル開度θ及びエンジン回転数ＮＥの
各データは、一定時間毎に更新され、ＲＡＭには常にこ
れらのデータの最新の値が格納されている。
ダル（図示せず）に設けたアクセル開度センサ２６から
のアクセル開度θ（運転者のアクセルペダル踏み込み
量）に応じた電圧信号、及び吸気通路１２内に設けた吸
気酸素濃度センサ２２からの吸気酸素濃度ｘに応じた電
圧信号が、それぞれマルチプレクサ内蔵型のＡＤ変換器
（図示せず）を経由して入力されている。上記各センサ
からのアナログ電圧信号は、ＥＣＵ３０により一定時間
毎に実行されるＡＤ変換ルーチンによりデジタル信号に
入力され、ＥＣＵ３０のＲＡＭに格納されている。又、
上記の他、入力ポートには、エンジンのクランク軸（図
示せず）に配置された回転数センサ２８からエンジン１
０の回転数ＮＥを表すパルス信号が入力されている。Ｃ
ＰＵは、一定時間毎に入力する回転数パルス周波数から
エンジン回転数ＮＥを算出し、ＲＡＭに格納する。吸気
酸素濃度ｘ、アクセル開度θ及びエンジン回転数ＮＥの
各データは、一定時間毎に更新され、ＲＡＭには常にこ
れらのデータの最新の値が格納されている。
【００４７】第二の実施形態では、第一の実施形態と異
なり、目標ＥＧＲ率の代わりに、目標換算ＥＧＲ率、つ
まり目標とされるＥＧＲ率と空気過剰率との比が、上述
した要求噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとから算出され
る。図８は、エンジン回転数ＮＥと要求噴射量Ｑとから
目標換算ＥＧＲ率を算出する目標換算ＥＧＲ率算出用マ
ップである。図８の縦軸は要求噴射量Ｑを、横軸はエン
ジン回転数ＮＥを示し、図中の（Ｒ／λ）1 、（Ｒ／
λ）2 、（Ｒ／λ）3 、（Ｒ／λ）4 は、所定の値の目
標換算ＥＧＲ率を示す。ここで、（Ｒ／λ）1 、（Ｒ／
λ）2 、（Ｒ／λ）3 及び（Ｒ／λ）4 は、（Ｒ／λ）
1 ＞（Ｒ／λ）2 ＞（Ｒ／λ）3 ＞（Ｒ／λ）4 の関係
を有する。図８の各目標換算ＥＧＲ率の値は、要求噴射
量Ｑと回転数ＮＥとをパラメータとして用いた数値マッ
プの形で予めＥＣＵ３０（図１）のＲＯＭに格納されて
おり、ＥＣＵ３０は、要求噴射量Ｑとエンジン回転数Ｎ
Ｅとの値に基づいて、この数値マップから目標ＥＧＲ率
の値を設定する。
なり、目標ＥＧＲ率の代わりに、目標換算ＥＧＲ率、つ
まり目標とされるＥＧＲ率と空気過剰率との比が、上述
した要求噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとから算出され
る。図８は、エンジン回転数ＮＥと要求噴射量Ｑとから
目標換算ＥＧＲ率を算出する目標換算ＥＧＲ率算出用マ
ップである。図８の縦軸は要求噴射量Ｑを、横軸はエン
ジン回転数ＮＥを示し、図中の（Ｒ／λ）1 、（Ｒ／
λ）2 、（Ｒ／λ）3 、（Ｒ／λ）4 は、所定の値の目
標換算ＥＧＲ率を示す。ここで、（Ｒ／λ）1 、（Ｒ／
λ）2 、（Ｒ／λ）3 及び（Ｒ／λ）4 は、（Ｒ／λ）
1 ＞（Ｒ／λ）2 ＞（Ｒ／λ）3 ＞（Ｒ／λ）4 の関係
を有する。図８の各目標換算ＥＧＲ率の値は、要求噴射
量Ｑと回転数ＮＥとをパラメータとして用いた数値マッ
プの形で予めＥＣＵ３０（図１）のＲＯＭに格納されて
おり、ＥＣＵ３０は、要求噴射量Ｑとエンジン回転数Ｎ
Ｅとの値に基づいて、この数値マップから目標ＥＧＲ率
の値を設定する。
【００４８】次に、第二の実施形態のＥＧＲ装置の制御
について説明する。図９は、本発明のＥＧＲ装置付き内
燃機関の第二の実施形態のＥＧＲ装置の制御フローチャ
ートである。ＥＧＲ装置の制御が開始されると（ステッ
プ３００）、第一の実施形態の場合と同様に、図１のア
クセル開度センサ２６と回転数センサ２８とによってア
クセル開度θとエンジン回転数ＮＥとが検出され（ステ
ップ３０２）、続いて、上述した図２を使用して、アク
セル開度θとエンジン回転数ＮＥとから要求噴射量Ｑが
算出される（ステップ３０４）。続いて、上述した図８
を使用して、要求噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとから
目標換算ＥＧＲ率が算出される（ステップ３０６）。
について説明する。図９は、本発明のＥＧＲ装置付き内
燃機関の第二の実施形態のＥＧＲ装置の制御フローチャ
ートである。ＥＧＲ装置の制御が開始されると（ステッ
プ３００）、第一の実施形態の場合と同様に、図１のア
クセル開度センサ２６と回転数センサ２８とによってア
クセル開度θとエンジン回転数ＮＥとが検出され（ステ
ップ３０２）、続いて、上述した図２を使用して、アク
セル開度θとエンジン回転数ＮＥとから要求噴射量Ｑが
算出される（ステップ３０４）。続いて、上述した図８
を使用して、要求噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとから
目標換算ＥＧＲ率が算出される（ステップ３０６）。
【００４９】続いて、図１の吸気酸素濃度センサ２２に
より、吸気酸素濃度ｘが検出される（ステップ３０
８）。吸気酸素濃度ｘは、図５〜図７を参照して第一の
実施形態で説明したように変換され、実際のＥＧＲ率と
空気過剰率との比である実際換算ＥＧＲ率が算出される
（ステップ３１０）。
より、吸気酸素濃度ｘが検出される（ステップ３０
８）。吸気酸素濃度ｘは、図５〜図７を参照して第一の
実施形態で説明したように変換され、実際のＥＧＲ率と
空気過剰率との比である実際換算ＥＧＲ率が算出される
（ステップ３１０）。
【００５０】続いて、ステップ３１２では、ダイアグノ
ーシス（故障診断装置）にて、ＥＧＲ装置の故障の判断
が行われ、予め設定された故障判断値と、実際換算ＥＧ
Ｒ率と目標換算ＥＧＲ率との差の絶対値とが比較され
る。実際換算ＥＧＲ率と目標換算ＥＧＲ率との差の絶対
値が故障判断値より大きい場合には、ＥＧＲ装置は故障
していると判断され、ダイアグノーシス（図示せず）
は、ＥＧＲ装置が故障している旨の警告表示を行い（ス
テップ３１４）、実際換算ＥＧＲ率と目標換算ＥＧＲ率
との差の絶対値が故障判断値以下の場合には、ダイアグ
ノーシスは警告を行わない。
ーシス（故障診断装置）にて、ＥＧＲ装置の故障の判断
が行われ、予め設定された故障判断値と、実際換算ＥＧ
Ｒ率と目標換算ＥＧＲ率との差の絶対値とが比較され
る。実際換算ＥＧＲ率と目標換算ＥＧＲ率との差の絶対
値が故障判断値より大きい場合には、ＥＧＲ装置は故障
していると判断され、ダイアグノーシス（図示せず）
は、ＥＧＲ装置が故障している旨の警告表示を行い（ス
テップ３１４）、実際換算ＥＧＲ率と目標換算ＥＧＲ率
との差の絶対値が故障判断値以下の場合には、ダイアグ
ノーシスは警告を行わない。
【００５１】続いて、ステップ３０６で得られた目標換
算ＥＧＲ率と、ステップ３１０で得られた実際換算ＥＧ
Ｒ率とが比較される（ステップ３１６）。目標換算ＥＧ
Ｒ率と実際換算ＥＧＲ率とが等しい場合には、ＥＧＲ制
御弁は駆動されず、ＥＧＲ制御弁の開度はそのまま維持
される。目標換算ＥＧＲ率と実際換算ＥＧＲ率とが異な
る場合には、ＥＧＲ制御弁が駆動され、ＥＧＲ制御弁の
開度が調節される（ステップ３１８）。詳細には、実際
換算ＥＧＲ率が目標換算ＥＧＲ率より大きい場合には、
ＥＧＲ制御弁は、開度が小さくなるように駆動され、実
際換算ＥＧＲ率が目標換算ＥＧＲ率より小さい場合に
は、ＥＧＲ制御弁は、開度が大きくなるように駆動され
る。
算ＥＧＲ率と、ステップ３１０で得られた実際換算ＥＧ
Ｒ率とが比較される（ステップ３１６）。目標換算ＥＧ
Ｒ率と実際換算ＥＧＲ率とが等しい場合には、ＥＧＲ制
御弁は駆動されず、ＥＧＲ制御弁の開度はそのまま維持
される。目標換算ＥＧＲ率と実際換算ＥＧＲ率とが異な
る場合には、ＥＧＲ制御弁が駆動され、ＥＧＲ制御弁の
開度が調節される（ステップ３１８）。詳細には、実際
換算ＥＧＲ率が目標換算ＥＧＲ率より大きい場合には、
ＥＧＲ制御弁は、開度が小さくなるように駆動され、実
際換算ＥＧＲ率が目標換算ＥＧＲ率より小さい場合に
は、ＥＧＲ制御弁は、開度が大きくなるように駆動され
る。
【００５２】以上の制御が終了すると、ステップ３００
まで戻り（ステップ３２０）、ＥＧＲ装置の制御は、上
述したようなステップを、エンジンが停止されるまで繰
り返す。
まで戻り（ステップ３２０）、ＥＧＲ装置の制御は、上
述したようなステップを、エンジンが停止されるまで繰
り返す。
【００５３】
【発明の効果】請求項１〜４に記載の発明によれば、時
定数が大きい温度センサを有さないために、内燃機関の
過渡運転時でも応答良く実際換算ＥＧＲ率を得ることが
でき、排気中のＮＯｘやスモークの少ない燃焼を行うこ
とが可能になる。更に、実際換算ＥＧＲ率を得るための
検出手段として酸素濃度検出手段のみを具備するため
に、複数の検出手段を有する場合のように検出誤差が累
積されない。それゆえ、システムコストを低くすること
が可能になり、かつＥＧＲ率又はＥＧＲ量を正確に検出
可能になる。
定数が大きい温度センサを有さないために、内燃機関の
過渡運転時でも応答良く実際換算ＥＧＲ率を得ることが
でき、排気中のＮＯｘやスモークの少ない燃焼を行うこ
とが可能になる。更に、実際換算ＥＧＲ率を得るための
検出手段として酸素濃度検出手段のみを具備するため
に、複数の検出手段を有する場合のように検出誤差が累
積されない。それゆえ、システムコストを低くすること
が可能になり、かつＥＧＲ率又はＥＧＲ量を正確に検出
可能になる。
【００５４】請求項５、７、８及び１０に記載の発明に
よれば、ＥＧＲ制御弁の開度を所望の値に制御すること
が可能になる。
よれば、ＥＧＲ制御弁の開度を所望の値に制御すること
が可能になる。
【００５５】請求項６及び９に記載の発明によれば、Ｅ
ＧＲ装置の故障を正確に判断することが可能になる。
ＧＲ装置の故障を正確に判断することが可能になる。
【図１】本発明のＥＧＲ装置付き内燃機関の第一の実施
形態の概略構成図である。
形態の概略構成図である。
【図２】アクセル開度とエンジン回転数とから要求噴射
量を算出する要求噴射量算出用マップである。
量を算出する要求噴射量算出用マップである。
【図３】エンジン回転数と要求噴射量とから目標ＥＧＲ
率を算出する目標ＥＧＲ率算出用マップである。
率を算出する目標ＥＧＲ率算出用マップである。
【図４】本発明のＥＧＲ装置付き内燃機関の第一の実施
形態のＥＧＲ装置の制御フローチャートである。
形態のＥＧＲ装置の制御フローチャートである。
【図５】所定の回数だけ還流が行われた際の単位燃料量
当たりの吸気量及び単位燃料量当たりの排気量を数式で
表した図である。
当たりの吸気量及び単位燃料量当たりの排気量を数式で
表した図である。
【図６】所定の回数だけ還流が行われた際の単位燃料量
当たりの吸気中の酸素量及び単位燃料量当たりの排気中
の酸素量を数式で表した図である。
当たりの吸気中の酸素量及び単位燃料量当たりの排気中
の酸素量を数式で表した図である。
【図７】吸気酸素濃度と実際換算ＥＧＲ率との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図８】得られたエンジン回転数と要求噴射量とから目
標換算ＥＧＲ率を算出する目標換算ＥＧＲ率算出用マッ
プである。
標換算ＥＧＲ率を算出する目標換算ＥＧＲ率算出用マッ
プである。
【図９】本発明のＥＧＲ装置付き内燃機関の第二の実施
形態のＥＧＲ装置の制御フローチャートである。
形態のＥＧＲ装置の制御フローチャートである。
１０…エンジン
１２…吸気通路
１４…排気通路
１６…ＥＧＲ通路
２２…吸気酸素濃度センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｄ 45/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３０１Ｆ
(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 21/08 301
F02D 41/02 301
F02D 45/00 301
Claims (10)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通
するように設けられたＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に設
けられ前記排気通路から前記吸気通路へ流れるＥＧＲガ
スの流量を制御するＥＧＲ制御弁とを備えたＥＧＲ装置
付き内燃機関において、 前記吸気通路と前記ＥＧＲ通路との合流部より下流の前
記吸気通路内に設けられ、前記機関へ供給される新気と
ＥＧＲガスとの混合した吸気における酸素濃度である吸
気酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、 該酸素濃度検出手段により検出された検出値より、前記
吸気に占める前記ＥＧＲガスの混合割合である実際のＥ
ＧＲ率と実際の空気過剰率との比である実際換算ＥＧＲ
率を算出する実際換算ＥＧＲ率算出手段と、 を具備することを特徴とするＥＧＲ装置付き内燃機関。 - 【請求項２】 上記実際換算ＥＧＲ率算出手段とは、上
記内燃機関の燃焼により生成する排気ガスの還流を加味
した上記吸気の状態を示した所定の状態方程式と、上記
酸素濃度検出手段により検出された検出値とを基に上記
実際換算ＥＧＲ率を算出することを特徴とする請求項１
に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関。 - 【請求項３】 上記実際換算ＥＧＲ率算出手段とは、以
下の式に基づいて実際換算ＥＧＲ率を算出することを特
徴とする請求項１に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関。 （Ｒ／λ）＝（（ａ−ｘ）Ｌ0 ）／（ａＬ0 ＋（ｂ−ａ
Ｌ0 ）ｘ） Ｒ／λ：実際換算ＥＧＲ率 ａ：大気中の酸素濃度 ｘ：吸気酸素濃度 Ｌ0 ：単位当たりの燃料の燃焼に必要な理論空気量 ｂ：単位当たりの燃料の燃焼によって生成する二酸化炭
素及び水の量 - 【請求項４】 上記実際換算ＥＧＲ率算出手段は、上記
酸素濃度検出手段により検出された吸気酸素濃度の値が
増加すると上記実際換算ＥＧＲ率の値が減少する、所定
の関係に基づいて、吸気酸素濃度から実際換算ＥＧＲ率
を算出することを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ装
置付き内燃機関。 - 【請求項５】 上記内燃機関の運転状態を検出する運転
状態検出手段と、該運転状態検出手段により得られた検
出値に対応する目標ＥＧＲ率を算出する目標ＥＧＲ率算
出手段と、前記内燃機関の実際の空気過剰率である実際
空気過剰率を検出する実際空気過剰率検出手段と、上記
実際換算ＥＧＲ率と前記実際空気過剰率とから前記内燃
機関の実際のＥＧＲ率である実際ＥＧＲ率を算出する実
際ＥＧＲ率算出手段と、上記ＥＧＲ通路に配置されたＥ
ＧＲ制御弁の開度を、前記実際ＥＧＲ率が前記目標ＥＧ
Ｒ率に近づくように制御するＥＧＲ率制御手段とを備え
たことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載
のＥＧＲ装置付き内燃機関。 - 【請求項６】 上記実際ＥＧＲ率と上記目標ＥＧＲ率と
の偏差を算出するＥＧＲ率偏差算出手段と、前記偏差が
上記ＥＧＲ装置の故障を判断する基準値である所定の値
より大きい場合には、上記ＥＧＲ装置が故障していると
判断する第１の故障判断手段とを具備することを特徴と
する請求項５に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関。 - 【請求項７】 上記ＥＧＲ率制御手段は、上記実際ＥＧ
Ｒ率と上記目標ＥＧＲ率とに基づいて、前記実際ＥＧＲ
率が前記目標ＥＧＲ率に近づくように前記ＥＧＲ制御弁
の開度をフィードバック制御することを特徴とする請求
項５に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関。 - 【請求項８】 上記内燃機関の運転状態を検出する運転
状態検出手段と、該運転状態検出手段により得られた検
出値に対応する目標換算ＥＧＲ率を算出する目標換算Ｅ
ＧＲ率算出手段と、上記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ
制御弁の開度を、前記実際換算ＥＧＲ率が前記目標換算
ＥＧＲ率に近づくように制御する換算ＥＧＲ率制御手段
とを備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一
項に記載のＥＧＲ装置付き内燃機関。 - 【請求項９】 上記実際換算ＥＧＲ率と上記目標換算Ｅ
ＧＲ率との偏差を算出する換算ＥＧＲ率偏差算出手段
と、前記偏差が上記ＥＧＲ装置の故障を判断する基準値
である所定の値より大きい場合には、上記ＥＧＲ装置が
故障していると判断する第２の故障判断手段とを具備す
ることを特徴とする請求項８に記載のＥＧＲ装置付き内
燃機関。 - 【請求項１０】 上記換算ＥＧＲ率制御手段は、上記実
際換算ＥＧＲ率と上記目標換算ＥＧＲ率とに基づいて、
前記実際換算ＥＧＲ率が前記目標換算ＥＧＲ率に近づく
ように上記ＥＧＲ制御弁の開度をフィードバック制御す
ることを特徴とする請求項８に記載のＥＧＲ装置付き内
燃機関。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30314996A JP3518203B2 (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Ｅｇｒ装置付き内燃機関 |
| US08/999,634 US6000385A (en) | 1996-11-14 | 1997-10-31 | Combustion engine with EGR apparatus |
| EP04009690A EP1439290A3 (en) | 1996-11-14 | 1997-11-04 | Combustion engine with EGR apparatus |
| EP04009691A EP1439291A3 (en) | 1996-11-14 | 1997-11-04 | Combustion engine with EGR apparatus |
| DE69729161T DE69729161T2 (de) | 1996-11-14 | 1997-11-04 | Brennkraftmaschine mit Abgasrückführungsvorrichtung |
| EP97119282A EP0843084B1 (en) | 1996-11-14 | 1997-11-04 | Combustion engine with EGR apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30314996A JP3518203B2 (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Ｅｇｒ装置付き内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141147A JPH10141147A (ja) | 1998-05-26 |
| JP3518203B2 true JP3518203B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=17917478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30314996A Expired - Fee Related JP3518203B2 (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Ｅｇｒ装置付き内燃機関 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6000385A (ja) |
| EP (3) | EP1439291A3 (ja) |
| JP (1) | JP3518203B2 (ja) |
| DE (1) | DE69729161T2 (ja) |
Families Citing this family (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19734494C1 (de) * | 1997-08-08 | 1998-10-08 | Daimler Benz Ag | Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine |
| US6827051B2 (en) * | 1999-12-03 | 2004-12-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Internal EGR quantity estimation, cylinder intake air quantity calculation, valve timing control, and ignition timing control |
| EP1113161B1 (en) * | 1999-12-30 | 2005-06-08 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus for controlling exhaust valve recirculation |
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