JP4442693B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
自動車用エンジンなどの内燃機関においては、排気に含まれる窒素酸化物(NOx)の量を低減させるべく排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に戻すEGR機構を備えたものが知られている。このEGR機構は、排気通路中の排気の一部を吸気通路に流すためのEGR通路と、同通路から吸気通路に流れる排気の量(EGR量)を可変とすべく開閉駆動されるEGRバルブとを備えている。そして、EGR機構により内燃機関の排気の一部を吸気通路に還流させることで、内燃機関の燃焼室内での燃料の燃焼時に同燃焼室内に燃焼に寄与しないガス(排気)が存在するようになる。その結果、燃焼室内での燃料の燃焼温度が低下してNOxの生成が低減され、内燃機関の排気に含まれるNOxの量が低減される。
また、EGR機構の設けられた内燃機関においては、同機構での異常の有無を判断するための異常判定処理として、EGRバルブを開閉させるとともにそのときの内燃機関の吸気圧の変化に基づき上記異常の有無を判断することが行われる。ただし、上記異常判定処理を実施するためには内燃機関の吸気圧が安定する機関運転状態が必要であり、そのような機関運転状態のもとでEGRバルブが閉弁されるようになる内燃機関にあっては、同異常判定処理の実施が困難になるおそれがある。これは、吸気圧の安定する機関運転状態のもとで上記異常判定処理を実施しようとすると、閉じた状態にあるEGRバルブを開くことになり、それに伴い通常の機関運転では行われない吸気通路への排気再循環(EGR)が行われ、内燃機関にストール等の生じるおそれがあるためである。
そこで特許文献1に示されるように、吸気圧が安定した状態にあり且つEGRによる機関運転への影響が生じない状況である内燃機関のフューエルカット中に、上述した異常判定処理を実施することが考えられる。なお、内燃機関のフューエルカットに関しては、同機関の搭載される自動車の減速時であって自動車の自走要求がなく且つ車速が「0」よりも大きい所定値以上であるときに行われる。上記文献では、異常判定処理として、フューエルカット中に閉弁状態にあるEGRバルブを一時的に開弁し、そのときの吸気圧の変化に基づきEGR機構での異常の有無を判断するようにしている。これにより、内燃機関にストール等を生じさせることなく異常判定処理を実施し、同処理を通じてEGR機構での異常の有無を判断することができるようになる。なお、フューエルカット中にEGR機構での異常の有無が判断された後には、一時的に開いた状態にあるEGRバルブが閉弁されるものと推測される。
特開2002−4901公報(段落[0002]、[0030]、[0031])
ところで、フューエルカット中での異常判定処理の実施によりEGRバルブが一時的に開弁されているとき、EGR機構での異常の有無の判断が行われる前に、自動車の急停車や加速などによりフューエルカットが停止されることも考えられる。この場合、異常判定処理が中断されるとともに、一時的に開いた状態にあるEGRバルブが同異常判定処理の実行前の状態(通常の状態)である閉弁状態とされる。また、フューエルカットの停止に伴って内燃機関の燃料噴射が再開され、同機関の燃料噴射量がそのときの機関回転速度及び機関負荷などの機関運転状態に対応した値とされる。このときの燃料噴射量に関しては、具体的には、EGRバルブが閉弁状態にあってEGRが実行されていないことを前提として、内燃機関の燃焼室内における混合気の空燃比を適正値とし得る値となるようにされる。
ただし、フューエルカット中での異常判定処理の実行によりEGRバルブが一時的に開いた状態とされているとき、EGR通路が空気で満たされた状態になることに関係して、上述したフューエルカットの停止に伴う異常判定処理の中断時、次のような不具合が生じることは避けられない。
すなわち、異常判定処理の実施に基づき一時的に開いた状態となっているEGRバルブを同処理の中断に伴い閉弁させるようにしたとしても、その際にEGR通路(EGR機構)内に存在する空気が吸気通路に流れ込み、その分だけ内燃機関の燃料噴射再開後における燃料噴射量に対し燃焼室内の空気の量が過多になる。なお、異常判定処理の中断時にEGRバルブを閉弁させる際、EGR通路内に存在する空気が吸気通路に流れ込むのは、そのEGRバルブの閉弁に応答遅れが存在するとともに、同EGRバルブの閉弁に伴うEGR通路を通過して吸気通路に流れるガス(空気)の流量の減少側への変化にも応答遅れが存在するためである。
従って、フューエルカットの停止に伴い異常判断処理が中断されるとともに内燃機関の燃料噴射が再開された後、EGRバルブの閉弁に伴うEGR通路から吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化が完了するまでの間は、燃焼室内の混合気の空燃比が適正値よりもリーンとなることは避けられない。そして、このように燃焼室の混合気の空燃比が適正値よりもリーンとなることに伴い混合気の燃焼が不安定になり、内燃機関に回転速度低下やストール等が生じるおそれがある。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、フューエルカットの停止に伴い異常判定処理が中断され、燃料噴射が再開された後、燃焼室内での混合気の燃焼が不安定になり、内燃機関に回転速度低下やストール等が生じることを抑制できる内燃機関の制御装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、EGRバルブの開閉駆動によりEGR量を可変とするEGR機構を備える内燃機関に適用され、同機関のフューエルカット中に前記EGRバルブの開度を通常よりも判定用開度量だけ開き側に変化させ、それに伴う同機関の吸気圧の変化に基づき前記EGR機構での異常の有無を判断する異常判定処理を実施し、同処理を通じて前記異常の有無が判断された後には前記EGRバルブの開度を前記判定用開度量だけ閉じ側に変化させて通常の開度とする内燃機関の制御装置において、前記異常判定処理を通じて前記EGRバルブの開度が通常よりも開き側に変化している状況のもと、前記フューエルカットが停止されて前記異常判定処理が中断されたとき、前記EGRバルブの開度を前記判定用開度量だけ開き側に変化させる前の通常の開度へと復帰させる開度復帰手段と、前記フューエルカットの停止に伴い内燃機関の燃料噴射が再開されてから、前記開度復帰手段による前記EGRバルブの開度の閉じ側への変化に伴う前記EGR機構から吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化が完了するまでの間、内燃機関の燃料噴射量を増量補正する増量補正手段と、を備えることを要旨とした。
フューエルカットの停止に伴い異常判定処理が中断されると、同処理によって通常よりも開いた状態とされているEGRバルブが判定用開度量だけ開き側に変化させる前の通常の開度へと復帰(閉じ側へと変化)されるとともに、フューエルカットの停止に伴い内燃機関の燃料噴射が再開される。このときの燃料噴射量に関しては、EGRバルブが上記判定用開度量だけ開き側に変化する前の状態(通常の状態)にあることを前提として、内燃機関の燃焼室内における混合気の空燃比を適正値とし得る値となるようにされる。
ただし、異常判定処理の実施中であってEGRバルブが一時的に開いた状態とされているときにEGR機構は空気で満たされる状態となり、上記異常判定処理の中断に伴いEGRバルブが判定用開度量だけ開く前の状態へと復帰されるときには、それによる閉じ側への開度変化弁及び同開度変化に伴うEGR機構から吸気通路に流れるガス(空気)の流量の減少側への変化に応答遅れが生じる。このため、異常判定処理の中断に伴いEGRバルブを判定用開度量だけ開いた状態となる前の通常の開度となるよう閉じ側に変化させようとしたとしても、その際にEGR機構内に存在する空気が上記応答遅れに基づき余分に吸気通路に流れ込み、その分だけ内燃機関の燃料噴射再開後における燃料噴射量に対し燃焼室内の空気の量が過多になるおそれがある。その結果、燃焼室内の混合気の空燃比が適正値よりもリーンとなり、それに伴い混合気の燃焼が不安定になって、内燃機関に回転速度低下やストール等が生じるおそれがある。
上記構成によれば、フューエルカットの停止に伴い異常判断処理が中断されるとともに内燃機関の燃料噴射が再開された後、EGRバルブの上記閉じ側への変化伴うEGR通路から吸気通路に流れるガス(空気)の流量の減少側への変化が完了するまでの間は、内燃機関の燃料噴射量が増量補正される。これにより、EGRバルブの上記閉じ側への変化及びそれに伴うEGR機構から吸気通路に流れるガス(空気)の流量の減少側への変化に応答遅れが生じたとしても、燃焼室内の混合気の空燃比が適正値よりもリーンとなることは抑制される。更に、燃焼室の混合気の空燃比が適正値よりもリーンとなることに伴い、混合気の燃焼が不安定になって、内燃機関に回転速度低下やストール等が生じることも抑制されるようになる。
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記増量補正手段は、前記開度復帰手段による前記EGRバルブの閉じ側への開度変化に伴う前記EGR機構から前記吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化に合わせて、内燃機関の燃料噴射量の増量補正を小さくしてゆくものとした。
異常判定処理の中断に伴ってEGRバルブを判定用開度量だけ開き側に変化させる前の通常の開度へと閉じ側に変化させる際、それに基づいてEGR機構から吸気通路に流れるガス(空気)の流量は、応答遅れを含んだ状態で徐々に小さくなってゆく。上記構成によれば、上記EGR機構から吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化に合わせて内燃機関の燃料噴射量の増量補正が小さくされるため、その増量補正中に燃焼室内における混合気の空燃比が適正値に対しリッチ側やリーン側にずれることを抑制し、同空燃比を適正値に維持することができるようになる。
請求項3記載の発明では、請求項2記載の発明において、前記増量補正手段は、増量補正値を用いて内燃機関の燃料噴射量を増量補正するものであり、前記開度復帰手段による前記EGRバルブの閉じ側への変化に合わせて前記増量補正値を減少側の値となるよう可変設定するとともに、その増量補正値の減少側への変化を前記EGRバルブの閉じ側への変化に伴う前記EGR機構から前記吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化に合わせて徐々に行うものとした。
異常判定処理の中断に伴ってEGRバルブを判定用開度量だけ開き側に変化させる前の通常の開度へと閉じ側に変化させる際には、そのEGRバルブの閉じ側への変化に応答遅れが生じるものの、そのときのEGRバルブの開度の閉じ側への変化に基づき上記増量補正値が減少側の値となるよう可変設定されるため、その増量補正値を閉じ側への開度変化に応答遅れを含むEGRバルブの開度に対応した値とすることができる。また、EGRバルブが判定用開度量だけ開き側に変化する前の通常の開度へと閉じ側に変化する際、そのEGRバルブの閉じ側への開度変化に伴うEGR機構から吸気通路に流れるガス(空気)の流量の減少側への変化には応答遅れが生じるものの、そのときの増量補正値の減少側への変化は、上述したEGR機構から吸気通路に流れるガス(空気)の減少側への流量の変化に合わせて徐々に行われる。以上により、減少側への流量変化に応答遅れを含む上記ガスの流量に対し増量補正値を的確に対応させることができ、その増量補正値による燃料噴射量の増量補正により、燃焼室内の混合気の空燃比を一層的確に適正値に維持することができる。
請求項4記載の発明では、請求項2記載の発明において、前記増量補正手段は、増量補正値を用いて内燃機関の燃料噴射量を増量補正するものであり、フューエルカット中における前記EGRバルブの開度を通常よりも前記判定用開度量だけ開き側に変化させる前の内燃機関の吸気圧を基準圧として記憶し、前記フューエルカットの停止に伴い内燃機関の燃料噴射が再開されてから、前記開度復帰手段による前記EGRバルブの閉じ側への開度の変化に伴う前記EGR機構から前記吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化が完了するまでの間、内燃機関の実際の吸気圧が前記基準圧に近づくにつれて前記増量補正値を小さくしてゆくことを要旨とした。
異常判定処理の中断に伴ってEGRバルブを判定用開度量だけ開き側に変化する前の通常の開度へと閉じ側に変化させる際には、同閉じ側への変化及びそれに伴うEGR機構から吸気通路に流れるガス(空気)の流量の減少側への変化に応答遅れが生じる。ちなみに、上記ガスの流量の減少側への変化に応答遅れが生じた状態での内燃機関の実際の吸気圧は、同応答遅れの生じている同ガスの実際の流量に対応した値となる。また、上記基準圧は、EGRバルブを判定用開度量だけ開き側に変化させる前の通常の開度へと閉じ側に変化させた後であって、同閉じ側への変化による上記ガスの流量の減少側への変化が完了した状態での同スの流量に対応した値となる。上記構成によれば、内燃機関の燃料噴射量が増量補正値により増量補正される際、内燃機関の実際の吸気圧が上記基準圧に近づくにつれて増量補正値が小さくされるため、減少側への流量変化に応答遅れを含む上記ガスの流量に対し上記増量補正値を的確に対応させることができる。従って、同増量補正値による燃料噴射量の増量補正により、燃焼室内の混合気の空燃比を一層的確に適正値に維持することができる。
請求項5記載の発明では、請求項4記載の発明において、前記増量補正手段は、前記フューエルカットの停止に伴い内燃機関の燃料噴射が再開されてから、前記開度復帰手段による前記EGRバルブの閉じ側への開度の変化に伴う前記EGR機構から前記吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化が完了するまでの間、内燃機関の実際の吸気圧と前記基準圧との比が「1」に近づくにつれて前記増量補正値を小さくしてゆくことを要旨とした。
内燃機関の実際の吸気圧と基準圧との比は、吸気圧の低い領域から高い領域までの全領域において、開度復帰手段によりEGRバルブを閉じ側に変化させる際のEGR機構から吸気吸気通路に流れるガスの流量変化の応答遅れに起因した燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いに対応した値として、適切な値となる。
仮に、上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いに対応した値として、内燃機関の実際の吸気圧と基準圧との差などを用いたとすると、その差を上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いに対応した値として適切な値とするために、同差に対し吸気圧の大きさに応じた補正を加えなければならなくなる。これは、上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いの変化が上記差の変化として現れる際の感度が、そのときの吸気圧の大きさによって変わるためである。これに対し、上記比に関しては、上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いの変化が上記比の変化として現れる際の感度が吸気圧の大きさに関係なく一定となるため、上述したような吸気圧の大きさに応じた補正を加える必要がない。従って、こうした補正を加える分の手間をかけることなく、上記比を上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いに対応した値として適切な値とすることができる。
そして、増量補正値に関しては、上記比に基づき同比が「1」に近づくにつれて小さくされるため、開度復帰手段によりEGRバルブを閉じ側に変化させる際のEGR機構から吸気通路に流れるガスの流量変化の応答遅れに起因した上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多を抑制するための燃料噴射量の増量補正に用いられる値として、適切な値とされる。従って、同増量補正値を用いた燃料噴射量の増量補正により、燃焼室内の混合気の空燃比を一層的確に適正値に維持することができるようになる。
[第1実施形態]
以下、本発明を自動車用エンジンに適用した第1実施形態について、図1〜図7を参照して説明する。
図1に示されるエンジン1においては、吸気通路4から燃焼室3に空気が吸入されるとともに、この空気の量(吸入空気量)に対応した量の燃料が燃料噴射弁2から吸気通路4に噴射されて燃焼室3に供給される。そして、燃焼室3内の混合気を燃焼させることにより、エンジン1のピストン7が往復移動して同エンジン1の出力軸であるクランクシャフト9が回転し、その回転は自動変速機等の変速機5を含む駆動系を介して自動車の駆動輪6に伝達される。なお、燃焼室3内の混合気は、燃焼後に排気として排気通路8に排出される。
エンジン1は、排気に含まれる窒素酸化物(NOx)の量を低減させるべく排気通路8を流れる排気の一部を吸気通路4に戻すEGR機構31を備えている。このEGR機構31は、排気通路8中の排気の一部を吸気通路4に流すためのEGR通路32と、同通路32から吸気通路4に流れる排気の量(EGR量)を可変とすべく開閉駆動されるEGRバルブ33とを備えている。そして、EGR機構31によりエンジン1の排気の一部を吸気通路4に還流させることで、燃焼室3内での混合気の燃焼時に同燃焼室3内に燃焼に寄与しないガス(排気)が存在するようになる。その結果、燃焼室3内での混合気の燃焼温度が低下してNOxの生成が低減され、エンジン1の排気に含まれるNOxの量が低減される。
自動車には、エンジン1及び変速機5等に関する各種制御を実行する電子制御装置20が搭載されている。この電子制御装置20は、上記制御に係る各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が一時記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
電子制御装置20の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル14の踏み込み量(アクセル踏込量)を検出するアクセルポジションセンサ15。
・吸気通路4に設けられたスロットルバルブ12の開度(スロットル開度)を検出するスロットルポジションセンサ16。
・吸気通路4におけるスロットルバルブ12よりも下流側の圧力(吸気圧Pm)を検出するバキュームセンサ13。
・エンジン1の出力軸であるクランクシャフト9の回転に対応する信号を出力するクランクポジションセンサ10。
・自動車の車速を検出する車速センサ17。
・EGRバルブ33の開度を検出する開度センサ18。
また、電子制御装置20の出力ポートには、燃料噴射弁2、スロットルバルブ12、及びEGRバルブ33等の駆動回路が接続されている。
電子制御装置20は、上記各センサから入力される検出信号より把握されるエンジン運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各機器類の駆動回路に指令信号を出力する。こうして上記燃料噴射弁2からの燃料噴射量の制御、上記スロットルバルブ12の開度制御、及び上記EGRバルブ33の開度制御等の各種制御が電子制御装置20により実施されている。
上記スロットルバルブ12の開度制御では、アクセル踏込量に基づきスロットル開度が同アクセル踏込量の増加に従って開き側に変化するよう調整され、それによってエンジン1の吸入空気量がアクセル踏込量に対応した値となるようにされる。
上記EGRバルブ33の開度制御では、例えばエンジン回転速度及びエンジン負荷によって定められるエンジン1の運転領域に応じてEGRバルブ33の開度が調整され、それによってエンジン1における排気通路8から吸気通路4に再循環される排気の量(EGR量)がそのときのエンジン運転に適した値となるようにされる。なお、上記エンジン回転速度は、クランクポジションセンサ10からの検出信号に基づき求められる。更に、上記エンジン負荷は、エンジン1の吸入空気量に対応するパラメータと上記エンジン回転速度とから算出される。そして、ここでの吸入空気量に対応するパラメータとしては、例えば、バキュームセンサ13からの検出信号に基づき求められるエンジン1の吸気圧Pmの実測値が用いられる。
上記燃料噴射量制御では、エンジン運転に必要とされる燃料量を得るための燃料噴射量の指令値をエンジン回転速度及びエンジン負荷に基づき算出し、その指令値に対応する量の燃料を燃料噴射弁2から噴射させる。このように燃料噴射量制御を行うことにより、エンジン1の吸入空気量に対応した量の燃料が燃料噴射弁2から吸気通路4に噴射されて燃焼室3に供給され、燃焼室3内の混合気の空燃比が適正値となるようにされる。ちなみに、エンジン1の吸入空気量に関しては、エンジン回転速度及びエンジン負荷に基づき開度調整されるEGRバルブ33の開度が大きくなってEGR量が多くなるほど少なくなる傾向がある。従って、燃料噴射量の指令値は、こうした傾向を考慮してエンジン回転速度及びエンジン負荷に基づき算出され、EGRバルブ33の開度の増大(EGR量の増大)に伴い小さい値となるようにされる。
また、燃料噴射量制御では、エンジン1の燃費改善を図るべく、自動車の減速時であって自動車の自走要求(アクセル踏込量「0」など)がなく且つ車速が「0」よりも大きい所定値以上であるときに燃料噴射量を「0」として燃料噴射弁2からの燃料噴射を停止するフューエルカットも行われる。ちなみに、こうしたフューエルカット中においても、自動車の減速時であって駆動輪6からエンジン1への回転伝達によりクランクシャフト9が回転するために吸気通路4から燃焼室3に空気が吸入される。このときのエンジン1の吸入空気量(吸気圧Pm)は比較的安定した状態となる。
次に、エンジン1に設けられたEGR機構31での異常の有無を判断するための異常判定処理について説明する。
こうした異常判定処理では、EGRバルブ33を開閉させるとともにそのときのエンジン1の吸気圧Pmの変化が測定され、その変化に基づき上記異常の有無が判断される。ただし、上記異常判定処理を実施するためにはエンジン1の吸気圧Pmが安定するエンジン運転状態が必要であり、そのようなエンジン運転状態のもとでEGRバルブ33が閉弁されるようになるエンジン1にあっては、同異常判定処理の実施が困難になるおそれがある。これは、吸気圧の安定するエンジン運転状態のもとで上記異常判定処理を実施しようとすると、閉じた状態にあるEGRバルブ33を開くことになり、それに伴い通常のエンジン運転では行われない吸気通路4への排気再循環(EGR)が行われ、エンジン1にストール等の生じるおそれがあるためである。
以上のような実情を考慮して、この実施形態では、吸気圧が安定した状態にあり且つEGRによるエンジン運転への影響が生じない状況であるエンジン1のフューエルカット中に異常判定処理が実施される。
すなわち、図2(a)に示されるようにフューエルカットが開始されて燃料噴射量が図2(b)に示されるように「0」にされると(タイミングT1)、EGRバルブ33の開度が図2(c)に示されるように予め定められた判定用開度量HOだけ開き側に変化させられる。ちなみに、フューエルカット中においては通常はEGRバルブ33は全閉状態とされており、異常判定処理が実施されるとEGRバルブ33の開度が「0(全閉)」から上述したように判定用開度量HO分だけ開き側に変化させられる。なお、この判定用開度量HOとしては予め実験等により求められた最適値が用いられる。
このようにEGRバルブ33の開度を通常(全閉)よりも判定用開度量HO分だけ開き側に変化させることにより、EGR通路32から吸気通路4に流されるガスの流量が図2(d)に示されるように増加してゆき、それに伴い吸気圧Pmも図2(e)に示されるように上昇してゆく。そして、EGRバルブ33が判定用開度量HO分だけ開き側に変化したときの吸気圧Pmの変化量ΔPmに基づき、すなわち上記EGRバルブ33の開き側への変化の前後の吸気圧P1,P2の差分である変化量ΔPmに基づき、EGR機構31での異常の有無の判断が行われる。具体的には、変化量ΔPmが予め定められた適正範囲内にあるときにはEGR機構31での異常はない旨判断され、変化量ΔPmが上記適正範囲外にあるときにはEGR機構31での異常ありの旨判断される。
このようにフューエルカット中に異常判定処理を実施することにより、内燃機関にストール等を生じさせることなく同処理を実施してEGR機構31での異常の有無を判断することができるようになる。
また、フューエルカット中において、EGR機構31での異常の有無の判断が行われた後には、全閉状態から判定用開度量HO分だけ開いた状態にあるEGRバルブ33が図2(c)に示されるように上記判定用開度量HO分だけ閉じ側に変化させられ、異常判定処理の実施前の状態(全閉状態)に戻される。このようにEGRバルブ33が全閉状態に戻されると、EGR通路32から吸気通路4に流されるガスの流量が図2(d)に示されるように減少してゆき、それに伴いエンジン1の吸気圧Pmも図2(e)に示されるように低下してゆく。そして、EGRバルブ33の判定用開度量HO分の閉じ側への変化に伴うEGR通路32から吸気通路4に流されるガスの流量の減少が完了したとき(タイミングT3)、異常判定処理も完了することとなる。
なお、図2(f)は、フューエルカット中に実施される異常判定処理が完了したか否かを判断するためのフラグFの設定態様を示している。同図から分かるように、フラグFに関しては、フューエルカットの開始時点で「0(未完)」とされ、上記EGRバルブ33の判定用開度量HO分の閉じ側への変化に伴うEGR通路32から吸気通路4に流されるガスの流量の減少が完了した時点(T3)で「1(完了)」とされる。
ここで、上記異常判定処理の実施手順について、異常判定処理ルーチンを示す図3及び図4のフローチャートを参照して詳しく説明する。この異常判定処理ルーチンは、電子制御装置20を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
同ルーチンにおいては、まずフューエルカットの開始時点であるか否かが判断され(図3のS101)、ここで肯定判定であれば異常判定処理が完了したか否かを判断するためのフラグFが「0(未完)」に設定される(S102)。その後、フューエルカット中であって且つフラグFが「0(未完)」であることを条件に(S103、S104で共にYES)、異常判定処理におけるEGRバルブ33を通常よりも判定用開度量HO分だけ開き側に変化させる前後の吸気圧P1,P2を求めるための処理(S105〜S109)が実行される。
詳しくは、EGRバルブ33の開度がフューエルカット中における通常の開度(全閉)であるとき(S105:YES)、言い換えれば異常判定処理でEGRバルブ33を全閉状態から判定用開度量HO分だけ開き側に変化させる前であるとき、そのときの吸気圧Pmが上記EGRバルブ33の変化前の吸気圧P1として記憶される(S106)。その後、EGRバルブ33が全閉状態から判定用開度量HO分だけ開き側に変化させられる(S107)。そして、上記EGRバルブ33の変化開始後に吸気圧Pmが安定したとき(S108:YES)、言い換えれば上記EGRバルブ33の判定用開度量HO分の開き側への変化に伴うEGR通路32から吸気通路4に流れるガスの流量の変化が完了したとき、そのときの吸気圧Pmが上記EGRバルブ33変化後の吸気圧P2として記憶される(S109)。
異常判定処理におけるEGRバルブ33を通常よりも判定用開度量HO分だけ開き側に変化させる前後の吸気圧P1,P2を求めた後、それら吸気圧P1,P2を用いてEGR機構31での異常の有無を判断する処理(図4のS110〜S113)が実行される。
詳しくは、EGRバルブ33を全閉状態から判定用開度量HO分だけ開き側に変化させたことによる吸気圧Pmの変化に対応した値である変化量ΔPmが、上記吸気圧P1,P2に基づき、それらの吸気圧P1,P2の差分として次の式「ΔPm=P2−P1 …(1)」を用いて求められる(S110)。そして、変化量ΔPmが予め定められた適正範囲内にあるか否かが判断され(S110)、ここで肯定判定であればEGR機構31での異常はない旨判断される(S111)。一方、ここで否定判定であればEGR機構31での異常ありの旨判断される(S112)。なお、このようにEGR機構31での異常ありの旨判断された場合には、その異常である旨の判断結果を電子制御装置20の不揮発性のRAMに記憶したり自動車の運転席に設けられた警告ランプを点灯したりする、等々の対処を行うことが考えられる。
上述したようにEGR機構31での異常の有無の判断を行った後には、判定用開度量HO分だけ開いた状態にあるEGRバルブ33を同判定用開度量HO分だけ閉じ側に変化させて異常判定処理の実施前の状態(全閉状態)へと戻す処理(S114)が行われる。更に、その後に吸気圧Pmが安定したとき(S115:YES)、言い換えれば上記EGRバルブ33の判定用開度量HO分の閉じ側への変化に伴うEGR通路32から吸気通路4に流れるガスの流量の減少側への変化が完了したとき、フラグFが「1(完了)」に設定される(S116)。
ところで、フューエルカット中での異常判定処理の実施によりEGRバルブ33が全閉状態から判定用開度量HO分だけ開いた状態にあって、EGR機構31での異常の有無の判断が行われる前に、自動車の急停車や加速などによりフューエルカットが停止されることも考えられる。具体的には、図5に示されるように、上記変化量ΔPmに基づくEGR機構31での異常の有無の判断が行われる時点(タイミングT2)よりも前、例えばその時点の直前に図5(a)に示されるようにフューエルカットが停止されることが考えられる。
この場合、異常判定処理が中断されるとともに、一時的に開いた状態にあるEGRバルブ33が図5(c)に示されるように同異常判定処理の実行前の状態(全閉状態)へと復帰される。また、フューエルカットの停止に伴ってエンジン1の燃料噴射が再開され、同エンジン1の燃料噴射量が、図5(b)に二点鎖線で示されるように、そのときのエンジン回転速度及びエンジン負荷などのエンジン運転状態に対応した値とされる。このときの燃料噴射量(二点鎖線)に関しては、EGRバルブ33が全閉状態にあってEGRが実行されていないことを前提として、エンジン1の燃焼室3内における混合気の空燃比を適正値とし得る値となるようにされる。
ただし、フューエルカット中での異常判定処理の実行によりEGRバルブ33が一時的に全閉状態から判定用開度量HO分だけ開いた状態とされているとき(T1以降)、EGR通路32が空気で満たされた状態になることに関係して、上述したフューエルカットの停止に伴う異常判定処理の中断時、次のような不具合が生じることは避けられない。
すなわち、異常判定処理の実施に基づき一時的に判定用開度量HO分だけ開いた状態となっているEGRバルブ33を、同処理の中断に伴い上記判定用開度量HO分だけ開く前の状態(全閉状態)へと復帰させる際、EGR通路32(EGR機構31)内に存在する空気が吸気通路4に流れ込む。そして、そのEGR通路32から吸気通路4への空気の流れ込みの分だけ、エンジン1の燃料噴射再開後における燃料噴射量に対し燃焼室3内の空気の量が過多になる。
なお、異常判定処理の中断時、上述したようにEGR通路32内に存在する空気が吸気通路4に流れ込むのは、次の[1]及び[2]の理由による。[1]EGRバルブ33を判定用開度量HO分だけ開き側に変化させる前の状態(全閉状態)へと変化させる際の閉じ側への開度変化に、図5(c)のタイミングT2以降に示されるような応答遅れが生じる。[2]同EGRバルブ33の閉じ側への開度変化に伴うEGR通路32を通過して吸気通路4に流れるガス(空気)の減少側への流量変化にも、図5(d)のタイミングT2以降に示されるような応答遅れが生じる。
従って、タイミングT2以降であってEGRバルブ33が判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の状態(全閉状態)へと開度変化することに伴うEGR通路32から吸気通路4に流れるガスの流量変化が完了するまで(図中のタイミングT4まで)の間は、燃焼室3内の混合気の空燃比が適正値よりもリーンとなることは避けられない。すなわち、フューエルカットの停止に伴い異常判断処理が中断されるとともにエンジン1の燃料噴射が再開された後(T2以降)、上記タイミングT4までの間は、燃料噴射量(図5(b)の二点鎖線)に対し、図5(d)の斜線で示される部分に対応する分だけエンジン1の吸入空気量が過多になる。その結果、上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多に起因して燃焼室3内の混合気の空燃比が適正値に対しリーンになり、それに伴い燃焼室3内での混合気の燃焼が不安定になって、エンジン1に回転速度低下やストール等が生じるおそれがある。
そこで本実施形態では、図5のタイミングT2以降からタイミングT4までの間、エンジン1の燃料噴射量を図5(b)のタイミングT2以降の実線で示されるように増量補正する。
これにより、EGRバルブ33が判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の状態(全閉状態)へと閉じ側に変化する際の開度変化、及びそれに伴うEGR通路32から吸気通路4に流れるガス(空気)の流量の減少側への変化に応答遅れが生じたとしても、タイミングT2〜T4において燃料噴射量に対し吸入空気量が過多になることは抑制される。従って、タイミングT2〜T4において、燃焼室3内の混合気の空燃比が適正値よりもリーンとなることは抑制され、それに伴い同混合気の燃焼が不安定になって、エンジン1に回転速度低下やストール等が生じることも抑制されるようになる。
次に、フューエルカットの停止により異常判定処理が中断したときの処理について、判定中断処理ルーチンを示す図6のフローチャートを参照して詳しく説明する。この判定中断処理ルーチンは、電子制御装置20を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
同ルーチンにおいては、フューエルカットの停止時点であるか否か(S201)、フラグFが「0(未完)」であるか否か(S202)、及びEGRバルブ33が異常判定処理の実施により一時的に開いた状態にあるか否か(S203)、といった判断が行われる。なお、ステップS202の判断に関して、図5に示されるように異常判定処理におけるEGR機構31での異常の有無の判断が行われる前にフューエルカットが停止されて燃料噴射が再開される場合には、同図(f)に示されるようにフラグFが「0(未完)」のままとなる。
そして、これらの判断において全て肯定であれば、フューエルカットの停止によりEGRバルブ33が全閉状態から一時的に開き側に変化した状態で上記異常判定処理が中断された旨判断される。この場合、EGRバルブ33を異常判定処理の実施前の状態、言い換えれば判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の状態(全閉状態)へと復帰させるべく、同EGRバルブ33が閉じ側へと開度変化させられる(204)。更に、続くステップS205〜S209の処理を通じて、上記フューエルカットの停止に伴うエンジン1の燃料噴射の再開後における燃料噴射量の制御が行われる。
具体的には、まず、ステップS204の処理を通じてEGRバルブ33が判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の状態(全閉状態)へと復帰開始した後において、吸気圧Pmが安定した状態にあるか否か(S205)、言い換えればEGR通路32から吸気通路4に流れるガスの流量の減少側への変化が完了したか否かが判断される。
ここで否定判定であれば、エンジン1の燃料噴射量を増量補正するための増量補正値である増量補正係数Hの算出が行われる(S207)。この増量補正係数Hは、EGRバルブ33を全閉状態へと復帰させる過程での同バルブ33の開度に基づき、図7に示されるように、EGRバルブ33の閉じ側への変化に合わせて減少側の値となるよう算出される。従って、増量補正係数Hは、図5(c)のタイミングT2以降に示される上記EGRバルブ33の閉じ側への変化に合わせて、燃料噴射量の増量補正を小さくすべく減少側の値となるよう可変設定される値ということになる。なお、ここで増量補正係数Hに対し大気圧補正や吸気温補正を加え、同増量補正係数Hを大気圧や吸気温の変化による空気中の酸素濃度の変化から影響を受けない正確な値とすることも可能である。この場合、大気圧補正を通じて大気圧が高くなるほど増量補正係数Hが大きくなるよう補正され、吸気温補正を通じて吸気温が高くなるほど増量補正係数Hが小さくなるよう補正される。
その後、上記のようにEGRバルブ33の閉じ側への変化に合わせて増量補正係数Hが減少側の値とされる際、その増量補正係数Hの減少側への変化が図5(d)のタイミングT2以降に示される上記ガスの減少側への流量変化に合わせて徐々に行われるよう、同増量補正係数Hの減少側への変化に対し徐変処理が加えられる(S208)。詳しくは、次の式「増量補正係数H←前回算出の増量補正係数Hi-1−(1/n)・(前回算出の増量補正係数Hi-1−今回算出の増量補正係数Hi) …(2)」を用いて上記徐変処理が加えられることとなる。なお、式(2)における「n」は「1」よりも大きい任意の自然数であって、この値を適宜設定することにより上記徐変処理を加えた後の増量補正係数Hが上述したように減少側に徐々に変化するようにされている。
そして、このように徐変処理の加えられた増量補正係数Hを燃料噴射量の指令値に対し乗算することにより、その増量補正係数Hを用いた燃料噴射量の増量補正が行われることとなる(S209)。この燃料噴射量の増量補正に関しては、上記増量補正係数Hが図5(d)のタイミングT2以降に示される上記ガスの減少側への流量変化に合わせて徐々に減少してゆく関係から、同じく同ガスの減少側への流量変化に合わせて小さくされてゆくこととなる。その結果、フューエルカット停止による燃料噴射再開後の燃料噴射量が図5(b)のタイミングT2以降に実線で示されるように推移し、図5(d)のタイミングT2以降の実線で示されるように推移する上記ガスの流量に対応した値とされるようになる。
その後、上記ステップS204の処理を通じてEGRバルブ33が判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の状態(全閉状態)へと復帰開始した後において、吸気圧Pmが安定した状態になると、言い換えればEGR通路32から吸気通路4に流れるガスの流量の変化が完了すると(図5のタイミングT4)、ステップS205で肯定判定がなされる。この場合には通常通りの燃料噴射量での燃料噴射が開始され(S206)、これ以降は同燃料噴射が行われることとなる。
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)フューエルカットの停止に伴い異常判定処理が中断されると、同処理により通常よりも開いた状態とされているEGRバルブ33が判定用開度量HO分だけ開き側に変化させる前の通常の開度(全閉)へと復帰されるとともに、フューエルカットの停止に伴いエンジン1の燃料噴射が再開される。このときの燃料噴射量に関しては、EGRバルブ33が上記判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の状態(全閉状態)にあることを前提として、エンジン1の燃焼室3内における混合気の空燃比を適正値とし得る値となるようにされる。
ただし、異常判定処理の実施中であってEGRバルブ33が一時的に開いた状態とされているとき、EGR通路32は空気で満たされた状態となる。また、上記異常判定処理の中断に伴いEGRバルブ33が判定用開度量HO分だけ開く前の状態(全閉状態)へと復帰されるときには、上記[1]及び[2]に示される応答遅れが生じる。このため、異常判定処理の中断に伴いEGRバルブ33を判定用開度量HO分だけ開いた状態となる前の開度(全閉)となるよう閉じ側に変化させようとしたとしても、その際にEGR通路32内に存在する空気が上記応答遅れに基づき余分に吸気通路4に流れ込む。このようにEGR通路32から吸気通路4への空気の流れ込みが生じると、その分だけエンジン1の燃料噴射再開後における燃料噴射量に対し燃焼室3内に吸入される空気の量が過多になる。その結果、燃焼室3内の混合気の空燃比が適正値よりもリーンとなり、それに伴い混合気の燃焼が不安定になって、エンジンに回転速度低下やストール等が生じるおそれがある。
しかし、フューエルカットの停止に伴い異常判断処理が中断されるとともにエンジン1の燃料噴射が再開された後、EGRバルブ33を判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の状態(全閉状態)へと復帰させることに伴うEGR通路32から吸気通路4に流れるガスの流量変化が完了するまでの間は、エンジン1の燃料噴射量が増量補正される。これにより、EGRバルブ33の上記全閉状態への復帰及びそれに伴うEGR通路32から吸気通路4に流れるガス(空気)の流量の変化に応答遅れが生じたとしても、燃焼室3内の混合気の空燃比が適正値よりもリーンとなることは抑制される。更に、燃焼室3の混合気の空燃比が適正値よりもリーンとなることに伴い、混合気の燃焼が不安定になって、エンジン1に回転速度低下やストール等が生じることも抑制されるようになる。
(2)異常判定処理の中断に伴ってEGRバルブ33を判定用開度量HO分だけ開き側に変化させる前の開度(全閉)へと復帰させる際、それに基づいてEGR通路32から吸気通路4に流れるガス(空気)の流量は、応答遅れを含んだ状態で徐々に小さくなってゆく。異常判定処理の中断後に再開されるエンジン1の燃料噴射では、燃料噴射量の増量補正が上記EGR通路32から吸気通路4に流れるガスの流量の減少側への変化に合わせて小さくされる。このため、その燃料噴射量の増量補正中に燃焼室3内における混合気の空燃比が適正値に対しリッチ側やリーン側にずれることを抑制し、同空燃比を適正値に維持することができるようになる。
(3)異常判定処理の中断に伴ってEGRバルブ33を判定用開度量HO分だけ開き側に変化させる前の開度(全閉)へと閉じ側に変化させる際には、その変化に応答遅れが生じるものの、そのときのEGRバルブ33の開度の閉じ側への変化に合わせて、上記燃料噴射量の増量補正に用いられる増量補正係数Hが減少側の値となるよう可変設定される。このため、その増量補正係数Hを、上述したように閉じ側への開度変化に応答遅れを含むEGRバルブ33の開度に対応した値とすることができる。また、EGRバルブ33が判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の開度(全閉)へと閉じ側に変化する際、そのEGRバルブ33の開度変化に伴うEGR通路32から吸気通路4に流れるガス(空気)の流量の変化には応答遅れが生じるものの、そのときの増量補正係数Hの減少側への変化は、上記ガスの流量の変化に合わせて徐々に行われる。以上により、減少側への流量変化に応答遅れを含む上記ガスの流量に対し増量補正係数Hを的確に対応させることができ、その増量補正係数Hによる燃料噴射量の増量補正により、燃焼室3内の混合気の空燃比を一層的確に適正値に維持することができるようになる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図8に基づき説明する。
この実施形態は、増量補正係数Hによる燃料噴射量の増量補正により、EGRバルブ33を判定用開度量HO分だけ開き側に変化させる前の通常の状態(全閉状態)へと復帰させる際、その復帰に伴うEGR通路32から吸気通路4に流れるガスの減少側への流量変化に合わせて、上記増量補正を小さくする点では第1実施形態と同じである。ただし、上記増量補正を行うために用いられる増量補正係数Hの算出の仕方に関しては第1実施形態と異なっている。
具体的には、フューエルカット中での異常判定処理の実施に伴いEGRバルブ33を判定用開度量HO分だけ開き側に変化させる前の吸気圧P1(図5(e)参照)が基準圧として記憶される。また、エンジン1の燃料噴射が再開されてから、EGRバルブ33が判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の状態へと復帰される際のEGR通路32から吸気通路4に流れるガスの流量の変化が完了するまでの間(図5のT2〜T4)、エンジン1の実際の吸気圧Pmが吸気圧P1(基準圧)に近づくにつれて増量補正係数Hが小さくされる。
図8は、この実施形態における判定中断処理ルーチンを示すフローチャートである。同ルーチンは、第1実施形態の判定中断処理ルーチンのステップS207、S208(図6)に相当する処理(S307、S308)のみが第1実施形態と異なっている。
本実施形態の判定中断処理ルーチンでも、まず、フューエルカットの停止によりEGRバルブ33が全閉状態から一時的に開き側に変化した状態で上記異常判定処理が中断された状態にあるか否かの判断(S301〜S303)が行われる。そして、同状態である旨の判断がなされると(S301〜S303全部でYES)、EGRバルブ33が判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の状態(全閉状態)へと復帰され(S304)、その後に上記フューエルカットの停止に伴うエンジン1の燃料噴射再開後の燃料噴射量の制御が行われる(S305〜S309)。
具体的には、EGRバルブ33が判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の状態(全閉状態)へと復帰開始した後において、吸気圧Pmが安定した状態となるまでは(S305:NO)、増量補正係数Hによる燃料噴射量の増量補正が行われる(S307〜S309)。また、上記吸気圧Pmが安定した状態になると(S305:YES)、通常通りの燃料噴射量での燃料噴射が開始され(S306)、これ以降は同燃料噴射が行われることとなる。
ここで、上記増量補正係数Hを算出するための処理(S307,S308)について詳しく説明する。この一連の処理においては、実際の吸気圧Pmと吸気圧P1(基準圧)との比Pm/P1が求められ(S307)、同比Pm/P1が増量補正係数Hとして設定される(S308)。比Pm/P1に関しては実際の吸気圧Pmが低下して吸気圧P1に近づくほど「1」に近くなるよう低下することから、増量補正係数Hは比Pm/P1の「1」への低下に基づき小さくされる値ということになる。
この実施形態によれば、第1実施形態の(1)及び(2)の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
(4)異常判定処理の中断に伴ってEGRバルブ33を判定用開度量HO分だけ開き側に変化する前の開度(全閉)へと復帰させる際には、同復帰の際の閉じ側への開度変化及びそれに伴うEGR通路32から吸気通路4に流れるガス(空気)の流量の減少側への変化に応答遅れが生じる。ちなみに、上記ガスの流量の減少側への変化に応答遅れが生じた状態でのエンジン1の実際の吸気圧Pmは、同応答遅れの生じている同ガスの実際の流量に対応した値となる。また、上記吸気圧P1(基準圧)は、EGRバルブ33を判定用開度量HO分だけ開き側に変化させる前の開度(全閉)へと閉じ側に変化させた後であって、同閉じ側への変化による上記ガスの流量の減少側への変化が完了した状態での同スの流量に対応した値となる。従って、燃料噴射量が増量補正係数Hにより増量補正される際、エンジン1の実際の吸気圧Pmが上記吸気圧P1(基準圧)に近づくにつれて増量補正係数Hを小さくすることにより、減少側への流量変化に応答遅れを含む上記ガスの流量に対し上記増量補正係数Hを的確に対応させることができる。従って、同増量補正係数Hによる燃料噴射量の増量補正により、燃焼室3内の混合気の空燃比を一層的確に適正値に維持することができる。
(5)EGRバルブ33を判定用開度量HO分だけ開き側に変化させる前の状態(全閉状態)へと閉じ側に開度変化させる際、EGR通路32から吸気通路4に流れるガスの流量の減少側への変化には応答遅れが生じる。比Pm/P1は、吸気圧の低い領域から高い領域までの全領域において、上記ガスの流量の減少側への変化の応答遅れに起因した燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いに対応した値として、適切な値となる。
仮に、上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いに対応した値として、エンジン1の実際の吸気圧Pmと吸気圧P1(基準圧)との差などを用いたとすると、その差を上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いに対応した値として適切な値とするために、同差に対し吸気圧Pmの大きさに応じた補正を加えなければならなくなる。これは、上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いの変化が上記差の変化として現れる際の感度が、そのときの吸気圧Pmの大きさによって変わるためである。これに対し、上記比Pm/P1に関しては、上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いの変化が上記比Pm/P1の変化として現れる際の感度が、吸気圧Pmの大きさに関係なく一定となるため、上述したような吸気圧Pmの大きさに応じた補正を加える必要がない。従って、こうした補正を加える分の手間をかけることなく、上記比Pm/P1を上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多の度合いに対応した値として適切な値とすることができる。
そして、増量補正係数Hに関しては、上記比Pm/P1に基づき同比Pm/P1が「1」に近づくにつれて小さくされるため、上記ガスの流量の減少側への変化の応答遅れに起因した上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多を抑制するための燃料噴射量の増量補正に用いられる増量補正値として、適切な値とされる。従って、同増量補正係数Hを用いた燃料噴射量の増量補正により、燃焼室3内の混合気の空燃比を一層的確に適正値に維持することができるようになる。
(6)上記増量補正係数Hとしては上記比Pm/P1がそのまま用いられるため、その増量補正係数Hを燃料噴射量の指令値に対し乗算するだけで、上記ガスの流量の減少側への変化の応答遅れに起因した上記燃料噴射量に対する吸入空気量の過多を的確に抑制し得る燃料噴射量の増量補正を実現することができる。
[その他の実施形態]
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第2実施形態において、実際の吸気圧Pmと吸気圧P1(基準圧)との差「Pm−P1」に対し上述した吸気圧Pmの大きさに応じた補正を加えた値に基づき、その値が小さくなるほど増量補正係数Hが小さくなるよう同増量補正係数Hを可変設定してもよい。
・第2実施形態において、比Pm/P1をそのまま増量補正係数Hとして用いる代わりに、比Pm/P1とは別個の増量補正係数Hを用意し、同比Pm/P1が「1」に近づくほど上記増量補正係数Hが小さくなるよう同増量補正係数Hを可変設定するようにしてもよい。
・第1実施形態の増量補正係数Hに関して、必ずしも大気圧補正や吸気温補正を加える必要はない。なお、第1実施形態に示されるように、増量補正係数Hに大気圧補正や吸気温補正を加えれば、同増量補正係数Hを大気圧や吸気温の変化による空気中の酸素濃度の変化から影響を受けることのない正確な値とすることが可能になる。
・第1及び第2実施形態において、燃料噴射量の指令値に対する増量補正係数Hの乗算によって燃料噴射量の増量補正を実現する代わりに、上記指令値に対し増量補正量を加算して燃料噴射量の増量補正を実現するようにしてもよい。この場合、上記増量補正量が燃料噴射量を増量補正するための増量補正値ということになり、その増量補正量が異常判定処理の中断に伴いEGRバルブ33を全閉状態へと復帰させる際にEGR通路32から吸気通路4に流れるガスの流量の減少側への変化に合わせて小さくされる。
・第1及び第2実施形態において、異常判定処理の中断後における燃料噴射量の増量補正に関しては、必ずしもEGR通路32から吸気通路4に流れるガス(空気)の流量の減少側への変化に合わせて小さくする必要はなく、例えば同増量補正を一定として燃料噴射再開後に燃焼室内の混合気の空燃比がリーンになることを抑制するようにしてもよい。この場合、上記増量補正を行うための増量補正値が一定とされることになる。
・第1及び第2実施形態において、フューエルカット中であって異常判定処理が行われていないときのEGRバルブ33の開度(通常の開度)が全閉よりも開き側の開度とされるエンジンに本発明を適用してもよい。
第1実施形態の制御装置が適用されるエンジン全体を示す略図。 (a)〜(f)は、異常判定処理が実施される際のフューエルカットの実行態様、燃料噴射量の変化、EGRバルブの開度変化、EGR通路から吸気通路に流れるガスの流量変化、吸気圧の変化、及びフラグFの設定態様を示すタイムチャート。 上記異常判定処理の実行手順を示すフローチャート。 上記異常判定処理の実行手順を示すフローチャート。 (a)〜(f)は、異常判定処理が実施される際のフューエルカットの実行態様、燃料噴射量の変化、EGRバルブの開度変化、EGR通路から吸気通路に流れるガスの流量変化、吸気圧の変化、及びフラグFの設定態様を示すタイムチャート。 第1実施形態における異常判定処理が中断したときの処理の実行手順を示すフローチャート。 EGRバルブの開度の変化に伴う増量補正係数Hの推移を示すグラフ。 第2実施形態における異常判定処理が中断したときの処理の実行手順を示すフローチャート。
符号の説明
1…エンジン、2…燃料噴射弁、3…燃焼室、4…吸気通路、5…変速機、6…駆動輪、7…ピストン、8…排気通路、9…クランクシャフト、10…クランクポジションセンサ、12…スロットルバルブ、13…バキュームセンサ、14…アクセルペダル、15…アクセルポジションセンサ、16…スロットルポジションセンサ、17…車速センサ、18…開度センサ、20…電子制御装置(開度復帰手段、増量補正手段)、31…EGR機構、32…EGR通路、33…EGRバルブ。

Claims (5)

  1. EGRバルブの開閉駆動によりEGR量を可変とするEGR機構を備える内燃機関に適用され、同機関のフューエルカット中に前記EGRバルブの開度を通常よりも判定用開度量だけ開き側に変化させ、それに伴う同機関の吸気圧の変化に基づき前記EGR機構での異常の有無を判断する異常判定処理を実施し、同処理を通じて前記異常の有無が判断された後には前記EGRバルブの開度を前記判定用開度量だけ閉じ側に変化させて通常の開度とする内燃機関の制御装置において、
    前記異常判定処理を通じて前記EGRバルブの開度が通常よりも開き側に変化している状況のもと、前記フューエルカットが停止されて前記異常判定処理が中断されたとき、前記EGRバルブの開度を前記判定用開度量だけ開き側に変化させる前の通常の開度へと復帰させる開度復帰手段と、
    前記フューエルカットの停止に伴い内燃機関の燃料噴射が再開されてから、前記開度復帰手段による前記EGRバルブの開度の閉じ側への変化に伴う前記EGR機構から吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化が完了するまでの間、内燃機関の燃料噴射量を増量補正する増量補正手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 前記増量補正手段は、前記開度復帰手段による前記EGRバルブの閉じ側への開度変化に伴う前記EGR機構から前記吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化に合わせて、内燃機関の燃料噴射量の増量補正を小さくしてゆくものである
    請求項1記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記増量補正手段は、増量補正値を用いて内燃機関の燃料噴射量を増量補正するものであり、前記開度復帰手段による前記EGRバルブの閉じ側への変化に合わせて前記増量補正値を減少側の値となるよう可変設定するとともに、その増量補正値の減少側への変化を前記EGRバルブの閉じ側への変化に伴う前記EGR機構から前記吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化に合わせて徐々に行う
    請求項2記載の内燃機関の制御装置。
  4. 前記増量補正手段は、増量補正値を用いて内燃機関の燃料噴射量を増量補正するものであり、フューエルカット中における前記EGRバルブの開度を通常よりも前記判定用開度量だけ開き側に変化させる前の内燃機関の吸気圧を基準圧として記憶し、前記フューエルカットの停止に伴い内燃機関の燃料噴射が再開されてから、前記開度復帰手段による前記EGRバルブの閉じ側への開度の変化に伴う前記EGR機構から前記吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化が完了するまでの間、内燃機関の実際の吸気圧が前記基準圧に近づくにつれて前記増量補正値を小さくしてゆく
    請求項2記載の内燃機関の制御装置。
  5. 前記増量補正手段は、前記フューエルカットの停止に伴い内燃機関の燃料噴射が再開されてから、前記開度復帰手段による前記EGRバルブの閉じ側への開度の変化に伴う前記EGR機構から前記吸気通路に流れるガスの流量の減少側への変化が完了するまでの間、内燃機関の実際の吸気圧と前記基準圧との比が「1」に近づくにつれて前記増量補正値を小さくしてゆく
    請求項4記載の内燃機関の制御装置。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4743169B2 (ja) * 2007-06-13 2011-08-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関制御装置及び方法
JP4497191B2 (ja) * 2007-11-06 2010-07-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2010096001A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Daihatsu Motor Co Ltd 制御装置
US8447503B2 (en) * 2009-05-19 2013-05-21 GM Global Technology Operations LLC Control strategy for operating a homogeneous-charge compression-ignition engine subsequent to a fuel cutoff event
US9010113B2 (en) 2009-09-24 2015-04-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus of an internal combustion engine
WO2012039047A1 (ja) * 2010-09-23 2012-03-29 トヨタ自動車 株式会社 内燃機関の制御装置
JP5585942B2 (ja) * 2011-05-27 2014-09-10 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
US9157390B2 (en) * 2011-09-21 2015-10-13 GM Global Technology Operations LLC Selective exhaust gas recirculation diagnostic systems and methods
CN104093960B (zh) * 2012-02-06 2016-08-24 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
WO2014020982A1 (ja) * 2012-08-01 2014-02-06 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US9382880B2 (en) * 2012-12-05 2016-07-05 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a gas constituent sensor
JP5996476B2 (ja) * 2013-04-02 2016-09-21 愛三工業株式会社 エンジンの排気還流装置
JP6225701B2 (ja) * 2013-12-27 2017-11-08 スズキ株式会社 Egr装置の故障診断装置
JP6007950B2 (ja) * 2014-08-01 2016-10-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御システム
DE102017000732A1 (de) * 2016-02-12 2017-08-17 Mazda Motor Corporation Motorsteuerung bzw. Regelung
JP6327263B2 (ja) * 2016-02-24 2018-05-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
KR20170128785A (ko) * 2016-05-13 2017-11-24 현대자동차주식회사 차량의 egr밸브 제어방법 및 그 제어시스템
KR101927184B1 (ko) * 2016-12-09 2018-12-10 현대자동차 주식회사 엔진 시스템의 진단 방법 및 장치
JP6601423B2 (ja) 2017-01-11 2019-11-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
US10914251B2 (en) * 2017-12-22 2021-02-09 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for EGR valve diagnostics
JP6522187B1 (ja) * 2018-03-13 2019-05-29 愛三工業株式会社 エンジンシステム
JP6641405B2 (ja) 2018-03-27 2020-02-05 株式会社Subaru エンジン制御装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5309887A (en) * 1992-08-07 1994-05-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of detecting abnormality in exhaust gas recirculation control system of internal combustion engine and apparatus for carrying out the same
JP2001304043A (ja) * 2000-04-20 2001-10-31 Hitachi Ltd 排気ガス再循環装置の故障診断装置
JP4243416B2 (ja) 2000-06-07 2009-03-25 本田技研工業株式会社 内燃機関の燃料供給制御装置
JP3535077B2 (ja) * 2000-06-19 2004-06-07 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP2002235587A (ja) * 2001-02-09 2002-08-23 Toyota Motor Corp 内燃機関燃料噴射圧制御方法及び装置
JP3771454B2 (ja) * 2001-02-21 2006-04-26 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP4468039B2 (ja) * 2004-03-26 2010-05-26 富士重工業株式会社 排気ガス還流装置の故障診断装置
JP4107506B2 (ja) * 2005-09-21 2008-06-25 三菱電機株式会社 内燃機関制御装置
JP2008128118A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Toyota Motor Corp 圧縮着火式内燃機関の制御システム
JP4143868B1 (ja) * 2007-02-27 2008-09-03 三菱自動車工業株式会社 内燃機関のegrシステム
JP4743169B2 (ja) * 2007-06-13 2011-08-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関制御装置及び方法
US8316828B2 (en) * 2009-04-17 2012-11-27 GM Global Technology Operations LLC Exhaust gas recirculation diagnostic for coordinated torque control systems
JP2020024901A (ja) 2018-08-02 2020-02-13 Kmt技研株式会社 シールドされた薄型フラットケーブルとその製造方法

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