JP5060415B2

JP5060415B2 - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP5060415B2
Application number: JP2008187703A
Authority: JP
Inventors: 孝輔桑原; 一洋岩村; 滋安藤
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2028-07-18
Also published as: JP2010024992A

Description

本発明は、スロットル弁を全閉させた減速走行時に回生発電を行うに際し、ＥＧＲ弁を全開させてエンジンのポンピングロスを低減するようにしたエンジンの制御装置に関する。

従来、自動車等の車両では減速走行においては燃料カットを行うことで燃費向上を図っている。その際、電気自動車やハイブリッド車では、モータを発電機として作用させて、減速時の余剰なエネルギ(減速エネルギ)を電気エネルギに変換して回収する技術が知られている。

この減速エネルギを利用して効率よく回生発電させるには、減速走行時のエンジンに作用する抵抗を限りなく少なくすることが望ましい。エンジンに作用する抵抗の一つにポンピングロスがある。このポンピングロスを低減する技術としては、減速走行時の吸排気弁を半開状態で停止させたり、スロットル弁を全開にする等の技術が知られている。

しかし、吸排気弁を半開状態で停止させる技術では、吸排気弁を停止させるためのデバイスを別途追加する必要があり、システムコストが高くなる問題がある。一方、スロットル弁を全開させる技術は、新たなシステムを追加する必要がなくコスト的に有利であるが、排気触媒に燃焼していない低温のガス（空気）が多量に流れるため、触媒温度が低下してしまい、燃料カットリカバリー直後の排気ガスに対する浄化能力を充分に発揮させることができなくなる問題がある。

又、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置を装備するエンジンでは、例えば特許文献１(特許第３０９６４４６号公報)に開示されているように、車両が減速走行へ移行した場合、吸気通路に設けたスロットル弁を閉弁させて新気の供給量を減少させると共に、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路に介装されているＥＧＲ弁を全開させて、排気ガスを循環させるようにした技術が開示されている。

この文献に開示されている技術によれば、減速走行時、スロットル弁は通常、閉じられているため何ら制御する必要が無く、又ＥＧＲ装置が装備されている車両では、システムを新たに追加する必要が無いため、コスト高となることがない。更に、スロットル弁が閉弁しているため触媒に流れるガス（空気）の量が少なく、触媒の温度低下を抑制することもできる。
特許第３０９６４４６号公報

しかし、上述した文献に開示されている技術では、通常は高温の排気ガス（ＥＧＲガス）を還流させるＥＧＲ通路に対して、燃焼後の排気ガスを循環させるようにしているため、燃料カット時間が比較的長い場合、ＥＧＲ通路の温度が低下してしまう。

その結果、燃料カットリカバリー後にＥＧＲ条件が成立して、吸気系に対してＥＧＲガスを還流させる際に、このＥＧＲ通路により当該ＥＧＲガスが冷却されてガス密度が高くなってしまう。ＥＧＲガスのガス密度が高くなると、ＥＧＲ弁の開度が一定であっても、通常の高温状態の排気ガスが流れるよりも多くのＥＧＲガスが吸気系に供給されて、筒内のＥＧＲ率（＝ＥＧＲ量／（ＥＧＲ量＋新気量））が、想定した値よりも高くなってしまい、相対的に空燃比がリッチ化してしまう問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、回生発電時のポンピングロスの低減と触媒温度低下の抑制とを、排気ガスをＥＧＲ通路を循環させることで実現させるシステムにおける、ＥＧＲ条件成立後のＥＧＲ還流時における筒内のＥＧＲ率のずれを防止し、良好な空燃比制御を行うことのできるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、エンジンの出力により発電動作する発電手段と、ＥＧＲ通路に介装されてＥＧＲ量を制御するＥＧＲ弁と、運転状態に基づきＥＧＲ条件が成立しているか否かを判定するＥＧＲ条件判定手段と、減速走行時に前記発電手段が回生発電を行っているか否かを判定する回生発電判定手段と、前記ＥＧＲ弁の弁開度を可変動作させて前記ＥＧＲ量を制御するＥＧＲ制御手段と、エンジン停止を判定するエンジン停止判定手段とを備えるエンジンの制御装置において、前記ＥＧＲ制御手段は、前記回生発電の有無に応じて前記ＥＧＲ通路の低下温度を推定する低下温度推定手段と、前記低下温度推定手段で推定した低下温度に基づきＥＧＲ補正値を設定し、該ＥＧＲ補正値に基づき、エンジン運転状態に基づいて設定した基本ＥＧＲ弁開度を補正して、前記ＥＧＲ弁に対する目標ＥＧＲ弁開度を設定する目標ＥＧＲ弁開度設定手段とを備え、前記低下温度推定手段は、前記エンジン停止判定手段がエンジン停止と判定した場合、前記ＥＧＲ通路の低下温度を該エンジン停止の継続時間に基づいて推定することを特徴とする。

本発明によれば、スロットル全閉時の回生発電時は、ＥＧＲ弁を全開にして排気ガスがＥＧＲ通路から還流するようにしたので、エンジンのポンピングロスの低減と触媒温度低下の抑制との双方を実現させ、更にそのときのＥＧＲ通路の低下温度を推定し、ＥＧＲ制御が行われる際に、ＥＧＲ弁の開度をＥＧＲ通路の低下温度に基づいて設定したＥＧＲ補正値で補正して設定するようにしたので、ＥＧＲ条件が成立し、ＥＧＲ弁が開弁してＥＧＲガスがＥＧＲ通路を通過する際に冷却されてガス密度が高くなっても、吸気系に供給されるＥＧＲ量がほぼ一定となり、筒内のＥＧＲ率のずれが防止され、良好な空燃比制御を行うことができる。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１〜図１０に本発明の第１実施形態を示す。図１はハイブリッド車の動力システムの概略構成図である。

同図に示すハイブリッド車（ＨＥＶ）に搭載される動力システムは、エンジン１とモータ２とを併用しており、本実施形態では、主としてエンジン１の動力によって走行し、モータ２の駆動力を補助動力として用いている。

エンジン１及びモータ２の動力系を制御する制御系としては、エンジン１を制御するエンジン制御ユニット（Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ）３、モータ２を制御するモータ制御ユニット（モータ＿ＥＣＵ）４、モータ２との間で電力を授受するバッテリ５ａの充電状態（ＳＯＣ：State of charge）を演算するバッテリ制御ユニット（バッテリ＿ＥＣＵ）５が備えられている。

各ＥＣＵ３，４，５は、それぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるマイクロコンピュータ、及びその周辺機器で構成されており、ＣＰＵにおいてＲＯＭに記憶されている制御プログラムに従い各種制御を実行する。例えば、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ３は、入力されるセンサ類からの検出信号、及びＲＯＭに記憶されているマップ、及びテーブル等の固定データに基づきスロットル開度量、燃料噴射量、ＥＧＲ弁開度等を演算し、スロットル開度制御、燃料噴射制御、ＥＧＲ制御等のエンジン制御を行う。更に、各ＥＣＵ３，４，５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信ラインを介して相互通信可能に接続されている。

エンジン１は、その吸気通路６に、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ３によって制御される電子スロットル装置７を備えており、この電子スロットル装置７に設けられているスロットル弁７ａの開度によって調整された吸入空気と、各気筒の吸気ポート直上流に配設されているインジェクタ（図示せず）から噴射される燃料とが混合されてピストン８上部の燃焼室９に供給される。燃焼室９に開口する吸気ポートに吸気通路６からの混合気の流入を開閉する吸気弁１０が配設され、排気ポートに排気通路１１への排気の流出を開閉する排気弁１２が配設されている。

この吸気弁１０と排気弁１２との開閉タイミングが、後述するクランク軸１５に同期し、且つこのクランク軸１５に対して１／２の回転数で回転する吸気カム１３と排気カム１４に形成されているカムプロフィールに従って設定される。

又、排気通路１１とスロットル弁７ａ下流の吸気通路６との間が、ＥＧＲ装置を構成するＥＧＲ通路２１にてバイパス接続されており、このＥＧＲ通路２１に、ＥＧＲ弁２２が介装されている。又、このＥＧＲ弁２２を駆動するＥＧＲモータ２２ａがＥ／Ｇ＿ＥＣＵ３の出力側に接続されている。本実施形態ではＥＧＲモータ２２ａとしてステップモータが採用されており、ＥＧＲモータ２２ａは、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ３から出力されるパルスに同期して動作し、この動作によりＥＧＲ弁２２がステップ的に開閉動作される。尚、ＥＧＲモータ２２ａは、ＤＣモータであっても良く、ＤＣモータの場合、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ３から出力されるＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号により、ＥＧＲ弁２２の開度が制御される。

尚、ＥＧＲモータ２２ａの開度はエンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷ＧＮに基づきマップ参照により設定される。又、このエンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＧＮとが、本発明のエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段に対応している。この場合、エンジン負荷ＧＮとして、基本燃料噴射量Ｔｐ（Ｔｐ←Ｋ・Ｑ／ＮＥ、Ｋ：定数、Ｑ：吸入空量、ＮＥ：エンジン回転数）を代用しても良い。

一方、モータ２は、エンジン１のクランク軸１５に動力伝達機構１６を介して連結され、モータ＿ＥＣＵ４による制御下において、バッテリ＿ＥＣＵ５からの電力の供給を受けて駆動力を発生し、又、減速走行時においては、エンジン１の出力にて減速回生発電してバッテリを充電する。従って、このモータ２は、本発明の発電手段としての機能を有している。

モータ＿ＥＣＵ４は、インバータ等のモータ駆動回路を含む制御ユニットである。又、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ３は、運転状態を検出する各種センサ類やバッテリ＿ＥＣＵ５からの情報に基づいてエンジン１及びモータ２を最適に制御し、ハイブリッドシステムとしての高効率化運転を可能としている。

このＥ／Ｇ＿ＥＣＵ３の入力側に、クランク軸１５の回転から、主にエンジン回転数ＮＥを検出するクランク角センサ１７、吸気カム１３の回転位置を検出するカム角センサ１８、図示しないアクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１９、冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２０等、エンジン運転状態を検出するセンサ類が接続されていると共に、バッテリ＿ＥＣＵ５が接続されている。バッテリ＿ＥＣＵ５からＥ／Ｇ＿ＥＣＵ３に対しては、バッテリの残存容量を充電状態（State of charge;SOC）で表現した残存容量情報（ＳＯＣ情報）が出力される。

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ３では、入力される各センサ類からの情報に基づき、燃料噴射制御、スロットル開度制御、ＥＧＲ制御等のエンジン制御を行う。燃料噴射制御ではエンジン運転条件に基づいて予め設定されている空燃比に対応する燃料噴射量を求め、所定タイミングで噴射対象気筒へ出力し、車両が減速走行している場合は燃料カットして燃費向上を図る。又、スロットル開度制御では、基本的に運転者の操作するアクセルペダルの踏込み量に比例するスロットル開度を設定し、運転者がアクセルペダルを開放した場合は、スロットル弁７ａを閉弁させて減速走行させる。又、モータ＿ＥＣＵ４は、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ３からの制御指令に従い、エンジン１が駆動力不足の場合はモータ２を駆動させて駆動力を補う。一方、減速走行時はモータ２の減速回生による発電でバッテリ充電を行う。

ところで、減速走行時、ＥＧＲ制御はＥＧＲ弁２２を全開にし、排気ガスをＥＧＲ通路２１を経て循環させることで、ポンピングロスの低減を図るようにしている。しかし、減速走行時は燃料カットされているため、燃料カットから燃料カットリカバリーに至るまでの時間が長いと、排気ガスの温度が低下し、ＥＧＲ通路２１内壁の温度が低下する。その結果、燃料カットリカバリー後のＥＧＲガスの一部をＥＧＲ通路２１を介して吸気系に還流させた場合、このＥＧＲガスがＥＧＲ通路２１を通過する際に冷却されてガス密度が高くなり、ＥＧＲ弁２２の開度が一定であっても燃料カットリカバリー直後のＥＧＲ量は、相対的に増加してしまい、筒内のＥＧＲ率にずれが生じ、相対的に空燃比が悪化してしまう。

そのため、本実施形態では、ＥＧＲ通路２１の温度変化を常に推定し、ＥＧＲ弁２２の開度を、ＥＧＲ通路２１の低下温度に応じて補正することで、ＥＧＲ通路２１を通過するＥＧＲガスのガス密度が変化しても、筒内には常にほぼ一定のＥＧＲ量が供給できるようにし、筒内のＥＧＲ率のずれを抑制して、良好な空燃比制御を得ることができるようにしている。

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ３で実行されるＥＧＲ制御は、具体的には図２、図３に示すルーチンに従って処理される。

イグニッションスイッチをＯＮすると、図２に示すＣＥＧＲ初期値設定ルーチンが１回のみ実行される。すなわち、先ず、ステップＳ１で水温センサ２０で検出した冷却水温Ｔｗを読込み、ステップＳ２で冷却水温Ｔｗに基づきＣＥＧＲテーブルを補間計算付きで参照して、ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを初期設定し、ルーチンを終了する。図４に示すように、ＣＥＧＲテーブルには、冷却水温Ｔｗに関係なく一定のＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲが格納されている。但し、この特性は、例えば、冷却水温Ｔｗが高くなるに従い、ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを減少させるなど、任意に設定することができる。

その後、図３に示すＥＧＲ制御ルーチンが実行される。このルーチンは、イグニッションスイッチをＯＮした後、設定演算時間（例えば５〜１０{msec]）毎に実行される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、車両の走行状態が減速走行にあり、しかもモータ２にて回生発電させているか否かを判定する。Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ３は、例えば車速が停車判定車速（例えば１５[Km/h]）以上で、且つアクセルペダルが開放されている場合、減速走行と判定し、スロットル弁７ａを閉弁させると共に、燃料噴射制御において燃料カットを実行させる。更に、モータ＿ＥＣＵ４に対して減速回生発電の指令を出力する。すると、モータ＿ＥＣＵ４は、モータ２を発電機として機能させてエンジン１のクランク軸１５からの駆動力にて回生発電させる。そして、回収した電力をバッテリ５ａに充電する。従って、減速回生による発電を行っているか否かは、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ３からモータ＿ＥＣＵ４に対して減速回生発電の指令が出力されているか否かを調べて判定する。

そして、モータ２が減速回生発電を行っていると判定した場合、ステップＳ１２へ進み、又、モータ２が発電動作していない場合は、ステップＳ１４へ分岐する。尚、このステップＳ１１での処理が、本発明の回生発電判定手段に対応している。

ステップＳ１２へ進むと、ＥＧＲ弁２２を全開にさせる。このときスロットル弁７ａは全閉状態にあるため、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路２１を介して循環される閉回路となり、ポンピングロスが低減される。又、冷えた排気ガスが触媒に流れ難くなるため、触媒温度の低下を抑制することができる。

その後、ステップＳ１３へ進み、次の（１）式からＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを設定した後、ルーチンを抜ける。
ＣＥＧＲ←ｍｉｎ（ＣＥＧＲ＋ｔＲＥＧＥ（ＮＥ），ＣＥＧＲＭＡＸ）…（１）
ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲは、ＥＧＲ弁２２を駆動するステップモータのステップ数であり、これに、予め設定されている１ステップ毎の角度θ１を乗算することで回動角が決定される。すなわち、（１）式では、前回の演算時に設定したＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを読込み、このカウント値ＣＥＧＲに回生時用加算値ｔＲＥＧＥを加算する（ＣＥＧＲ＋ｔＲＥＧＥ）。この回生時用加算値ｔＲＥＧＥは、クランク角センサ１７から出力されるクランクパルスに基づいて算出したエンジン回転数ＮＥに基づき、ＲＥＧＥテーブルを補間計算付きで参照して設定する。

図５にＲＥＧＥテーブルの概念図を示す。同図に示すように、回生時用加算値ｔＲＥＧＥはエンジン回転数ＮＥの増加にほぼ比例して増加する値に設定されている。すなわち、このルーチンは時間周期で繰り返し演算されているため、エンジン回転数ＮＥが高い場合は、エンジン回転数ＮＥが低い場合に比し、単位時間あたりのＥＧＲガスの還流量が多くなり、このＥＧＲガスの還流によりＥＧＲ通路２１が積極的に冷却される。従って、単位時間あたりのエンジン回転数ＮＥから、ＥＧＲ通路２１の低下温度を推定することができる。尚、このステップＳ１３での処理が、本発明の低下温度推定手段に対応している。

そして、前回の演算時に設定したＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲに回生時用加算値ｔＲＥＧＥを加算した値（ＣＥＧＲ＋ｔＲＥＧＥ）と、予め設定されているカウンタ上限値ＣＥＧＲＭＡＸとを比較して、何れか小さい方の値をＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲとして設定する。尚、カウンタ上限値ＣＥＧＲＭＡＸはＥＧＲの低下温度が飽和する付近の値であり、予め実験等から求めて設定されている。

又、ステップＳ１１からステップＳ１４へ進むと、エンジン１が停止しているか否かを判定する。そして、エンジン１が停止していると判定した場合は、ステップＳ１５へ進み、エンジン１が稼働していると判定した場合はステップＳ１６へ分岐する。

エンジン１が停止しているか否かは、エンジン回転数ＮＥに基づいて判定しエンジン回転数ＮＥが予め設定した停止判定回転数以下のときエンジン停止と判定する。又、エンジン停止は、イグニッションスイッチがＯＮされている状態でのエンジン停止を指している。例えばイグニッションスイッチをＯＮしてからクランキングが開始されるまでの間や、ハイブリッド車ではエンジン１を停止させてモータ走行している場合がこれに該当する。尚、ステップＳ１４での処理が、本発明のエンジン停止判定手段に対応している。

そして、エンジン停止と判定されてステップＳ１５へ進むと、次の（２）式に従って、ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを設定し、ルーチンを抜ける。
ＣＥＧＲ←ｍｉｎ（ＣＥＧＲ＋ｋＳＴＯＰ，ＣＥＧＲＭＡＸ）…（２）
ここで、ｋＳＴＯＰはエンジン停止時用加算値であり、演算周期毎の低下温度を実験などから求め、その値に基づいて設定した固定値である。エンジン１が停止した場合、ＥＧＲ通路２１は自然放熱より温度が低下している。この低下温度はエンジン停止の継続時間にほぼ比例する。従って、エンジン停止時用加算値ｋＳＴＯＰを演算周期毎に積算することで、ＥＧＲ通路２１の低下温度を推定することができる。ＥＧＲ通路２１が冷却されると、ＥＧＲ開始時に、このＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスが冷却され、そのときの低下温度によりガス密度が相対的に高くなる。

又、ステップＳ１４からステップＳ１６へ進むと、ＥＧＲ条件が成立しているか否かを判定する。ＥＧＲ条件は、例えば冷却水温、車速、エンジン回転数、及びエンジン負荷などの運転状態に基づいて判定され、冷却水温、車速、エンジン回転数が設定条件を満足し、且つ、エンジン運転状態が中負荷領域にある場合、ＥＧＲ条件成立と判定する。尚、このステップＳ１６での処理が、本発明のＥＧＲ条件判定手段に対応している。

そして、ＥＧＲ条件不成立と判定された場合、ステップＳ１７へ進み、又、ＥＧＲ条件成立と判定された場合、ステップＳ１９へ進む。ＥＧＲ条件不成立と判定されてステップＳ１７へ進むと、ＥＧＲ弁２２を全閉させてＥＧＲを停止した後、ステップＳ１８へ進み、次の（３）式に従って、ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを設定し、ルーチンを抜ける。
ＣＥＧＲ←ｍｉｎ（ＣＥＧＲ＋ｍＲＵＮ（ＮＥ，ＧＮ），ＣＥＧＲＭＡＸ）…（３）
ｍＲＵＮはＥＧＲオフ運転時用加算値であり、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＧＮとに基づき、ＲＵＮマップを補間計算付きで参照して設定する。

図６にＲＵＮマップの概念図を示す。同図に示すように、ＥＧＲオフ運転時用加算値ｍＲＵＮは、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＧＮとが共に上昇するに従い小さくなる値に設定されている。すなわち、ＥＧＲが停止されると、ＥＧＲ通路２１をＥＧＲガスが流れないため、このＥＧＲ通路２１の温度は自然放熱により低下するが、エンジン１が稼働しているため、排気ガス等からの輻射熱により、その冷却勾配が緩やかになる。排気ガス等からの輻射熱は、エンジン回転数ＮＥが高く、且つエンジン負荷ＧＮが高いほど高くなるため、ＥＧＲ通路２１は、エンジン回転数ＮＥが高く、且つエンジン負荷ＧＮが高いほど冷却され難く、冷却勾配はより緩やかとなる。そのため、ＲＵＮマップには、エンジン回転数ＮＥが高く、且つエンジン負荷ＧＮが高いほど小さな値のＥＧＲオフ運転時用加算値ｍＲＵＮが格納されている。

又、ＥＧＲ条件が成立していると判定して、ステップＳ１６からステップＳ１９へ進むと、次の（４）式に従って、ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを設定し、ステップＳ２０へ進む。
ＣＥＧＲ←ｍａｘ（ＣＥＧＲ−ｍＥＧＲ（ＮＥ，ＧＮ），ＣＥＧＲＭＩＮ）…（４）
このＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲはＥＧＲ条件が成立し、或いはカウンタ上限値ＣＥＧＲＭＡＸに達するまで増加されて（Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ１８）、ＥＧＲ通路２１の低下温度を推定している。従って、ＥＧＲ条件が成立し、ＥＧＲ弁２２が開弁してＥＧＲ通路２１をＥＧＲガスが還流するに際し、このＥＧＲガスの熱によりＥＧＲ通路２１が加熱されて温度上昇するため、その分を前回の演算時に算出したＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲから減算する。前回の演算時に算出したＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲから減算するＥＧＲオン運転時減算値ｍＥＧＲはエンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＧＮとに基づき、ＥＧＲマップを補間計算付きで参照して設定する。

図７にＥＧＲマップの概念図を示す。このルーチンは時間周期で繰り返し行われているため、エンジン回転数ＮＥが高い場合は、エンジン回転数ＮＥが低い場合に比し、単位時間あたりのＥＧＲガスの循環量が多くなり、又、ＥＧＲガスの温度はエンジン負荷ＧＮが大きくなるに従い高くなる。従って、ＥＧＲオン運転時減算値ｍＥＧＲは、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＧＮとが上昇するに従い大きな値に設定される。

又、ＣＥＧＲＭＩＮはカウンタ下限値であり、本実施形態では、ＣＥＧＲＭＩＮ＝０に設定されている。従って、ステップＳ１９で求めるＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲの最小値はＣＥＧＲ＝０となる。

その後、ステップＳ２０へ進むと、目標ＥＧＲ弁開度（ステップ数）ＥＧＲＴＧＴを、次の（５）式から設定し、ルーチンを抜ける。尚、このステップＳ２０での処理が、本発明の目標ＥＧＲ弁開度設定手段に対応している。
ＥＧＲＴＧＴ←ＥＧＲＢＡＳＥ・ｔＥＧＲ（ＣＥＧＲ）…（５）
ＥＧＲＢＡＳＥは基本ＥＧＲ弁開度（ステップ数）であり、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＧＮとに基づきＥＧＲＢＡＳＥマップを補間計算付きで参照して設定する。図８にＥＧＲＢＡＳＥマップの概念図を示す。同図に示すように、基本ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＢＡＳＥは、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＧＮとが共に低い場合小さな値に設定され、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＧＮが高くなるに従い大きな値に設定されている。すなわち、当該マップにはエンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＧＮとに基づき予め実験などから求めて設定した温度（＝ガス密度）において最適なＥＧＲ率とするＥＧＲ弁開度（ステップ数）を求め、その値が格納されている。

又、ｔＥＧＲはＥＧＲ補正値であり、ステップＳ１９で設定したＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲに基づきテーブル検索により設定される。図９にＥＧＲテーブルの概念図を示す。同図に示すように、ＥＧＲ補正値ｔＥＧＲは、ＣＥＧＲ＝０のときｔＥＧＲ＝１に設定され、ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲが増加するに従い、次第に低下するＥＧＲ補正値ｔＥＧＲが格納されている。

その結果、この（５）式から求められる目標ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＴＧＴは、ＥＧＲ通路２１を通過する際に、ＥＧＲガスの熱が奪われて、相対的にガス密度が高くなることによるＥＧＲ量の増加が補正され、常にほぼ一定のＥＧＲ量となるため、筒内のＥＧＲ率がほぼ一定となり、ＥＧＲ率のずれが防止されて、良好な空燃比制御を行うことができる。

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ３は、上述したステップＳ２０で求めた目標ＥＧＲ弁開度（ステップ数）ＥＧＲＴＧＴと前回出力した目標ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＴＧＴ(n-1)との差分を求め、その差分に応じたステップパルスをＥＧＲモータ２２ａへ出力し、ＥＧＲ弁２２を所定に開弁させる。

このように、本実施形態では、イグニッションスイッチをＯＮしてからＯＦＦするまでの間のＥＧＲ通路２１の温度変化を常に推定し、ＥＧＲ開始時には当該ＥＧＲ通路２１を通過するＥＧＲガスの低下温度によるガス密度の変化を補正した目標ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＴＧＴを設定するようにしたので、同一のエンジン運転領域ではＥＧＲガスのガス密度の影響を受けることなくほぼ一定のＥＧＲ量を吸気系へ還流させることができ、筒内のＥＧＲ率がほぼ一定となり、良好な空燃比制御を行うことができる。

次に、図１０に示すタイムチャートを参照して、上述した図３に示すＥＧＲ制御ルーチンに従って処理される各パラメータの変化について説明する。

例えば巡航走行の状態からスロットル弁７ａを閉弁させて減速走行へ移行し（時間ｔ１）、且つインジェクタ（ＩＪ）を燃料カットさせて、モータ２２を回生発電に切換えると、ＥＧＲ制御では、目標ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＴＧＴの演算を停止し、ＥＧＲ弁２２を全開にさせる。

又、減速回生発電中は（時間ｔ１〜ｔ２）、アクセルペダルの踏込み量（ＡＣＬ）は開放され、スロットル弁７ａの開度（ＴＨＲ）は全閉状態にある。その間、ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲが、カウンタ上限値ＣＥＧＲＭＡＸに達するまで、演算周期毎に上昇される。このＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲは、ＥＧＲ通路２１の低下温度を推定する値であり、スロットル弁７ａが閉弁され、且つＥＧＲ弁２２が全開されているため、ＥＧＲガスが循環する。その際、減速回転数が高い場合、単位時間あたりのＥＧＲガスの循環量が多くなるため、ＥＧＲ通路２１は急激に冷却される。

その後、運転者がアクセルペダルを踏み込んで、スロットル弁７ａを開弁させると、インジェクタ（ＩＪ）からの燃料噴射が開始され（燃料カットリカバリー）、モータ２による減速回生発電が停止される。その後、ＥＧＲ条件が成立すると（時間ｔ２）、ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲが演算周期毎に減算され、相対的にＥＧＲ補正値ｔＥＧＲが増加される。目標ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＴＧＴは、基本ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＢＡＳＥにＥＧＲ補正値ｔＥＧＲを乗算しているため、演算周期毎に増加される（(a)参照）。すなわち、ＥＧＲ開始直後は、ＥＧＲ通路２１によりＥＧＲガスが冷却されてガス密度が高くなるが、時間の経過と共にＥＧＲ通路２１が、還流するＥＧＲガスにより加熱されて温度上昇されるため、ガス密度も次第に低くなる。その後、ＥＧＲ通路２１の温度がＥＧＲガスの温度と等しくなるとＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲが０となり、目標ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＴＧＴは基本ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＢＡＳＥに収束する。

［第２実施形態］
図１１に本発明の第２実施形態によるＥＧＲ制御ルーチンを示す。上述した第１実施形態ではＥＧＲ制御ルーチンを時間周期で起動させたが、本実施形態では、ＥＧＲ制御ルーチンをクランク角周期（例えば９０[deg-CA]）で繰り返し起動させるようにしたものである。

すなわち、イグニッションスイッチがＯＮされて、このルーチンが起動されると、先ず、ステップＳ２１で、モータ２が減速回生発電中か否かを判定する。そして、モータ２が減速回生発電を行っていると判定した場合、ステップＳ２２へ進み、又、モータ２が発電動作していないと判定した場合は、ステップＳ２４へ分岐する。

ステップＳ２２へ進むと、ＥＧＲ弁２２を全開にさせる。このとき、スロットル弁７ａは全閉状態にあるため、排気ガスがＥＧＲ通路２１を介して循環される閉回路となり、ポンピングロスが低減される。又、冷えた排気ガスが触媒に流れ難くなるため、触媒温度の低下を抑制することができる。

その後、ステップＳ２３へ進み、次の（１’）式からＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを設定した後、ルーチンを抜ける。尚、このステップＳ２３での処理が、本発明の低下温度推定手段に対応している。
ＣＥＧＲ←ｍｉｎ（ＣＥＧＲ＋ｋＲＥＧＥ，ＣＥＧＲＭＡＸ）…（１’）
ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲは、ＥＧＲ弁２２を駆動するステップモータのステップ数であり、これに、予め設定されている１ステップ毎の角度θ１を乗算することで回動角が決定される。すなわち、（１’）式では、前回の演算時に設定したＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを読込み、このカウント値ＣＥＧＲに回生時用加算値ｋＲＥＧＥを加算する（ＣＥＧＲ＋ｋＲＥＧＥ）。本実施形態では角度周期でプログラムが起動されるため、エンジン回転数ＮＥが高い場合、単位時間あたりのＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲは、エンジン回転数ＮＥが低い場合に比し、大きな値となる。

すなわち、エンジン回転数ＮＥが高い場合は、エンジン回転数ＮＥが低い場合に比し、単位時間あたりのＥＧＲガスの循環量が多くなり、ＥＧＲ通路２１は積極的に冷却される。従って、この回生時用加算値ｋＲＥＧＥの積算値からＥＧＲ通路２１の低下温度を推定することができる。

そして、前回の演算時に設定したＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲに回生時用加算値ｋＲＥＧＥを加算した値（ＣＥＧＲ＋ｋＲＥＧＥ）と、予め設定されているカウンタ上限値ＣＥＧＲＭＡＸとを比較して、何れか小さい方の値をＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲとして設定する。尚、このカウンタ上限値ＣＥＧＲＭＡＸは第１実施形態と同じ値に設定されている。

又、ステップＳ２１からステップＳ２４へ進むと、エンジン１が停止しているか否かを判定し、エンジン１が停止していると判定した場合は、ステップＳ２５へ進み、エンジン１が稼働していると判定した場合はステップＳ２６へ分岐する。エンジン１が停止しているか否かは、設定時間経過しても、クランク角センサ１７からクランクパルスが入力されない場合、エンジン停止と判定する。このエンジン停止は、イグニッションスイッチがＯＮされている状態でのエンジン停止を指している。従って、例えばイグニッションスイッチをＯＮしてからクランキングが開始されるまでの間や、ハイブリッド車ではエンジン１を停止させてモータ走行している場合がこれに該当する。尚、ステップＳ２５での処理が、本発明のエンジン停止判定手段に対応している。

そして、エンジン停止と判定されてステップＳ２５へ進むと、上述した第１実施形態の（２）式に従って、ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを設定し、ルーチンを抜ける。上述したように、本実施形態では、クランクパルスが設定時間経過しても入力されない場合、エンジン停止と判定しているため、結果的に、エンジン停止時は、このステップＳ２５での処理が時間周期で繰り返されることになる。

又、ステップＳ２４からステップＳ２６へ進むと、ＥＧＲ条件が成立しているか否かを判定し、ＥＧＲ条件不成立と判定された場合、ステップＳ２７へ進み、又、ＥＧＲ条件成立と判定された場合、ステップＳ２９へ進む。ＥＧＲ条件不成立と判定されてステップＳ２７へ進むと、ＥＧＲ弁２２を全閉させてＥＧＲを停止した後、ステップＳ２８へ進み、次の（３’）式に従って、ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを設定し、ルーチンを抜ける。
ＣＥＧＲ←ｍｉｎ（ＣＥＧＲ＋ｋＲＵＮ，ＣＥＧＲＭＡＸ）…（３’）
ｋＲＵＮはＥＧＲオフ運転時用加算値であり、予め実験などから求めた固定値である。ＥＧＲが停止されると、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路２１を流れないため、このＥＧＲ通路２１の温度は自然放熱により低下するが、エンジン１が稼働しているため、排気ガス等からの輻射熱により、冷却勾配がやや緩やかになる。

又、ＥＧＲ条件が成立していると判定して、ステップＳ２６からステップＳ２９へ進むと、次の（４’）式に従って、ＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲを設定し、ステップＳ３０へ進む。
ＣＥＧＲ←ｍａｘ（ＣＥＧＲ−ｋＥＧＲ，ＣＥＧＲＭＩＮ）…（４’）
このＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲはＥＧＲ条件が成立し、或いはカウンタ上限値ＣＥＧＲＭＡＸに達するまで増加されて（Ｓ２３，Ｓ２５，Ｓ２８）、ＥＧＲ通路２１の低下温度を推定している。従って、ＥＧＲ条件が成立し、ＥＧＲ弁２２が開弁してＥＧＲ通路２１をＥＧＲガスが還流するに際し、このＥＧＲガスの熱によりＥＧＲ通路２１が加熱されて温度上昇するため、その分を前回の演算時に算出したＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲから減算する。前回の演算時に算出したＥＧＲ温度推定代用カウント値ＣＥＧＲから減算するＥＧＲオン運転時減算値ｋＥＧＲは、予め実験などから求めた固定値である。尚、カウンタ下限値ＣＥＧＲＭＩＮは上述した第１実施形態と同じ値に設定されている。

その後、ステップＳ３０へ進むと、目標ＥＧＲ弁開度（ステップ数）ＥＧＲＴＧＴを、上述した（５）式から設定して、ルーチンを抜ける。尚、この第２実施形態の効果は上述した第１実施形態と同様である。

又、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば発電手段は、モータ２に限らずオルタネータ等、エンジン１によって駆動される発電機であっても良い。

第１実施形態によるハイブリッド車の動力システムの概略構成図同、ＣＥＧＲ初期値設定ルーチンを示すフローチャート同、ＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャート同、ＣＥＧＲテーブルの概念図同、ＲＥＧＥテーブルの概念図同、ＲＵＮマップの概念図同、ＥＧＲマップの概念図同、ＥＧＲＢＡＳＥマップの概念図同、ＥＧＲテーブルの概念図同、ＥＧＲ制御ルーチンに従って処理される各パラメータの変化を示すタイムチャート第２実施形態によるＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャート

符号の説明

１…エンジン
２…モータ
３…Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ
４…モータ＿ＥＣＵ
５…バッテリ＿ＥＣＵ
５ａ…バッテリ
６…吸気通路
７ａ…スロットル弁
２１…ＥＧＲ通路
２２…ＥＧＲ弁
ＣＥＧＲ…温度推定代用カウント値
ＥＧＲＢＡＳＥ…基本ＥＧＲ弁開度
ＥＧＲＴＧＴ…目標ＥＧＲ弁開度
ＧＮ…エンジン負荷
ＮＥ…エンジン回転数
ｋＥＧＲ，ｍＥＧＲ…ＥＧＲオン運転時減算値
ｋＲＥＧＥ，ｔＲＥＧＥ…回生時用加算値
ｋＳＴＯＰ…エンジン停止時用加算値
ｋＲＵＮ，ｍＲＵＮ…ＥＧＲオフ運転時用加算値
ｔＥＧＲ…ＥＧＲ補正値

Claims

エンジンの出力により発電動作する発電手段と、
ＥＧＲ通路に介装されてＥＧＲ量を制御するＥＧＲ弁と、
運転状態に基づきＥＧＲ条件が成立しているか否かを判定するＥＧＲ条件判定手段と、
減速走行時に前記発電手段が回生発電を行っているか否かを判定する回生発電判定手段と、
前記ＥＧＲ弁の弁開度を可変動作させて前記ＥＧＲ量を制御するＥＧＲ制御手段と、
エンジン停止を判定するエンジン停止判定手段と
を備えるエンジンの制御装置において、
前記ＥＧＲ制御手段は、
前記回生発電の有無に応じて前記ＥＧＲ通路の低下温度を推定する低下温度推定手段と、
前記低下温度推定手段で推定した低下温度に基づきＥＧＲ補正値を設定し、該ＥＧＲ補正値に基づき、エンジン運転状態に基づいて設定した基本ＥＧＲ弁開度を補正して、前記ＥＧＲ弁に対する目標ＥＧＲ弁開度を設定する目標ＥＧＲ弁開度設定手段と
を備え、
前記低下温度推定手段は、前記エンジン停止判定手段がエンジン停止と判定した場合、前記ＥＧＲ通路の低下温度を該エンジン停止の継続時間に基づいて推定する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記ＥＧＲ制御手段は、前記回生発電判定手段で回生発電中と判定された場合に前記ＥＧＲ弁を全開にすると共に、
前記低下温度推定手段にて、前記ＥＧＲ通路を通過するＥＧＲ量に基づき該ＥＧＲ通路の低下温度を推定する
ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
前記低下温度推定手段は、前記ＥＧＲ条件判定手段で、ＥＧＲ条件が不成立と判定した場合、前記ＥＧＲ弁を全閉させると共にエンジン運転状態に基づき前記ＥＧＲ通路の低下温度を推定する
ことを特徴とする請求項１或いは２記載のエンジンの制御装置。
前記ＥＧＲ制御手段は予め設定した時間周期で繰り返される
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
前記ＥＧＲ制御手段は予め設定したクランク角度周期で繰り返される
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。