JPH05231244A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】計算速度が比較的遅い計算機でも正確なＥＧＲ
制御が可能なエンジン制御装置を提供すること。 【構成】運転状態（吸入空気量Ｑａ、エンジン回転数Ｎ
ｅ）と、該運転状態に応じて最適なＥＧＲ制御を行った
場合の吸気管圧力Ｐm*とを対応づけたマップを、ＥＣＵ
８に予め記憶しておく。そして、吸気管圧力Ｐmがこの
Ｐm*と一致するようにＥＧＲ弁５をフィ−ドバック制御
する。 【効果】ＥＧＲ率を吸気管圧力で代用し、この吸気管圧
力をフィ−ドバック制御するため、計算時間が短縮でき
制御性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガソリンエンジンのエン
ジン制御に係り、特にＥＧＲ装置を備えており運転条件
が変化しても最適なＥＧＲ率が得られるエンジン制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＯｘ低減等を目的とした技術の一つと
して、廃棄ガスの一部を吸気管に還流するＥＧＲ（Ｅｘ
ｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が
ある。

【０００３】このＥＧＲ量は運転条件に応じて適正量が
ある。従って、実際のＥＧＲ量を精度よく検出し、目標
のＥＧＲ量と比較してフィ−ドバック制御するのが望ま
しいが、吸気管内のＥＧＲ量を直接検出するセンサは今
のところ実現されていない。

【０００４】そのため、従来は、例えば特開平１−２１
６０６５号公報に開示されるように吸気管に酸素センサ
を設置し、吸気管内の酸素濃度よりＥＧＲ率を測定した
り、特開昭５７−１４８０４８号公報に開示されるよう
に、吸気管の廃棄還流用導管の開口部よりも上流に設置
されたエアフロ−メ−タで新規に供給される空気量を検
出し、上記開口部よりも下流に吸気管圧力に関する圧力
検出器を設けてこの圧力値より吸気管を通る全ガス量
（吸入空気量と排気ガス還流量との和）を検出し、これ
らの検出値の差からＥＧＲ量を求めるなどの技術が提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排気ガスは
ＥＧＲの導管を通して吸気系に導かれるほかに、エンジ
ンの吸気工程の初期に発生する燃焼室より吸気管への逆
流による還流量（いわゆる内部ＥＧＲ）も存在するが、
上記従来技術のうち、前者のように酸素濃度よりＥＧＲ
率を測定する場合には、内部ＥＧＲを検出することが困
難で、特に吸排気弁の開弁時期が変化すると制御精度が
低下するおそれがある。

【０００６】また、エンジン吸気系は、絞り弁開度が変
化すると絞り弁下流容積における圧力変化が生じ、これ
に伴う空気密度変化により実質的な空気増減が発生する
が、上記従来技術のうち後者の場合は、これについての
配慮がＥＧＲ制御になされていなかった。

【０００７】本発明の目的は、上記の欠点をなくし、か
つ、簡便な装置で高い応答性を有するエンジン制御装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、その一態様としては、排気
管と吸気管とを連通する還流管を通じて、排気管を流れ
る排気ガスを吸気管に再循環するＥＧＲ装置を備えたエ
ンジンのエンジン制御装置において、実施すべきＥＧＲ
量（以下、「目標ＥＧＲ量」という）に影響を与えるあ
る運転条件と、実際のＥＧＲ量に応じて変動するあるパ
ラメ−タの、当該運転条件下における目標ＥＧＲ量に対
応した値（以下、「目標パラメ−タ値」という）と、を
対応づけたマップと、上記マップを参照し、上記ＥＧＲ
量の制御を行う中央制御手段とを有することを特徴とす
るエンジン制御装置が提供される。

【０００９】この場合、上記パラメ−タは、上記吸気管
における圧力であってもよい。また、上記還流管はオリ
フィスを有する場合は、上記パラメ−タは、上記オリフ
ィスの吸気管側における圧力であってもよい。

【００１０】一方、上記運転条件は、エンジン回転数、
上記吸気管に新たに導入された空気量を含むことが好ま
しい。

【００１１】上記エンジンは、ガソリンエンジンである
ことが好ましい。

【００１２】また、上記運転条件を検出する運転条件検
出センサと、上記パラメ−タ値を検出するパラメ−タ値
検出センサと、上記還流管に配置され該還流管を通じて
流れる排気ガス量を調整可能なＥＧＲ弁とを有し、上記
中央制御手段は、上記運転条件検出センサの検出結果に
対応する目標パラメ−タ値を上記マップを参照して決定
し、上記パラメ−タ値検出センサの検出結果が、該目標
パラメ−タ値と一致するように上記ＥＧＲ弁を制御する
機能を有することが好ましい。

【００１３】また、上記中央制御手段は、上記ＥＧＲ量
の制御を、目標ＥＧＲ量に対応する信号を用いたフィ−
ドフォワ−ドと、目標パラメ−タ値と実際のパラメ−タ
値との差に対応する信号を用いたフィ−ドバックと、に
より行うものであってもよい。

【００１４】なお、上記中央制御手段は、目標ＥＧＲ量
が０の場合には、目標パラメ−タ値と実際のパラメ−タ
値との差に対応する信号を用いた上記フィ−ドバック制
御を行わないものであってもよい。

【００１５】さらには、上記中央制御手段は、目標パラ
メ−タ値と実際のパラメ−タ値との差の大きさに応じて
上記フィ−ドバック制御の制御ゲインを変更するもので
あってもよい。この場合、上記制御ゲインの変更は、目
標パラメ−タ値と実際のパラメ−タ値との差が大きくな
るにつれて、一定の範囲内で上記制御ゲインを大きくす
るものであってもよい。

【００１６】上記中央制御手段は、上記目標ＥＧＲ量の
値に応じて、上記フィ−ドバック制御の制御ゲインを変
更するものであってもよい。この場合、上記制御ゲイン
の変更は、上記目標ＥＧＲ量の値が大きくなるにつれ
て、一定の範囲内で上記制御ゲインを大きくするもので
あってもよい。

【００１７】上記中央制御手段は、上記実際のパラメ−
タ値の変化率を算出し、該変化率に応じて上記フィ−ド
フォワ−ドに用いる上記目標ＥＧＲ量を修正する修正制
御を行うものであってもよい。この場合、上記修正制御
は、上記変化率が大きくなるにつれて、一定の範囲内に
おいて上記目標ＥＧＲ量を小さくするものであってもよ
い。

【００１８】本発明の他の態様としては、排気管と吸気
管とを連通する還流管を通じて、排気管を流れる排気ガ
スを吸気管に再循環するＥＧＲ装置の制御方法におい
て、実施すべきＥＧＲ量（以下、「目標ＥＧＲ量」とい
う）に影響を与える運転条件と、実際のＥＧＲ量に応じ
て変動するパラメ−タの、当該運転条件下における目標
ＥＧＲ量に対応した値（以下、「目標パラメ−タ値」と
いう）とを検出し、該検出結果を、上記運転条件と上記
目標パラメ−タ値とを対応づけたマップと対照すること
によりＥＧＲ量を決定することを特徴とするＥＧＲ装置
の制御方法が提供される。

【００１９】本発明の他の態様としては、エンジンと、
上記エンジンに空気および燃料を供給する吸気管と、上
記エンジンから排出される排気ガスの流路である排気管
と、上記排気管と上記吸気管とを連通する還流管と、上
記連通管を通じて、上記排気管を流れる排気ガスを吸気
管に再循環するＥＧＲ装置と、上記ＥＧＲ装置を用いて
再循環させる排気ガスの量を示すＥＧＲ量（以下、「目
標ＥＧＲ量」という）に影響を与える運転条件と、実際
のＥＧＲ量に応じて変動するパラメ−タの、当該運転条
件下における目標ＥＧＲ量に対応した値（以下、「目標
パラメ−タ値」という）と、を予め対応づけたデ−タ
と、上記マップを参照し、上記ＥＧＲ量の制御を行う中
央制御手段とを有することを特徴とするエンジンシステ
ムが提供される。

【００２０】吸気管圧力を検出し、その結果に対応して
ＥＧＲ量を制御するＥＧＲ装置を備えたエンジンを搭載
したことを特徴とする自動車が提供される。

【００２１】

【作用】運転条件検出センサにより、エンジン回転数、
上記吸気管に新たに導入された空気量を検出する。ま
た、パラメ−タ値検出センサにより、吸気管圧力あるい
は還流管圧力を検出する。

【００２２】中央制御手段は、検出されたエンジン回転
数、吸気管に新たに導入された空気量に対応する目標パ
ラメ−タ値を、マップを参照して決定し、上記検出した
吸気管圧力が、該目標パラメ−タ値と一致するようにＥ
ＧＲ弁を制御する。

【００２３】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。

【００２４】図１に本実施例の自動車用のエンジン制御
システムの概要を示す。

【００２５】エンジン１には、吸気管２、排気管３があ
る。

【００２６】吸気管２は、エンジン１に空気を供給する
ためのものであり、その途中には、運転手のアクセルワ
−クに応じて流入空気量を調整する絞り弁４を有してい
る。また、該吸気管２は、該流入空気量を計測するため
の空気流量計９を有しており、その計測結果は、後述す
るＥＣＵ８に出力されている。さらに、該吸気管２のエ
ンジン１と後述する還流管２３の該吸気管２の側の開口
部との間位置における圧力が吸気管圧力センサ１０によ
り測定されており、同様にＥＣＵ８に出力されている。

【００２７】排気管３は、エンジン１で生じる燃焼ガス
を排気するためのものであり、その途中には、窒素酸化
物（ＮＮＯｘ）等を除去するための触媒７が設けられて
いる。 また吸気管２と排気管３とは、ＥＧＲ弁５およ
び還流管２３を介して連通されている。そのため、排気
管３を流れる排気ガスの一部は、吸気管３に還流される
構成となっている。なお、該還流される排気ガスの量
は、後述するＶＣＭ弁６の発生する制御圧力Ｐｃにより
作動するＥＧＲ弁５により制御可能な構成となってい
る。

【００２８】ＥＣＵ８は、吸気管圧力センサ１０から吸
気管圧力信号(Ｐm)が、空気流量計９から吸入空気量を
示す信号(Ｑa)が、また、回転数センサ１１からエンジ
ン回転数信号(Ｎe)が入力されている。そして、該ＥＣ
Ｕ８は、これら入力信号に基づいて、ＥＧＲ弁開度信号
(Ｖe)を決定し、これをＶＣＭ弁６に対して出力する構
成となっている。以下において、このＥＧＲ弁開度信号
(Ｖe)の決定法を説明する。

【００２９】ＥＧＲ量と、吸気管圧力との間には、下記
数１に示されているように一定の対応関係が存在する。

【００３０】

【数１】Ｇｅ＝Ｐm・η＋ｋ・ｄＰm／ｄｔ−Ｑａ Ｇｅ：ＥＧＲ量 Ｐm：吸気管圧力 η：シリンダの体積効率 ｋ：定数 Ｑａ：吸入空気量 第１項は、エンジンのシリンダに実際に流入する空気量
に、また、第２項は、吸気管内の絞り弁４の下流容積に
おける圧力変化（該圧力変化は、絞り弁４の開度変化に
より生じる）による空気密度変化に伴う空気増減量に、
相当する。なお、該数１は、ＥＧＲ量についての式であ
るが、該式全体をＱａで割れば、そのまま、ＥＧＲ率を
示す式となる。

【００３１】そこで、本実施例のＥＣＵ８では、様々な
運転状況に応じて最適なＥＧＲを実施した場合の吸気管
圧力を、該運転状況と対応づけたマップとして記憶して
いる。そして、該マップに従って、所定の吸気管圧力と
なるようにＥＧＲ弁５を制御することにより、結果とし
て、最適なＥＧＲ制御を達成する機能を有している。具
体的には、該マップとして、基本開度信号マップと、吸
気管圧力マップとを有しており、これらのマップを参照
してＶＣＭ弁６に出力するＶｅを算出する構成となって
いる。なお、基本開度信号マップとは、エンジン回転数
Ｎｅと、吸入空気量Ｑａと、該ＮｅおよびＱａの具体的
な値に応じて決定される基本開度信号Ｖｅ*（注：この
基本開度信号Ｖｅ*は、当該運転条件下におけるＥＧＲ
弁５の最適な開度、言い替えれば最適なＥＧＲ量と対応
している）と、の関係を、具体的デ−タを用いて示した
ものである。また、吸気管圧力マップとは、エンジン回
転数Ｎｅと、吸入空気量Ｑａと、吸気管圧力の目標値Ｐ
ｍ*（注：このＰｍ*は、当該運転条件下における最適な
ＥＧＲ量と対応している）との関係を具体的デ−タを用
いて示したものである。つまり、基本開度信号マップは
Ｖｅ*を、一方、吸気管圧力マップはＰｍ*を示している
点で両マップは異なるが、両マップとも、”運転条件に
応じた最適なＥＧＲ制御に対応する値”を示していると
いう点においては同じものである。なお、一例として、
図２に基本開度信号マップを、また、図３に吸気管圧力
マップを、等高線図で示した。図２では、Ｖｅ*の具体
的な数値ではなく、Ｖｅ*に相当する、ＥＧＲ弁５の開
度をパ−センテ−ジで示した。また、図３に示した圧力
値は、大気圧を基準とした場合の圧力値であるである。
なお、該ＥＣＵ８については、その機能および動作を後
ほどさらに詳細に説明する。

【００３２】ＶＣＭ弁６は、ＥＧＲ弁開度信号Ｖe（以
下、単に「Ｖｅ」という場合がある）が入力されるとＥ
ＧＲ弁５の制御圧力(Ｐc)を発生し、該制御圧力Ｐｃ
（以下単に、「Ｐｃ」という場合がある）によりＥＧＲ
弁５を開閉する構成となっている。 ＥＧＲ弁５は、還
流管２３に設けられており、上述したとおり該還流管２
３を通じて吸気管２に還流される排気ガス量を制御する
ものである。本実施例のＥＧＲ弁５は、制御圧力Ｐｃに
応じてダイアフラムを変動させることにより、弁を制御
するタイプのものを使用している。但し、これに限定さ
れるものではない。

【００３３】ＥＣＵ８の機能および動作を図４のブロッ
ク図および図５のフロ−チャ−トを用いて説明する。

【００３４】ＥＣＵ８への入力である、Ｐm、Ｑa、Ｎe
は、スイッチによって、それぞれ所定の周期でサンプリ
ングされる（ブロック57a、57b、57c、ステップ６
１）。

【００３５】続いて、吸気管圧力マップを参照し、入力
されたＱａとＮeに対応した吸気管圧力の目標値Ｐm*を
決定する（ブロック５２、ステップ６２）。そして、減
算点58において、Ｐm*から、Ｐmの測定値（該測定値
は、ブロック５７ａにおいてサンプリングされてい
る。）を減算し、その結果をｄＰmとする（ステップ６
３）。更に、該減算後の値、すなわち、ｄＰm、に対し
て、比例（P)、積分(I)、微分(D)の演算をそれぞれ別個
に行い（ブロック５３，５４，５５、ステップ６４）、
各演算の結果を加算点59で加算し、その結果をＰpidと
する（ステップ６５）。

【００３６】一方、これと並行して、該ＥＣＵ８が予め
内部に有している基本開度信号マップを参照して、入力
されたＮｅおよびＱａの値に対応する、所定の基本開度
信号Ｖｅ*を決定する（ブロック５１、ステップ６
６）。

【００３７】その後、減算点60において、ブロック５１
に由来する上述の基本開度信号Ｖｅ*の値から、加算点
５９において求めたＰpid（すなわち、比例(P)、積分
(I)、微分(D)それぞれの演算結果の和）を、引く（ステ
ップ６７）。そして、これを開度信号Ｖeとして出力す
る（ステップ６８）。なお、該開度信号Ｖｅは、スイッ
チにより所定の周期で出力されている（ブロク５６）。

【００３８】つまり、制御の基礎となるフィ−ドフォワ
−ドを基本開度信号マップを用いて行う一方で、これを
修正するためのフィ−ドバックを吸気管圧力マップを用
いて行なう構成となっている。なお、本実施例において
は、ＥＣＵ８等の具体的な構成との関係や、基本開度信
号マップを併用した方が演算処理がより少なくて済み応
答性が良くなるなどの理由から、この二つのマップを用
いているが、一種類のマップのみ、例えば、吸気管圧力
マップのみを用いても同様の制御を実現することも可能
である。

【００３９】本実施例においては、具体的なデ−タを記
載したマップを予め用意し、該マップを参照することに
より制御を行っている。そのため、複雑な演算を必要と
せず、制御の応答性を高めることができる。また、これ
を実現するためのハ−ドウエアもそれほど高い機能は必
要とせず、コスト的にも有利である。

【００４０】他の実施例を説明する。

【００４１】本実施例は、ＥＣＵ８の内部における動作
が異なる点を除いて、上記実施例と同様である。従っ
て、ここでは、ＥＣＵ８についてのみ説明を行う。

【００４２】図６に本実施例のＥＣＵ８のブロック図を
示す。

【００４３】本実施例のＥＣＵ８は、ブロック５３’，
５４’，５５’において実行される、比例（Ｐ）、積分
（Ｉ）、微分（Ｄ）演算動作のゲインを、減算点58の出
力、すなわちｄＰm、に応じて変更する点が上記実施例
とは異なっている（ブロック７２）。また、基本開度信
号Ｖｅ*が、ＥＧＲ率０％に相当する値である場合は、
減算点58の出力すなわち、ｄＰmを強制的にゼロにする
構成となっている点に特徴を有するものである（ブロッ
ク７１）。さらに、Ｑaの変化率に応じてＶe*の値を修
正する点に特徴を有するものである（ブロック７０）。

【００４４】以下、該ブロック図を、図７のフロ−チャ
−トと併せて順を追って説明する。

【００４５】ＥＣＵ８への入力である、Ｐm、Ｑa、Ｎe
は、スイッチによって、それぞれ所定の周期でサンプリ
ングされる（ブロック57a、57b、57c、ステップ６
１）。

【００４６】続いて、吸気管圧力マップを参照し、入力
されたＱａとＮeに対応した吸気管圧力の目標値Ｐm*を
決定する（ブロック５２、ステップ６２）。そして、減
算点58において、Ｐm*から、Ｐmの測定値（該測定値
は、ブロック５７ａにおいてサンプリングされてい
る。）を減算し、その結果をｄＰmとする（ステップ６
３）。ここまでの動作は、上記実施例と同様である。

【００４７】一方、これと並行して、該ＥＣＵ８が予め
内部に有している基本開度信号マップを参照して、入力
されたＮｅおよびＱａの値に対応する、所定の基本開度
信号Ｖｅ*を決定する（ブロック５１、ステップ１０
０）。そして、この基本開度信号Ｖｅ*が、ＥＧＲ率０
％に相当するものであるか否かを判定する（ブロック７
１、ステップ１０１）。

【００４８】判定結果がYes、つまり、０％に相当する場
合は、強制的にdＰm＝０とする（ブロック７１、ステッ
プ１０２）。一方、判定結果がNo、つまり０％ではない
場合は、そのままステップ１０３に進む。

【００４９】続いて、ｄＰmの絶対値の大きさに応じ
て、比例(P)、積分(I)、微分(D)の演算におけるゲイン
を決定する（ブロック７２、ステップ１０３）。例え
ば、図８の実線に示すとおり、ｄＰmの絶対値が大きけ
れば、比例演算のゲインを大きくする。これは、ｄＰm
の絶対値が大きい場合、すなわち、Ｐｍの測定値が目標
値Ｐｍ*から大きくずれている場合でも、目標値への修
正が迅速に行われるようにするためである。なお、ｄＰ
mが負の値をとるとき、すなわち、実際の吸気管圧力Ｐ
ｍがＰｍ*よりも大きい場合には、エンジンに大きなダ
メ−ジを与える恐れがある。そのため、ｄＰmが負の値
をとる時は、破線で示すごとく、正の値をとるときより
も、制御ゲインが早く大きな値となるようにしてもよ
い。この図には、比例ゲインのみを示したが、積分ゲイ
ン、微分ゲインでも同様である。

【００５０】こうして求めた、各ゲインの値を用いて、
ｄＰmについて、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（ｄ）
の演算を行う（ブロック５３’，５４’，５５’、ステ
ップ６４）。そして、各演算の結果を加算点59で加算
し、その結果をＰpidとする（ステップ６５）。

【００５１】また、これとは別に、入力されたＱaにつ
いて、その変化率dＱaを計算し（ステップ１１０）、該
dＱaに応じて、Ｋqを決定する（ステップ１１１）。そ
して、該Ｋqを、基本開度信号Ｖｅ*に掛けて、その結果
をＶｅ*’とする（ステップ１１２）。このＫqは、dＱa
の値に応じて予め決定されているものであり、本実施例
においては０から１の間の値をとるものである。例え
ば、図９に示すとおり、dＱaの値の絶対値が小さい場合
にはＫqは１であるが、dＱaの値の絶対値が大きくなる
につれて、Ｋqを小さくしていく。このようにＫqを用い
て、dＱaの値に応じてＶe*の値を修正するのは、dＱa、
すなわち、絞り弁４の変化が大きい場合に、ブロック５
１から出力されてくるＶe*にオ−バ−シュ−トが生じ、
ＥＧＲバルブ５の開け過ぎが生じるのを防ぐためであ
る。但し、これは単なる一例でありＫｑの具体的数値、
修正方法はこれに限定されるものではない。なお、以上
のステップ１１０からステップ１１２の処理は、ブロッ
ク７０において行われるものである。

【００５２】これ以降は、該Ｖｅ＊’を、上記実施例の
Ｖｅ＊と同様に扱うことになる。つまり、減算点６０に
おいて、該Ｖｅ＊’から、Ｐpidを差引き（ステップ６
７）、その結果を、ＶＣＭ弁６を制御するための開度信
号Ｖｅとして出力する（ステップ６８）。なお、該開度
信号Ｖｅの出力周期を、ブロック５６において変更可能
である点も上記実施例と同様である。

【００５３】本実施例においては、ＥＧＲ率が０％に相
当するときは、強制的にdＰm＝０とすることにより、ノ
イズの影響を小さくすることができる。すなわち、ＥＧ
Ｒ弁５の誤動作による影響は、該ＥＧＲ弁５が完全に閉
じているべき状態の方が、ＥＧＲ弁５が既に開いている
状態よりも、大きいからである。また、制御ゲインを変
更することにより、目標とする状態から大きくずれてい
る場合でも、迅速に正常な状態に復帰できるように制御
することができる。さらに、吸入空気量の変化率dＱaに
応じてＶｅ*を修正することにより、絞り弁４の変化が
大きい場合でもＶｅ、つまり、ＥＧＲ弁５のオ−バ−シ
ュ−トを防ぎ、より正確な制御を行うことができる。な
お、以上の効果は、自動車用エンジンのように制御目標
がたえず変化しているような制御系や、本実施例におい
て採用しているＥＧＲ弁５のように比較的そのヒステリ
シスの大きい機構を使用している制御系においては、特
に有効である。

【００５４】他の実施例を説明する。

【００５５】本実施例は、ＥＣＵ８の内部における動作
が異なる点を除いて、上記実施例と同様である。従っ
て、ここでは、ＥＣＵ８についてのみ説明を行う。

【００５６】図１０に本実施例のＥＣＵ８のブロック図
を示す。

【００５７】本実施例のＥＣＵ８は、入力されてきたＱ
a信号に対して、遅れ処理する点に特徴を有するもので
ある（ブロック７４）。また、ブロック５１におおいて
決定されるＶe*に応じて比例ゲイン、積分ゲイン、微分
ゲインを変更する点に特徴を有するものである（ブロッ
ク７３）。これ以外の点は、上記第１の実施例と同様で
ある。

【００５８】以下、該ブロック図を、図１１のフロ−チ
ャ−トと併せて順を追って説明する。 ＥＣＵ８への入
力である、Ｐm、Ｑa、Ｎeは、スイッチによって、それ
ぞれ所定の周期でサンプリングされる（ブロック57a、5
7b、57c、ステップ６１）。

【００５９】続いて、吸気管圧力マップを参照し、入力
されたＱａとＮeに対応した吸気管圧力の目標値Ｐm*を
決定する（ブロック５２、ステップ６２）。そして、減
算点58において、Ｐm*から、Ｐmの測定値（該測定値
は、ブロック５７ａにおいてサンプリングされてい
る。）を減算し、その結果をｄＰmとする（ステップ６
３）。ここまでの動作は、上記実施例と同様である。

【００６０】一方、これと並行して、入力されたＱa
に、吸気管２における一次遅れの時定数（１／（１＋Ｔ
s)）を掛けて、Ｑa’とする（ブロック７４、ステップ
１３０）。そして、基本開度信号マップを参照して、該
Ｑａ’と、回転数Ｎｅとに対応したＶe*を決定する（ブ
ロック５１、ステップ６６）。このように、Ｑａ’を用
いているのは、吸気管２による時間遅れを修正して、よ
り正確に制御を行うためである。但し、具体的な修正の
手法はこれに限定されるものではなく、他の手法による
ものでも構わない。

【００６１】そして、該Ｖｅ*に応じて、Ｋdを決定する
（ステップ１３５）。そして、該Ｋdを用いて、ブロッ
ク５３”、５４”、５５”で行われる、比例(P)、積分
(I)、微分(D)の演算におけるゲインを決定する（ブロッ
ク７３、ステップ１３６）。具体的には、該Ｋｄを各ゲ
インの値に掛けることにより決定している。

【００６２】該Ｋdは、例えば、図１２に示すとおり、
Ｖe*の増加に対応して大きくなるなるものである。な
お、Ｋdの最大値は、1.0である。このようにＫdをもち
いて、ゲインを調整するのは、フィ−ドフォワ−ドに相
当するＶｅ*の大きさに応じて、フィ−ドバックを行う
際の調整幅を変えることにより、より迅速化つ効率のよ
い制御を行うためである。例えば、Ｖｅ*が、ＥＧＲ弁
５の全開に相当する値となっている状態では、ゲインは
ある程度大きな値の方が、その調整が容易である。逆
に、Ｖｅ*が、ＥＧＲ弁５の全閉に相当する値となって
いる状態では、ゲインはある程度小さな値の方が、きめ
細かな制御が可能である。

【００６３】本実施例においては、また、マップを参照
する際に、１次おくれ定数を用いて吸気管での遅れを補
正しているため、より正確な制御が可能である。また、
Ｖｅ*に応じて制御ゲインを調整するため、上記実施例
の場合と同様に効率よくかつより正確な制御が可能であ
る。

【００６４】他の実施例を説明する。

【００６５】図１３に本実施例のエンジン制御システム
の概要を示す。

【００６６】エンジン１には、吸気管２、排気管３があ
る。

【００６７】吸気管２は、エンジン１に空気を供給する
ためのものであり、その途中には、流入する空気量を制
御するための絞り弁４を有している。また、該吸気管２
は、該流入空気量を計測するための空気流量計９を有し
ており、その計測結果は、後述するＥＣＵ８に出力され
ている。

【００６８】排気管３は、エンジン１で生じる燃焼ガス
を排気するためのものであり、その途中には、窒素酸化
物（ＮＮＯｘ）等を除去するための触媒７が設けられて
いる。

【００６９】また吸気管２と排気管３とは、ＥＧＲ弁５
および還流管２３を介して連通されており、排気管３を
流れる排気ガスの一部は、吸気管２に還流される構成と
なっている。本実施例においては、該ＥＧＲ弁５と排気
管３との間に、オリフィス１３が設けられており、オリ
フィス１３の下流側の圧力Ｐ₂を検知して、ＥＧＲ弁５
の制御に使用している。詳細は、後ほど説明する。

【００７０】なお、該還流される排気ガスの量は、後述
するＶＣＭ弁６の発生する制御圧力Ｐｃにより作動する
ＥＧＲ弁５により制御可能な構成となっている。

【００７１】ＥＣＵ８は、圧力センサ１２から圧力信号
(Ｐ₂)が、空気流量計９から吸入空気量を示す信号(Ｑa)
が、また、回転数センサ１１からエンジン回転数信号
(Ｎe)が入力されている。そして、該ＥＣＵ８は、これ
ら入力信号に基づいて、ＥＧＲ弁開度信号(Ｖe)を算出
し、これをＶＣＭ弁６に対して出力する構成となってい
る。なお、圧力センサ１２は、上述のオリフィス１３の
下流側にある下流室１４における圧力Ｐ₂を検知するも
のである。

【００７２】以下において、ＥＣＵ８によるＶｅの決定
法について説明する。

【００７３】オリフィス１３を流れる還流排気ガス量Ｇ
ｅと、圧力Ｐ₂との間には、下記数２に示されるような
関係がある。

【００７４】

【数２】 Ｇｅ＝α・Ａ・√（２・ｇ・（Ｐ₁−Ｐ₂）／γ） Ｇｅ：ＥＧＲ量 α：流量係数 Ａ：オリフィス面積 ｇ：重力加速度 Ｐ₁：オリフィス上流側圧力 Ｐ₂：オリフィス下流側圧力 γ：密度 つまり、圧力Ｐ₂は排気管３における圧力Ｐ₁に対応して
変化するものである。一方、該圧力Ｐ１は、触媒７の抵
抗が一定であれば、エンジンの運転条件、例えば、回転
数Ｎｅ、吸気量Ｑａに比例するものである。また、α、
γ、Ａについても、運転条件が決まれば一定であり、定
数として扱うことができる。そこで、本実施例のＥＣＵ
８は、運転条件（Ｎｅ，Ｑａ）と、最適なＥＧＲ制御を
行った場合の圧力Ｐ₂と、の関係を予めマップとして記
憶している。そして、このマップに示されている圧力Ｐ
₂になるように、ＥＧＲ弁５を制御している。具体的に
は、ＥＣＵ８は、基本開度信号マップと、還流管圧力マ
ップとを有しており、これらのマップを参照してＶＣＭ
弁６に出力するＶｅを決定する構成となっている。な
お、基本開度信号マップとは、エンジン回転数Ｎｅと、
吸入空気量Ｑａと、該ＮｅおよびＱａの具体的な値に応
じて決定される基本開度信号Ｖｅ*（注：該Ｖｅ*は、Ｅ
ＧＲ弁５の開度と対応している）との関係を、具体的デ
−タを用いて示したもので、上述の実施例で使用したも
のと基本的には同じものである。また、還流管圧力マッ
プとは、エンジン回転数Ｎｅと、吸入空気量Ｑａと、還
流管圧力Ｐ₂の目標値Ｐ₂*との関係を具体的デ−タを用
いて示したものであり、上記実施例の吸気管圧力マップ
に相当する役割を果たすものである。該還流管圧力マッ
プを、等高線を用いて図示的に示したのが図１４であ
る。なお、該ＥＣＵ８については、その機能および動作
を後ほど更に詳細に説明する。

【００７５】ＶＣＭ弁６は、ＥＧＲ弁開度信号Ｖe（以
下、単に「Ｖｅ」という場合がある）が入力されるとＥ
ＧＲ弁５の制御圧力(Ｐc)を発生し、該制御圧力Ｐｃ
（以下単に、「Ｐｃ」という場合がある）によりＥＧＲ
弁５を開閉する構成となっている ＥＣＵ８の機能および動作を図１５のブロック図および
図１６のフロ−チャ−トを用いて説明する。

【００７６】ＥＣＵ８への入力である、Ｐ₂、Ｑa、Ｎe
は、スイッチによって、それぞれ所定の周期でサンプリ
ングされる（ブロック５７ｄ、５７ｂ、５７ｃ、ステッ
プ１６１）。

【００７７】続いて、還流管圧力マップを参照し、入力
されたＱａとＮeに対応した還流管圧力の目標値Ｐ₂*を
決定する（ブロック５０、ステップ１６２）。そして、
減算点58において、Ｐ₂*から、Ｐ₂の測定値（該測定値
は、ブロック５７ｄにおいてサンプリングされてい
る。）を減算し、その結果をｄＰ₂とする（ステップ１
６３）。更に、該減算後の値、すなわち、ｄＰ₂、に対
して、比例（P)、積分(I)、微分(D)の演算を行い（ブロ
ック５３，５４，５５、ステップ１６４）、各演算の結
果を加算点59で加算し、その結果をＰpidとする（ステ
ップ１６５）。

【００７８】一方、これと並行して、該ＥＣＵ８が予め
内部に有している基本開度信号マップを参照して、入力
されたＮｅおよびＱａの値に対応する、所定の基本開度
信号Ｖｅ*を決定する（ブロック５１、ステップ１６
６）。

【００７９】その後、減算点60において、ブロック５１
に由来する上述の基本開度信号Ｖｅ*の値から、加算点
５９において求めたＰpid（すなわち、比例(P)、積分
(I)、微分(D)それぞれの演算結果の和）を、引く（ステ
ップ１６７）。そして、これを開度信号Ｖeとして出力
する（ステップ１６８）。なお、該開度信号Ｖｅは、ス
イッチにより所定の周期で出力されている（ブロク５
６）。

【００８０】つまり、制御の基礎となるフィ−ドフォワ
−ドを基本開度信号マップを用いて行う一方で、これを
修正するためのフィ−ドバックを還流管圧力マップを用
いて行なう構成となっている。

【００８１】本実施例においては、上記実施例で用いた
Ｐmと較べて、ＥＧＲ量Ｇeとより直接的な関係を有する
Ｐ₂を用いて制御を行っているため、より正確な制御が
可能となる。なお、ここでは、上記第２、第３の実施例
に対応するものは説明していないが、該還流管圧力マッ
プを使用する場合にも、ＥＣＵ８においてこれら第２、
第３の実施例と同様の修正処理等を行えば更に正確な制
御が可能である。なお、応答性がよく、且つ、ハ−ドウ
エアもそれほど高い性能を要求されない点については他
の実施例と同様である。

【００８２】上記各実施例においては、運転状態を代表
するものとして、吸入空気量Ｑａ、エンジン回転数Ｎｅ
のみを用いているが、これ以外の条件、例えば、温度な
どを考慮にいれたマップを採用すれば、より最適な制御
を実現することができる。

【００８３】また、上記説明においては、検出する圧力
として（Ｐｍ，Ｐ₂）を用いているが、これに限定され
るものではなく、ＥＧＲ量あるいはＥＧＲ率を反映する
圧力であれば、当然これらに限定されるものではない。
更には、圧力以外のパラメ−タであっても構わない。

【００８４】以上説明した実施例を自動車に適用すれ
ば、ＥＧＲ装置のコストを低減した自動車が得られる。
また、自動車に限らず、ＥＧＲ装置により（特にＮＯｘ
を対象とした）排気ガスの浄化を必要とする様々なエン
ジンシステムに適用可能である。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明のエンジン制
御装置では、吸気管圧力等を示すマップを用いてＥＧＲ
制御を行うため、複雑な演算を必要とせず計算時間が短
縮でき、応答性が向上する。また、装置の低コストかを
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるエンジン制御装置の全
体を示す説明図である。

【図２】基本開度信号マップを等高線を用いて示した説
明図である。

【図３】吸気管圧力マップを等高線を用いて示した説明
図である。

【図４】ＥＣＵ８の内部構成および処理を示すブロック
図である。

【図５】ＥＣＵ８によるＥＧＲ制御を示すフロ−チャ−
トである。

【図６】本発明の第２の実施例におけるＥＣＵ８の内部
構成および処理を示すブロック図である。

【図７】該第２の実施例のＥＣＵ８によるＥＧＲ制御を
示すフロ−チャ−トである。

【図８】dＰmと比例ゲインとの関係を示すグラフであ
る。

【図９】dＱaとＫqとの関係を示すグラフである。

【図１０】本発明の第３の実施例におけるＥＣＵ８の内
部構成および処理を示すブロック図である。

【図１１】該第３の実施例のＥＣＵ８によるＥＧＲ制御
を示すフロ−チャ−トである。

【図１２】ＫdとＶe*との関係を示すグラフである。

【図１３】本発明の第４の実施例であるエンジン制御装
置の全体を示す説明図である。

【図１４】還流管圧力マップを等高線を用いて示した説
明図である。

【図１５】ＥＣＵ８の内部構成および処理を示すブロッ
ク図である。

【図１６】ＥＣＵ８によるＥＧＲ制御を示すフロ−チャ
−トである。

【符号の説明】

１…エンジン ２…吸気管 ３…排気管 ４…絞り弁
５…ＥＧＲ弁 ６…ＶＣＭ弁 ７…触媒 ８…ＥＣＵ
９…空気流量計 10…吸気管圧力センサ 11…エンジン
回転センサ 12…圧力センサ 13…オリフィス 14…下
流室 ２３…還流管

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気管と吸気管とを連通する還流管を通じ
   て、排気管を流れる排気ガスを吸気管に再循環するＥＧ
   Ｒ装置を備えたエンジンのエンジン制御装置において、 実施すべきＥＧＲ量（以下、「目標ＥＧＲ量」という）
   に影響を与えるある運転条件と、実際のＥＧＲ量に応じ
   て変動するあるパラメ−タの、当該運転条件下における
   目標ＥＧＲ量に対応した値（以下、「目標パラメ−タ
   値」という）と、を対応づけたマップと、 上記マップを参照し、上記ＥＧＲ量の制御を行う中央制
   御手段と、 を有することを特徴とするエンジン制御装置。
2. 【請求項２】上記パラメ−タは、上記吸気管における圧
   力であることを特徴とする請求項１記載のエンジン制御
   装置。
3. 【請求項３】上記還流管はオリフィスを有し、 上記パラメ−タは、上記オリフィスの吸気管側における
   圧力であることを特徴とする請求項１記載のエンジン制
   御装置。
4. 【請求項４】上記運転条件は、エンジン回転数、上記吸
   気管に新たに導入された空気量を含むことを特徴とする
   請求項１記載のエンジン制御装置。
5. 【請求項５】上記エンジンは、ガソリンエンジンである
   ことを特徴とする請求項１記載のエンジン制御装置。
6. 【請求項６】上記運転条件を検出する運転条件検出セン
   サと、 上記パラメ−タ値を検出するパラメ−タ値検出センサ
   と、 上記還流管に配置され該還流管を通じて流れる排気ガス
   量を調整可能なＥＧＲ弁とを有し、 上記中央制御手段は、上記運転条件検出センサの検出結
   果に対応する目標パラメ−タ値を上記マップを参照して
   決定し、上記パラメ−タ値検出センサの検出結果が、該
   目標パラメ−タ値と一致するように上記ＥＧＲ弁を制御
   する機能を有すること、 を特徴とする請求項１記載のエンジン制御装置。
7. 【請求項７】上記中央制御手段は、上記ＥＧＲ量の制御
   を、目標ＥＧＲ量に対応する信号を用いたフィ−ドフォ
   ワ−ドと、目標パラメ−タ値と実際のパラメ−タ値との
   差に対応する信号を用いたフィ−ドバックと、により行
   うものであることを特徴とする請求項１記載のエンジン
   制御装置。
8. 【請求項８】上記中央制御手段は、目標ＥＧＲ量が０の
   場合には、目標パラメ−タ値と実際のパラメ−タ値との
   差に対応する信号を用いた上記フィ−ドバック制御を行
   わないことを特徴とする請求項７記載のエンジン制御装
   置。
9. 【請求項９】上記中央制御手段は、目標パラメ−タ値と
   実際のパラメ−タ値との差の大きさに応じて上記フィ−
   ドバック制御の制御ゲインを変更することを特徴とする
   請求項７記載のエンジン制御装置。
10. 【請求項１０】上記制御ゲインの変更は、目標パラメ−
    タ値と実際のパラメ−タ値との差が大きくなるにつれ
    て、一定の範囲内で上記制御ゲインを大きくするもので
    あることを特徴とする請求項９記載のエンジン制御装
    置。
11. 【請求項１１】上記中央制御手段は、上記目標ＥＧＲ量
    の値に応じて、上記フィ−ドバック制御の制御ゲインを
    変更することを特徴とする請求項７記載のエンジン制御
    装置。
12. 【請求項１２】上記制御ゲインの変更は、上記目標ＥＧ
    Ｒ量の値が大きくなるにつれて、一定の範囲内で上記制
    御ゲインを大きくするものであることを特徴とする請求
    項１１記載のエンジン制御装置。
13. 【請求項１３】上記中央制御手段は、上記実際のパラメ
    −タ値の変化率を算出し、該変化率に応じて上記フィ−
    ドフォワ−ドに用いる上記目標ＥＧＲ量を修正する修正
    制御を行うことを特徴とする請求項７記載のエンジン制
    御装置。
14. 【請求項１４】上記修正制御は、上記変化率が大きくな
    るにつれて、一定の範囲内において上記目標ＥＧＲ量を
    小さくするものであることを特徴とする請求項１３記載
    のエンジン制御装置。
15. 【請求項１５】排気管と吸気管とを連通する還流管を通
    じて、排気管を流れる排気ガスを吸気管に再循環するＥ
    ＧＲ装置の制御方法において、 実施すべきＥＧＲ量（以下、「目標ＥＧＲ量」という）
    に影響を与える運転条件と、実際のＥＧＲ量に応じて変
    動するパラメ−タの、当該運転条件下における目標ＥＧ
    Ｒ量に対応した値（以下、「目標パラメ−タ値」とい
    う）とを検出し、該検出結果を、上記運転条件と上記目
    標パラメ−タ値とを予め対応づけたデ−タと対照するこ
    とによりＥＧＲ量を決定することを特徴とするＥＧＲ装
    置の制御方法。
16. 【請求項１６】エンジンと、 上記エンジンに空気および燃料を供給する吸気管と、 上記エンジンから排出される排気ガスの流路である排気
    管と、 上記排気管と上記吸気管とを連通する還流管と、 上記連通管を通じて、上記排気管を流れる排気ガスを吸
    気管に再循環するＥＧＲ装置と、 上記ＥＧＲ装置を用いて再循環させる排気ガスの量を示
    すＥＧＲ量（以下、「目標ＥＧＲ量」という）に影響を
    与える運転条件と、実際のＥＧＲ量に応じて変動するパ
    ラメ−タの、当該運転条件下における目標ＥＧＲ量に対
    応した値（以下、「目標パラメ−タ値」という）と、を
    対応づけたマップと、 上記マップを参照し、上記ＥＧＲ量の制御を行う中央制
    御手段と、 を有することを特徴とするエンジンシステム。
17. 【請求項１７】吸気管圧力を検出し、その結果に対応し
    てＥＧＲ量を制御するＥＧＲ装置を備えたエンジンを搭
    載したことを特徴とする自動車。