JPH0942016A

JPH0942016A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPH0942016A
Application number: JP7196735A
Authority: JP
Inventors: Akira Shirakawa; 暁白河
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1995-08-01
Publication date: 1997-02-10
Anticipated expiration: 2015-08-01
Also published as: DE19631112A1; JP3603398B2; US5682864A; DE19631112C2

Abstract

(57)【要約】【課題】過渡運転時を含む全ての運転領域でＥＧＲ率を
最適に制御できるようにすること。【解決手段】加速状態を検出したら（S304) 、加速の度
合いに応じてＥＧＲ領域を補正すると同時に(S305)、燃
料噴射時期の制御遅れ(T-ITd) を予測し、その予測結果
に基づき算出される実噴射時期と、目標噴射時期と、の
差ΔＩＴに基づいて、目標ＥＧＲ領域を補正することに
よって(S306)、過渡運転時においても、噴射時期が遅れ
やすい低回転時では、ＥＧＲ量を速やかに軽減し、ＰＭ
の悪化を抑制し、噴射時期が目標値と一致する場合は、
ＥＧＲ量の減量補正を速やかに解除して適正なＥＧＲ制
御を行なえるようにしたので、あらゆる運転領域で噴射
時期制御とＥＧＲ制御の制御遅れを考慮した高精度なＥ
ＧＲ制御を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関し、特に、排気還流（ＥＧＲ）装置を備えた内燃
機関の制御装置の改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ディーゼルエンジンにおいて
は、その燃焼室に供給される燃料噴射量と噴射時期を、
エンジン回転と同期して回転駆動される燃料噴射ポンプ
により制御するようにしている。即ち、燃料噴射ポンプ
内に設けられた油圧式のタイマをフィードポンプからの
供給圧で作動させて、フェイスカムのドライブシャフト
に対する回転位相を変えることにより燃料噴射時期を制
御し、また、コントロールレバー（アクセル）によりコ
ントロールスリーブの位置を移動させてプランジャによ
る燃料の圧送終わりを制御することにより燃料噴射量を
調節するようにしている。

【０００３】一方、ディーゼルエンジンの機関制御パラ
メータ〔燃料噴射量，燃料噴射時期，排気還流（以下、
ＥＧＲとも言う）量（率）等〕の制御自由度を増すこと
により、大幅な排気清浄化と運転性向上が可能であると
の研究成果から、近年では、ディーゼルエンジンの電子
制御化が進められている。例えば、燃料噴射量は、前記
コントロールスリーブをロータリソレノイドで駆動する
ことで制御し、燃料噴射時期はタイマ高圧室の圧力を電
磁デューティーソレノイドを介して調圧し、タイマ位置
を制御するようにしている（木原良治、ディーゼル乗用
車、（株）グランプリ出版、1984年11月、Ｐ130 〜141
参照）。

【０００４】前記のような電子制御式ディーゼルエンジ
ンで排気還流制御を行なう際には、機関回転速度と、コ
ントロールスリーブ位置より計算された燃料噴射量と、
の２次元マップからＥＧＲ制御量を決定するのが通常で
あり、また、燃料噴射時期についても同様に、機関回転
速度と、コントロールスリーブ位置より計算された燃料
噴射量と、の２次元マップから目標噴射時期を決めるよ
うにしている。

【０００５】なお、前記ＥＧＲ制御量、燃料噴射時期を
決める際には、一般に、エンジン定常運転時におけるＥ
ＧＲ制御量及び燃料噴射時期相互の影響が考慮され、各
回転負荷毎に、決定されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ディーゼル
エンジンは、常に空気過剰率の高い雰囲気で拡散燃焼が
行なわれるものであり、一般に窒素酸化物（以下、ＮＯ
ｘとも言う）を低減しようとすると、粒子状物質（以
下、ＰＭとも言う）や黒煙（なお、ＰＭ中には黒煙も含
まれ、以下ＰＭと言うときには黒煙も含むものとする）
の排出量が増加する、という所謂トレードオフの関係が
あることが知られている。

【０００７】一方、環境保護の見地より、従来に対し、
より一層の排気清浄化をする必要があるが、排気清浄化
の研究による知見の１つとして、エンジンモディフィケ
ーション（燃焼室形状、燃料噴射系、ＥＧＲ系の改良）
により、各運転負荷毎に燃料噴射時期を適切に制御すれ
ば、従来に対してＥＧＲ量（率）を増加させても、ＰＭ
の悪化がない或いは少ない領域が存在することや、却っ
てＰＭを低減できる領域があることが確認された（図１
９参照）。従って、かかる新たな知見を利用すれば、従
来に対し、より一層のＮＯｘ，ＰＭ等を低減することが
でき、環境保護を促進することが可能である。ただし、
上記のようなＮＯｘとＰＭを同時に低減できる領域は、
回転・負荷毎に異なるため（図２０〜図２２参照）、運
転状態に応じ正確に噴射時期とＥＧＲ量を制御すること
が要求される。また、過渡運転時においては、噴射時期
制御系，ＥＧＲ制御系の応答性に起因して、以下のよう
な要求がある。

【０００８】即ち、前述したような油圧式タイマでは、
エンジン過渡運転時に応答遅れが生じ、目標噴射時期と
実噴射時期に差が生じる惧れがある。また、ＥＧＲ系も
ＥＧＲ制御部品自体の応答遅れやＥＧＲガスの流動遅れ
等により、ＥＧＲ制御の応答遅れが生じる惧れがある。
ところが、従来は、既述したようにエンジン定常運転時
におけるＥＧＲ制御量及び燃料噴射時期相互の影響を考
慮して、ＥＧＲ制御量と目標噴射時期を決定するのみで
あったため、過渡運転時にあっては目標値と実ＥＧＲや
実噴射時期との間に、上記応答遅れ等に起因する制御誤
差が生じることがあり、過渡運転時における有害排気成
分（ＮＯｘ，ＰＭの他、ＣＯ，ＨＣ等も含む）を十分に
低減できていたとは言えず、かかる点を改善する必要が
ある。なお、噴射時期制御系と、ＥＧＲ制御系と、の応
答遅れを比較すると、排気圧力のみしか力が作用しない
ＥＧＲ弁（負圧によるダイアフラム弁、ステップモータ
による直動弁等）に比較し、噴射ポンプのポンプ室圧に
作動速度が依存し、駆動反力に抗して作動するタイマ
（油圧式）の方が、通常、時定数が大きい（図２３参
照）。なお、タイマの応答性は、ポンプ室圧に比例し、
ポンプ室圧は機関回転速度に略比例するため〔図２４
（Ａ）参照〕、低回転時ほどこの差は顕著になる〔図２
４（Ｂ）参照〕。従って、上記応答遅れ等に起因する制
御誤差を考慮した制御を行なう際には、かかる特性の違
いを考慮する必要がある。ところで、従来の過渡運転時
のＥＧＲ制御技術としては、加速判定時にＥＧＲ量を補
正（減量）するもの（例えば、特開平６０−１９２８７
０号公報等）や、ＥＧＲ量をカットするもの（例えば、
特願平６−４３９０７号等）があるが、これらのもので
は、加速運転時のＰＭ悪化をある程度抑制できるもの
の、ＥＧＲ率減少によりＮＯｘ低減効果が減少しＮＯｘ
増大は避けられず、また、これらのものは、ＥＧＲ率の
低減によりＰＭ悪化を回避するという技術思想に基づく
ものであり、噴射時期応答遅れの影響等も考慮しておら
ず、前述したような高ＥＧＲ下で噴射時期を適正化する
ことによるＮＯｘ・ＰＭ同時低減を過渡運転時に積極的
に行なうという思想はない。

【０００９】また、噴射時期制御と組み合わせたものと
しては、加速運転時には実噴射時期と目標噴射時期との
差に応じてＥＧＲ量を補正するもの（例えば、特開昭６
３−１２９１５７号公報）や、ＥＧＲ量を減少させると
共に噴射時期を一定量進角させた後、徐々に遅角させる
もの（例えば、特開平１−２１９３３８号公報）があ
る。しかし、特開昭６３−１２９１５７号公報に開示の
加速運転時には実噴射時期と目標噴射時期との差（以
下、ΔＩＴとも言う）に応じてＥＧＲ量を補正するもの
では、そもそもＥＧＲ制御系にも応答遅れがあることが
考慮されておらず、また、加速直後ではΔＩＴの値はあ
まり大きくなく、暫くしてから最大値を迎える特性があ
り〔図２５参照。即ち、加速初期はエンジン回転数が低
いためポンプ内圧が低くタイマの時定数が大きく、か
つ、デッドタイムの影響を受けることに起因する（図２
３等参照）〕、ＥＧＲ量の補正が遅れてしまうため、噴
射時期に応じた適切なＥＧＲ量に制御することが困難で
あり、排気有害成分を低減する効果は少ない。

【００１０】更に、特開平１−２１９３３８号公報に開
示のものでは、主に加速時のＥＧＲと噴射時期制御目標
値の与え方に関する技術であるが、実噴射時期に応じて
ＥＧＲ量を補正する論理が入っておらず、また、必ずし
も噴射時期の進角補正と、その後の遅角動作によって、
最適な噴射時期が得られるわけではないことから、回転
負荷と加速の度合いによって、時々刻々と変わる適正な
噴射時期・ＥＧＲ率に制御することができない。

【００１１】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、過渡運転時において、燃料噴射時期制御系及びＥ
ＧＲ制御系に応答遅れがあっても、実噴射時期に適合し
たＥＧＲ量（率）を得ることができるようにして、過渡
運転時を含む全ての運転領域でＥＧＲ量（率）を最適に
制御することができ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。

【００１２】

【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、機
関運転状態に応じ、機関への燃料の噴射供給時期を所定
の噴射時期に制御する噴射時期制御手段と、を備えた内
燃機関の制御装置において、機関運転状態の変化を検出
する運転状態変化検出手段と、前記運転状態変化検出手
段により検出される機関運転状態の変化に応じ、前記噴
射時期制御手段による噴射時期制御の遅れを予測する第
１噴射時期制御遅れ予測手段と、前記第１噴射時期制御
遅れ予測手段により予測される噴射時期の制御遅れに基
づいて、前記目標排気還流率を補正する第１排気還流率
補正手段と、を含んで構成した。

【００１３】上記構成の請求項１に記載の発明では、機
関運転状態の変化（例えば、加速状態や減速状態）を検
出したら、燃料の噴射時期の制御遅れを予測し、その予
測結果に基づいて目標排気還流率（或いは量）を補正す
るようにしたので、過渡運転時においても、排気還流率
を適正値に制御することができ、排気有害成分の排出低
減と運転性の向上とを促進することができる。例えば、
過渡運転時に、噴射時期が遅れやすい低回転時では、排
気還流率（量）を速やかに軽減し、ＰＭの悪化を抑制
し、噴射時期制御に遅れがなくなったら、排気還流率の
減量補正を速やかに解除して適正な排気還流率を与える
ようにすれば、定常運転時に限らず、あらゆる運転領域
で噴射時期制御の制御遅れを考慮した高精度な排気還流
制御を行なうことができ、ベンチテスト等においてＮＯ
ｘ，ＰＭを両立できるように予め定めた排気還流量（或
いは率）に適切にかつ応答性よく制御することが可能と
なり、以ってＰＭを悪化させることなく（若しくはＰＭ
を低減しつつ）ＮＯｘをも低減することが可能となる。

【００１４】請求項２に記載の発明では、図１で破線で
示すように、前記運転状態変化検出手段により検出され
る機関運転状態の変化に応じ、前記目標排気還流率を補
正する第２排気還流率補正手段を備えるようにした。こ
れにより、運転状態の変化（例えば、加速や減速）時に
おいて発生する排気還流制御手段の応答遅れ、及び負荷
（燃料噴射量）の制御遅れに起因する空気過剰率の変動
をも抑制することができるようになるので、より一層、
過渡運転時の排気還流制御の高精度化を図ることができ
る。

【００１５】請求項３に記載の発明では、内燃機関の吸
気通路に吸気絞弁を介装し、目標排気還流率を得るべ
く、前記排気還流制御手段が前記吸気絞弁の開度をも制
御するようにした。これにより、より一層広範囲に亘っ
て所望の排気還流率を達成することが可能となる。

【００１６】請求項４に記載の発明では、前記目標排気
還流率を、段階的に制御可能に構成した。これにより、
例えば、比較的安価な構成の開閉式の排気還流弁、吸気
絞弁を採用できることとなる。請求項５に記載の発明で
は、前記目標排気還流率を、連続的に制御可能に構成し
た。

【００１７】これにより、請求項４に記載の発明に比較
して、高精度できめ細かく、かつ応答性の高い排気還流
制御を可能とすることができる。請求項６に記載の発明
では、図１で破線で示すように、変速中か否かを検出す
る変速検出手段と、変速中が検出されたときには、変速
中の負荷変化に対応させて、前記噴射時期制御手段によ
る噴射時期制御の遅れを予測する第２噴射時期制御遅れ
予測手段と、前記第２噴射時期制御遅れ予測手段により
予測される噴射時期の制御遅れに基づいて、前記目標排
気還流率を補正する第３排気還流率補正手段と、を含ん
で構成した。

【００１８】前記第３排気還流率補正手段により、変速
中の負荷急変に対応した特有の補正を行なわせることが
できるようにしたので、変速中の排気還流制御をより適
切に行なえるので、変速時の空気過剰率の落ち込み等を
確実に抑制でき、より一層、排気有害成分の排出低減と
運転性の向上とを促進することができる。

【００１９】

【実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添付の図
面に基づいて説明する。図２は、第１の実施の形態にお
ける全体構成を示す図である。ディーゼルエンジン１０
０には、吸気を燃焼室に導くための吸気通路１０１と、
排気を排出するための排気通路１０２と、が接続されて
いる。そして、吸気通路１０１と、排気通路１０２と、
を連通し、排気の一部を機関吸気系に還流させるための
排気還流通路１０３が設けられている。

【００２０】なお、当該排気還流通路１０３には、排気
還流量（以下、ＥＧＲ量とも言う）を調節するための排
気還流制御弁（以下、ＥＧＲ弁とも言う）１０４が介装
されている。また、低負荷時等の吸気負圧が小さい領域
でも所望のＥＧＲ量が得られるように、吸気通路１０１
内の負圧の大きさを強制的に制御すべく、前記吸気通路
１０１には、吸気絞弁１０５が介装されている。

【００２１】そして、ＥＧＲ弁１０４を駆動するための
負圧を制御する電磁弁１０７，電磁弁１０８が設けられ
ると共に、吸気絞弁１０５を駆動するための負圧の大き
さを制御する電磁弁１０９，電磁弁１１０が設けられて
いる。これら電磁弁１０７〜１１０は、コントロールユ
ニット１１３からの駆動信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）に基
づき駆動され、これによりＥＧＲ弁１０４，吸気絞弁１
０５に作用する負圧力がステップ的に切り換えられ、Ｅ
ＧＲ弁１０４，吸気絞弁１０５の開度がステップ的に制
御され、以って運転領域（回転速度や負荷，水温等）に
応じた所望の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。

【００２２】なお、コントロールユニット１１３は、Ｃ
ＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器，入・出力Ｉ／Ｆ
等を含んで構成されるマイクロコンピュータであり、本
発明における排気還流制御手段、噴射時期制御手段、運
転状態変化検出手段、第１噴射時期制御遅れ予測手段、
第１排気還流率補正手段、第２排気還流率補正手段とし
ての機能をソフトウェア的に備えるものである。

【００２３】また、エンジン１００には、燃料噴射ポン
プ２００から圧送供給されてくる燃料を、所定圧力で開
弁して燃料を噴射供給する燃料噴射弁１１４が設けられ
ると共に、燃料噴射弁１１４の針弁のリフト（開弁）状
態を検出して実噴射時期を検出するための針弁リフトセ
ンサ１１５（所謂ギャップセンサ等を用いることができ
る）が設けられている。この針弁リフトセンサ１１５の
検出信号は、コントロールユニット１１３に入力され
る。

【００２４】更に、エンジン回転速度Ｎｅを検出するた
めの回転センサ１１２と、アクセル開度Ｃ／Ｌを検出す
るコントロールレバーセンサ１１１が設けられ、これら
の信号も、コントロールユニット１１３へ入力されてい
る。ところで、第１の実施形態では、ディーゼルエンジ
ン１００の燃料噴射弁１１４へ燃料を圧送供給する燃料
噴射ポンプとして、図３に示すような電子制御式の分配
型燃料噴射ポンプ（以下、電制ポンプとも言う）２００
を採用している。

【００２５】この電制ポンプ２００では、燃料噴射量の
制御は、運転者のアクセル操作に対応したコントロール
レバーセンサ１１１からの信号やエンジン回転速度等の
信号を受けてコントロールユニット１１３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、ロータリソレノイド（ガバナモータ）２０６の回転
角が制御され、当該ガバナモータ２０６にリンク機構に
よって連結されたコントロールスリーブ２０５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２０３Ａ内で圧縮された燃料が、スピルポート２０３
Ｂ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。

【００２６】なお、プランジャ２０３の図中左右方向へ
の移動は、エンジン回転に同期して回転駆動されるドラ
イブシャフト２０１により、タイマ機構を介して、ドラ
イブシャフト２０１と所定の回転位相差をもって回転駆
動されるフェイスカム２０４によってなされる。また、
ガバナモータ２０６の回転角度位置、即ちコントロール
スリーブ２０５の位置は、コントロールスリーブセンサ
２０７により検出され、コントロールユニット１１３へ
入力され、これにより実際の燃料噴射量を検出すること
ができるようになっている。これにより、実際の燃料噴
射量が、アクセル開度に応じた目標の燃料噴射量となる
ように、コントロールスリーブ２０５の位置を、フィー
ドバック制御することも可能である。

【００２７】なお、当該燃料噴射ポンプ２００には、燃
料の供給を停止するための燃料停止弁２０８が備えられ
ている。一方、燃料噴射時期の制御は、コントロールユ
ニット１１３の指令値（エンジン回転速度や負荷等に応
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２１２のＤＵＴＹ比を制御することによっ
て、タイマピストン２１１の前後差圧を制御し、タイマ
ピストン２１１の位置を制御することで、レバー２１０
を揺動させ、タイマピストン２１１とフェイスカム２０
４との間に所望の回転位相差を発生させることで、噴射
時期を制御する構成となっている。

【００２８】なお、実噴射時期を検出するための針弁リ
フトセンサ１１５に代えて、タイマピストン２１１の位
置を検出して噴射時期を検出するためのタイマピストン
位置センサを用いるようにすることもできる。ここで、
本実施形態におけるコントロールユニット１１３が行な
う噴射時期制御について、図４に示す制御ブロック図に
基づいて説明する。なお、当該制御は、レファレンス
（ＲＥＦ）信号入力毎に実行される。

【００２９】ステップ（図では、Ｓと記してある。以
下、同様）１０１では、エンジン回転速度とエンジンに
掛かる負荷（燃料噴射量またはアクセル開度等）を読み
込み、回転速度と負荷に応じた目標噴射時期ＩＴn1を、
図中に示すマップ等を参照して検索等により求める。ス
テップ１０２では、始動時等における噴射時期補正を行
なうべく、エンジン回転速度と水温等の雰囲気温度信号
（図示しない水温センサ等で検出する）等による補正量
を含んだ始動時用の目標噴射時期ＩＴstを、図中に示す
マップ等を参照して検索等により求める。

【００３０】なお、目標噴射時期ＩＴｔとして、前記目
標噴射時期ＩＴn1を採用するか（Ａ判定）、前記目標噴
射時期ＩＴstを採用するか（Ｂ判定）は、例えば、キー
スイッチからのスタート信号や完爆判定（回転速度が所
定以上になったか否か等で判断できる）等で始動時か通
常走行かを判断（スタートモード判定）することで判断
することができる。

【００３１】ステップ１０３では、針弁リフトセンサ１
１５（或いはタイマピストン位置センサ）で検出した実
際の燃料噴射時期ＩＴｉを読み込み、目標値ＩＴｔと比
較し、実際の噴射時期ＩＴｉと目標値ＩＴｔとが一致す
るように、ＰＩＤ（比例積分）制御等によって演算処理
・変換して求めた指令（駆動デューティ）信号ＩＴａ
を、タイミングコントロールバルブ（ＴＣＶ）２１２等
の噴射時期制御のためのアクチュエータへ出力する。次
に、本実施形態におけるコントロールユニット１１３が
行なうＥＧＲ制御について、図５に示す制御ブロック図
に基づいて説明する。当該制御も、レファレンス（ＲＥ
Ｆ）信号入力毎に実行される。

【００３２】ステップ２０１では、エンジン回転速度と
エンジンに掛かる負荷（燃料噴射量またはアクセル開度
等）を読み込み、回転負荷に応じた目標ＥＧＲ領域ＥＧ
Ｒａを検索する。ステップ２０２では、始動時等の水温
補正を行なう。エンジン回転速度と水温等の雰囲気温度
信号からＥＧＲ補正領域（量）を検索により求め、これ
を前記ＥＧＲａより減じて、目標ＥＧＲ領域ＥＧＲｂを
求める。

【００３３】ステップ２０３では、定常運転か過渡運転
かを判断し、定常運転中（Ｂ判定）であれば、前記目標
ＥＧＲ領域ＥＧＲｂを、そのまま最終的な目標ＥＧＲ領
域ＥＧＲｃとして出力する。一方、過渡運転時（Ａ判
定）であれば、ＥＧＲ領域（量）に補正を加えた後で、
当該補正後のものを最終的な目標ＥＧＲ領域ＥＧＲｃと
して出力する。かかるステップ２０３の詳細な説明は後
述する。

【００３４】ステップ２０４では、目標ＥＧＲ領域ＥＧ
Ｒｃを整数化し（例えば、ＥＧＲｃが５．２３６であっ
たら、四捨五入して５とか、切り上げて６とか）、この
目標ＥＧＲ領域（量）に対応するＥＧＲ制御部品の作動
状態（ＯＮ・ＯＦＦ状態）を、当該図中に示すようなテ
ーブルから検索により求め、各ＥＧＲ制御部品（電磁弁
１０７〜１１０等）へＯＮ・ＯＦＦ駆動信号を送信す
る。ここで、本実施形態におけるコントロールユニット
１１３が行なうＥＧＲ制御について、図６のフローチャ
ートに従って、より詳細に説明する。なお当該フロー
は、ＲＥＦ（レファレンス）信号入力毎に起動される。

【００３５】ステップ３０１では、エンジン回転速度と
負荷（燃料噴射量またはアクセル開度等）を読み込む。
ステップ３０２では、図５のステップ２０１で説明した
ようにして、回転速度と負荷に対応したＥＧＲ領域ＥＧ
Ｒａを検索する。ステップ３０３では、図５のステップ
２０２で説明したようにして、水温と回転速度によって
ＥＧＲ領域ＥＧＲａを補正して、目標ＥＧＲ領域ＥＧＲ
ｂを求める。これは、低水温時はＥＧＲを暖機時と同じ
ようにかけると、燃焼が不安定となるので、ＥＧＲ量を
雰囲気温度が低いほど減少させるようにするためのもの
である。

【００３６】ステップ３０４では、過渡運転時か、そう
でないか、を判断する。過渡運転時（ＹＥＳ）のときに
は、ステップ３０５へ進み、そうでないとき（ＮＯのと
き）には、ステップ３０８へ進む。かかるステップ３０
４は、後述の図７のフローチャートにおいて詳細に説明
する。ステップ３０５では、運転者の要求加速度に基づ
いて、ＥＧＲ領域（量）を補正する。詳しくは、図８の
フローチャートにおいて説明する。

【００３７】ステップ３０６では、噴射時期制御の遅れ
を予測し、ＥＧＲ領域（量）を補正する。詳しくは、図
９のフローチャートにおいて説明する。ステップ３０７
では、ＥＧＲ領域の過渡運転補正をした目標ＥＧＲ領域
ＥＧＲｃ２を、最終目標ＥＧＲ領域ＥＧＲｃとする。ス
テップ３０８では、定常運転時であるので、目標ＥＧＲ
領域ＥＧＲｂを、最終目標ＥＧＲ領域ＥＧＲｃとする。

【００３８】ステップ３０９では、図５のステップ２０
４と同様にして、目標ＥＧＲ領域ＥＧＲｃを、各ＥＧＲ
領域に対応するＥＧＲ制御部品（電磁弁１０７〜１１
０）への制御信号へ変換し、各ＥＧＲ制御部品（電磁弁
１０７〜１１０）へＯＮ・ＯＦＦ制御信号を出力する。
ここで、図６のステップ３０４で行なわれる過渡運転判
定ルーチンの一例について、図７のフローチャートに従
って説明する。なお、当該フローが、本発明の運転状態
変化検出手段に相当する。

【００３９】ステップ３１０では、現在のエンジン回転
速度Ｎｅ_nと、アクセル開度Ｃ／Ｌ _nを読み込み、これ
をＲＡＭに記憶する。ステップ３１１では、ＲＡＭより
ｐ回前に記憶したエンジン回転速度Ｎｅ_n-pとアクセル
開度Ｃ／Ｌ_n-pを読み出す。ｐは、マッチング定数で、
ＣＰＵの性能や過渡判定の精度によって、例えば実験的
に決定するものである。

【００４０】ステップ３１２では、ｐ回前と現在との間
のエンジン回転速度の変化量ΔＮｅと、アクセル開度の
変化量ΔＣ／Ｌを算出する。ステップ３１３では、ΔＮ
ｅが、所定値ｃＮｅ以上で、かつ、ΔＣ／Ｌが所定値ｃ
Ｃ／Ｌ以上のときには、ステップ３１４へ進む。それ以
外のときには、ステップ３１５へ進む。

【００４１】ステップ３１４では、過渡運転時であると
判断し、過渡運転フラグをＯＮとする。ステップ３１５
では、定常運転時であると判断し、過渡運転フラグをＯ
ＦＦとする。従って、図６のフローチャートのステップ
３０４では、上記過渡運転フラグを判断することで、過
渡運転かどうかを判断することができる。次に、図６の
ステップ３０５で行なわれる運転者の要求加速度に応じ
たＥＧＲ補正ルーチンの一例について、図８のフローチ
ャートに従って説明する。当該フローは、ＲＥＦ信号入
力毎に起動される。なお、当該フローが、本発明にかか
る第２排気還流率補正手段に相当する。

【００４２】ステップ３１６では、現在の燃料噴射量
（例えば、コントロールスリーブ位置より算出すること
ができる）Ｑ_nを読み込み、ＲＡＭへ記憶する。ステッ
プ３１７では、ＲＡＭよりｐ回前に記憶した燃料噴射量
Ｑ_n-pを読み出す。ｐは、マッチング定数で、ＣＰＵの
性能や過渡判定の精度によって、例えば実験的に決定す
るものである。

【００４３】ステップ３１８では、ｐ回前と現在との間
での燃料噴射量の変化量ΔＱを算出する。ステップ３１
９では、ＥＧＲ補正係数Ａを、フロー中に示すようなマ
ップを参照して検索により求める。即ち、ＥＧＲ制御
は、駆動部品（ＥＧＲ弁１０４や各電磁弁１０７〜１１
０等）の作動応答性が、エンジン回転速度に依らず時間
的に略一定であることから、高回転（所定時間内でクラ
ンク回転角度が多く進む）ほど、実ＥＧＲの遅れ（エン
ジンのクランク回転角度に対する遅れ）は大きくなり、
かつ燃料噴射量の増加により空気過剰率が低下するた
め、フロー中に示したマップのような特性で補正を与え
る必要がある。

【００４４】なお、マップ検索でなく、Ａ＝ａ・Ｎｅ^b・ΔＱ^c（ａ，ｂ，ｃは定数）・・・・・・（１）式または、Ａ＝ａ＋ｂ・Ｎｅ＋ｃ・ΔＱ（ａ，ｂ，ｃは定数）・・・・（２）式のような実験等により求めた式からＡを決定するように
してもよい。

【００４５】ステップ３２０では、目標ＥＧＲ領域ＥＧ
Ｒｂを、補正係数Ａを用いて、ＥＧＲｃ１＝Ａ×ＥＧＲｂと補正する。次に、図６のステップ３０６に適用される
噴射時期の遅れに応じたＥＧＲ補正ルーチンの一例につ
いて、図９のフローチャートに従って説明する。なお、
当該フローが、本発明にかかる第１噴射時期制御遅れ予
測手段と第１排気還流率補正手段に相当する。ステップ
３２１では、エンジン回転速度とΔＱ（図８のフローチ
ャートのステップ３１８で求めたもの）より、エンジン
回転速度Ｎｅ時の噴射時期制御遅れ時間（Ｔ−ＩＴｄ）
をフロー中のマップの検索により求める。噴射時期制御
装置（タイマの応答性）は、前述したように、図２４の
ような特性があるため、噴射時期制御遅れ時間（Ｔ−Ｉ
Ｔｄ）は、フロー中に示すマップのような特性で与えら
れる。噴射時期制御遅れ時間（Ｔ−ＩＴｄ）は、各回転
速度の９５％応答等でも、ステップ応答時の時定数とし
てもよい。なお、マップ検索でなく、上記（１）式や
（２）式のような実験式から、（Ｔ−ＩＴｄ）を求める
ようにしてもよい。

【００４６】ステップ３２２では、（Ｔ−ＩＴｄ）時間
後のエンジン回転速度Ｎｅ_n-pcdと、燃料噴射量Ｑ
_n-pcdを予測する。まず、所定微小時間ΔＴｏ（例え
ば、１００ｍｓ等）の間の平均エンジン回転速度変化量
ΔＮｅ_-aveと、平均燃料噴射量変化量ΔＱ_-aveを算出す
る。そして、（Ｔ−ＩＴｄ）時間後のエンジン回転速度
と燃料噴射量は、現在の値に平均変化量を、（Ｔ−ＩＴ
ｄ）／ΔＴｏ時間分だけ積した値を加えた値の近傍であ
るとの仮定の下に（例えば、フロー中の式に従って）、
Ｎｅ_-pcdとＱ_-pcdとを算出する。

【００４７】ステップ３２３では、図４の制御ブロック
図のステップ１０１で示した噴射時期の回転負荷制御マ
ップから、Ｎｅ_-pcd，Ｑ_-pcdに応じた（即ち、（Ｔ−Ｉ
Ｔｄ）時間後の）予測の目標燃料噴射時期ＩＴｓ
_-pcdを、検索により求める。ステップ３２４では、（Ｔ
−ＩＴｄ）時間後の実噴射時期ＩＴｉ_-pcdを予測する。

【００４８】まず、予測目標燃料噴射時期ＩＴｓ
_-pcdと、現在の実噴射時期ＩＴｉと、の差を取り、噴射
時期要求変化量ΔＩＴｏを求める。次に、各回転速度毎
に目標値との差ΔＩＴｏに対する実際に変化できる噴射
時期変化量ΔＩＴｉを検索する。噴射時期制御装置（タ
イマの応答性）は、前述したように、図２４のような特
性があるため、噴射時期変化量ΔＩＴｉは、フロー中に
示すマップのような特性で与えられる。なお、マップ検
索でなく、上記（１）式や（２）式のような実験式か
ら、ΔＩＴｉを求めるようにしてもよい。

【００４９】そして、（Ｔ−ＩＴｄ）時間後の実噴射時
期ＩＴｉ_-pcdは、現在の実噴射時期ＩＴｉにΔＩＴｉを
加えた値であると仮定して、フロー中の式に従って、実
噴射時期ＩＴｉ_-pcdを求める。ステップ３２５では、ス
テップ３２３で求めた（Ｔ−ＩＴｄ）時間後の噴射時期
の予測目標値ＩＴｉｓ_-pcdと、前記実噴射時期ＩＴｉ
_-pcdと、の差ΔＩＴを算出する。

【００５０】ステップ３２６では、ΔＩＴ＞０と、ΔＩ
Ｔ＜０と、の場合分けを行ない、（Ｔ−ＩＴｄ）時間後
の回転負荷における噴射時期のエミッション感度Ｂｏ
を、フロー中のマップ等を参照して検索する。当該マッ
プにおいて、遅角側のズレと進角側のズレに対し、異な
る感度を与るようにしたのは、図２０〜図２２に示した
ように回転負荷によって目標値に対する噴射時期の同じ
ズレ量でもエミッション（排気有害成分の排出量）に与
える影響が異なるためである。

【００５１】そして、エミッション感度Ｂｏと噴射時期
の目標値に対するズレ分ΔＩＴを積した量を、ＥＧＲ補
正係数Ｂとして求める。ステップ３２７では、目標ＥＧ
Ｒ領域を、ＥＧＲｃ２＝Ｂ×ＥＧＲｃ１として算出し、本フローを終了する。このように、第１
の実施の形態によれば、加速状態を検出したら、加速の
度合いに応じてＥＧＲ領域（換言すれば、ＥＧＲ量や
率）を補正すると同時に、燃料噴射時期の制御遅れ（Ｔ
−ＩＴｄ）を予測し、その予測結果に基づき算出される
実噴射時期ＩＴｉ_-pcdと、目標噴射時期ＩＴｉｓ
_-pcdと、の差ΔＩＴに基づいて、更に目標ＥＧＲ領域
（換言すれば、ＥＧＲ量や率）を補正することによっ
て、過渡運転時においても、噴射時期が遅れやすい低回
転時では、ＥＧＲ量（率）を速やかに軽減し、ＰＭの悪
化を抑制し、噴射時期が目標値と一致する場合は、ＥＧ
Ｒ量の減量補正を速やかに解除して適正なＥＧＲ制御を
行なえるようにしたので、あらゆる運転領域で噴射時期
制御とＥＧＲ制御の制御遅れを考慮した高精度なＥＧＲ
制御を行なうことができ、例えば、ベンチテスト等にお
いてＮＯｘ，ＰＭを両立できるように予め定めた噴射時
期・ＥＧＲ量（或いは率）に適切にかつ応答性よく制御
することができるので、以って最大限ＰＭを悪化させる
ことなく（若しくはＰＭを低減しつつ）ＮＯｘをも低減
することが可能となる（図１０，図１１参照）。つづけ
て、第２の実施の形態について説明する。

【００５２】第２の実施の形態は、複数の電磁弁１０７
〜１１０の開閉切り換えの組合せによりＥＧＲ量（率）
を段階的に切り換えるようにした第１の実施の形態に対
し、ＥＧＲ量（率）を連続的に制御できるようにした場
合の例である。なお、燃料供給系については同様である
ので説明を省略する。第２の実施形態のＥＧＲシステム
は、図１２に示すように、エンジン１００の吸気通路１
０１と排気通路１０２とは、ＥＧＲ通路１０３を介して
接続されており、当該ＥＧＲ通路１０３には、ＥＧＲ弁
（排気還流弁）１１６が介装され、このＥＧＲ弁１１６
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。

【００５３】ＥＧＲ弁１１６は、ダイアフラム１１６Ａ
に作用する負圧（作動室１１６Ｂ内負圧）の大きさによ
って、弁体１１６Ｃのリフト量を制御可能に構成されて
おり、この弁体１１６Ｃのリフト量に応じてＥＧＲ量
（率）が制御される。なお、このＥＧＲ弁１１６，弁体
１１６Ｃのリフト（ＥＧＲ）量、即ち、ＥＧＲ弁１１６
の作動室１１６Ｂ内の負圧の制御は、一端側が大気に、
他端側がＥＧＲ弁１１６の作動室１１６Ｂに連通する大
気導入通路１１８Ａに介装される大気側制御電磁弁１１
８と、一端側が図示しないバキュームポンプ（負圧源１
０６）に、他端側が作動室１１６Ｂに連通する負圧導入
通路１１７Ａに介装される負圧側制御電磁弁１１７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１１８，前記負圧側制御電磁弁１１７は、コントロー
ルユニット１１３により、所望の開度（ＤＵＴＹ比）に
制御されるものである。

【００５４】また、ＥＧＲ弁１１６に備えられたリフト
センサ１１９によって弁体１１６Ｃの実際のリフト量が
検出できるようになっている。従って、例えば、定常運
転時において、実際のリフト量が、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１１３により、負
圧側制御電磁弁１１７，大気側制御電磁弁１１８のデュ
ーティー制御量をフィードバック制御させることもでき
るようになっている。

【００５５】なお、吸気絞弁１０５の作動は、第１の実
施形態の場合と略同様である。ここで、第２の実施の形
態におけるコントロールユニット１１３が行うＥＧＲ制
御について、図１３の制御ブロック図に基づいて説明す
る。ステップ２０５では、エンジン回転速度とエンジン
に掛かる負荷（燃料噴射量またはアクセル開度等）を読
み込み、回転速度と負荷に応じた目標ＥＧＲ弁リフト量
ＬＩＦＴａと目標吸気絞弁開度Ｔ／Ｃａとを検索等によ
り求める。

【００５６】ステップ２０６では、始動時等におけるＥ
ＧＲ量やＥＧＲ領域の水温補正を行なう。即ち、エンジ
ン回転速度と水温等の雰囲気温度信号（図示しない水温
センサ等で検出する）等からＥＧＲ補正量を検索等によ
り求め、前記目標ＥＧＲ弁リフト量ＬＩＦＴａより減じ
て、ＬＩＦＴｂとする。また、吸気絞弁１０５に関して
も、同様に、ＥＧＲ補正量を検索等により求め、前記目
標吸気絞弁開度Ｔ／Ｃａより減じて、Ｔ／Ｃｂとする。

【００５７】ステップ２０７では、定常運転状態か、過
渡運転状態か、を判断し、定常運転状態（Ａ判定）のと
きには、前記ＬＩＦＴｂ，前記Ｔ／Ｃｂを、そのまま目
標ＥＧＲ弁リフト量ＬＩＦＴｃ，目標吸気絞弁開度Ｔ／
Ｃｃとして出力する。一方、過渡運転状態（Ｂ判定）の
ときには、ＥＧＲ弁リフト量ＬＩＦＴｂに過渡運転時補
正を加えた後、ＬＩＦＴｃとして出力する。なお、ステ
ップ２０７のＥＧＲ弁リフト量の補正については、第１
の実施形態の場合と同じ要領（図６〜図９のフローチャ
ート参照）で決定することができる（但し、ＥＧＲｃ１
→ＬＩＦＴｃ１，ＥＧＲｃ２→ＬＩＦＴｃ２とする）。
つまり、ＥＧＲ領域を補正するか〔換言すれば、ＥＧＲ
領域を間接的に補正することで、複数の電磁弁の開閉組
合せを変更し、ＥＧＲ量の補正を行なうか〕、ＥＧＲ弁
のリフト量を直接補正してＥＧＲ量の補正を行なうか、
の相違であるので、実質的な補正内容は共通しているか
らである。

【００５８】同様にして、吸気絞弁開度Ｔ／Ｃｂに過渡
運転時補正を加えた後、Ｔ／Ｃｃとして出力する。ステ
ップ２０８では、ＥＧＲ弁１１６のリフトセンサ１１９
で検出した実際のＥＧＲ弁リフト量ＬＩＦＴｉを読み込
み、目標値ＬＩＦＴｃと比較し、実際のＥＧＲ弁リフト
量ＬＩＦＴｉと目標ＥＧＲ弁リフト量ＬＩＦＴｃとが一
致するように、ＰＩＤ（比例積分）制御等によって演算
処理・変換して求めたデューティー指令（駆動）信号
を、電磁弁１１７，１１８へ出力する。そして、吸気絞
弁１０５の制御は、目標吸気絞弁開度Ｔ／Ｃｃを整数化
し（例えば、Ｔ／Ｃｃが５．２３６であったら、四捨五
入して５とか、切り上げて６とか）、目標吸気絞弁開度
Ｔ／Ｃｃに対応する吸気絞弁作動状態を図中に示すよう
なテーブルから検索により求め、電磁弁１０７，１０８
へＯＮ・ＯＦＦ駆動信号を送信する。このように、第２
の実施形態では、第１の実施形態と同様の作用効果を奏
することができるのは勿論、第１の実施形態に対し、連
続的に開度制御できるＥＧＲ弁１１６を採用したこと
で、連続的にきめの細かいＥＧＲ制御を行なえるように
なるので、ＥＧＲ制御と燃料噴射制御の制御遅れを考慮
したＥＧＲ制御をより一層高精度化することができる。
よって、例えば、排気有害成分の排出量を、第１の実施
形態の場合に比較して、約１０％程度低減することが可
能となる。次に、第３の実施形態について説明する。

【００５９】第３の実施形態では、第１の実施形態や第
２の実施形態のような負圧を用いて間接的にＥＧＲ弁や
吸気絞弁を駆動するＥＧＲシステムに代えて、ＥＧＲ弁
及び吸気絞弁をより応答性の高いステップモータ等で直
接的に駆動させるＥＧＲシステムを採用している。な
お、燃料供給系については同様であるので説明を省略す
る。

【００６０】図１４に示す第３の実施形態の構成を、第
２の実施形態における構成と比較し、相違する部分につ
いてのみ説明し、共通する部分についての説明は省略す
る。第３の実施形態で用いるＥＧＲ弁１２０は、リフト
センサ１１９を備え、弁体１２０Ｂはアクチュエータ
（ステップモータ等）１２０Ａと直接連結され、コント
ロールユニット１１３からの駆動信号により、リフト量
（開度）を任意に連続的に制御できるようになってい
る。

【００６１】また、吸気絞弁１２１は、リフトセンサ１
２２を備え、弁体１２１Ｂはアクチュエータ（ステップ
モータ等）１２１Ａに直接連結され、コントロールユニ
ット１１３からの駆動信号により、リフト量（開度）を
任意に連続的に制御できるようになっている。なお、Ｅ
ＧＲ弁や吸気絞弁のリフト量（開度）は、リフトセンサ
１１９，１２２（例えばギャップセンサ等が用いられ
る）によらず、ステップモータ１２０Ａ，１２１Ａの回
転角度位置や、ステップ数等から求めるようにすること
もできる。ここで、第３の実施形態におけるコントロー
ルユニット１１３が行なうＥＧＲ制御について、図１５
に示すフローチャートに従って説明する。

【００６２】当該フローチャートは、基本的には、第１
の実施形態で説明した図６のフローチャート（第２の実
施形態も同様である）と同様であるが、第３の実施形態
では、ＥＧＲ弁１２０や吸気絞弁１２１の制御速度が速
く、ＥＧＲの応答遅れが無視できるため、図６のフロー
チャートにおけるステップ３０５が省略されたかたちと
なっている。

【００６３】即ち、ステップ３２８では、エンジン回転
速度とエンジンに掛かる負荷（燃料噴射量またはアクセ
ル開度等）を読み込む。ステップ３２９では、図１３の
ステップ２０５で示したようなマップ等を参照して、回
転速度と負荷に対応した目標ＥＧＲ弁リフト量ＬＩＦＴ
ａと目標吸気絞弁開度（リフト量）Ｔ／Ｃａとを検索等
により求める。なお、ＥＧＲ弁１２０と、吸気絞弁１２
１と、のコンビネーションにより連続したＥＧＲ量を達
成できるように、フロー中に示したような開度特性が与
えられている。

【００６４】ステップ３３０では、目標ＥＧＲ弁リフト
では、図１３のステップ２０６と同様に、始動時等にお
けるＥＧＲ量やＥＧＲ領域の水温補正を行なう。即ち、
エンジン回転速度と水温等の雰囲気温度信号（図示しな
い水温センサ等で検出する）等からＥＧＲ補正量を検索
等により求め、前記目標ＥＧＲ弁リフト量ＬＩＦＴａよ
り減じて、ＬＩＦＴｂとする。また、吸気絞弁１０５に
関しても、同様に、ＥＧＲ補正量を検索等により求め、
前記目標吸気絞弁開度Ｔ／Ｃａより減じて、Ｔ／Ｃｂと
する。

【００６５】ステップ３３１では、図７のフローチャー
トを実行し、過渡運転状態か、定常運転状態か、を判断
し、定常運転状態（ＮＯ）のときには、ステップ３３４
へ進み、前記ＬＩＦＴｂ，前記Ｔ／Ｃｂを、そのまま目
標ＥＧＲ弁リフト量ＬＩＦＴｃ，目標吸気絞弁開度Ｔ／
Ｃｃとして出力する。一方、過渡運転状態（ＹＥＳ）の
ときには、ステップ３３２へ進む。

【００６６】ステップ３３２では、図９のフローチャー
トを実行し、噴射時期の制御遅れに対するＥＧＲ補正を
行う。なお、図９のフローチャート中のＥＧＲｃ２をＬ
ＩＦＴｃ２，Ｔ／Ｃｃ２と置き換えて実行すればよい。
ステップ３３３では、ＥＧＲ弁リフト量ＬＩＦＴｃ２
を、ＬＩＦＴｃとして出力する。同様に、吸気絞弁１２
１についても、吸気絞弁開度Ｔ／Ｃｃ２を、Ｔ／Ｃｃと
して出力する。

【００６７】ステップ３３５では、ＥＧＲ弁１２０のリ
フトセンサ１１９で検出した実際のＥＧＲ弁リフト量Ｌ
ＩＦＴｉを読み込み、目標値ＬＩＦＴｃと比較し、実際
のＥＧＲ弁リフト量ＬＩＦＴｉと目標ＥＧＲ弁リフト量
ＬＩＦＴｃとが一致するように、ＰＩＤ（比例積分）制
御等によって演算処理・変換して求めた指令（駆動）信
号を、ステップモータ１２０Ａへ出力する。同様に、吸
気絞弁１２１についても、リフトセンサ１２２で検出し
た実際の吸気絞弁開度（リフト量）Ｔ／Ｃｉを読み込
み、目標値Ｔ／Ｃｃと比較し、実際の吸気絞弁開度Ｔ／
Ｃｉと目標吸気絞弁開度Ｔ／Ｃｃとが一致するように、
ＰＩＤ（比例積分）制御等によって演算処理・変換して
求めた指令（駆動）信号を、ステップモータ１２１Ａへ
出力する。

【００６８】このように、第３の実施形態では、第１の
実施形態，第２の実施形態と同様の作用効果を奏するこ
とができるのは勿論、さらに加えて、ＥＧＲ制御の応答
性が排気性能に影響を与えないほど速く連続的に行なえ
るため、より一層正確かつきめ細かいＥＧＲ制御が可能
となり、排気有害成分の低減をより一層促進することが
できる。また、制御ロジックを一部省略できるという利
点もある。つづけて、第４の実施形態について説明す
る。

【００６９】第４の実施形態は、負荷が急増するシフト
アップを検出し、ＥＧＲ補正量を変速に応じて最適化す
るようにしたもので、第４の実施形態におけるＥＧＲ制
御のメインルーチンを図１６に、変速判定ルーチンを図
１７に、変速に応じたＥＧＲ補正ルーチンを図１８に示
す。なお、第４の実施形態における全体構成は、上述し
てきた第１〜第３の実施形態の全体構成のうちのいづれ
かと同様であって良いが、ここでは第１の実施形態と同
様のものを用いて説明する。

【００７０】第４の実施形態におけるコントロールユニ
ット１１３が行なうＥＧＲ制御ルーチンを、図１６のフ
ローチャートに従って説明する。なお、当該フローチャ
ートは、第１の実施形態において説明した図６のフロー
チャートに変更を加えたものである。ステップ３３６で
は、エンジン回転速度と負荷（燃料噴射量またはアクセ
ル開度等）を読み込む。

【００７１】ステップ３３７では、図６のフローチャー
トのステップ３０２と同様にして、回転速度と負荷に対
応したＥＧＲ領域ＥＧＲａを検索する。ステップ３３８
では、図６のフローチャートのステップ３０３と同様に
して、水温と回転速度によってＥＧＲ領域ＥＧＲａを補
正して、目標ＥＧＲ領域ＥＧＲｂを求める。これは、低
水温時はＥＧＲを暖機時と同じようにかけると、燃焼が
不安定となるので、ＥＧＲ量を雰囲気温度が低いほど減
少させるようにするためのものである。

【００７２】ステップ３３９では、過渡運転時か、そう
でないか、を第１の実施形態と同様の手法（図７のフロ
ーチャート参照）で判断する。過渡運転時（ＹＥＳ）の
ときには、ステップ３４０へ進み、そうでないとき（Ｎ
Ｏのとき）には、ステップ３４５へ進ませる。ステップ
３４０では、変速したか否かを判断する。ＹＥＳであれ
ばステップ３４１へ進み、ＮＯであればステップ３４２
へ進む。なお、当該ステップ３４０については、後述す
る図１７のフローチャートにおいて詳細に説明する。

【００７３】ステップ３４１では、図１８のサブルーチ
ンに従って補正目標ＥＧＲ領域ＥＧＲｃ１を算出する。
なお、図１８のサブルーチンのフローチャートは、後で
詳細に説明する。ステップ３４２では、第１の実施形態
と同様にして、運転者の要求加速度に基づいて、ＥＧＲ
領域を補正する（図８参照）。

【００７４】ステップ３４３では、第１の実施形態と同
様にして、噴射時期制御の制御遅れを予測し、ＥＧＲ領
域を補正する（図９参照）。ステップ３４４では、ＥＧ
Ｒ領域の過渡運転補正をした目標ＥＧＲ領域ＥＧＲｃ２
を、最終目標ＥＧＲ領域ＥＧＲｃとする。ステップ３４
５では、定常運転時であるので、目標ＥＧＲ領域ＥＧＲ
ｂを、そのまま最終的な目標ＥＧＲ領域ＥＧＲｃとす
る。

【００７５】ステップ３４６では、目標ＥＧＲ領域ＥＧ
Ｒｃを、各ＥＧＲ領域に対応するＥＧＲ制御部品（電磁
弁１０７〜１１０）への制御信号へ変換し、各ＥＧＲ制
御部品（電磁弁１０７〜１１０）へＯＮ・ＯＦＦ制御信
号を出力する。ここで、ステップ３４０で行なわれる変
速判定ルーチンについて、図１７のフローチャートに従
い説明する。なお、当該フローが、本発明にかかる変速
検出手段に相当する。

【００７６】ステップ３４７では、現在のエンジン回転
速度Ｎｅ_nと燃料噴射量Ｑ_nを読み込み、ＲＡＭに記憶
する。ステップ３４８では、ＲＡＭよりｐ回前に記憶し
たエンジン回転速度Ｎｅ_n-pと燃料噴射量Ｑ_n-pを読み
出す。ｐは、マッチング定数で、ＣＰＵの性能や過渡判
定の精度によって実験的に決定する。

【００７７】ステップ３４９では、ｐ回前と今回との間
のエンジン回転速度の変化量ΔＮｅと燃料噴射量の変化
量ΔＱとを算出する。ステップ３５０では、変速中か否
かを判断する。ΔＮｅが負で、かつ所定値ｃＮｅ以下
で、かつΔＱが所定値ｃＱ以上の場合は、変速と判断
し、ステップ３５１へ進む。そうでない場合には、ステ
ップ３５２へ進む。

【００７８】ステップ３５１では、変速フラグをＯＮす
る。ステップ３５２では、変速フラグをＯＦＦする。こ
のようにして、ステップ３４０では、変速中か否かを判
断する。次に、ステップ３４１で行なわれる変速に応じ
たＥＧＲ補正量を算出するルーチンについて、図１８の
フローチャートに従い説明する。なお、当該フローが、
本発明にかかる第２噴射時期制御遅れ予測手段と第３排
気還流率補正手段とに相当する。

【００７９】基本的なフローは、図６のステップ３０５
（図８のフローチャート）と略同様であり、ステップ３
５６のみが異なるので、ステップ３５６について説明
し、その他の説明は省略する。ステップ３５６では、補
正係数Ａ’をフロー中に示すようなマップを参照して求
める。変速時は負荷の変化が大きく、燃焼状態も定常時
より不安定になり易いため、定常運転で求めた最適なＥ
ＧＲ量より減量する必要がある。そのため、補正係数
Ａ’は、フロー中に示すマップのような特性が与えられ
ている。なお、図８で算出した値（ＥＧＲｃ１，或いは
Ａ）に、変速係数Ｓ（０＜Ｓ＜１）を乗算するようにし
てもよい。該ステップが、第３排気還流率補正手段に相
当する。以上のように、第４の実施形態では、第１〜第
３の実施形態と同様の作用効果を奏することができるの
は勿論、第１〜第３の実施形態に対し、負荷が急変する
変速時のＥＧＲ補正をより適切に行なえるようにしたの
で、噴射時期による補正と相俟って変速時の空気過剰率
の落ち込みを確実に抑制でき、より一層、排気有害成分
の排出低減と運転性の向上とを促進することができる。
なお、上記各実施形態では吸気絞弁を備えるようにして
説明してきたが、吸気絞弁については、省略することも
できる。即ち、吸気絞弁は、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、吸気絞弁を設けなくても、ＥＧＲ弁の開度制御だけ
で所望のＥＧＲ率が得られる場合には省略することがで
きるからである。

【００８０】また、上記各実施形態では、燃料噴射ポン
プに関し、ワンプランジャ方式の分配型ポンプを例に説
明したが、これに限らず、気筒毎にプランジャを備えた
列型ポンプを採用した場合にも、本発明を適用すること
ができるのは勿論である。また、ディーゼルエンジン
は、直接噴射式、副室式のいづれの型式のディーゼルエ
ンジンであってよい。

【００８１】ところで、上記各実施形態では、燃料噴射
ポンプにおける燃料噴射量や噴射時期の制御を電子制御
により行なわせるようにして説明したが、これに限ら
ず、機械（メカ）式の燃料噴射ポンプを用いた場合にも
適用できる。即ち、運転状態（要求燃料噴射量や時期）
が変化したときに、その要求噴射時期の遅れを予測し、
その予測結果に基づいてＥＧＲ制御に補正を加えれば良
いのであるから、予め運転状態の変化に応じた噴射時期
の制御遅れの特性を実験等により把握しておき、これに
基づいて、ＥＧＲ制御を補正するように構成しても、本
発明と同様の効果を奏することができる。なお、メカ式
の燃料噴射ポンプにおいても、上記各実施形態で説明し
たような実際の燃料噴射量や実際の噴射時期を検出する
センサ類を設けるようにし、検出される実際の検出値と
目標値との差に基づいてＥＧＲ量の補正を行なうように
すれば、センサ類を設けず予め制御遅れ特性を把握して
おく場合に比較して、機関間の製造バラツキ等を排除し
つつＥＧＲ制御を補正することができるので、より制御
精度を向上させることができることになる。

【００８２】

【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、機関運転状態の変化を検出したら、燃料
の噴射時期の制御遅れを予測し、その予測結果に基づい
て目標排気還流率を補正するようにしたので、過渡運転
時においても、排気還流率を適正値に制御することがで
き、排気有害成分の排出低減と運転性の向上とを促進す
ることができる。

【００８３】請求項２に記載の発明によれば、運転状態
の変化時において発生する排気還流制御手段の応答遅れ
や負荷（燃料噴射量）の制御遅れに起因する空気過剰率
の変動をも抑制することができるようになるので、より
一層、過渡運転時の排気還流制御の高精度化を図ること
ができる。請求項３に記載の発明によれば、より一層広
範囲に亘って所望の排気還流量を達成することが可能と
なる。

【００８４】請求項４に記載の発明によれば、比較的安
価な構成の排気還流弁、吸気絞弁を採用できることとな
る。請求項５に記載の発明によれば、高精度できめ細か
く、かつ応答性の高い排気還流制御を可能とすることが
できる。請求項６に記載の発明によれば、変速中の負荷
急変に対応した特有の補正を行なわせることができるの
で、変速中の排気還流制御をより適切に行なえることと
なり、以って変速時の空気過剰率の落ち込み等を確実に
抑制でき、より一層、排気有害成分の排出低減と運転性
の向上とを促進することができる。

【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】第１の実施の形態の全体構成図。

【図３】同上実施の形態で用いる燃料噴射ポンプの構成
図。

【図４】同上実施の形態における噴射時期制御を説明す
るブロック図。

【図５】同上実施の形態におけるＥＧＲ制御を説明する
ブロック図。

【図６】同上実施の形態におけるＥＧＲ制御を説明する
フローチャート。

【図７】同上実施の形態における過渡運転判定ルーチン
を説明するフローチャート。

【図８】同上実施の形態における要求加速度に応じたＥ
ＧＲ補正制御を説明するフローチャート。

【図９】同上実施の形態における噴射時期に応じたＥＧ
Ｒ補正制御を説明するフローチャート。

【図１０】本発明の効果を説明するタイムチャート。

【図１１】本発明の効果を説明するＮＯｘとＰＭとの相
関図。

【図１２】第２の実施の形態の全体構成図。

【図１３】同上実施の形態におけるＥＧＲ制御を説明す
るブロック図。

【図１４】第３の実施の形態の全体構成図。

【図１５】第３の実施の形態におけるＥＧＲ制御を説明
するフローチャート。

【図１６】第４の実施の形態におけるＥＧＲ制御を説明
するフローチャート。

【図１７】第４の実施の形態における変速判定ルーチン
を説明するフローチャート。

【図１８】第４の実施の形態における変速に応じたＥＧ
Ｒ補正制御を説明するフローチャート。

【図１９】ＮＯｘとＰＭの同時低減領域（ＩＴ・ＥＧＲ
適正化の効果）を説明する図。

【図２０】ＮＯｘとＰＭの同時低減領域の回転・負荷の
影響を説明する図（その１）。

【図２１】ＮＯｘとＰＭの同時低減領域の回転・負荷の
影響を説明する図（その２）。

【図２２】ＮＯｘとＰＭの同時低減領域の回転・負荷の
影響を説明する図（その３）。

【図２３】ＥＧＲ弁の制御遅れ特性と、燃料噴射ポンプ
のタイマ機構の制御遅れ特性と、を比較して説明した
図。

【図２４】（Ａ）は、回転速度とポンプ内圧との関係を
示した図。（Ｂ）は、回転速度とタイマ時定数との関係
を示した図。

【図２５】噴射時期制御の遅れの特性を説明するタイム
チャート。

【符号の説明】

１００エンジン１０１吸気通路１０２排気通路１０３排気還流通路１０４ＥＧＲ弁１０５吸気絞弁１０６負圧源１０７〜１１０電磁弁１１１コントロールレバーセンサ１１２回転センサ１１３コントロールユニット１１５針弁リフトセンサ１１６ＥＧＲ弁（第２の実施形態）１１９リフトセンサ（第３の実施形態）１２０ＥＧＲ弁（第３の実施形態）１２１吸気絞弁（第３の実施形態）１２２リフトセンサ（第３の実施形態）２００燃料噴射ポンプ２０７コントロールスリーブセンサ２１１タイマピストン２１２タイミングコントロールバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｇ５５０Ｒ

Claims

【特許請求の範囲】

【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、機関運転状態に応じ、機関への燃料の噴射供給時期を所
定の噴射時期に制御する噴射時期制御手段と、を備えた内燃機関の制御装置において、機関運転状態の変化を検出する運転状態変化検出手段
と、前記運転状態変化検出手段により検出される機関運転状
態の変化に応じ、前記噴射時期制御手段による噴射時期
制御の遅れを予測する第１噴射時期制御遅れ予測手段
と、前記第１噴射時期制御遅れ予測手段により予測される噴
射時期の制御遅れに基づいて、前記目標排気還流率を補
正する第１排気還流率補正手段と、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。
【請求項２】前記運転状態変化検出手段により検出され
る機関運転状態の変化に応じ、前記目標排気還流率を補
正する第２排気還流率補正手段を備えたことを特徴とす
る請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】内燃機関の吸気通路に吸気絞弁を介装し、
目標排気還流率を得るべく、前記排気還流制御手段が前
記吸気絞弁の開度をも制御することを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】前記目標排気還流率を、段階的に制御可能
に構成し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。
【請求項５】前記目標排気還流率を、連続的に制御可能
に構成したこと特徴とする請求項１〜請求項３の何れか
１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】変速中か否かを検出する変速検出手段と、変速中を検出したときには、変速中の負荷変化に対応さ
せて、前記噴射時期制御手段による噴射時期制御の遅れ
を予測する第２噴射時期制御遅れ予測手段と、前記第２噴射時期制御遅れ予測手段により予測される噴
射時期の制御遅れに基づいて、前記目標排気還流率を補
正する第３排気還流率補正手段と、を含んで構成したことを特徴とする請求項１〜請求項５
の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。