JPH0979092A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

Info

Publication number
JPH0979092A
JPH0979092A JP7234462A JP23446295A JPH0979092A JP H0979092 A JPH0979092 A JP H0979092A JP 7234462 A JP7234462 A JP 7234462A JP 23446295 A JP23446295 A JP 23446295A JP H0979092 A JPH0979092 A JP H0979092A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
exhaust gas
gas recirculation
amount
passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7234462A
Other languages
English (en)
Inventor
Kensuke Nagamura
謙介 長村
Hiroaki Hashigaya
浩昭 橋ケ谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP7234462A priority Critical patent/JPH0979092A/ja
Publication of JPH0979092A publication Critical patent/JPH0979092A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • 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
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • 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
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • 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
    • F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/53—Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＥＧＲ制御の高精度化を図ること。 【解決手段】目標ＥＧＲ率と、シリンダに吸入される新
気量と、に基づいて、シリンダ内に吸入される目標ＥＧ
Ｒ量を求め、この目標ＥＧＲ量を追従性よく且つ高精度
に達成できるように、ＥＧＲ弁から吸気弁までのＥＧＲ
ガスの動的な特性を考慮したうえで、コレクタ６に流入
させるべき目標のＥＧＲ量を算出し（コレクタ目標ＥＧ
Ｒ量演算部１８が担当する）、この値とＥＧＲ弁１１ａ
の前後の差圧とからＥＧＲ弁の開度を求め（ＥＧＲ弁目
標開度演算部１９が担当する）、当該目標開度が得られ
るように、ＥＧＲ弁１１ａを開度制御するようにする。
これにより、定常運転時は勿論、過渡運転時にあっても
目標ＥＧＲ率を良好に達成することができ、以って運転
性能、黒煙，パティキュレート，燃費等の悪化を所定範
囲内に抑えつつ、排気性能、騒音等を最大限向上させる
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、詳しくは、ＥＧＲ（排気還流）装置を備えた
内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制
御装置として、例えば特開昭６１−２１５４２６号公報
に開示されるようなものがある。かかる従来の構成は、
ディーゼル機関１のシリンダヘッド，シリンダライナ，
ピストン５等により形成される燃焼室（以下、シリンダ
とも言う）に臨んで、吸・排気を行なうための吸気弁２
と排気弁４とが設けられると共に、燃料を噴射供給する
ための燃料噴射弁３が設けられている。また、排気弁４
に連通する排気マニホールド７は、排気通路７Ａに接続
されるが、この排気通路７Ａには、ターボチャージャー
８のタービンが介装されている。
【０００３】一方、吸気弁２に連通するコレクタ６に
は、吸気通路６Ａが接続されるが、該吸気通路６Ａに
は、前記ターボチャージャ８のタービンに連結されたコ
ンプレッサが介装され、当該コンプレッサにより過給さ
れた吸気が導かれるようになっている。なお、所望の過
給圧に制御するために、タービンに排気エネルギを所定
以上供給させないように、所定の排気圧力で開弁し、排
気の一部がタービンをバイパスしてそのまま排出される
ようにしたバイパス通路７Ｂとウェイストゲート弁１２
ａが設けられている。
【０００４】そして、前記コレクタ６と、前記排気マニ
ホールド７と、は排気の一部を吸気系に還流（ＥＧＲ）
させるための排気還流通路９を介して連通されている。
このＥＧＲ通路９には、所望のＥＧＲ率（排気還流量／
新気吸入空気流量）を得るべく、ＥＧＲ弁駆動用リニア
ソレノイド１１ｂにより、連続的に開度制御されるＥＧ
Ｒ弁１１ａが介装されている。また、吸気通路６Ａに
は、より広範に亘って所望のＥＧＲ率を達成できるよう
に、吸気絞り弁駆動用リニアソレノイド１０ｂにより、
吸気圧力を連続的に制御可能な吸気絞り弁１０ａが介装
されている。
【０００５】更に、新気吸入空気流量を検出するための
エアフローメータ１３が、吸気通路６Ａの入口部分に介
装されている。上記の構成を備えた従来の内燃機関を制
御するコントロールユニット１５は、以下のように機能
し、運転状態に応じた目標のＥＧＲ率を達成し、以って
運転性能、黒煙，パティキュレート，燃費等の悪化を所
定範囲内に抑えつつ、排気性能（特に、ＮＯｘの低減に
有効。尚、低温時等にあってはＨＣも低減できる）、騒
音（ｄＰ／ｄθの低減）等を図ろうとしている。
【０００６】目標ＥＧＲ率設定部１５ａでは、アクセル
開度と機関回転速度等に基づいて、目標ＥＧＲ率を設定
する。ＥＧＲ弁・吸気絞り弁目標開度設定部１５ｃで
は、目標ＥＧＲ率設定部１５ａからの出力である目標Ｅ
ＧＲ率と、後述する予測ＥＧＲ率演算部１５ｆの予測値
と、に基づいて、目標ＥＧＲ弁開度，目標吸気絞り弁開
度を出力する。
【０００７】ＥＧＲ弁開度制御部１５ｄ，吸気絞り弁開
度制御部１５ｅでは、入力された目標値に従い、ＥＧＲ
弁１１ａと吸気絞り弁１０ａの開度制御（ソレノイドを
駆動する電流制御）を行なう。予測ＥＧＲ率演算部１５
ｆの内部では、シリンダへの吸入空気量演算部１５ｇに
おいて機関の運転状態（アクセル開度や機関回転速度
等）に基づいてシリンダへ流れるガス（新気＋ＥＧＲガ
ス）の質量流量を求め、また、コレクタへの吸入新気量
変換部１５ｉにおいてエアフローメータ１３の出力から
コレクタ６へ流入する新気の質量流量を求める。
【０００８】そして、コレクタへの吸入ＥＧＲ量演算部
１５ｈでは、シリンダへの吸入空気量演算部１５ｇの出
力であるシリンダへ流れるガスの質量流量と、コレクタ
への吸入新気量変換部１５ｉの出力であるコレクタ６へ
流れる新気の質量流量と、の差を求めることで、コレク
タ６へ流れるＥＧＲガスの質量流量を求める。ＥＧＲ率
演算部１５ｊについては、コレクタへの吸入ＥＧＲ量演
算部１５ｈの出力であるコレクタ６へ流れるＥＧＲガス
の質量流量と、コレクタへの吸入新気量変換部１５ｉの
出力であるコレクタ６へ流れる新気の質量流量と、を入
力として、ＥＧＲ率の予測値を出力する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ＥＧＲ装置では、シリンダへ流れるガス全体の質量流量
は、コレクタ６へ流れるＥＧＲガスと新気の質量流量の
和に等しいと考え、コレクタ６へ流れるＥＧＲガスの質
量流量は、シリンダへ流れるガス全体の質量流量と、コ
レクタ６へ流れる新気の質量流量と、の質量流量差に等
しいとしている。更に、予想されるＥＧＲ率は、コレク
タ６へ流れる新気とＥＧＲガスの質量流量から求めるよ
うにしている。
【００１０】しかし、実際には、シリンダへ流れるガス
全体の質量流量は、コレクタへ流れる新気とＥＧＲガス
の質量流量の和ではない場合があるため（例えば、アイ
ドルから加速状態になったときに、コレクタへの流量は
急に増加するが、シリンダへの流量は遅れをもって徐々
に増加して行くような場合等）、シリンダへ流れるガス
全体の質量流量と、コレクタへ流れる新気の質量流量
と、の差は、コレクタへ流れるＥＧＲガスの質量流量の
予測値として正確でなく、この値とコレクタへ流れる新
気の質量流量から求めたＥＧＲ率の予測値も正確でなく
なる場合が考えられる。即ち、これにより、制御目標と
なる目標ＥＧＲ率が正確でなくなるために、運転性能等
を維持しつつ、排気性能を最大に改善できない惧れがあ
る。
【００１１】また、従来装置におけるＥＧＲ率の予測
は、コレクタに吸入される気体のＥＧＲ率であり、本来
制御したいシリンダに吸入される気体のＥＧＲ率とは異
なっており、上記の問題と相俟って、ＥＧＲ制御の精度
低下を招く原因となる惧れがある。更に、各弁（ＥＧＲ
弁１１ａ，吸気絞り弁１０ａ）を流れる質量流量は、そ
の弁の前後の差圧と弁開度により決定されるが、目標Ｅ
ＧＲ率（量）を達成すべく各弁の開度を設定するに際
し、各弁の前後差圧の情報が与えられていなかったた
め、目標値に対する追従性を十分に向上できていなかっ
た。
【００１２】本発明は、かかる従来の実情に鑑みなされ
たもので、気筒内に吸入されるガスのＥＧＲ率が目標Ｅ
ＧＲ率となるように、ＥＧＲ弁から吸気弁までのＥＧＲ
ガスの動的な特性を考慮したうえで、コレクタ（排気還
流ガスが充填される部分の吸気通路）に流入する目標Ｅ
ＧＲ量を求め、この値とＥＧＲ弁前後の差圧とから直接
ＥＧＲ弁の開度を求めるようにすることで、制御応答性
を高めつつ目標ＥＧＲ率の設定精度を高め、以ってＥＧ
Ｒ制御の高精度化を図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。
【００１３】
【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、を備えた内燃機関の制御装置
において、気筒内に吸入される新気量を検出する気筒吸
入新気量検出手段と、機関運転状態に応じて目標排気還
流率を設定する目標排気還流率設定手段と、前記気筒内
に吸入される新気量と、前記目標排気還流率と、に基づ
いて、気筒内に吸入されるべき目標の排気還流量を演算
する気筒吸入目標排気還流量演算手段と、前記演算され
た気筒吸入目標排気還流量と、排気還流弁から機関吸気
弁までの排気還流ガスの動的な特性と、に基づいて、吸
気通路に吸入されるべき目標の排気還流量を演算する吸
気通路吸入目標排気還流量演算手段と、前記演算された
吸気通路吸入目標排気還流量と、吸気通路内の圧力と、
排気還流通路内の圧力と、排気密度と、に基づいて、前
記排気還流弁の目標開度を演算する排気還流弁目標開度
演算手段と、前記演算された目標開度が得られるよう
に、前記排気還流弁を駆動制御する排気還流制御手段
と、を含んで構成した。
【００１４】このように、排気還流弁から吸気弁までの
排気還流ガスの動的な特性を考慮したうえで、吸気通路
に流れ込む目標排気還流量を求め、この値と、排気還流
弁の前後の差圧と、に基づいて、排気還流弁の開度を演
算し、その開度に制御するようにしたので、気筒内に吸
入されるべき目標排気還流率に、精度よく、かつ、追従
性よく制御することができ、定常運転時は勿論、過渡運
転時にあっても目標の排気還流率を良好に達成すること
ができ、以って運転性能、黒煙，パティキュレート，燃
費等の悪化を所定範囲内に抑えつつ、排気性能、騒音等
を最大限向上させるることができる。請求項２に記載の
発明では、前記排気還流弁から機関吸気弁までの排気還
流ガスの動的な特性が、機関回転速度と、排気還流ガス
が充填される部分の吸気通路容積と、行程容積と、体積
効率と、に基づいて演算されるように構成した。
【００１５】これにより、前記排気還流弁から機関吸気
弁までの排気還流ガスの動的な特性を、高精度に演算で
きることになる。請求項３に記載の発明では、前記気筒
吸入新気量検出手段を、吸気通路に吸入される新気量
と、当該吸入された新気の気筒への動的な特性と、に基
づいて、気筒内に吸入される新気量を求める手段で構成
した。
【００１６】これにより、気筒内に吸入される新気量を
特別のセンサ等で実測する必要がないので、コスト低減
等を図れると共に、吸気弁近傍にセンサ等を設ける場合
に対し、レイアウト性や通気抵抗・空気流動特性（スワ
ール比等）等の悪化を防止できることになる。請求項４
に記載の発明では、前記新気の気筒への動的な特性が、
機関回転速度と、吸気通路容積と、行程容積と、体積効
率と、に基づいて演算されるように構成した。
【００１７】これにより、前記新気の気筒への動的な特
性を、高精度に演算できることになる。請求項５に記載
の発明では、前記体積効率が、機関回転速度と、吸気通
路内の圧力と、に基づいて推定されるように構成した。
【００１８】これにより、高精度に体積効率を推定する
ことができるので、体積効率を測定するための特別なセ
ンサを不要とし、コスト低減等を図ることができる。請
求項６に記載の発明では、吸気通路と排気還流通路との
連通部上流の吸気通路に吸気絞り弁を介装した場合にお
いて、前記吸気通路に吸入される新気量が、吸気絞り弁
開度と、吸気絞り弁下流の吸気通路内の圧力と、吸気絞
り弁上流の吸気通路内の圧力と、大気密度と、に基づい
て算出されるように構成した。
【００１９】これにより、吸気通路に吸入される新気量
を高精度に算出できるので、特別なセンサで測定する必
要がなく、コスト低減等を図ることができる。請求項７
に記載の発明では、前記吸気絞り弁開度は、前記目標排
気還流率設定手段により設定される目標排気還流率に基
づいて設定され、当該吸気絞り弁開度が得られるように
前記吸気絞り弁が吸気絞り弁制御手段により駆動制御さ
れるように構成した。請求項８に記載の発明では、前記
吸気絞り弁下流の吸気通路内の圧力が、排気還流通路内
の温度と、吸気絞り弁上流の吸気通路内の温度と、機関
回転速度と、体積効率と、気筒内に吸入される新気量
と、気筒内に吸入される排気還流量と、行程容積と、大
気の分子量と、排気の分子量と、に基づいて算出される
ように構成した。
【００２０】これにより、吸気絞り弁下流の吸気通路内
の圧力を、高精度に算出できると共に、特別なセンサで
測定する必要がなく、コスト低減等を図ることができ
る。請求項９に記載の発明では、内燃機関が過給機を備
えた場合において、前記排気還流通路内の温度が、吸気
絞り弁上流の吸気通路内の温度と、気筒内に吸入される
新気量と、気筒内に吸入される排気還流量と、排気還流
通路内の圧力と、大気圧力と、排気の比熱比と、燃料噴
射量と、に基づいて算出されるように構成した。
【００２１】これにより、排気還流通路内の温度を、高
精度に算出できると共に、特別なセンサで測定する必要
がなく、コスト低減等を図ることができる。請求項１０
に記載の発明では、内燃機関が過給機を備えた場合にお
いて、前記吸気絞り弁上流の吸気通路内の温度が、吸気
絞り弁上流の吸気通路内の圧力と、大気圧力と、大気の
比熱比と、過給機のコンプレッサーの効率と、に基づい
て算出されるように構成した。
【００２２】これにより、吸気絞り弁上流の吸気通路内
の温度を、高精度に算出できると共に、特別なセンサで
測定する必要がなく、コスト低減等を図ることができ
る。請求項１１に記載の発明では、前記気筒内に吸入さ
れる排気還流量が、排気還流弁から機関吸気弁までの排
気還流ガスの動的な特性に基づいて、吸気通路に吸入さ
れる排気還流量から算出されるように構成した。
【００２３】これにより、気筒内に吸入される排気還流
量を、高精度に算出できると共に、特別なセンサで測定
する必要がなく、コスト低減等を図ることができる。請
求項１２に記載の発明では、前記排気還流弁から機関吸
気弁までの排気還流ガスの動的な特性が、機関回転速度
と、吸気絞り弁下流の吸気通路容積と、行程容積と、体
積効率と、に基づいて演算されるように構成した。
【００２４】これにより、排気還流弁から機関吸気弁ま
での排気還流ガスの動的な特性を、高精度に演算できる
こととなる。請求項１３に記載の発明では、前記吸気通
路に吸入される排気還流量が、排気還流弁の開度と、吸
気絞り弁下流の吸気通路内の圧力と、排気還流通路内の
圧力と、排気密度と、に基づいて算出されるように構成
した。
【００２５】これにより、吸気通路に吸入される排気還
流量を、高精度に算出できると共に、特別なセンサで測
定する必要がなく、コスト低減等を図ることができる。
請求項１４に記載の発明では、前記体積効率が、機関回
転速度と、吸気絞り弁下流の吸気通路内の圧力と、に基
づいて推定されるように構成した。
【００２６】これにより、高精度に体積効率を推定する
ことができるので、体積効率を測定するための特別なセ
ンサを不要とし、コスト低減等を図ることができる。請
求項１５に記載の発明では、内燃機関が過給機を備えな
い場合において、前記吸気通路内の圧力若しくは吸気絞
り弁上流の吸気通路内の圧力を大気圧力とし、前記吸気
通路内温度若しくは吸気絞り弁上流の吸気通路内の温度
を大気温度として各種演算を行なうようにした。
【００２７】これにより、演算処理の簡略化が図られる
ことになる。請求項１６に記載の発明では、内燃機関が
過給機を備えない場合において、前記排気還流通路内の
温度を、大気温度と、気筒内に吸入される新気量と、気
筒内に吸入される排気還流量と、燃料噴射量と、に基づ
いて算出するように構成した。
【００２８】これにより、演算処理の簡略化が図られる
ことになる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を添付
の図面に基づいて説明する。図２は、本発明の第１の実
施形態の全体構成を示すが、従来装置と同一要素には同
一の符号を付して説明する。ディーゼル機関１のシリン
ダヘッド，シリンダライナ，ピストン５等により形成さ
れる燃焼室（シリンダ）に臨んで、吸・排気を行なうた
めの吸気弁２と排気弁４とが設けられると共に、燃料を
噴射供給する燃料噴射弁３が設けられている。また、排
気弁４に連通する排気マニホールド７は、排気通路（以
下、排気管とも言う）７Ａに接続されるが、この排気通
路７Ａには、ターボチャージャー（以下、過給機とも言
う）８のタービンが介装されている。なお、従来同様
に、バイパス通路７Ｂにはウェイストゲート弁１２ａも
設けられている。
【００３０】一方、吸気弁２に連通するコレクタ６に
は、吸気通路（以下、吸気管とも言う）６Ａが接続され
るが、該吸気通路６Ａには、前記ターボチャージャー８
のタービンに連結されたコンプレッサが介装され、当該
コンプレッサにより過給された吸気が導かれるようにな
っている。ここで、当該コレクタ６が、本発明における
「排気還流ガスが充填される部分の吸気通路」に相当す
る。
【００３１】ところで、当該実施形態では、ターボチャ
ージャー８を用いて説明するが、ターボチャージャーに
限らず、他の過給機（スーパーチャージャー，コンプレ
ックス式過給機等）を採用することも可能である。ま
た、本実施形態では、４気筒エンジンを想定している
が、これに限るものでもない。そして、前記コレクタ６
と、前記排気マニホールド７と、は排気の一部を吸気系
に還流（ＥＧＲ）させるための排気還流通路（以下、Ｅ
ＧＲ管，ＥＧＲ通路とも言う）９を介して連通され、こ
のＥＧＲ通路９には、所望のＥＧＲ率（排気還流量／新
気吸入空気流量）を得るべく、ＥＧＲ弁駆動用リニアソ
レノイド１１ｂにより連続的に開度制御される排気還流
弁（以下、ＥＧＲ弁とも言う）１１ａが介装されてい
る。ここで、当該ＥＧＲ弁駆動用リニアソレノイド１１
ｂ，コントロールユニット１５が、本発明における排気
還流制御手段を構成している。
【００３２】また、吸気通路６Ａには、より広範に亘っ
て所望のＥＧＲ率を達成できるように、吸気絞り弁駆動
用リニアソレノイド１０ｂにより吸気圧力を連続的に制
御可能な吸気絞り弁１０ａが介装されている。ここで、
当該吸気絞り弁駆動用リニアソレノイド１０ｂ，コント
ロールユニット１５が、本発明における吸気絞り弁制御
手段を構成する。
【００３３】更に、従来装置で採用していたエアフロー
メータ１３に代えて、本実施形態においては、ＥＧＲ通
路９内の圧力（Ｐｅｇｒ）を検出するための圧力センサ
２２ａと、吸気通路６Ａ（コンプレッサ下流から吸気絞
り弁１０ａ上流の間）内の吸気圧力（Ｐｉｎｔ）を検出
するための圧力センサ２２ｂと、が設けられるようにな
っている。なお、これらの圧力センサ２２ａ，２２ｂの
検出信号は、コントロールユニット１５へ入力されるよ
うになっている。
【００３４】コントロールユニット１５は、ＣＰＵ，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ，入・出力Ｉ／Ｆ，Ａ／Ｄ変換器等を備え
た機関制御用のマイクロコンピュータで、本実施形態に
おけるコントロールユニット１５では、圧力センサ２２
ａ，２２ｂの検出信号の他、各種信号（アクセル開度，
機関回転速度，機関温度〔例えば冷却水温〕等）を入力
し、以下のように機能するようになっている。即ち、コ
ントロールユニット１５が、本発明における気筒吸入新
気量検出手段、目標排気還流率設定手段、気筒吸入目標
排気還流量演算手段、吸気通路吸入目標排気還流量演算
手段、排気還流弁目標開度演算手段、排気還流制御手段
としての機能をソフトウェア的に備えていることにな
る。
【００３５】コントロールユニット１５内の燃料噴射量
設定部１５Ｂでは、アクセル開度，機関回転速度，機関
温度等に基づいて、燃料噴射量（Ｑｆ）を設定する。こ
こで、当該燃料噴射量の設定マップの一例を、図１５に
示しておく。目標ＥＧＲ率設定部１５ａでは、燃料噴射
量設定部１５ｂからの出力である燃料噴射量Ｑｆ，及び
機関回転速度，機関温度等に基づいて、目標ＥＧＲ率
（シリンダが真に吸入するＥＧＲ率の目標値）を設定す
る。ここで、目標ＥＧＲ率の設定マップの一例を、図１
６に示しておく。
【００３６】各弁目標開度演算部１６では、目標ＥＧＲ
率と、機関回転速度と、燃料噴射量設定部１５Ｂからの
出力である燃料噴射量Ｑｆと、圧力センサ２２ａの出力
であるＥＧＲ通路９内の圧力（Ｐｅｇｒ）と、圧力セン
サ２２ｂの出力である吸気通路６Ａ内の圧力（Ｐｉｎ
ｔ）と、を入力として、目標ＥＧＲ弁開度、目標吸気絞
り弁開度を出力する。当該演算部１６での演算例につい
ては、後述する。
【００３７】ＥＧＲ弁開度制御部１５ｄ，吸気絞り弁開
度制御部１５ｅでは、各弁目標開度演算部１６で演算さ
れ、入力された目標値（目標ＥＧＲ弁開度、目標吸気絞
り弁開度）に従い、各弁の開度制御（ソレノイドに流す
電流制御）を行なう。ここで、各弁目標開度演算部１６
での演算処理について説明する。
【００３８】シリンダ吸入新気量・コレクタ内圧演算部
及び体積効率推定部１７では、機関回転速度と、Ｑｆ
と、Ｐｉｎｔと、Ｐｅｇｒと、後述するＥＧＲ弁目標開
度演算部１９の出力である目標ＥＧＲ弁開口面積（Ａｅ
ｇｒ）と、吸気絞り弁１６ａの出力である目標吸気絞り
弁開口面積（Ａｔｖｏ）と、を入力として、コレクタ６
内の圧力（Ｐｃｏｌ）と、シリンダへ流れる新気の質量
流量（Ｑｃｗ）と、体積効率（ηｖ）と、を出力する。
当該処理については、後述する。
【００３９】吸気絞り弁目標開度演算部１６ａでは、目
標ＥＧＲ率からマップ検索等により、Ａｔｖｏと、目標
吸気絞り弁開度と、を求め出力する。目標吸気絞り弁開
度は、Ａｔｖｏから、開度と開口面積の関係を表すマッ
プを用いて求める。当該吸気絞り弁開度設定マップの一
例を、図１８に示す。なお、吸気絞り弁１０ａは、ＥＧ
Ｒ率を増大させるときに、開度を絞ることにより、Ｐｃ
ｏｌを減少させ、ＥＧＲガスをコレクタ６へ流れ込み易
くするものである。
【００４０】コレクタ目標ＥＧＲ量演算部１８では、η
ｖと、Ｑｃｗと、目標ＥＧＲ率と、機関回転速度と、を
入力として、コレクタ６への目標ＥＧＲ量（ＭＱｅ）を
出力する。当該処理については後述する。ＥＧＲ弁目標
開度演算部１９では、Ｐｃｏｌと、Ｐｅｇｒと、ＭＱｅ
と、を入力として、Ａｅｇｒと、目標ＥＧＲ弁開度と、
を出力する。目標ＥＧＲ弁開度は、Ａｅｇｒから、開度
と開口面積の関係を表すマップを用いて求める。ＥＧＲ
弁開度設定マップの一例を、図１８に示す（なお、吸気
絞り弁１０ａとＥＧＲ弁１１ａとは、同じような特性で
駆動させる）。当該ＥＧＲ弁目標開度演算部１９の内部
では、例えば、以下のようなベルヌーイの式を用いた計
算を行なう。
【００４１】Ａｅｇｒ＝ＭＱｅ／〔２（Ｐｅｇｒ−Ｐｃ
ｏｌ）・ρｅｘｈ〕1/2 ＭＱｅ（kg/ sec ）：コレクタの目標ＥＧＲ量 Ｐｅｇｒ（Ｐａ） ：ＥＧＲ通路内の圧力 Ｐｃｏｌ（Ｐａ） ：コレクタ内の圧力 ρｅｘｈ（kg/m3 ）：排気密度 Ａｅｇｒ（ｍ2 ） ：目標ＥＧＲ弁開口面積 ここで、ρｅｘｈは定数として与えるか、実測値でもよ
い。次に、シリンダ吸入新気量・コレクタ内圧演算部及
び体積効率推定部１７での処理について説明する。
【００４２】コレクタへの吸入新気量演算部１７ａで
は、Ｐｉｎｔと、Ｐｃｏｌと、Ａｔｖｏ（目標吸気絞り
弁開口面積は、実際の開口面積とほぼ等しい）と、を入
力として、コレクタ６へ流れる新気の質量流量（Ｑｗ）
を出力する。このコレクタへの吸入新気量演算部１７ａ
の内部では、例えば、以下のようなベルヌーイの式を使
った計算を行なう。
【００４３】Ｑｗ＝｛〔２（Ｐｉｎｔ−Ｐｃｏｌ）×ρ
ａ〕1/2 ｝×Ａｔｖｏ Ｑｗ（kg/ sec ）：コレクタへの吸入新気量 Ｐｉｎｔ（Ｐａ）：吸気通路内の圧力 Ｐｃｏｌ（Ｐａ）：コレクタ内の圧力 Ａｔｖｏ（ｍ2 ）：目標吸気絞り弁開口面積 ρａ （kg/m3 ）：大気密度 ここで、ρａは定数として与えるか、実測値でもよい。
コレクタへの吸入ＥＧＲ量演算部１７ｂでは、Ｐｅｇｒ
と、Ｐｃｏｌと、Ａｅｇｒ（目標ＥＧＲ弁開口面積は、
実際の開口面積とほぼ等しい）と、を入力として、コレ
クタ６へ流れるＥＧＲガスの質量流量（Ｑｅ）を出力す
る。このコレクタへの吸入ＥＧＲ量演算部１７ｂの内部
では、例えば、以下のようなベルヌーイの式を使った計
算を行なう。
【００４４】Ｑｅ＝｛〔２（Ｐｅｇｒ−Ｐｃｏｌ・
Ｚ-1）×ρｅｘｈ〕1/2 ｝×（Ａｅｇｒ・Ｚ-1） Ｑｅ（kg/ sec ）：コレクタへの吸入ＥＧＲ量 Ｐｅｇｒ（Ｐａ）：ＥＧＲ通路内の圧力 Ｐｃｏｌ（Ｐａ）：コレクタ内の圧力 Ａｅｇｒ（ｍ2 ）：目標ＥＧＲ弁開口面積 ρｅｘｈ（kg/m3 ）：排気密度 ここで、ρｅｘｈは定数として与えるか、実測値でもよ
い。シリンダへの吸入新気量演算部１７ｃでは、Ｑｗ
と、機関回転速度と、ηｖと、を入力として、Ｑｃｗを
出力する。このシリンダへの吸入新気量演算部１７ｃの
内部では、例えば、以下のような計算を行なう。
【００４５】Ｑｃｗ＝｛１／〔３０Vcol／（Vcyl・ηｖ
・Δｔ・Ｎｅ）＋１〕｝×Ｑｗ＋｛１−１／〔３０Vcol
／（Vcyl・ηｖ・Δｔ・Ｎｅ）＋１〕｝×（Ｑｃｗ・Ｚ
-1） Ｑｃｗ（kg/ sec ）：シリンダへの吸入新気量 Ｖｃｏｌ（ｍ3 ） ：コレクタ容積 Ｖｃｙｌ（ｍ3 ） ：行程容積 Δｔ（ｓｅｃ） ：１演算時間 Ｎｅ（ｒｐｍ） ：機関回転速度 ηｖ ：体積効率 Ｑｗ（kg/sec） ：コレクタへの吸入新気量 ここで、Ｖｃｏｌ，Ｖｃｙｌ，Δｔは、定数として与え
る。シリンダへの吸入ＥＧＲ量演算部１７ｄでは、Ｑｅ
と、機関回転速度と、ηｖと、を入力として、シリンダ
へ流れるＥＧＲガスの質量流量（Ｑｃｅ）を出力する。
このシリンダへの吸入ＥＧＲ量演算部１７ｄの内部で
は、例えば以下のような計算を行なう。
【００４６】Qce＝｛1/〔30Vcol／（Vcyl・［ηｖ・Ｚ
-1］・Δｔ・Ne）＋１〕｝×Ｑｅ＋｛１−1/〔30Vcol／
（Vcyl・［ηｖ・Ｚ-1］・Δｔ・Ne）＋１〕｝×（Ｑｃ
ｅ・Ｚ-1） Ｑｃｅ（kg/ sec ）：シリンダへの吸入ＥＧＲ量 Ｖｃｏｌ（ｍ3 ） ：コレクタ容積 Ｖｃｙｌ（ｍ3 ） ：行程容積 Δｔ（ｓｅｃ） ：１演算時間 Ｎｅ（ｒｐｍ） ：機関回転速度 ηｖ ：体積効率 Ｑｅ（kg/sec） ：コレクタへの吸入ＥＧＲ量 ここで、Ｖｃｏｌ，Ｖｃｙｌ，Δｔは、定数として与え
る。吸気通路内温度演算部１７ｅでは、Ｐｉｎｔを入力
として、吸気通路内温度（Ｔｉｎｔ）を出力する。この
吸気通路内温度演算部１７ｅの内部では、例えば以下の
ような計算を行なう。
【００４７】Ｔｉｎｔ＝｛〔Ｐｉｎｔ／Ｐａ〕(1-1/ka)
−１＋ηcom ｝×Ｔａ／ηcom Ｔｉｎｔ（Ｋ） ：吸気通路内の温度 Ｔａ （Ｋ） ：大気の温度 Ｐｉｎｔ（Ｐａ）：吸気通路内の圧力 Ｐａ （Ｐａ）：大気圧 ｋａ ：大気の比熱比 ηcom ：過給機のコンプレッサの効率 ここで、Ｔａ，ηcom ，Ｐａ，ｋａは、定数として与え
るか、実測値でもよい。
【００４８】コレクタ内圧演算部１７ｇでは、Ｔｉｎｔ
と、ＥＧＲ通路内の温度（Ｔｅｇｒ）と、Ｑｃｅと、Ｑ
ｃｗと、ηｖと、機関回転速度と、を入力として、コレ
クタ内圧力（Ｐｃｏｌ）を出力する。このコレクタ内圧
演算部１７ｇの内部では、例えば、以下のような計算を
行なう。 Pcol ＝30Ra／（Vcyl・［ηｖ・Ｚ-1］・Ne）・｛（Qcw
・Ｚ-1）・Tint｝＋30Rexh／（Vcyl・［ηｖ・Ｚ-1］
・Ne）・（Qce ・Tegr） Ｐｃｏｌ（Ｐａ）：コレクタ内の圧力 Ｒａ（Pa・m3/K・ｋｇ）：気体定数／（大気分子量・１
０-3） Ｒexh(Pa・m3/K・ｋｇ）：気体定数／（排気分子量・１
０-3） Ｖｃｙｌ（ｍ3 ） ：行程容積 Ｎｅ（ｒｐｍ） ：機関回転速度 ηｖ ：体積効率 Ｑｃｗ（kg/sec） ：シリンダへの吸入新気量 Ｑｃｅ（kg/sec） ：シリンダへの吸入ＥＧＲ量 Ｔｉｎｔ（Ｋ） ：吸気通路内の温度 Ｔｅｇｒ（Ｋ） ：ＥＧＲ通路内の温度 ここで、Ｖｃｙｌは定数として与える。ＲａとＲｅｘｈ
は定数として与えるか若しくは実測値でもよい。体積効
率推定部１７ｈでは、Ｐｃｏｌと、機関回転速度と、を
入力として、予め用意されたマップを用いてηｖを出力
する。体積効率設定マップの一例を、図１７に示す。Ｅ
ＧＲ通路内温度演算部１７ｆでは、Ｔｉｎｔと、Ｑｃｅ
と、Ｑｃｗと、Ｐｅｇｒと、Ｑｆと、を入力として、Ｅ
ＧＲ通路９内の温度（Ｔｅｇｒ）を出力する。このＥＧ
Ｒ通路内温度演算部１７ｆでの内部処理については後述
する。コレクタ温度演算部２１ａでは、Ｔｉｎｔと、Ｑ
ｃｗと、Ｑｃｅと、Ｔｅｇｒと、を用いて、コレクタ６
の温度（Ｔｃｏｌ）を出力する。このコレクタ温度演算
部２１ａの内部では、例えば、以下のような計算を行な
う。下式は、熱量のつり合い式を、実用的なＥＧＲ率の
範囲で近似したものである。
【００４９】Tcol＝273 ＋(Tint −273)＋(Tegr ・Ｚ-1
−273)・｛Qce/(Qcw・Ｚ-1) ｝ Ｔｃｏｌ（Ｋ）：コレクタ内の温度 Ｔｉｎｔ（Ｋ）：吸気通路内の温度 Ｔｅｇｒ（Ｋ）：ＥＧＲ通路内の温度 Ｑｃｗ（kg/sec）：シリンダへの吸入新気量 Ｑｃｅ（kg/sec）：シリンダへの吸入ＥＧＲ量 排気温度推定部２１ｄでは、Ｔｃｏｌと、Ｑｆと、を入
力として、過給機８のタービン下流の温度（Ｔｅｘｈ）
を出力する。この排気温度推定部２１ｄの内部では、例
えば、以下のような計算を行なう。
【００５０】Ｑｆｏ＝Ｑｆ・Ｚ-2*(30/Ne) Ｑｆ（kg/stroke)：燃料噴射量 Ｎｅ（ｒｐｍ） ：機関回転速度 次に、Ｑｆｏから、予め用意されたマップ等を用いてＴ
ｅｘｈｂを設定する。Ｔｅｘｈｂ設定マップの一例を、
図１９に示す。
【００５１】そして、Ｔｃｏｌを用いて、以下のような
計算を行なってＴｎｏを求める。 Ｔｎｏ＝Ｔｃｏｌ・Ｚ-3*(30/Ne) Ｔｃｏｌ（Ｋ）：コレクタ内の温度 Ｎｅ（ｒｐｍ）：機関回転速度 次に、Ｔｎｏと、Ｔｅｘｈｂと、を用いて、以下のよう
な計算を行なって、Ｔｅｘｈを求める。
【００５２】Ｔｅｘｈ＝Ｔｅｘｈｂ×Ｔｎｏ Ｔｅｘｈ（Ｋ）：過給機のタービン下流の温度 排気通路内温度演算部Ａ（２１ｅ）では、Ｐｅｇｒを入
力として、ｋＴｅｘｈを出力する（２１ｅの出力をｋＴ
ｅｘｈとする）。この２１ｅの内部では、例えば、以下
のような計算を行なう。 ｋＴｅｘｈ＝（Ｐｅｇｒ／Ｐａ）(1-1/ke) Ｐｅｇｒ（Ｐａ）：ＥＧＲ通路内の温度 Ｐａ （Ｐａ）：大気圧 ｋｅ ：排気の比熱比 ここで、ｋｅは定数として与えるか、実測値でもよい。
排気通路内温度演算部Ｂ（２１ｆ）では、Ｔｅｘｈと、
ｋＴｅｘｈと、を入力として、排気通路内（ＥＧＲ通路
９の上流、過給機８のタービン上流、ウェイストゲート
１２ａ上流で囲まれる部分）の温度（Ｔｔｕｒｂｏ）を
出力する。この２１ｆの内部では、例えば断熱圧縮と仮
定して、以下のような計算を行なう。
【００５３】Ｔｔｕｒｂｏ＝Ｔｅｘｈ×ｋＴｅｘｈ Ｔｔｕｒｂｏ（Ｋ）：排気通路内の温度 Ｔｅｘｈ （Ｋ）：過給機のタービン下流の温度 ＥＧＲ通路内温度演算部２１ｇでは、Ｔｔｕｒｂｏを入
力として、Ｔｅｇｒを出力する。この２１ｇの内部で
は、例えば、以下のような計算を行なう。なお、ｋＴｌ
ｏｓは、ＴｔｕｒｂｏとＴｅｇｒの実験結果より定める
定数である。
【００５４】Ｔｅｇｒ＝ｋＴｌｏｓ×（Ｔｔｕｒｂｏ−
２７３）＋２７３ Ｔｔｕｒｂｏ（Ｋ）：排気通路内の温度 Ｔｅｇｒ（Ｋ） ：ＥＧＲ通路内の温度 つづけて、目標ＥＧＲ量演算部１８での処理について説
明する。
【００５５】シリンダ目標ＥＧＲ量演算部１８ａでは、
例えば以下のように、目標ＥＧＲ率（％）にＱｃｗを掛
けて、シリンダに必要とするＥＧＲガスの質量流量（Ｍ
Ｑｃｅ）を演算する。 ＭＱｃｅ＝目標ＥＧＲ率×０．０１×Ｑｃｗ ＭＱｃｅ（kg/sec) ：シリンダの目標ＥＧＲ量 Ｑｃｗ（kg/sec) ：シリンダへの吸入ＥＧＲ量 進み処理演算部１８ｂでは、ＭＱｃｅと、ηｖと、機関
回転速度と、を入力として、ＭＱｅを出力する。この進
み処理演算部１８ｂでの処理について説明する。
【００５６】進み処理演算部Ａ（２０ａ）では、機関回
転速度と、ηｖと、を入力として、以下のような計算を
行なう。この２０ａの出力を、Ｋｖｏｌとする。 Ｋｖｏｌ＝｛1/〔30Vcol／（Vcyl・ηｖ・Δｔ・Ne）＋
１〕｝ Ｖｃｏｌ（ｍ3 ）：コレクタ容積 Ｖｃｙｌ（ｍ3 ）：行程容積 Δｔ（ｓｅｃ） ：１演算時間 Ｎｅ（ｒｐｍ） ：機関回転速度 ηｖ ：体積効率 ここで、Ｖｃｏｌ，Ｖｃｙｌ，Δｔは定数として与え
る。進み処理演算部Ｂ（２０ｂ）では、Ｋｖｏｌと、Ｍ
Ｑｃｅと、を入力として、Ｋｑｃｅを出力する。２０ｂ
の内部では、例えば以下のような計算を行なう。
【００５７】Ｋｑｃｅ＝Ｋｖｏｌ・ＭＱｃｅ＋（１−Ｋ
ｖｏｌ）・（Ｋｑｃｅ・Ｚ-1） ＭＱｃｅ（kg/sec) ：シリンダの目標ＥＧＲ量 コレクタ目標ＥＧＲ量演算部２０ｃでは、ＭＱｃｅと、
Ｋｑｃｅと、を入力として、ＭＱｅを出力する。この２
０ｃの内部では、例えば以下のような計算を行なう。
【００５８】ＭＱｅ＝２・ＭＱｃｅ−Ｋｑｃｅ ＭＱｅ（kg/sec) ：コレクタの目標ＥＧＲ量 ＭＱｃｅ（kg/sec) ：シリンダの目標ＥＧＲ量 ここで、図９に、実際のＥＧＲ率と、従来装置の予測Ｅ
ＧＲ率と、の比較結果を示す。図１０に、実際のＥＧＲ
率と、本発明の第１の実施形態における予測ＥＧＲ率
（ＱｃｗとＱｃｅとの比から求めたもの）と、の比較結
果を示す。なお、何れの場合もシミュレーション結果で
ある。
【００５９】従来装置における予測ＥＧＲ率は、吸気絞
り弁１０ａから吸気弁２までと、ＥＧＲ弁１１ａから吸
気弁２までの動的な特性を考慮せずに、コレクタ６へ流
れ込む新気の質量流量と、コレクタ６に流れ込むＥＧＲ
ガスの質量流量と、の比をとったものである。但し、コ
レクタ６に流れ込むＥＧＲガスの質量流量は、シリンダ
に流れ込む新気とＥＧＲガスの混合気の質量流量から、
コレクタ６に流れ込む新気の質量流量を差し引いたもの
である。なお、本発明の第１の実施形態における予測Ｅ
ＧＲ率は、前述したような動的な特性を考慮している。
また、第１の実施形態においては、ＥＧＲ弁１１ａの開
度設定に際し、ＥＧＲ弁１１ａの前後差圧を考慮したう
えで、開度設定するようにしているので、かかる点を考
慮しない従来装置に比べ、追従性を格段に向上できてい
る。
【００６０】図９，図１０から、第１の実施形態のほう
が、従来装置に対して、過渡時におけるＥＧＲ率の予測
精度を高くできることがわかる。なお、図９，図１０の
運転条件は、７秒間のアイドル運転から加速状態になっ
た場合である。以上説明したように、第１の実施形態に
よれば、ＥＧＲ弁１１ａから吸気弁２までのＥＧＲガス
の動的な特性を考慮したうえで、コレクタ６に流れ込む
目標ＥＧＲ量を求め、この値と、ＥＧＲ弁１１ａ前後の
差圧と、に基づいて、直接ＥＧＲ弁１１ａの開度を演算
することによって、シリンダに吸入されるべき目標ＥＧ
Ｒ率に、精度よく、かつ、追従性よく制御することがで
き、定常運転時は勿論、過渡運転時にあっても目標のＥ
ＧＲ率を良好に達成することができ、以って運転性能、
黒煙，パティキュレート，燃費等の悪化を所定範囲内に
抑えつつ、排気性能（特に、ＮＯｘの低減に有効。尚、
低温軽負荷時等にあってはＨＣも低減できる）、騒音
（圧力上昇速度ｄＰ／ｄθの低減）等を最大限向上させ
ることができる。例えば、低負荷時には比較的高いＥＧ
Ｒ率でＥＧＲをかけることができるので、燃焼速度の低
減により、最大限ＮＯｘを低減することができ、また、
圧力上昇速度（ｄＰ／ｄθ）が低減されるので騒音低減
も図ることができ、そして、低負荷時から高負荷時へ移
行するとき等でも、過渡応答性よく高精度にＥＧＲを減
少させることができるので、黒煙やパティキュレートの
悪化、運転性の悪化を最小に抑制することができる。
【００６１】更に、過渡時のＥＧＲ制御遅れによる黒煙
等の悪化を抑制すべく従来行なわれていた燃料噴射量の
減量補正を行う必要もなくなるので、かかる点からも運
転性（加速フィーリング等）の悪化を防止することがで
きるものである。なお、第１の実施形態におけるＥＧＲ
弁１１ａの目標開度を演算する部分に関しては、本願出
願人等による特願平７−９２６３１号において開示した
吸入空気量からＥＧＲ弁前後の差圧（ＥＧＲ通路９内の
圧力とコレクタ６内の圧力との差）を予測するものに対
して、以下のような効果がある。
【００６２】ＥＧＲ通路９内の圧力を予測するための演
算が不要になり、より安価なコントロールユニットを使
用することができる。そして、特願平７−９２６３１号
に開示したものでは、排気系や吸気系の製造バラツキや
異物体積等の経時変化により、ＥＧＲ制御系の特性が変
化してもそれを補償することができないが、本発明の第
１の実施形態によれば、ＥＧＲ通路９内の圧力を測定す
るので、上記特性の変化を補償することができ、長期間
使用してもＥＧＲ制御精度を高く維持することができ、
品質の向上等を一層促進することができる。つづけて、
本発明の第２の実施形態から第５の実施形態について説
明する。
【００６３】第２の実施形態から第４の実施形態では、
ＥＧＲ通路９内の温度と、吸気通路６Ａ内の温度の少な
くとも一方を実測するものである。第５の実施形態は、
過給機が付いていない場合の実施形態である。図１１
は、本発明の第２の実施形態の全体構成を示す図であ
る。
【００６４】この第２の実施形態は、第１の実施形態に
対して、ＥＧＲ通路９内のＥＧＲ弁１１ａ上流の温度
（Ｔｅｇｒ）を実測するためのＥＧＲ通路内温度検出手
段（温度センサ２３ａ）を追加したものであり、その他
は同様である。当該第２の実施形態では、第１の実施形
態と同様の効果を奏するのは勿論、更に演算処理の簡略
化等が図られており、Ｔｅｇｒが、実測値（検出値）と
して与えられるので、第１の実施形態におけるＥＧＲ通
路内温度演算部１７ｆでの演算処理が不要となり、コレ
クタ内圧演算１７ｇには、実測値（検出値）のＴｅｇｒ
が入力されることになる。図１２は、本発明の第３の実
施形態の全体構成を示す図である。
【００６５】この第３の実施形態は、第１の実施形態に
対して、吸気通路６Ａ内の吸気絞り弁１０ａ上流の温度
（Ｔｉｎｔ）を実測するための吸気通路内温度検出手段
（温度センサ２３ｂ）を追加したものであり、その他は
同様である。当該第３の実施形態では、第１の実施形態
と同様の効果を奏するのは勿論、更に演算処理の簡略化
等が図られており、Ｔｉｎｔが、実測値（検出値）とし
て与えられるので、第１の実施形態における吸気通路内
温度演算部１７ｅでの演算処理が不要となり、コレクタ
内圧演算１７ｇと、ＥＧＲ通路内温度演算部１７ｆに
は、実測値（検出値）のＴｉｎｔが入力されることにな
る。図１３は、本発明の第４の実施形態の全体構成を示
す図である。
【００６６】この第４の実施形態では、第１の実施形態
に対して、ＥＧＲ通路９内のＥＧＲ弁１１ａ上流の温度
（Ｔｅｇｒ）を実測するための温度センサ２３ａと、吸
気通路６Ａ内の吸気絞り弁１０ａ上流の温度（Ｔｉｎ
ｔ）を実測するための温度センサ２３ｂを追加したもの
である。当該第４の実施形態では、第１の実施形態と同
様の効果を奏するのは勿論、更に演算処理の簡略化等が
図られており、ＴｅｇｒとＴｉｎｔとが実測値として与
えられるので、第１の実施形態におけるＥＧＲ通路内温
度演算部１７ｆと吸気通路内温度演算部１７ｅでの演算
処理が不要となり、コレクタ内圧演算部１７ｇには、実
測値のＴｅｒｇ，Ｔｉｎｔが入力されることになる。図
１４は、本発明の第５の実施形態の全体構成を示す図で
ある。
【００６７】この第５の実施形態では、第１の実施形態
に対し、過給機８を取り除くと共に、吸気通路６Ａ内の
吸気絞り弁１０ａ上流の圧力（Ｐｉｎｔ）を検出（実
測）する圧力センサ２２ｂを取り除いたものである。か
かる第５の実施形態では、吸気通路６Ａ内の吸気絞り弁
１０ａ上流の圧力（Ｐｉｎｔ）は、大気圧に等しいもの
とする。また、吸気通路６Ａ内の吸気絞り弁１１ａ上流
の温度（Ｔｉｎｔ）は、大気温度に等しいものとする。
よって、第１の実施形態と同様の効果を奏するのは勿
論、第１の実施形態における吸気通路内温度演算部１７
ｅでの演算処理が不要になる。また、第１の実施形態に
おける排気通路内温度演算部Ａ（２１ｅ）での演算処理
も不要になり、ｋＴｅｘｈは「１」に等しいものとす
る。よって、Ｔｔｕｒｂｏは、Ｔｅｘｈに等しくなるか
ら、排気通路内温度演算部２１ｆでの演算処理も不要と
なる。ところで、上記各実施形態において、吸気絞り弁
１０ａについては省略することも可能である。即ち、吸
気絞り弁１０ａ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
り弁１０ａを設けなくても、所望のＥＧＲ率が得られる
場合（例えば、要求ＥＧＲ率が元々低い場合、元々スロ
ットル弁があり吸気負圧の大きい火花点火式機関に適用
する場合等）には省略することができる。
【００６８】また、直接噴射式ディーゼル機関に限ら
ず、副室式ディーゼル機関にも本発明を適用でき、また
火花点火式のオットー機関にあっても本発明を適用する
ことができる。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排気還流弁から吸気弁までの排気還流ガスの動的な特性
を考慮したうえで、吸気通路に流れ込む目標排気還流量
を求め、この値と、排気還流弁の前後の差圧と、に基づ
いて、排気還流弁の開度を演算し、その開度に制御する
ようにしたので、気筒内に吸入されるべき目標排気還流
率に、精度よく、かつ、追従性よく制御することがで
き、定常運転時は勿論、過渡運転時にあっても目標の排
気還流率を良好に達成することができ、以って運転性
能、黒煙，パティキュレート，燃費等の悪化を所定範囲
内に抑えつつ、排気性能、騒音等を最大限向上させるこ
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】本発明の第１の実施形態における全体構成図。
【図３】同上実施形態におけるコントロールユニット内
の構成を説明するブロック図。
【図４】同上実施形態における各弁の目標開度演算部を
説明するブロック図。
【図５】同上実施形態におけるシリンダ吸入新気量・コ
レクタ内圧演算部、体積効率推定部を説明するブロック
図。
【図６】同上実施形態におけるＥＧＲ通路内温度演算部
を説明するブロック図。
【図７】同上実施形態における目標ＥＧＲ量演算部を説
明するブロック図。
【図８】同上実施形態における進み処理演算部を説明す
るブロック図。
【図９】従来装置のシミュレーション結果を示すタイム
チャート。
【図１０】第１の実施形態におけるシミュレーション結
果を示すタイムチャート。
【図１１】第２の実施形態における全体構成図。
【図１２】第３の実施形態における全体構成図。
【図１３】第４の実施形態における全体構成図。
【図１４】第５の実施形態における全体構成図。
【図１５】燃料噴射量の設定マップの一例を示す図。
【図１６】目標ＥＧＲ率の設定マップの一例を示す図。
【図１７】体積効率の設定マップの一例を示す図。
【図１８】吸気絞り弁開度とＥＧＲ弁開度の設定マップ
の一例を示す図。
【図１９】Ｔｅｘｈｂの設定マップの一例を示す図。
【図２０】従来装置の全体構成の一例を示す図。
【図２１】従来装置のコントロールユニット内の構成を
説明するブロック図。
【図２２】従来装置のコントロールユニット内の予測Ｅ
ＧＲ率演算部を説明するブロック図。
【符号の説明】
１ 内燃（ディーゼル）機関 ２ 吸気弁 ３ 燃料噴射弁 ４ 排気弁 ５ ピストン ６ コレクタ ６Ａ 吸気通路 ７ 排気マニホールド ７Ａ 排気通路 ７Ｂ バイパス通路 ８ ターボチャージャー ９ ＥＧＲ通路 １０ａ 吸気絞り弁 １０ｂ 吸気絞り弁駆動用リニアソレノイド １１ａ ＥＧＲ弁 １１ｂ ＥＧＲ弁駆動用リニアソレノイド １２ａ ウェイストゲート弁 １５ コントロールユニット １５ａ 目標ＥＧＲ率設定部 １５ｂ 燃料噴射量設定部 １５ｄ ＥＧＲ弁制御部 １５ｅ 吸気絞り弁制御部 １６ ＥＧＲ弁・吸気絞り弁目標開度演算部 １６ａ 吸気絞り弁目標開度演算部 １７ シリンダ吸入新気量・コレクタ内圧演算部及び
体積効率推定部 １７ａ コレクタへの吸入新気量演算部 １７ｂ コレクタへの吸入ＥＧＲ量演算部 １７ｃ シリンダへの吸入新気量演算部 １７ｄ シリンダへの吸入ＥＧＲ量演算部 １７ｅ 吸気通路内温度演算部 １７ｆ ＥＧＲ通路内温度演算部 １７ｇ コレクタ内圧力演算部 １７ｈ 体積効率推定部 １８ 目標ＥＧＲ率演算部 １８ａ シリンダ目標ＥＧＲ量演算部 １８ｂ 進み処理演算部 １９ ＥＧＲ弁目標開度演算部 ２０ａ 進み処理演算部Ａ ２０ｂ 進み処理演算部Ｂ ２０ｃ コレクタ目標ＥＧＲ量演算部 ２１ａ コレクタ温度演算部 ２１ｄ 排気温度推定部 ２１ｅ 排気通路内温度演算部Ａ ２１ｆ 排気通路内温度演算部Ｂ ２１ｇ ＥＧＲ通路内温度演算部 ２２ａ 圧力センサ ２２ｂ 圧力センサ ２３ａ 温度センサ ２３ｂ 温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０２Ｄ 23/00 Ｆ０２Ｄ 23/00 Ｊ 41/02 ３６０ 41/02 ３６０

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、 を備えた内燃機関の制御装置において、 気筒内に吸入される新気量を検出する気筒吸入新気量検
    出手段と、 機関運転状態に応じて目標排気還流率を設定する目標排
    気還流率設定手段と、 前記気筒内に吸入される新気量と、前記目標排気還流率
    と、に基づいて、気筒内に吸入されるべき目標の排気還
    流量を演算する気筒吸入目標排気還流量演算手段と、 前記演算された気筒吸入目標排気還流量と、排気還流弁
    から機関吸気弁までの排気還流ガスの動的な特性と、に
    基づいて、吸気通路に吸入されるべき目標の排気還流量
    を演算する吸気通路吸入目標排気還流量演算手段と、 前記演算された吸気通路吸入目標排気還流量と、吸気通
    路内の圧力と、排気還流通路内の圧力と、排気密度と、
    に基づいて、前記排気還流弁の目標開度を演算する排気
    還流弁目標開度演算手段と、 前記演算された目標開度が得られるように、前記排気還
    流弁を駆動制御する排気還流制御手段と、 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。
  2. 【請求項２】前記排気還流弁から機関吸気弁までの排気
    還流ガスの動的な特性が、機関回転速度と、排気還流ガ
    スが充填される部分の吸気通路容積と、行程容積と、体
    積効率と、に基づいて演算される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。
  3. 【請求項３】前記気筒吸入新気量検出手段が、吸気通路
    に吸入される新気量と、当該吸入された新気の気筒への
    動的な特性と、に基づいて、気筒内に吸入される新気量
    を求める手段であ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。
  4. 【請求項４】前記新気の気筒への動的な特性が、機関回
    転速度と、吸気通路容積と、行程容積と、体積効率と、
    に基づいて演算されることを特徴とする請求項３に記載
    の内燃機関の制御装置。
  5. 【請求項５】前記体積効率が、機関回転速度と、吸気通
    路内の圧力と、に基づいて推定されることを特徴とする
    請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 【請求項６】吸気通路と排気還流通路との連通部上流の
    吸気通路に吸気絞り弁を介装した場合において、 前記吸気通路に吸入される新気量が、吸気絞り弁開度
    と、吸気絞り弁下流の吸気通路内の圧力と、吸気絞り弁
    上流の吸気通路内の圧力と、大気密度と、に基づいて算
    出されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の
    制御装置。
  7. 【請求項７】前記吸気絞り弁開度は、前記目標排気還流
    率設定手段により設定される目標排気還流率に基づいて
    設定され、当該吸気絞り弁開度が得られるように前記吸
    気絞り弁が吸気絞り弁制御手段により駆動制御されるこ
    とを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
  8. 【請求項８】前記吸気絞り弁下流の吸気通路内の圧力
    が、排気還流通路内の温度と、吸気絞り弁上流の吸気通
    路内の温度と、機関回転速度と、体積効率と、気筒内に
    吸入される新気量と、気筒内に吸入される排気還流量
    と、行程容積と、大気の分子量と、排気の分子量と、に
    基づいて算出されることを特徴とする請求項６または請
    求項７に記載の内燃機関の制御装置。
  9. 【請求項９】内燃機関が過給機を備えた場合において、 前記排気還流通路内の温度が、吸気絞り弁上流の吸気通
    路内の温度と、気筒内に吸入される新気量と、気筒内に
    吸入される排気還流量と、排気還流通路内の圧力と、大
    気圧力と、排気の比熱比と、燃料噴射量と、に基づいて
    算出されることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関
    の制御装置。
  10. 【請求項１０】内燃機関が過給機を備えた場合におい
    て、 前記吸気絞り弁上流の吸気通路内の温度が、吸気絞り弁
    上流の吸気通路内の圧力と、大気圧力と、大気の比熱比
    と、過給機のコンプレッサーの効率と、に基づいて算出
    されることを特徴とする請求項８または請求項９に記載
    の内燃機関の制御装置。
  11. 【請求項１１】前記気筒内に吸入される排気還流量が、
    排気還流弁から機関吸気弁までの排気還流ガスの動的な
    特性に基づいて、吸気通路に吸入される排気還流量から
    算出されることを特徴とする請求項８〜請求項１０の何
    れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
  12. 【請求項１２】前記排気還流弁から機関吸気弁までの排
    気還流ガスの動的な特性が、機関回転速度と、吸気絞り
    弁下流の吸気通路容積と、行程容積と、体積効率と、に
    基づいて演算されることを特徴とする請求項１１に記載
    の内燃機関の制御装置。
  13. 【請求項１３】前記吸気通路に吸入される排気還流量
    が、排気還流弁の開度と、吸気絞り弁下流の吸気通路内
    の圧力と、排気還流通路内の圧力と、排気密度と、に基
    づいて算出されることを特徴とする請求項１１または請
    求項１２に記載の内燃機関の制御装置。
  14. 【請求項１４】前記体積効率が、機関回転速度と、吸気
    絞り弁下流の吸気通路内の圧力と、に基づいて推定され
    ることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載
    の内燃機関の制御装置。
  15. 【請求項１５】内燃機関が過給機を備えない場合におい
    て、 前記吸気通路内の圧力若しくは吸気絞り弁上流の吸気通
    路内の圧力を大気圧力とし、 前記吸気通路内温度若しくは吸気絞り弁上流の吸気通路
    内の温度を大気温度としたことを特徴とする請求項１〜
    請求項１４の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
  16. 【請求項１６】内燃機関が過給機を備えない場合におい
    て、 前記排気還流通路内の温度を、大気温度と、気筒内に吸
    入される新気量と、気筒内に吸入される排気還流量と、
    燃料噴射量と、に基づいて算出することを特徴とする請
    求項８に記載の内燃機関の制御装置。
JP7234462A 1995-09-12 1995-09-12 内燃機関の制御装置 Pending JPH0979092A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7234462A JPH0979092A (ja) 1995-09-12 1995-09-12 内燃機関の制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7234462A JPH0979092A (ja) 1995-09-12 1995-09-12 内燃機関の制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0979092A true JPH0979092A (ja) 1997-03-25

Family

ID=16971390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7234462A Pending JPH0979092A (ja) 1995-09-12 1995-09-12 内燃機関の制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0979092A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007533885A (ja) * 2003-09-05 2007-11-22 シーメンス　ヴイディオー　オートモーティヴ 過給機付きエンジンのための触媒コンバータへの進入前に温度を決定するための方法
WO2009020113A1 (ja) 2007-08-09 2009-02-12 Yanmar Co., Ltd. エンジン
KR101020820B1 (ko) * 2008-12-05 2011-03-09 현대자동차주식회사 차량의 서지 제어장치 및 방법
JP2013015115A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Toyota Industries Corp エンジンの異常判定システム
JP2014505818A (ja) * 2010-10-05 2014-03-06 ルノー エス．ア．エス． 内燃エンジンのシリンダの入口における再循環排気ガスの比率を決定する方法、及びこのような方法を実行するエンジン
JP2014047718A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Hino Motors Ltd Ｅｇｒ制御装置
JP2017155728A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
CN113898486A (zh) * 2021-09-30 2022-01-07 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 Egr流量控制方法、低压egr***及计算机存储介质

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007533885A (ja) * 2003-09-05 2007-11-22 シーメンス　ヴイディオー　オートモーティヴ 過給機付きエンジンのための触媒コンバータへの進入前に温度を決定するための方法
WO2009020113A1 (ja) 2007-08-09 2009-02-12 Yanmar Co., Ltd. エンジン
US8484969B2 (en) 2007-08-09 2013-07-16 Yanmar Co., Ltd. Engine
KR101020820B1 (ko) * 2008-12-05 2011-03-09 현대자동차주식회사 차량의 서지 제어장치 및 방법
JP2014505818A (ja) * 2010-10-05 2014-03-06 ルノー エス．ア．エス． 内燃エンジンのシリンダの入口における再循環排気ガスの比率を決定する方法、及びこのような方法を実行するエンジン
JP2013015115A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Toyota Industries Corp エンジンの異常判定システム
JP2014047718A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Hino Motors Ltd Ｅｇｒ制御装置
JP2017155728A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
CN113898486A (zh) * 2021-09-30 2022-01-07 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 Egr流量控制方法、低压egr***及计算机存储介质
CN113898486B (zh) * 2021-09-30 2023-09-05 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 Egr流量控制方法、低压egr***及计算机存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6993909B2 (en) EGR-gas temperature estimation apparatus for internal combustion engine
US6697729B2 (en) System for estimating NOx content of exhaust gas produced by an internal combustion engine
US7100375B2 (en) System for limiting rotational speed of a turbocharger
US5704340A (en) Excess air rate detecting apparatus and an excess air rate control apparatus for an engine
US6820600B1 (en) Method for controlling an engine with an EGR system
EP1529941B1 (en) NOx generation quantity estimation method for internal combustion engine
JP2000356158A (ja) エンジンの制御装置
JP6381728B1 (ja) 内燃機関の制御装置
JPH0979092A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2010144647A (ja) ディーゼルエンジンの燃料制御装置
JP2003293821A (ja) 内燃機関の制御装置
US9482164B2 (en) Engine control using calculated cylinder air charge
JP4228953B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2019203435A (ja) エンジンの制御装置
JP2001003796A (ja) ディーゼルエンジンの制御装置
JP3358449B2 (ja) 内燃機関の排気系圧力推定装置
JP3237480B2 (ja) 内燃機関の排気還流制御装置
JPH09317568A (ja) ディーゼルエンジンの異常検出装置
JP3780614B2 (ja) ターボチャージャ及び排気再循環装置を備える内燃機関
JPH1136993A (ja) 直噴式エンジンの排気還流制御装置
JP3622506B2 (ja) 内燃機関のｅｇｒ制御装置
JP2000303895A (ja) 内燃機関
JP3551706B2 (ja) エンジンの吸気制御装置
EP1482153B1 (en) A combustion engine and a method for controlling air mass flow and EGR rate
JP2001090597A (ja) 内燃機関の制御装置