JPH1144261A

JPH1144261A - 内燃機関の排気環流制御装置

Info

Publication number: JPH1144261A
Application number: JP9203249A
Authority: JP
Inventors: Kanji Kizaki; 幹士木崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】機関回転速度及び機関負荷並びに吸気量に基づ
いて排気環流量を制御するようにした内燃機関の排気環
流制御装置における制御の安定化を図る。【解決手段】エンジン１１に設けられた排気環流（ＥＧ
Ｒ：Exhaust Gas Recirculation）装置２９は排気通路
２８と吸気通路２７とを接続するＥＧＲ通路３２と、同
ＥＧＲ通路３２の途中に設けられたＥＧＲバルブ３３と
を備える。ＥＧＲバルブ３３はＥＧＲ通路を流れる排気
の量（ＥＧＲ量）を調節する。電子制御装置（ＥＣＵ）
７０は、ＥＧＲバルブ３３の開度センサ６４により検出
されたＥＧＲバルブ３３の実開度に基づいて、ＥＧＲ量
の変動に応じた吸気圧の変動分を打ち消すように吸気圧
を補正する。ＥＣＵ７０は、回転速度及び燃料噴射量並
びに補正後の吸気圧に基づいてＥＧＲバルブ３３の目標
開度を算出し、算出された目標開度と実開度が一致する
ように同ＥＧＲバルブ３３を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の排気
通路から吸気通路に環流される排気の量を機関運転状態
に応じて制御する内燃機関の排気環流制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関に備えられた排気環流
制御装置は、同機関の排気通路と吸気通路とを接続する
排気環流通路と、同通路の途中に設けられた排気環流量
調整弁により構成されている。この制御装置において、
排気環流量調整弁が開弁すると、排気通路を流れる排気
の一部が排気環流通路を通して吸気通路内に戻され、吸
気に混入される。この排気には、熱容量の大きい二酸化
炭素（ＣＯ2 ）が多量に含まれているため、燃焼室にお
ける混合気の燃焼温度が低下し、排気に含まれる窒素酸
化物（ＮＯx ）の低減が図られる。

【０００３】一方、排気通路から吸気通路に戻される排
気の量が過大になると、燃焼状態の悪化や機関出力の低
下を招く傾向がある。従って、上記制御装置にあって
は、排気環流量調整弁の開度を制御することにより、吸
気（環流排気を含む）量に対する排気環流量の比率、即
ち、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）率を機関運
転状態に応じた適切な大きさに設定することが望まし
い。

【０００４】このため、従来より、排気環流量調整弁の
開度を機関回転速度及び機関負荷に応じて制御すること
が行われている。このようにすれば、ＥＧＲ率を機関運
転状態に応じて調節することができるようになり、極端
な燃焼状態の悪化や機関出力の低下を招くことなく、Ｎ
Ｏx の低減を図ることができる。

【０００５】また、機関回転速度及び機関負荷が一定で
あっても、外気圧が変化した場合や機関が過渡的な運転
状態にある場合には吸気量が変動し、その変動に伴って
ＥＧＲ率が変動することがある。従って、上記制御装置
において、ＥＧＲ率をより適切な大きさに調節するため
には、前記排気環流量調整弁の開度を制御する際に吸気
量の大きさを考慮する必要がある。

【０００６】そこで、特開昭６１−２７９７６７号公報
や特開平７−１５８５１６号公報に示されるように、機
関回転速度及び機関負荷に加え、吸気量、或いは吸気量
に応じて変化する吸気圧に基づいて排気環流量調整弁の
開度を制御するようにした排気環流制御装置が提案され
ている。このように、吸気量や吸気圧に基づいて排気環
流量調整弁の開度を制御することにより、吸気量が変動
した場合でもＥＧＲ率を機関運転状態に適した大きさに
制御することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸気量
や吸気圧に基づいて排気環流量調整弁の開度を制御する
ようにした制御装置では、以下に示すような問題があっ
た。

【０００８】即ち、吸気量や吸気圧は、ＥＧＲ量、換言
すれば排気環流量調整弁の開度に応じて変化する。従っ
て、機関回転速度、機関負荷及び吸気量に基づいて排気
環流量調整弁の目標開度を設定し、その目標開度となる
ように同調整弁の開度を変更した場合、その開度変更に
伴って変化した吸気量に基づき新たな目標開度が設定さ
れる。そして、この目標開度に基づいて排気環流量調整
弁の開度が変更されると、再び新たな目標開度が設定さ
れることになる。

【０００９】その結果、上記制御装置にあっては、排気
環流量調整弁の開度変更と目標開度の再設定が繰り返し
行われることにより、制御の不安定化を招くという問題
があった。

【００１０】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、機関回転速度及び機関負荷並びに
吸気量に基づいて排気環流量を制御するようにした内燃
機関の排気環流制御装置において、制御の安定化を図る
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、内燃機関の排気環流制御装置において、
同機関の燃焼室に接続された排気通路及び吸気通路を連
通する排気環流通路と、排気環流通路に設けられて排気
通路から吸気通路に環流する排気の量を調整する排気環
流量調整弁と、機関回転速度を検出する機関回転速度検
出手段と、機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、燃
焼室に吸入される吸気の量を検出する吸気量検出手段
と、排気環流量調整弁の開度を検出する開度検出手段
と、同開度検出手段により検出される開度に基づいて、
排気環流量の変化に伴う変動分が減少するように、吸気
量検出手段によって検出される吸気量を補正する補正手
段と、各検出手段により検出される機関回転速度及び機
関負荷並びに前記補正後の吸気量に基づいて排気環流量
調整弁の開度に関する目標開度を算出する目標開度算出
手段と、その目標開度に基づき排気環流量調整弁の開度
を制御する制御手段とを備えたことをその趣旨とする。

【００１２】尚、上記吸気量検出手段は、エアフローメ
ータ等のように、燃焼室に吸入される吸気の量を直接検
出するものでも、或いは、吸気圧センサのように吸気圧
力から間接的に吸気量を検出できるものであってもよ
い。

【００１３】上記構成において、吸気量検出手段は、燃
焼室に吸入される吸気の量を検出し、開度検出手段は、
排気環流量調整弁の開度を検出する。補正手段は、排気
環流量調整弁の開度に基づいて、排気環流量の変化に伴
う変動分を打ち消すように吸気量を補正する。そして、
目標開度算出手段は、この補正後の吸気量と機関開度検
出手段及び機関負荷検出手段により検出される機関回転
速度及び機関負荷とに基づいて排気環流量調整弁の目標
開度を算出する。更に、制御手段は、この目標開度に基
づいて排気環流量調整弁の開度を制御する。

【００１４】このように、上記構成によれば、排気環流
量の変化に伴う変動分を打ち消すように吸気量が補正さ
れ、その補正後の吸気量に基づいて排気環流量調整弁の
目標開度が算出される。従って、排気環流量調整弁の開
度に応じて排気環流量が変化し、その変化に伴って吸気
量が変動する場合でも、その変動の影響による目標開度
の変動が抑制される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態について図１〜８を参照して説明する。図１は車両
に搭載された多気筒ディーゼルエンジン（以下、単に
「エンジン」という）１１を示している。エンジン１１
は複数のシリンダ１４（同図ではその一つを示す）が形
成されたシリンダブロック１２と、同シリンダブロック
１２上に組み付けられたシリンダヘッド１３とを備えて
いる。各シリンダ１４内にはピストン１５が往復動可能
に収容されており、同ピストン１５は、コネクティング
ロッド１６を介してクランクシャフト１７に連結されて
いる。

【００１６】シリンダ１４内においてピストン１５より
上側の空間は主燃焼室１８となっている。また、シリン
ダヘッド１３の下部にはシリンダ１４と同数の副燃焼室
１９が形成されており、各副燃焼室１９は噴孔２１によ
って対応する主燃焼室１８に連通されている。シリンダ
ヘッド１３には噴射ノズル２２が取付けられ、その先端
が副燃焼室１９に面している。この噴射ノズル２２は燃
料導管２４によって燃料噴射ポンプ２３に接続されてい
る。

【００１７】この燃料噴射ポンプ２３は周知の分配型ポ
ンプであり、そのドライブシャフト２３ａは前記クラン
クシャフト１７に駆動連結されている。燃料噴射ポンプ
２３は、クランクシャフト１７の回転に伴って駆動され
ることにより、機関負荷に応じた量の燃料を噴射ノズル
２２に供給する。また、燃料噴射ポンプ２３は燃料噴射
時期を調節するためのタイマ装置や、燃料噴射量を調節
するための電磁弁（いずれも図示略）等を内蔵してい
る。

【００１８】シリンダヘッド１３には、各主燃焼室１８
に連通する吸気ポート（図示略）及び排気ポート２５が
それぞれ形成されている。また、シリンダヘッド１３に
は吸気バルブ（図示略）及び排気バルブ２６がそれぞれ
往復動可能に支持され、この往復動により吸・排気ポー
ト２５が開放及び閉鎖される。更に、シリンダヘッド１
３には、吸気ポートに連通する吸気通路２７、排気ポー
ト２５に連通する排気通路２８がそれぞれ接続されてい
る。

【００１９】エンジン１１には排気環流（ＥＧＲ：Exha
ust Gas Recirculation）制御装置（以下、「ＥＧＲ装
置」と略記する）２９が設けられている。このＥＧＲ装
置２９は、排気通路２８と吸気通路２７とを連通するＥ
ＧＲ通路３２と、同ＥＧＲ通路３２の途中に設けられた
ＥＧＲバルブ３３とを備えている。

【００２０】ＥＧＲバルブ３３は、弁体３６、同弁体３
６が離着座する弁座３８、弁体３６に連結されたダイヤ
フラム（図示略）、及び同ダイヤフラムによって仕切ら
れた負圧室（図示略）を備えている。この負圧室は負圧
調整弁３９を介して負圧ポンプ（図示略）が接続されて
いる。負圧調整弁３９は電気信号により作動する電磁弁
であり、負圧ポンプから供給されて負圧室に作用する負
圧を前記電気信号に応じた大きさに調整する。

【００２１】このＥＧＲ装置２９にあっては、負圧室内
の負圧の大きさが負圧調整弁３９により調整され、その
負圧に応じてダイヤフラムが撓むことにより弁体３６が
往復動する。そして、この往復動に伴って弁体３６及び
弁座３８間の距離が調節されることにより、ＥＧＲバル
ブ３３の開度が調節される。ＥＧＲ通路３２を通じて排
気通路２８から吸気通路２７に環流される排気の量、即
ち、ＥＧＲ量は、このＥＧＲバルブ３３の開度に応じて
決定される。

【００２２】本実施形態におけるＥＧＲ装置２９にあっ
ては、エンジン１１の低負荷運転時や中負荷運転時にの
み排気の環流を行い、高負荷運転時にはこれを停止する
ようにしている。これは、高負荷運転時にあっては、排
気が吸気通路２７内に環流されることにより、吸気量
（燃焼に供される酸素量）が不足して黒煙が出るおそれ
があるからである。ここで、本実施形態での高負荷時と
は、運転席に設けられたアクセルペダル４１が大きく踏
み込まれた時を指し、例えばその踏み込みの程度を表す
アクセル開度が７０％以上の状態が挙げられる。

【００２３】吸気通路２７においてＥＧＲ通路３２が接
続された部分よりも上流には、吸入空気の流れ方向に沿
って延びる仕切り壁４２が設けられている。この仕切り
壁４２により、吸気通路２７内の一部が主流路４３と、
その主流路４３よりも流路断面積の小さい副流路４４と
に仕切られている。

【００２４】主流路４３には主吸気絞り弁４５が回動可
能に支持されている。この主吸気絞り弁４５はワイヤ４
７により前記アクセルペダル４１に連結されており、同
アクセルペダル４１の踏み込みに連動して回動する。

【００２５】一方、副流路４４には副吸気絞り弁４８が
回動可能に支持されている。この副吸気絞り弁４８はダ
イヤフラム式のアクチュエータ５１が連結されている。
アクチュエータ５１内の負圧室（図示略）は、負圧調整
弁５２を介して負圧ポンプに接続されている。この負圧
調整弁５２は、負圧室に作用する負圧を調節することに
より、副吸気絞り弁４８の開度を全閉、半開、全開状態
の各状態に切り替える。

【００２６】エンジン１１には、ターボチャージャ５３
が取付けられている。ターボチャージャ５３は、排気通
路２８に配置されたタービン５５と、吸気通路２７に配
置されたコンプレッサ５４と、両者５４，５５を連結す
るシャフト５６とによって構成されている。ターボチャ
ージャ５３では、排気ガスのエネルギによりタービン５
５を回転させてコンプレッサ５４を駆動することによ
り、吸気通路２７を流れる吸入空気を圧縮し、前記各燃
焼室１８，１９内に大気圧以上に加圧された吸入空気を
供給する。また、エンジン１１には、ターボチャージャ
５３の過給圧を調節するためのウェイストゲートバルブ
５７が設けられている。このウェイストゲートバルブ５
７は、ターボチャージャ５３の過給圧が設定圧以上に増
大した場合に開弁状態となることにより、その過給圧を
設定圧以下に保持する。

【００２７】また、エンジン１１には、その運転状態を
検出するための各種センサが設けられている。燃料噴射
ポンプ２３には、そのドライブシャフト２３ａの回転速
度を検出することにより、クランクシャフト１７の回転
速度、即ちエンジンの回転速度ＮＥを検出する回転速度
センサ６０が内蔵されている。また、シリンダブロック
１２には、冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出し、
その温度に応じた信号を出力する水温センサ６１が取り
付けられている。

【００２８】吸気通路２７において各吸気絞り弁４５，
４８の下流側には、同吸気通路２７内における吸気圧Ｐ
ＩＭを検出し、同吸気圧ＰＩＭに応じた信号を出力する
吸気圧センサ６２が設けられている。この吸気圧ＰＩＭ
は、各燃焼室１８，１９に導入される吸入空気の量（吸
気量）と相関関係があり、同吸気圧ＰＩＭが大きいほど
吸気量は大きくなる。また、この吸気圧センサ６２では
同ターボチャージャ５３により過給された後の吸気の圧
力が検出される。

【００２９】主吸気絞り弁４５の近傍には、同弁４５の
開度からアクセルペダル４１の踏込量、即ち、アクセル
開度ＡＣＣＰを検出するアクセルセンサ６３が設けられ
ている。また、ＥＧＲバルブ３３には、同ＥＧＲバルブ
３３の開度を検出するための開度センサ６４が設けられ
ている。この開度センサ６４は、弁体３６の往復動方向
における位置を検出することにより、ＥＧＲバルブ３３
の実開度ＥＬＡＣＴを検出する。

【００３０】これら各センサ６０〜６４は車両に設けら
れた電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）７０に接
続されており、同ＥＣＵ７０に回転速度ＮＥ、冷却水温
ＴＨＷ、吸気圧ＰＩＭ、アクセル開度ＡＣＣＰ、及び実
開度ＥＬＡＣＴに応じた検出信号を出力する。

【００３１】ＥＣＵ７０は、演算処理を行う中央処理装
置（ＣＰＵ）、所定の制御プログラム及び関数データ等
を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵ
の演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）、前記各センサ６０〜６４等が接続される入
力回路、前記各負圧調整弁３９，５２や燃料噴射ポンプ
２３のタイマ装置及び電磁弁が接続される出力回路等が
バスにより接続されて構成されている。ＥＣＵ７０は、
各センサ６０〜６４からの検出信号に基づいて各負圧調
整弁３９，５２や燃料噴射ポンプ２３等を制御すること
により、ＥＧＲ量制御、吸気絞り制御、燃料噴射時期制
御、燃料噴射量制御等を実行する。

【００３２】次に、本実施形態のＥＧＲ量制御に係る制
御手順について説明する。図２はＥＧＲ量を制御するた
めの処理ルーチンを示すフローチャートである。ＥＣＵ
７０は、この処理ルーチンを所定時間毎（例えば、「８
ｍｓ」毎）の時間割り込みで実行する。

【００３３】同図に示すステップ１００において、ＥＣ
Ｕ７０は回転速度センサ６０、吸気圧センサ６２、開度
センサ６４からの検出信号に基づいて回転速度ＮＥ、吸
気圧ＰＩＭ、及びＥＧＲバルブ３３の実開度ＥＬＡＣＴ
を読み込むとともに、ＥＣＵ７０のＲＡＭに記憶された
燃料噴射量ＱＦＩＮを読み出す。

【００３４】この燃料噴射量ＱＦＩＮは、燃料噴射ポン
プ２３から噴射ノズル２２に供給される燃料の量であ
り、本実施形態においては機関負荷に相当するものであ
る。燃料噴射量ＱＦＩＮは、図示しない別の燃料噴射量
制御ルーチンにおいて、アクセル開度ＡＣＣＰ及び回転
速度ＮＥに基づいて算出されるとともに、ＥＣＵ７０の
ＲＡＭに記憶されるものである。尚、本実施形態におい
ては、回転速度センサ６０及びアクセルセンサ６３によ
り機関負荷検出手段が構成される。

【００３５】次に、ステップ１０２において、ＥＣＵ７
０は回転速度ＮＥ及び燃料噴射量ＱＦＩＮに基づいて基
本開度ＥＬＢＳＥを算出する。この基本開度ＥＬＢＳＥ
は、ＥＧＲバルブ３３の開度を制御する際の基準となる
ものであり、吸気圧ＰＩＭの大きさを考慮せずに決定さ
れる。また、ＥＣＵ７０のＲＯＭには、回転速度ＮＥ及
び燃料噴射量ＱＦＩＮと基本開度ＥＬＢＳＥとの関係を
定義した関数データが記憶されており、ＥＣＵ７０は、
基本開度ＥＬＢＳＥを算出する際にこの関数データを参
照する。

【００３６】図３は、この関数データを示すグラフであ
る。同図に示すように、エンジン１燃料噴射量ＱＦＩＮ
が大きくなる高負荷運転時ほど、基本開度ＥＬＢＳＥは
小さく算出され、ＥＧＲ量が少なくなることがわかる。
また、回転速度ＮＥが大きくなるほど基本開度ＥＬＢＳ
Ｅは大きく算出されるが、同回転速度ＮＥが極めて大き
くなった場合には、逆に基本開度ＥＬＢＳＥは小さく算
出されるようになる。これは、高回転速度域にあって
は、通常、吸気量（燃焼に供される酸素量）が不足して
黒煙が発生する傾向があるからである。

【００３７】続くステップ１０４において、ＥＣＵ７０
は回転速度ＮＥ及び燃料噴射量ＱＦＩＮに基づいて定常
吸気圧ＰＩＭＳＴを算出する。この定常吸気圧ＰＩＭＳ
Ｔは、エンジン１１の運転状態が定常状態にあり、且
つ、ＥＧＲ量が「０」である場合の吸気圧に相当するも
のである。ＥＣＵ７０のＲＯＭには、回転速度ＮＥ及び
燃料噴射量ＱＦＩＮと定常吸気圧ＰＩＭＳＴとの関係を
定義した関数データが記憶されており、ＥＣＵ７０は、
定常吸気圧ＰＩＭＳＴを算出する際にこの関数データを
参照する。

【００３８】図４は、この関数データを示すグラフであ
る。同図に示すように、回転速度ＮＥ、或いは燃料噴射
量ＱＦＩＮが大きくなるほど、定常吸気圧ＰＩＭＳＴは
大きい値に算出される。尚、この回転速度ＮＥ、燃料噴
射量ＱＦＩＮ、及び定常吸気圧ＰＩＭＳＴの関係はスロ
ットル開度特性やターボチャージャ５３の過給特性に基
づいて変化する。

【００３９】次に、ステップ１０６において、ＥＣＵ７
０は実開度ＥＬＡＣＴ及び回転速度ＮＥに基づいて吸気
圧補正項ＰＩＭＥを算出する。以下、この吸気圧補正項
ＰＩＭＥについて説明する。エンジン１１にはターボチ
ャージャ５３が設けられており、同ターボチャージャ５
３によって圧縮された吸入空気が各燃焼室１８，１９に
導入される。ここで、ＥＧＲバルブ３３が開弁状態とな
って排気の一部がＥＧＲ通路３２を通じて吸気通路２７
に環流されると、ターボチャージャ５３において利用で
きる排気のエネルギが減少する。従って、吸気圧ＰＩＭ
は、ＥＧＲ量が多くなるほど、換言すれば、ＥＧＲバル
ブ３３の実開度ＥＬＡＣＴが大きくなるほど減少するこ
ととなる。前記吸気圧補正項ＰＩＭＥは、この排気環流
が行われることに起因した吸気圧ＰＩＭの変化（減少）
を打ち消すように補正するためのものである。

【００４０】ＥＣＵ７０のＲＯＭには、実開度ＥＬＡＣ
Ｔ及び回転速度ＮＥと吸気圧補正項ＰＩＭＥとの関係を
定義した関数データが記憶されている。ＥＣＵ７０は、
吸気圧補正項ＰＩＭＥを算出する際にこの関数データを
参照する。

【００４１】図５はこの関数データを示すグラフであ
る。同図に示すように、吸気圧補正項ＰＩＭＥは、ＥＧ
Ｒバルブ３３の実開度ＥＬＡＣＴが大きいほど大きく算
出される。このように吸気圧補正項ＰＩＭＥを算出する
ようにしたのは、前述したように実開度ＥＬＡＣＴが大
きいほどＥＧＲ量が多くなり、吸気圧ＰＩＭがより大き
く減少するためである。

【００４２】また、回転速度ＮＥが所定値（例えば２５
００ｒｐｍ）未満であり、ターボチャージャ５３の過給
圧が低い場合には、同回転速度ＮＥが小さいほど吸気圧
補正項ＰＩＭＥが小さく算出される。このように吸気圧
補正項ＰＩＭＥを算出するようにしたのは、回転速度Ｎ
Ｅが小さいほど、即ち、ターボチャージャ５３の過給圧
が低いほど、排気環流に伴う吸気圧ＰＩＭの減少量が小
さくなるためである。

【００４３】次に、ステップ１０８において、ＥＣＵ７
０は定常吸気圧ＰＩＭＳＴ、吸気圧ＰＩＭ、及び吸気圧
補正項ＰＩＭＥから次式（１）に基づいて圧力比ＰＣＭ
Ｐを算出する。

【００４４】ＰＣＭＰ＝（ＰＩＭ＋ＰＩＭＥ）／ＰＩＭＳＴ・・・（１）上式（１）から明らかなように、この圧力比ＰＣＭＰを
算出する際において、吸気圧ＰＩＭ、吸気圧補正項ＰＩ
ＭＥが加えられることにより、ＥＧＲ量の変化に伴う変
動分が打ち消されるように補正されている。従って、Ｅ
ＧＲ量の変化に伴って吸気圧ＰＩＭが変動しても、この
圧力比ＰＣＭＰはその変動の影響を受けず、一定値に保
持されることになる。

【００４５】続くステップ１１０において、ＥＣＵ７０
は圧力比ＰＣＭＰ及び回転速度ＮＥに基づいて開度補正
項ＥＬＰＩＭを算出する。この開度補正項ＥＬＰＩＭは
前記基本開度ＥＬＢＳＥを補正後の吸気圧（ＰＩＭ＋Ｐ
ＩＭＥ）の大きさに応じて補正するための補正項であ
り、後述するように、基本開度ＥＬＢＳＥから開度補正
項ＥＬＰＩＭが減算されることによりＥＧＲバルブ３３
に関する目標開度ＥＬＴＲＧが算出される。

【００４６】ＥＣＵ７０のＲＯＭには、この開度補正項
ＥＬＰＩＭと回転速度ＮＥ及び圧力比ＰＣＭＰとの関係
を定義する関数データが記憶されている。ＥＣＵ７０
は、開度補正項ＥＬＰＩＭを算出する際にこの関数デー
タを参照する。

【００４７】図６は、この関数データを示すグラフであ
る。同図に示すように、開度補正項ＥＬＰＩＭは、圧力
比ＰＣＭＰが小さいほど、即ち、定常吸気圧ＰＩＭＳＴ
に対して補正後の吸気圧（ＰＩＭ＋ＰＩＭＥ）が小さい
ほど大きく算出される。このように開度補正項ＥＬＰＩ
Ｍを算出するようにしたのは、圧力比ＰＣＭＰが小さい
ほど各燃焼室１８，１９に導入される吸気量（燃焼に供
される酸素量）が少なくなるため、その吸気量に応じて
ＥＧＲ量を減少させる必要があるからである。

【００４８】また、開度補正項ＥＬＰＩＭは回転速度Ｎ
Ｅが小さいほど大きく算出される。このように開度補正
項ＥＬＰＩＭを算出するようにしたのは、回転速度ＮＥ
が小さいほどエンジン１１の燃焼状態が不安定となり黒
煙が発生する傾向があるため、同燃焼状態を安定化させ
るべくＥＧＲ量を減少させる必要があるからである。

【００４９】次に、ステップ１１２において、ＥＣＵ７
０は基本開度ＥＬＢＳＥ及び開度補正項ＥＬＰＩＭから
次式（２）に基づいて前記目標開度ＥＬＴＲＧを算出す
る。ＥＬＴＲＧ＝ＥＬＢＳＥ−ＥＬＰＩＭ・・・
（２）そして、ステップ１１４において、ＥＣＵ７０は
目標開度ＥＬＴＲＧに基づく制御信号を生成するととも
に、同信号を負圧調整弁３９へ出力することにより、Ｅ
ＧＲバルブ３３の開度を同目標開度ＥＬＴＲＧと一致す
るように制御する。このステップ１１４の処理を実行し
た後、ＥＣＵ７０は本ルーチンにおける処理を一旦終了
する。

【００５０】次に、本実施形態におけるＥＧＲ量制御の
制御態様について図７に示すタイムチャートを参照して
説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の制御手
順に基づいてＥＧＲ量を制御した場合における、実開度
ＥＬＡＣＴ、吸気圧ＰＩＭ、及び燃料噴射量ＱＦＩＮの
時間的変化を示している。

【００５１】また、図８（ａ）〜（ｃ）は、前述したス
テップ１０８における圧力比ＰＣＭＰの算出の際に、吸
気圧ＰＩＭを吸気圧補正項ＰＩＭＥを用いて補正しなか
った場合における、実開度ＥＬＡＣＴ、吸気圧ＰＩＭ、
及び燃料噴射量ＱＦＩＮの時間的変化を比較例としてそ
れぞれ示している。

【００５２】図７及び図８に示すように、タイミングｔ
１において燃料噴射量ＱＦＩＮが減少し、前記基本開度
ＥＬＢＳＥがより大きく算出されると、目標開度ＥＬＴ
ＲＧがより大きい値に変更される。その結果、図７及び
図８に示すタイミングｔ１〜ｔ２の期間では、いずれも
実開度ＥＬＡＣＴが増大し、その増大に伴ってＥＧＲ量
が増加する。

【００５３】ここで、比較例にあっては、ＥＧＲ量の増
加に伴って、図８（ｂ）に示すように吸気圧ＰＩＭが減
少すると、その吸気圧ＰＩＭの減少に応じて目標開度Ｅ
ＬＴＲＧがより小さな値に変更される。従って、比較例
においては、図８（ａ）に示すように、タイミングｔ２
以降、実開度ＥＬＡＣＴが減少し始める。その結果、こ
の実開度ＥＬＡＣＴの減少に伴ってＥＧＲ量が減少し、
吸気圧ＰＩＭが増加する。そして、この吸気圧ＰＩＭの
増加に応じて目標開度ＥＬＴＲＧがより大きな値に変更
されることにより、タイミングｔ３以降、再び実開度Ｅ
ＬＡＣＴが増加するようになる。

【００５４】このように比較例にあっては、ＥＧＲ量の
変動に伴う吸気圧ＰＩＭの変動に応じて目標開度ＥＬＴ
ＲＧが変更されることから、実開度ＥＬＡＣＴが変動す
るハンチング現象が発生し、ＥＧＲ量を安定して制御す
ることが困難になる。

【００５５】この点、本実施形態では、前述したよう
に、ＥＧＲ量の変化に伴って生じる変動分を打ち消すよ
うに吸気圧ＰＩＭが補正される。そして、この補正後の
吸気圧（ＰＩＭ＋ＰＩＭＥ）に基づいて圧力比ＰＣＭＰ
が算出され、更に、この圧力比ＰＣＭＰに基づく開度補
正項ＥＬＰＩＭを用いて目標開度ＥＬＴＲＧが算出され
る。従って、ＥＧＲ量の変化に伴って吸気圧ＰＩＭが変
動しても、目標開度ＥＬＴＲＧがその影響を受けて変動
してしまうことがなく、同目標開度ＥＬＴＲＧは、回転
速度ＮＥ、燃料噴射量ＱＦＩＮ、及び補正後の吸気圧
（ＰＩＭ＋ＰＩＭＥ）に基づいた所定値に保持される。
このため、図７（ａ）に示すように、タイミングｔ２以
降、実開度ＥＬＡＣＴは所定の目標開度ＥＬＴＲＧに速
やかに収束するようになる。その結果、本実施形態によ
れば、ＥＧＲ量制御の安定化を図ることができる。

【００５６】更に、本実施形態では、実開度ＥＬＡＣＴ
に加え、回転速度ＮＥに基づいて前記吸気圧補正項ＰＩ
ＭＥを算出するようにしている。従って、ターボチャー
ジャ５３における過給圧の変化が考慮されるようにな
り、吸気圧補正項ＰＩＭＥをＥＧＲ量の変化に伴う吸気
圧ＰＩＭの変動量により一致させることができる。その
結果、本実施形態によれば、ＥＧＲ量の変動に伴う目標
開度ＥＬＴＲＧの変動を確実に抑制することができ、Ｅ
ＧＲ量制御を更に安定化させることができる。

【００５７】上記実施形態は以下のように構成を変更し
て実施することもできる。・上記実施形態では、本発明をディーゼルエンジン１１
に備えられたＥＧＲ装置２９に適用したが、本発明はガ
ソリンエンジンのＥＧＲ装置に適用することもできる。

【００５８】・上記実施形態では、ＥＧＲバルブ３３の
基本開度ＥＬＢＳＥを算出する際に、機関負荷に相当す
る量として燃料噴射量ＱＦＩＮを用いるようにしたが、
例えば、エアフローメータにより吸入空気量Ｑを検出す
るとともに、この吸入空気量Ｑを回転速度ＮＥで除した
量（Ｑ／ＮＥ）を機関負荷として用いることもできる。

【００５９】・上記実施形態では、吸気圧補正項ＰＩＭ
Ｅを実開度ＥＬＡＣＴ及び回転速度ＮＥに基づいて算出
するようにしたが、実開度ＥＬＡＣＴのみに基づいて算
出するようにしてもよい。

【００６０】・上記実施形態では、エンジン１１に過給
機としてターボチャージャ５３を備えるようにしたが、
このターボチャージャ５３に代え、或いは同ターボチャ
ージャ５３に加えて、スーパーチャージャを備えるよう
にしてもよい。

【００６１】・上記実施形態では、本発明にかかる吸気
量検出手段を吸気圧センサ６２により構成するようにし
たが、この吸気圧センサ６２に代えてエアフローメータ
により同手段を構成することもできる。

【００６２】・上記実施形態では、負圧調整弁３９を制
御することによりＥＧＲバルブ３３の開度を調節すると
ともに、このＥＧＲバルブ３３の実開度ＥＬＡＣＴを開
度センサ６４により検出するようにした。これに対し
て、ＥＧＲバルブの開度調節をステッピングモータを用
いて行うようにしてもよい。この構成にあっては、ＥＣ
Ｕからステッピングモータに対して出力されたパルス信
号数に基づいてＥＧＲバルブの開度を把握することがで
きるため、ＥＧＲバルブの開度を検出するセンサが不要
になる。尚、この構成にあっては、パルス信号数に基づ
いてＥＧＲバルブの開度を検出するＥＣＵが本発明にお
ける開度検出手段に相当する。

【００６３】

【発明の効果】本発明では、排気環流量の変化に伴う変
動分を打ち消すように吸気量を補正し、その補正された
吸気量と機関回転速度及び機関負荷とに基づいて排気環
流量調整弁の目標開度を算出するようにしている。従っ
て、排気環流量調整弁の開度に応じて排気環流量が変化
し、その変化に伴って吸気量が変動する場合でも、その
変動の影響による目標開度の変動が抑制される。その結
果、本発明によれば、排気環流制御の安定化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態に係るＥＧＲ装置等の構成を示す概
略構成図。

【図２】ＥＧＲ量制御に係る制御手順を示すフローチャ
ート。

【図３】燃料噴射量及び回転速度と基本開度との関係を
説明するグラフ。

【図４】燃料噴射量及び回転速度と定常吸気圧との関係
を説明するグラフ。

【図５】ＥＧＲバルブの実開度及び回転速度と吸気圧補
正項との関係を説明するグラフ。

【図６】圧力比及び回転速度と開度補正項との関係を説
明するグラフ。

【図７】一実施形態における制御態様を説明するタイム
チャート。

【図８】比較例における制御態様を説明するタイムチャ
ート。

【符号の説明】

１１…ディーゼルエンジン、１８…主燃焼室、１９…副
燃焼室、２７…吸気通路、２８…排気通路、３２…ＥＧ
Ｒ通路、３３…ＥＧＲバルブ、３９…負圧調整弁、６０
…回転速度センサ、６１…水温センサ、６２…吸気圧セ
ンサ、６３…アクセルセンサ、６４…開度センサ、７０
…ＥＣＵ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の燃焼室に接続された排気通路
及び吸気通路を連通する排気環流通路と、前記排気環流通路に設けられて前記排気通路から前記吸
気通路に環流する排気の量を調整する排気環流量調整弁
と、機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、前記燃焼室に吸入される吸気の量を検出する吸気量検出
手段と、前記排気環流量調整弁の開度を検出する開度検出手段
と、前記検出される開度に基づいて排気環流量の変化に伴う
変動分を打ち消すように前記検出される吸気量を補正す
る補正手段と、前記検出される機関回転速度及び機関負荷並びに前記補
正後の吸気量に基づいて前記排気環流量調整弁の開度に
関する目標開度を算出する目標開度算出手段と、前記算出される目標開度に基づき前記排気環流量調整弁
の開度を制御する制御手段とを備えた内燃機関の排気環
流制御装置。