JP2001059453A - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents
ディーゼルエンジンの制御装置Info
- Publication number
- JP2001059453A JP2001059453A JP11233137A JP23313799A JP2001059453A JP 2001059453 A JP2001059453 A JP 2001059453A JP 11233137 A JP11233137 A JP 11233137A JP 23313799 A JP23313799 A JP 23313799A JP 2001059453 A JP2001059453 A JP 2001059453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- egr
- amount
- target
- valve
- target egr
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 40
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 29
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 29
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 21
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 8
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007562 laser obscuration time method Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
-
- 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
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
- F02M26/10—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
-
- 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
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/23—Layout, e.g. schematics
- F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
-
- 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
- F02M26/55—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
- F02M26/56—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
- F02M26/57—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可変容量ターボ過給機を備えるエンジンにお
いても、過渡を含めて目標ＥＧＲ量を精度よく演算でき
るようにする。 【解決手段】 ＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁６１を備
える。この場合に、エンジンの運転条件を検出手段６２
が検出し、この運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ
率を演算手段６３が演算する。この目標ＥＧＲ率と運転
条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ量を設定手段６４が
設定し、この目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に基づいてＥ
ＧＲ流速を演算手段６５が演算する。このＥＧＲ流速と
目標ＥＧＲ量からＥＧＲ弁６１の開口面積を演算手段６
６が演算し、このＥＧＲ弁開口面積となるようにＥＧＲ
弁６１を制御手段６７が制御する。
いても、過渡を含めて目標ＥＧＲ量を精度よく演算でき
るようにする。 【解決手段】 ＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁６１を備
える。この場合に、エンジンの運転条件を検出手段６２
が検出し、この運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ
率を演算手段６３が演算する。この目標ＥＧＲ率と運転
条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ量を設定手段６４が
設定し、この目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に基づいてＥ
ＧＲ流速を演算手段６５が演算する。このＥＧＲ流速と
目標ＥＧＲ量からＥＧＲ弁６１の開口面積を演算手段６
６が演算し、このＥＧＲ弁開口面積となるようにＥＧＲ
弁６１を制御手段６７が制御する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はディーゼルエンジ
ンの制御装置、特にＥＧＲ装置（排気の一部を吸気通路
へ再循環させる装置）を備えるものに関する。
ンの制御装置、特にＥＧＲ装置（排気の一部を吸気通路
へ再循環させる装置）を備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ターボ過給機とＥＧＲ流量を制御可能な
ＥＧＲ弁とを備え、ターボ過給機を作動させて過給を行
う領域とＥＧＲ弁を開いてＥＧＲを行う領域とを分ける
ようにしたものがある（特開平７−１３９４１３号公報
参照）。
ＥＧＲ弁とを備え、ターボ過給機を作動させて過給を行
う領域とＥＧＲ弁を開いてＥＧＲを行う領域とを分ける
ようにしたものがある（特開平７−１３９４１３号公報
参照）。
【０００３】また、タービン内に可変ノズルを有する可
変容量ターボ過給機とＥＧＲ弁を備え、特に過渡時にお
けるＥＧＲ量および可変ノズルのノズル開度の制御法を
検討したもの（ＩＭｅｃｈＥ １９９７ Ｃ５２４／１２
７／９７参照）や可変容量ターボ過給機と、設定が連続
的でなく数段の段階的設定が可能なＥＧＲ弁とを備え、
可変ノズルの開口面積でＥＧＲ量を制御するようにした
もの等がある（社団法人 自動車技術会 発行『学術講演
会前刷集９６５ １９９６−１０』 第１９３頁〜第１９
６頁参照）。
変容量ターボ過給機とＥＧＲ弁を備え、特に過渡時にお
けるＥＧＲ量および可変ノズルのノズル開度の制御法を
検討したもの（ＩＭｅｃｈＥ １９９７ Ｃ５２４／１２
７／９７参照）や可変容量ターボ過給機と、設定が連続
的でなく数段の段階的設定が可能なＥＧＲ弁とを備え、
可変ノズルの開口面積でＥＧＲ量を制御するようにした
もの等がある（社団法人 自動車技術会 発行『学術講演
会前刷集９６５ １９９６−１０』 第１９３頁〜第１９
６頁参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの従
来装置は、どれも基本的に、ＥＧＲ量を変化させる際に
可変ノズルのノズル開度を一定値にホールドし、また過
給圧を変化させる際にＥＧＲ弁開度を一定値にホールド
して、排気エミッションの最適値を得ようとするもので
ある。
来装置は、どれも基本的に、ＥＧＲ量を変化させる際に
可変ノズルのノズル開度を一定値にホールドし、また過
給圧を変化させる際にＥＧＲ弁開度を一定値にホールド
して、排気エミッションの最適値を得ようとするもので
ある。
【０００５】ここで、ノズル開度とＥＧＲ弁開度の一方
をホールドした状態で他方を変化させるようにしている
のは次の理由による。過給圧制御という観点からみる
と、ＥＧＲ制御も、過給圧制御の役割を物理的に果たし
ている。つまり、ＥＧＲ量を変化させることにより過給
圧も変化する。逆に、過給圧を変化させると、排気圧力
が変化するため、ＥＧＲ量も変化することになり、過給
圧とＥＧＲ量とは独立に制御できないこと、また、やや
もするとお互いに制御上の外乱となっていることにあ
る。この結果、従来技術では、ある程度妥協した使い方
にならざるを得ない。
をホールドした状態で他方を変化させるようにしている
のは次の理由による。過給圧制御という観点からみる
と、ＥＧＲ制御も、過給圧制御の役割を物理的に果たし
ている。つまり、ＥＧＲ量を変化させることにより過給
圧も変化する。逆に、過給圧を変化させると、排気圧力
が変化するため、ＥＧＲ量も変化することになり、過給
圧とＥＧＲ量とは独立に制御できないこと、また、やや
もするとお互いに制御上の外乱となっていることにあ
る。この結果、従来技術では、ある程度妥協した使い方
にならざるを得ない。
【０００６】なお、一方を変化させた場合に、制御精度
を確保するには、他方を適合し直すことであるが、他方
を適合し直した後には、もう一方を再適合しなければな
らなくなるので、この方法では、過渡時の制御精度を確
保することが困難である。
を確保するには、他方を適合し直すことであるが、他方
を適合し直した後には、もう一方を再適合しなければな
らなくなるので、この方法では、過渡時の制御精度を確
保することが困難である。
【０００７】このように、過給圧とＥＧＲ量とはお互い
に影響を与えるため、ＥＧＲ量を変えると、ノズル開度
を変える必要があるなど適切な適合が困難な上に、特に
過渡時は双方の制御精度が低下する。
に影響を与えるため、ＥＧＲ量を変えると、ノズル開度
を変える必要があるなど適切な適合が困難な上に、特に
過渡時は双方の制御精度が低下する。
【０００８】その一方で、ディーゼルエンジンの場合、
過給圧とＥＧＲ量それぞれが排気中の有害物の排出量に
感度をもち、排気中の有害排出物の低減のためにはこれ
らを最適な値に設定することが必要である。特に、過渡
時にこれらお互いの目標値を達成して、排気エミッショ
ンと運転性を両立するためには、それぞれをアクティブ
に変化させることが望まれる。
過給圧とＥＧＲ量それぞれが排気中の有害物の排出量に
感度をもち、排気中の有害排出物の低減のためにはこれ
らを最適な値に設定することが必要である。特に、過渡
時にこれらお互いの目標値を達成して、排気エミッショ
ンと運転性を両立するためには、それぞれをアクティブ
に変化させることが望まれる。
【０００９】このため、各種の実験を行ってみたとこ
ろ、図１７に示したように実ＥＧＲ量Ｑｅｃと目標ＥＧ
Ｒ率ＭｅｇｒとＥＧＲ弁を通過するＥＧＲガス（ＥＧＲ
弁を流れるガス）の流速(このＥＧＲガスの流速を以
下、単に「ＥＧＲ流速」という)Ｃｑｅの間には、可変
ノズルのノズル開度に関係なく強い相関があることを新
たに発見した。
ろ、図１７に示したように実ＥＧＲ量Ｑｅｃと目標ＥＧ
Ｒ率ＭｅｇｒとＥＧＲ弁を通過するＥＧＲガス（ＥＧＲ
弁を流れるガス）の流速(このＥＧＲガスの流速を以
下、単に「ＥＧＲ流速」という)Ｃｑｅの間には、可変
ノズルのノズル開度に関係なく強い相関があることを新
たに発見した。
【００１０】そこで本発明は、ＥＧＲ流速（またはこの
流速と一定の関係にあるＥＧＲ弁の前後差圧）を予測
し、この予測値に基づいてＥＧＲ弁を制御することによ
り、可変容量ターボ過給機を備えるエンジンにおいて
も、目標ＥＧＲ量を精度よく演算できるようにすること
を目的とする。
流速と一定の関係にあるＥＧＲ弁の前後差圧）を予測
し、この予測値に基づいてＥＧＲ弁を制御することによ
り、可変容量ターボ過給機を備えるエンジンにおいて
も、目標ＥＧＲ量を精度よく演算できるようにすること
を目的とする。
【００１１】なお、吸気圧と排気圧を予測できれば、そ
の差に応じてＥＧＲ量を計算できるので、圧力センサを
使用しないで排気圧を予測する方法として、たとえば特
開平９−１４０２３号公報に記載のように、総吸気量Ｑ
ａに基づいて定常排気圧Ｐｗを算出し、この定常排気圧
Ｐｗと排気ガス流量比Ｋｇからタービン加速エネルギー
Ｆを、また前回のタービン速度Ｖ(i-1)から負荷抵抗Ｆ
Ｌをそれぞれ演算し、これらタービン加速エネルギーＦ
と負荷抵抗ＦＬの差から今回のタービン速度Ｖ (i)を算
出し、この今回のタービン速度Ｖ(i)に応じて排気圧を
算出するものがある。しかしながら、この方法のように
定常排気圧から排気圧を予測するのでは、定常排気圧の
演算に遅れがあると、過渡時の排気圧を精度よく予測で
きない。
の差に応じてＥＧＲ量を計算できるので、圧力センサを
使用しないで排気圧を予測する方法として、たとえば特
開平９−１４０２３号公報に記載のように、総吸気量Ｑ
ａに基づいて定常排気圧Ｐｗを算出し、この定常排気圧
Ｐｗと排気ガス流量比Ｋｇからタービン加速エネルギー
Ｆを、また前回のタービン速度Ｖ(i-1)から負荷抵抗Ｆ
Ｌをそれぞれ演算し、これらタービン加速エネルギーＦ
と負荷抵抗ＦＬの差から今回のタービン速度Ｖ (i)を算
出し、この今回のタービン速度Ｖ(i)に応じて排気圧を
算出するものがある。しかしながら、この方法のように
定常排気圧から排気圧を予測するのでは、定常排気圧の
演算に遅れがあると、過渡時の排気圧を精度よく予測で
きない。
【００１２】一方、ＥＧＲの制御結果をフィードバック
するものとして、たとえば目標吸気圧と実際の吸気圧の
差分に応じてＥＧＲ弁開度をフィードバック制御するも
のが特開平８−１７７６４２号公報に記載されている。
しかしながら、このものにおいても、過渡時に実際の吸
気圧が目標吸気圧に追いつくまでの間、要求ＥＧＲ量か
らの誤差が生じてしまう。
するものとして、たとえば目標吸気圧と実際の吸気圧の
差分に応じてＥＧＲ弁開度をフィードバック制御するも
のが特開平８−１７７６４２号公報に記載されている。
しかしながら、このものにおいても、過渡時に実際の吸
気圧が目標吸気圧に追いつくまでの間、要求ＥＧＲ量か
らの誤差が生じてしまう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１８に
示すように、ＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁６１を備
え、エンジンの運転条件（たとえば回転数と負荷）を検
出する手段６２と、この運転条件の検出値に基づいて目
標ＥＧＲ率を演算する手段６３と、この目標ＥＧＲ率と
前記運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ量を設定す
る手段６４と、この目標ＥＧＲ量と前記目標ＥＧＲ率に
基づいてＥＧＲ流速を演算する手段６５と、このＥＧＲ
流速と前記目標ＥＧＲ量から前記ＥＧＲ弁６１の開口面
積を演算する手段６６と、このＥＧＲ弁開口面積となる
ように前記ＥＧＲ弁６１を制御する手段６７とを設け
た。
示すように、ＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁６１を備
え、エンジンの運転条件（たとえば回転数と負荷）を検
出する手段６２と、この運転条件の検出値に基づいて目
標ＥＧＲ率を演算する手段６３と、この目標ＥＧＲ率と
前記運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ量を設定す
る手段６４と、この目標ＥＧＲ量と前記目標ＥＧＲ率に
基づいてＥＧＲ流速を演算する手段６５と、このＥＧＲ
流速と前記目標ＥＧＲ量から前記ＥＧＲ弁６１の開口面
積を演算する手段６６と、このＥＧＲ弁開口面積となる
ように前記ＥＧＲ弁６１を制御する手段６７とを設け
た。
【００１４】第２の発明は、図１９に示すように、ＥＧ
Ｒ量を制御可能なＥＧＲ弁６１を備え、エンジンの運転
条件（たとえば回転数と負荷）を検出する手段６２と、
この運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ率を演算す
る手段６３と、この目標ＥＧＲ率と前記運転条件の検出
値に基づいて目標ＥＧＲ量を設定する手段６４と、この
目標ＥＧＲ量と前記目標ＥＧＲ率に基づいて前記ＥＧＲ
弁６１の前後差圧を演算する手段７１と、このＥＧＲ弁
前後差圧と前記目標ＥＧＲ量から前記ＥＧＲ弁６１の開
口面積を演算する手段７２と、このＥＧＲ弁開口面積と
なるように前記ＥＧＲ弁６１を制御する手段６７とを設
けた。
Ｒ量を制御可能なＥＧＲ弁６１を備え、エンジンの運転
条件（たとえば回転数と負荷）を検出する手段６２と、
この運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ率を演算す
る手段６３と、この目標ＥＧＲ率と前記運転条件の検出
値に基づいて目標ＥＧＲ量を設定する手段６４と、この
目標ＥＧＲ量と前記目標ＥＧＲ率に基づいて前記ＥＧＲ
弁６１の前後差圧を演算する手段７１と、このＥＧＲ弁
前後差圧と前記目標ＥＧＲ量から前記ＥＧＲ弁６１の開
口面積を演算する手段７２と、このＥＧＲ弁開口面積と
なるように前記ＥＧＲ弁６１を制御する手段６７とを設
けた。
【００１５】第３の発明では、第１の発明において前記
ＥＧＲ流速を演算するのに用いる目標ＥＧＲ量と目標Ｅ
ＧＲ率に代えて、目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に対して
吸気系の遅れ処理を施した値を用いる。
ＥＧＲ流速を演算するのに用いる目標ＥＧＲ量と目標Ｅ
ＧＲ率に代えて、目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に対して
吸気系の遅れ処理を施した値を用いる。
【００１６】第４の発明では、第２の発明において前記
ＥＧＲ弁前後差圧を演算するのに用いる目標ＥＧＲ量と
目標ＥＧＲ率に代えて、目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に
対して吸気系の遅れ処理を施した値を用いる。
ＥＧＲ弁前後差圧を演算するのに用いる目標ＥＧＲ量と
目標ＥＧＲ率に代えて、目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に
対して吸気系の遅れ処理を施した値を用いる。
【００１７】第５の発明では、第３または第４の発明に
おいて前記目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に吸気系の遅れ
処理を施した値に対してさらに前記ＥＧＲ弁６１の作動
応答遅れ処理を施す。
おいて前記目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に吸気系の遅れ
処理を施した値に対してさらに前記ＥＧＲ弁６１の作動
応答遅れ処理を施す。
【００１８】第６の発明では、第３または第４の発明に
おいてＥＧＲの作動開始時の目標ＥＧＲ量の吸気系遅れ
処理値Ｑｅｃを、そのとき（つまりＥＧＲの作動開始
時）の吸入空気量（Ｑａｃ）に応じて設定する。
おいてＥＧＲの作動開始時の目標ＥＧＲ量の吸気系遅れ
処理値Ｑｅｃを、そのとき（つまりＥＧＲの作動開始
時）の吸入空気量（Ｑａｃ）に応じて設定する。
【００１９】第７の発明では、第３または第４の発明に
おいてＥＧＲの作動開始時の目標ＥＧＲ率の吸気系遅れ
処理値Ｒｅｇｒをゼロでない所定値ＭＥＧＲＬ＃で設定
する。
おいてＥＧＲの作動開始時の目標ＥＧＲ率の吸気系遅れ
処理値Ｒｅｇｒをゼロでない所定値ＭＥＧＲＬ＃で設定
する。
【００２０】
【発明の効果】図１７に示したように実ＥＧＲ量Ｑｅｃ
と目標ＥＧＲ率ＭｅｇｒとＥＧＲ流速Ｃｑｅの間には、
可変ノズルのノズル開度に関係なく強い相関がある、と
いう初めての知見を得たことより、第１の発明のよう
に、ＥＧＲ流速（またはこのＥＧＲ流速と一定の関係に
あるＥＧＲ弁前後差圧）を予測し、この予測値に基づい
てＥＧＲ弁を制御することで、可変容量ターボ過給機を
備えるエンジンにおいても、可変ノズルのノズル開度に
関係なく目標ＥＧＲ量を精度よく演算できる。
と目標ＥＧＲ率ＭｅｇｒとＥＧＲ流速Ｃｑｅの間には、
可変ノズルのノズル開度に関係なく強い相関がある、と
いう初めての知見を得たことより、第１の発明のよう
に、ＥＧＲ流速（またはこのＥＧＲ流速と一定の関係に
あるＥＧＲ弁前後差圧）を予測し、この予測値に基づい
てＥＧＲ弁を制御することで、可変容量ターボ過給機を
備えるエンジンにおいても、可変ノズルのノズル開度に
関係なく目標ＥＧＲ量を精度よく演算できる。
【００２１】また、ＥＧＲ流速は、定常、過渡に関係の
ない値であるため、過渡を含めて目標ＥＧＲ量を精度よ
く演算できる。
ない値であるため、過渡を含めて目標ＥＧＲ量を精度よ
く演算できる。
【００２２】過渡時には実際のＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量
から、また実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率からずれる。
このずれは吸気系容積分の遅れによるものであるため、
過渡時にも目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率からＥＧＲ流速
を演算したのでは、吸気系容積分の遅れに伴う流速誤差
が生じてしまうのであるが、第３、第４の発明によれ
ば、過渡時にもＥＧＲ流速を精度よく演算することがで
きる。
から、また実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率からずれる。
このずれは吸気系容積分の遅れによるものであるため、
過渡時にも目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率からＥＧＲ流速
を演算したのでは、吸気系容積分の遅れに伴う流速誤差
が生じてしまうのであるが、第３、第４の発明によれ
ば、過渡時にもＥＧＲ流速を精度よく演算することがで
きる。
【００２３】ＥＧＲ弁駆動用アクチュエータに作動応答
遅れがある場合には、この応答遅れによってもＥＧＲ流
速誤差が生じるのであるが、第５の発明によれば、ＥＧ
Ｒ弁駆動用アクチュエータに作動応答遅れがある場合で
あっても、ＥＧＲガス流速を精度よく演算することがで
きる。
遅れがある場合には、この応答遅れによってもＥＧＲ流
速誤差が生じるのであるが、第５の発明によれば、ＥＧ
Ｒ弁駆動用アクチュエータに作動応答遅れがある場合で
あっても、ＥＧＲガス流速を精度よく演算することがで
きる。
【００２４】第６、第７の発明によれば、ＥＧＲの作動
開始時のＥＧＲ流速の演算精度が向上する。
開始時のＥＧＲ流速の演算精度が向上する。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１に、熱発生のパターンが単段
燃焼となる、いわゆる低温予混合燃焼を行わせるための
構成を示す。なお、この構成そのものは特開平８−８６
２５１号公報などにより公知である。
燃焼となる、いわゆる低温予混合燃焼を行わせるための
構成を示す。なお、この構成そのものは特開平８−８６
２５１号公報などにより公知である。
【００２６】さて、ＮＯｘの生成は燃焼温度に大きく依
存し、その低減には燃焼温度の低温化が有効である。低
温予混合燃焼では、ＥＧＲによる酸素濃度の低減で、低
温燃焼を実現するため、排気通路２と吸気通路３のコレ
クタ部３ａとを結ぶＥＧＲ通路４に、負圧制御弁５から
の制御負圧に応動するダイヤフラム式のＥＧＲ弁６を備
えている。
存し、その低減には燃焼温度の低温化が有効である。低
温予混合燃焼では、ＥＧＲによる酸素濃度の低減で、低
温燃焼を実現するため、排気通路２と吸気通路３のコレ
クタ部３ａとを結ぶＥＧＲ通路４に、負圧制御弁５から
の制御負圧に応動するダイヤフラム式のＥＧＲ弁６を備
えている。
【００２７】負圧制御弁５は、コントロールユニット４
１からのデューティ制御信号により駆動されるもので、
これによって運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るよ
うにしている。たとえば、低回転低負荷域でＥＧＲ率を
最大の１００パーセントとし、回転数、負荷が高くなる
に従い、ＥＧＲ率を減少させる。高負荷側では排気温度
が上昇するため、多量のＥＧＲガスを還流すると、吸気
温度の上昇によってＮＯｘ低減の効果が減少したり、噴
射燃料の着火遅れ期間が短くなって予混合燃焼が実現で
きなくなる等のため、ＥＧＲ率を段階的に減少させてい
る。
１からのデューティ制御信号により駆動されるもので、
これによって運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るよ
うにしている。たとえば、低回転低負荷域でＥＧＲ率を
最大の１００パーセントとし、回転数、負荷が高くなる
に従い、ＥＧＲ率を減少させる。高負荷側では排気温度
が上昇するため、多量のＥＧＲガスを還流すると、吸気
温度の上昇によってＮＯｘ低減の効果が減少したり、噴
射燃料の着火遅れ期間が短くなって予混合燃焼が実現で
きなくなる等のため、ＥＧＲ率を段階的に減少させてい
る。
【００２８】ＥＧＲ通路４の途中には、ＥＧＲガスの冷
却装置７を備える。これは、ＥＧＲ通路４の周りに形成
されエンジン冷却水の一部が循環されるウォータジャケ
ット８と、冷却水の導入口７ａに設けられ冷却水の循環
量を調整可能な流量制御弁９とからなり、コントロール
ユニット４１からの指令により、制御弁９を介して循環
量を増やすほどＥＧＲガスの冷却度が増す。
却装置７を備える。これは、ＥＧＲ通路４の周りに形成
されエンジン冷却水の一部が循環されるウォータジャケ
ット８と、冷却水の導入口７ａに設けられ冷却水の循環
量を調整可能な流量制御弁９とからなり、コントロール
ユニット４１からの指令により、制御弁９を介して循環
量を増やすほどＥＧＲガスの冷却度が増す。
【００２９】燃焼促進のため吸気ポート近傍の吸気通路
に所定の切欠を有するスワールコントロールバルブ（図
示しない）を備える。コントロールユニット４１によ
り、このスワールコントロールバルブが低回転低負荷域
で閉じられると、燃焼室に吸入される吸気の流速が高ま
り燃焼室にスワールが生成される。
に所定の切欠を有するスワールコントロールバルブ（図
示しない）を備える。コントロールユニット４１によ
り、このスワールコントロールバルブが低回転低負荷域
で閉じられると、燃焼室に吸入される吸気の流速が高ま
り燃焼室にスワールが生成される。
【００３０】燃焼室は大径トロイダル燃焼室（図示しな
い）である。これは、ピストンキャビティを、入口を絞
らずピストンの冠面から底部まで円筒状に形成したもの
で、その底部中央には、圧縮行程後期にピストンキャビ
ティの外部から旋回しながら流れ込むスワールに抵抗を
与えないように、さらに空気と燃料の混合を良好にする
ため、円錐部が形成されている。この入口を絞らない円
筒状のピストンキャビティにより、前述のスワールバル
ブ等によって生成されたスワールは、燃焼過程でピスト
ンが下降していくのに伴い、ピストンキャビティ内から
キャビティ外に拡散され、キャビティ外でもスワールが
持続される。
い）である。これは、ピストンキャビティを、入口を絞
らずピストンの冠面から底部まで円筒状に形成したもの
で、その底部中央には、圧縮行程後期にピストンキャビ
ティの外部から旋回しながら流れ込むスワールに抵抗を
与えないように、さらに空気と燃料の混合を良好にする
ため、円錐部が形成されている。この入口を絞らない円
筒状のピストンキャビティにより、前述のスワールバル
ブ等によって生成されたスワールは、燃焼過程でピスト
ンが下降していくのに伴い、ピストンキャビティ内から
キャビティ外に拡散され、キャビティ外でもスワールが
持続される。
【００３１】エンジンにはコモンレール式の燃料噴射装
置１０を備える。コモンレール式の燃料噴射装置１０の
構成も公知（第１３回内燃機関シンポジウム講演論文集
第７３頁〜第７７頁参照）であり、図２により概説す
る。
置１０を備える。コモンレール式の燃料噴射装置１０の
構成も公知（第１３回内燃機関シンポジウム講演論文集
第７３頁〜第７７頁参照）であり、図２により概説す
る。
【００３２】この燃料噴射装置１０は、主に燃料タンク
１１、燃料供給通路１２、サプライポンプ１４、コモン
レール（蓄圧室）１６、気筒毎に設けられるノズル１７
からなり、サプライポンプ１４により加圧された燃料は
燃料供給通路１５を介して蓄圧室１６にいったん蓄えら
れたあと、蓄圧室１６の高圧燃料が気筒数分のノズル１
７に分配される。
１１、燃料供給通路１２、サプライポンプ１４、コモン
レール（蓄圧室）１６、気筒毎に設けられるノズル１７
からなり、サプライポンプ１４により加圧された燃料は
燃料供給通路１５を介して蓄圧室１６にいったん蓄えら
れたあと、蓄圧室１６の高圧燃料が気筒数分のノズル１
７に分配される。
【００３３】ノズル１７は、針弁１８、ノズル室１９、
ノズル室１９への燃料供給通路２０、リテーナ２１、油
圧ピストン２２、針弁１８を閉弁方向（図で下方）に付
勢するリターンスプリング２３、油圧ピストン２２への
燃料供給通路２４、この通路２４に介装される三方弁
（電磁弁）２５などからなり、ノズル内の通路２０と２
４が連通して油圧ピストン２２上部とノズル室１９にと
もに高圧燃料が導かれる三方弁２５のＯＦＦ時（ポート
ＡとＢが連通、ポートＢとＣが遮断）には、油圧ピスト
ン２２の受圧面積が針弁１８の受圧面積より大きいこと
から、針弁１８が着座状態にあるが、三方弁２５がＯＮ
状態（ポートＡとＢが遮断、ポートＢとＣが連通）にな
ると、油圧ピストン２２上部の燃料が戻し通路２８を介
して燃料タンク１１に戻され、油圧ピストン２２に作用
する燃料圧力が低下する。これによって針弁１８が上昇
してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。三方弁２
５をふたたびＯＦＦ状態に戻せば、油圧ピストン２２に
蓄圧室１６の高圧燃料が導びかれて燃料噴射が終了す
る。つまり、三方弁２５のＯＦＦからＯＮへの切換時期
により燃料の噴射開始時期が、またＯＮ時間により燃料
噴射量が調整され、蓄圧室１６の圧力が同じであれば、
ＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。２６は
逆止弁、２７はオリフィスである。
ノズル室１９への燃料供給通路２０、リテーナ２１、油
圧ピストン２２、針弁１８を閉弁方向（図で下方）に付
勢するリターンスプリング２３、油圧ピストン２２への
燃料供給通路２４、この通路２４に介装される三方弁
（電磁弁）２５などからなり、ノズル内の通路２０と２
４が連通して油圧ピストン２２上部とノズル室１９にと
もに高圧燃料が導かれる三方弁２５のＯＦＦ時（ポート
ＡとＢが連通、ポートＢとＣが遮断）には、油圧ピスト
ン２２の受圧面積が針弁１８の受圧面積より大きいこと
から、針弁１８が着座状態にあるが、三方弁２５がＯＮ
状態（ポートＡとＢが遮断、ポートＢとＣが連通）にな
ると、油圧ピストン２２上部の燃料が戻し通路２８を介
して燃料タンク１１に戻され、油圧ピストン２２に作用
する燃料圧力が低下する。これによって針弁１８が上昇
してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。三方弁２
５をふたたびＯＦＦ状態に戻せば、油圧ピストン２２に
蓄圧室１６の高圧燃料が導びかれて燃料噴射が終了す
る。つまり、三方弁２５のＯＦＦからＯＮへの切換時期
により燃料の噴射開始時期が、またＯＮ時間により燃料
噴射量が調整され、蓄圧室１６の圧力が同じであれば、
ＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。２６は
逆止弁、２７はオリフィスである。
【００３４】この燃料噴射装置１０にはさらに、蓄圧室
圧力を調整するため、サプライポンプ１４から吐出され
た燃料を戻す通路１３に圧力調整弁３１を備える。この
調整弁３１は通路１３の流路を開閉するもので、蓄圧室
１６への燃料吐出量を調整することにより蓄圧室圧力を
調整する。蓄圧室１６の燃料圧力（噴射圧）によって燃
料噴射率が変化し、蓄圧室１６の燃料圧力が高くなるほ
ど燃料噴射率が高くなる。
圧力を調整するため、サプライポンプ１４から吐出され
た燃料を戻す通路１３に圧力調整弁３１を備える。この
調整弁３１は通路１３の流路を開閉するもので、蓄圧室
１６への燃料吐出量を調整することにより蓄圧室圧力を
調整する。蓄圧室１６の燃料圧力（噴射圧）によって燃
料噴射率が変化し、蓄圧室１６の燃料圧力が高くなるほ
ど燃料噴射率が高くなる。
【００３５】アクセル開度センサ３３、エンジン回転数
とクランク角度を検出するセンサ３４、気筒判別のため
のセンサ３５、水温センサ３６からの信号が入力される
コントロールユニット４１では、エンジン回転数とアク
セル開度に応じて目標燃料噴射量と蓄圧室１６の目標圧
力を演算し、圧力センサ３２により検出される蓄圧室圧
力がこの目標圧力と一致するように圧力調整弁３１を介
して蓄圧室１６の燃料圧力をフィードバック制御する。
とクランク角度を検出するセンサ３４、気筒判別のため
のセンサ３５、水温センサ３６からの信号が入力される
コントロールユニット４１では、エンジン回転数とアク
セル開度に応じて目標燃料噴射量と蓄圧室１６の目標圧
力を演算し、圧力センサ３２により検出される蓄圧室圧
力がこの目標圧力と一致するように圧力調整弁３１を介
して蓄圧室１６の燃料圧力をフィードバック制御する。
【００３６】また、演算した目標燃料噴射量に対応して
三方弁２５のＯＮ時間を制御するほか、三方弁２５のＯ
Ｎへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所
定の噴射開始時期を得るようにしている。たとえば、高
ＥＧＲ率の低回転低負荷側で噴射燃料の着火遅れ期間が
長くなるように燃料の噴射時期（噴射開始時期）をピス
トン上死点（ＴＤＣ）にまで遅延している。この遅延に
より、着火時期の燃焼室内の温度を低温状態にし、予混
合燃焼比率を増大させることにより、高ＥＧＲ率域での
スモークの発生を抑える。これに対して、回転数、負荷
が高くなるにしたがい、噴射時期を進めている。これ
は、着火遅れの時間が一定であっても、着火遅れクラン
ク角度（着火遅れの時間をクランク角度に換算した値）
がエンジン回転数の増加に比例して大きくなり、低ＥＧ
Ｒ率時に所定の着火時期を得るために、噴射時期を進め
るのである。
三方弁２５のＯＮ時間を制御するほか、三方弁２５のＯ
Ｎへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所
定の噴射開始時期を得るようにしている。たとえば、高
ＥＧＲ率の低回転低負荷側で噴射燃料の着火遅れ期間が
長くなるように燃料の噴射時期（噴射開始時期）をピス
トン上死点（ＴＤＣ）にまで遅延している。この遅延に
より、着火時期の燃焼室内の温度を低温状態にし、予混
合燃焼比率を増大させることにより、高ＥＧＲ率域での
スモークの発生を抑える。これに対して、回転数、負荷
が高くなるにしたがい、噴射時期を進めている。これ
は、着火遅れの時間が一定であっても、着火遅れクラン
ク角度（着火遅れの時間をクランク角度に換算した値）
がエンジン回転数の増加に比例して大きくなり、低ＥＧ
Ｒ率時に所定の着火時期を得るために、噴射時期を進め
るのである。
【００３７】図１に戻り、ＥＧＲ通路４の開口部下流の
排気通路２に可変容量ターボ過給機を備える。これは、
排気タービン５２のスクロール入口に、負圧アクチュエ
ータ５４により駆動される可変ノズル５３を設けたもの
で、コントロールユニット４１により、可変ノズル５３
は低回転域から所定の過給圧が得られるように、低回転
側では排気タービン５２に導入される排気の流速を高め
るノズル開度（傾動状態）に、高回転側では排気を抵抗
なく排気タービン５２に導入させノズル開度（全開状
態）に制御する。
排気通路２に可変容量ターボ過給機を備える。これは、
排気タービン５２のスクロール入口に、負圧アクチュエ
ータ５４により駆動される可変ノズル５３を設けたもの
で、コントロールユニット４１により、可変ノズル５３
は低回転域から所定の過給圧が得られるように、低回転
側では排気タービン５２に導入される排気の流速を高め
るノズル開度（傾動状態）に、高回転側では排気を抵抗
なく排気タービン５２に導入させノズル開度（全開状
態）に制御する。
【００３８】上記の負圧アクチュエータ５４は、制御負
圧に応動して可変ノズル５３を駆動するダイヤフラムア
クチュエータ５５と、このアクチュエータ５５への制御
負圧を調整する負圧制御弁５６とからなり、可変ノズル
５３の開口割合が、後述するようにして得られる目標開
口割合Ｒｖｎｔとなるように、デューティ制御信号が作
られ、このデューティ制御信号が負圧制御弁５６に出力
される。
圧に応動して可変ノズル５３を駆動するダイヤフラムア
クチュエータ５５と、このアクチュエータ５５への制御
負圧を調整する負圧制御弁５６とからなり、可変ノズル
５３の開口割合が、後述するようにして得られる目標開
口割合Ｒｖｎｔとなるように、デューティ制御信号が作
られ、このデューティ制御信号が負圧制御弁５６に出力
される。
【００３９】さて、過給圧制御という観点からみると、
ＥＧＲ制御も、過給圧制御の役割を物理的に果たしてい
る。つまり、ＥＧＲ量を変化させることにより過給圧も
変化する。逆に、過給圧を変化させると、排気圧力が変
化するため、ＥＧＲ量も変化することになり、過給圧と
ＥＧＲ量とは独立に制御できない。また、ややもすると
お互いに制御上の外乱となっている。なお、一方を変化
させた場合に、制御精度を確保するには、他方を適合し
直すことであるが、他方を適合し直した後には、もう一
方を再適合しなければならなくなるので、この方法で
は、過渡時の制御精度を確保することが困難である。
ＥＧＲ制御も、過給圧制御の役割を物理的に果たしてい
る。つまり、ＥＧＲ量を変化させることにより過給圧も
変化する。逆に、過給圧を変化させると、排気圧力が変
化するため、ＥＧＲ量も変化することになり、過給圧と
ＥＧＲ量とは独立に制御できない。また、ややもすると
お互いに制御上の外乱となっている。なお、一方を変化
させた場合に、制御精度を確保するには、他方を適合し
直すことであるが、他方を適合し直した後には、もう一
方を再適合しなければならなくなるので、この方法で
は、過渡時の制御精度を確保することが困難である。
【００４０】このように、過給圧とＥＧＲ量とはお互い
に影響を与え、ＥＧＲ量を変えると、ノズル開度を変え
る必要があるなど適切な適合が困難な上に、特に過渡時
は双方の制御精度が低下するので、コントロールユニッ
ト４１では、ＥＧＲ流速Ｃｑｅを予測し、この予測値に
基づいてＥＧＲ弁６の開度Ａｅｖを制御する。
に影響を与え、ＥＧＲ量を変えると、ノズル開度を変え
る必要があるなど適切な適合が困難な上に、特に過渡時
は双方の制御精度が低下するので、コントロールユニッ
ト４１では、ＥＧＲ流速Ｃｑｅを予測し、この予測値に
基づいてＥＧＲ弁６の開度Ａｅｖを制御する。
【００４１】コントロールユニット４１で実行されるこ
の制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説
明する。なお、後述する図３、図４、図８〜図１４は先
願装置（特願平９−９２３０６号参照）で、また図７は
別の先願装置（特願平９−１２５８９２号参照）ですで
に提案しているところと同様である。
の制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説
明する。なお、後述する図３、図４、図８〜図１４は先
願装置（特願平９−９２３０６号参照）で、また図７は
別の先願装置（特願平９−１２５８９２号参照）ですで
に提案しているところと同様である。
【００４２】まず、図３は目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを演
算するためのもので、ＲＥＦ信号（クランク角の基準位
置信号で、４気筒エンジンでは１８０度毎、６気筒エン
ジンでは１２０度毎の各信号）の入力毎に実行する。
算するためのもので、ＲＥＦ信号（クランク角の基準位
置信号で、４気筒エンジンでは１８０度毎、６気筒エン
ジンでは１２０度毎の各信号）の入力毎に実行する。
【００４３】ステップ１、２でエンジン回転数Ｎｅとア
クセル開度Ｃｌを読み込み、ステップ３では、これらＮ
ｅとＣｌに基づいて、図４を内容とするマップを検索す
ること等により、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを演算し、
ステップ４ではこの基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖに対して
エンジン冷却水温等による増量補正を行い、補正後の値
を目標燃料噴射量Ｑｓｏｌとして設定する。
クセル開度Ｃｌを読み込み、ステップ３では、これらＮ
ｅとＣｌに基づいて、図４を内容とするマップを検索す
ること等により、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを演算し、
ステップ４ではこの基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖに対して
エンジン冷却水温等による増量補正を行い、補正後の値
を目標燃料噴射量Ｑｓｏｌとして設定する。
【００４４】図５はＥＧＲ弁６の開口面積Ａｅｖを演算
するためのもので、ＲＥＦ信号の入力毎に実行する。ス
テップ１では目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋを演算する。このＴ
ｑｅｋの演算については図７のフローにより説明する。
するためのもので、ＲＥＦ信号の入力毎に実行する。ス
テップ１では目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋを演算する。このＴ
ｑｅｋの演算については図７のフローにより説明する。
【００４５】図７（図５ステップ１のサブルーチン）に
おいて、ステップ１、２では１シリンダ当たりの吸入空
気量Ｑａｃｎと目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算する。
おいて、ステップ１、２では１シリンダ当たりの吸入空
気量Ｑａｃｎと目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算する。
【００４６】ここで、Ｑａｃｎの演算については図８の
フローにより、またＭｅｇｒの演算については図１１の
フローにより説明する。
フローにより、またＭｅｇｒの演算については図１１の
フローにより説明する。
【００４７】まず、図８において、ステップ１ではエン
ジン回転数Ｎｅを読み込み、このエンジン回転数Ｎｅと
エアフローメータより得られる吸入空気量Ｑａｓ０とか
ら
ジン回転数Ｎｅを読み込み、このエンジン回転数Ｎｅと
エアフローメータより得られる吸入空気量Ｑａｓ０とか
ら
【００４８】
【数１】Ｑａｃ０＝（Ｑａｓ０／Ｎｅ）×ＫＣＯＮ＃ ただし、ＫＣＯＮ＃：定数、 の式により１シリンダ当たりの吸入空気量Ｑａｃ０を演
算する。
算する。
【００４９】上記のエアフローメータ３９（図１参照）
は、コンプレッサ上流の吸気通路３に設けており、エア
フローメータ３９からコレクタ部３ａまでの輸送遅れ分
のディレイ処理を行うため、ステップ３ではＬ（ただし
Ｌは定数）回前のＱａｃ０の値をコレクタ入口部３ａ位
置における１シリンダ当たりの吸入空気量Ｑａｃｎとし
て求めている。そして、ステップ４ではこのＱａｃｎに
対して
は、コンプレッサ上流の吸気通路３に設けており、エア
フローメータ３９からコレクタ部３ａまでの輸送遅れ分
のディレイ処理を行うため、ステップ３ではＬ（ただし
Ｌは定数）回前のＱａｃ０の値をコレクタ入口部３ａ位
置における１シリンダ当たりの吸入空気量Ｑａｃｎとし
て求めている。そして、ステップ４ではこのＱａｃｎに
対して
【００５０】
【数２】Ｑａｃ＝Ｑａｃn-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯ
Ｌ）＋Ｑａｃｎ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 Ｑａｃn-1：前回のＱａｃ、 の式（一次遅れの式）により吸気弁位置における１シリ
ンダ当たりの吸入空気量（この吸気量を、以下「シリン
ダ吸入空気量」で略称する。）Ｑａｃを演算する。これ
はコレクタ入口部３ａから吸気弁までのダイナミクスを
補償するためのものである。
Ｌ）＋Ｑａｃｎ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 Ｑａｃn-1：前回のＱａｃ、 の式（一次遅れの式）により吸気弁位置における１シリ
ンダ当たりの吸入空気量（この吸気量を、以下「シリン
ダ吸入空気量」で略称する。）Ｑａｃを演算する。これ
はコレクタ入口部３ａから吸気弁までのダイナミクスを
補償するためのものである。
【００５１】上記数１式右辺の吸入空気量Ｑａｓ０の検
出については図９のフローにより説明する。図９のフロ
ーは４ｍｓｅｃ毎に実行する。
出については図９のフローにより説明する。図９のフロ
ーは４ｍｓｅｃ毎に実行する。
【００５２】ステップ１ではエアフローメータ３９の出
力電圧Ｕｓを読み込み、このＵｓからステップ２で図１
０を内容とする電圧−流量変換テーブルを検索すること
等により吸入空気量Ｑａｓ０ ｄを演算する。さらに、
ステップ３でこのＱａｓ０ ｄに対して加重平均処理を行
い、その加重平均処理値を吸入空気量Ｑａｓ０として設
定する。
力電圧Ｕｓを読み込み、このＵｓからステップ２で図１
０を内容とする電圧−流量変換テーブルを検索すること
等により吸入空気量Ｑａｓ０ ｄを演算する。さらに、
ステップ３でこのＱａｓ０ ｄに対して加重平均処理を行
い、その加重平均処理値を吸入空気量Ｑａｓ０として設
定する。
【００５３】次に、図１１において、ステップ１ではエ
ンジン回転数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、エンジン
冷却水温Ｔｗを読み込む。ステップ２ではエンジン回転
数Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｓｏｌから図１２を内容とす
るマップを検索すること等により基本目標ＥＧＲ率Ｍｅ
ｇｒｂを演算する。この場合、基本目標ＥＧＲ率は、エ
ンジンの使用頻度の高い領域、つまり低回点、低負荷
（低噴射量）になるほど大きくなり、スモークが発生し
やすい高出力時には小さくする。
ンジン回転数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、エンジン
冷却水温Ｔｗを読み込む。ステップ２ではエンジン回転
数Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｓｏｌから図１２を内容とす
るマップを検索すること等により基本目標ＥＧＲ率Ｍｅ
ｇｒｂを演算する。この場合、基本目標ＥＧＲ率は、エ
ンジンの使用頻度の高い領域、つまり低回点、低負荷
（低噴射量）になるほど大きくなり、スモークが発生し
やすい高出力時には小さくする。
【００５４】次にステップ３で冷却水温Ｔｗから図１３
を内容とするテーブルを検索すること等により、基本目
標ＥＧＲ率の水温補正係数Ｋｅｇｒ ｔｗを演算する。
そして、ステップ４において、基本目標ＥＧＲ率とこの
水温補正係数とから、
を内容とするテーブルを検索すること等により、基本目
標ＥＧＲ率の水温補正係数Ｋｅｇｒ ｔｗを演算する。
そして、ステップ４において、基本目標ＥＧＲ率とこの
水温補正係数とから、
【００５５】
【数３】Ｍｅｇｒ＝Ｍｅｇｒｂ×Ｋｅｇｒ ｔｗ の式により目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを算出する。
【００５６】ステップ５ではエンジンの状態が完爆状態
であるか否かを判定する。ただし、この完爆の判定は、
図１４のフローで後述する。
であるか否かを判定する。ただし、この完爆の判定は、
図１４のフローで後述する。
【００５７】ステップ６では完爆状態かどうかみて、完
爆状態のときは、今回の処理をそのまま終了し、完爆状
態でないと判定されたときは、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを
０として今回の処理を終了する。
爆状態のときは、今回の処理をそのまま終了し、完爆状
態でないと判定されたときは、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを
０として今回の処理を終了する。
【００５８】これにより、エンジンの完爆後にＥＧＲ制
御が行われ、完爆前は安定した始動性を確保するために
もＥＧＲは行われない。
御が行われ、完爆前は安定した始動性を確保するために
もＥＧＲは行われない。
【００５９】図１４はエンジンの完爆を判定するための
ものである。ステップ１でエンジン回転数Ｎｅを読み込
み、このエンジン回転数Ｎｅと完爆回転数に相当する完
爆判定スライスレベルＮＲＰＭＫとをステップ２におい
て比較する。Ｎｅのほうが大きいときは完爆と判断し、
ステップ３に進む。ここでは、カウンタＴｍｒｋｂと所
定時間ＴＭＲＫＢＰとを比較し、カウンタＴｍｒｋｂが
所定時間よりも大きいときは、ステップ４に進み、完爆
したものとして処理を終了する。
ものである。ステップ１でエンジン回転数Ｎｅを読み込
み、このエンジン回転数Ｎｅと完爆回転数に相当する完
爆判定スライスレベルＮＲＰＭＫとをステップ２におい
て比較する。Ｎｅのほうが大きいときは完爆と判断し、
ステップ３に進む。ここでは、カウンタＴｍｒｋｂと所
定時間ＴＭＲＫＢＰとを比較し、カウンタＴｍｒｋｂが
所定時間よりも大きいときは、ステップ４に進み、完爆
したものとして処理を終了する。
【００６０】これに対して、ステップ２でＮｅのほうが
小さいときは、ステップ６に進み、カウンタＴｍｒｋｂ
をクリアし、ステップ７で完爆状態にはないものとして
処理を終了する。また、ステップ２でＮｅよりも大きい
ときでも、ステップ３でカウンタＴｍｒｋｂが所定時間
よりも小さいときは、ステップ５でカウンタをインクリ
メントし、完爆でないと判断する。
小さいときは、ステップ６に進み、カウンタＴｍｒｋｂ
をクリアし、ステップ７で完爆状態にはないものとして
処理を終了する。また、ステップ２でＮｅよりも大きい
ときでも、ステップ３でカウンタＴｍｒｋｂが所定時間
よりも小さいときは、ステップ５でカウンタをインクリ
メントし、完爆でないと判断する。
【００６１】これらにより、エンジン回転数が所定値
（たとえば４００ｒｐｍ）以上であって、かつこの状態
が所定時間にわたり継続されたときに完爆したものと判
定するのである。
（たとえば４００ｒｐｍ）以上であって、かつこの状態
が所定時間にわたり継続されたときに完爆したものと判
定するのである。
【００６２】このようにして図８によりシリンダ吸入空
気量Ｑａｃｎ、図１１により目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒの演
算を終了したら、図７のステップ３に戻り、両者から
気量Ｑａｃｎ、図１１により目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒの演
算を終了したら、図７のステップ３に戻り、両者から
【００６３】
【数４】Ｍｑｅｃ＝Ｑａｃｎ×Ｍｅｇｒ の式により要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃを演算する。
【００６４】ステップ４ではこのＭｑｅｃに対して、Ｋ
ＩＮ×ＫＶＯＬを加重平均係数とする
ＩＮ×ＫＶＯＬを加重平均係数とする
【００６５】
【数５】Ｒｑｅｃ＝Ｍｑｅｃ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ＋Ｒｑ
ｅｃn-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ） ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 Ｒｑｅｃn-1：前回の中間処理値、 の式により、中間処理値（加重平均値）Ｒｑｅｃを演算
し、このＲｑｅｃと要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃを用いてステ
ップ５で
ｅｃn-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ） ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 Ｒｑｅｃn-1：前回の中間処理値、 の式により、中間処理値（加重平均値）Ｒｑｅｃを演算
し、このＲｑｅｃと要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃを用いてステ
ップ５で
【００６６】
【数６】Ｔｑｅｃ＝Ｍｑｅｃ×ＧＫＱＥＣ＋Ｒｑｅｃ
n-1×（１−ＧＫＱＥＣ） ただし、ＧＫＱＥＣ：進み補正ゲイン、 の式により進み補正を行って、１シリンダ当たりの目標
ＥＧＲ量Ｔｑｅｃを演算する。要求値に対して吸気系の
遅れ（すなわちＥＧＲ弁６→コレクタ部３ａ→吸気マニ
ホールド→吸気弁の容量分の遅れ）があるので、ステッ
プ４、５はこの遅れ分の進み処理を行うものである。
n-1×（１−ＧＫＱＥＣ） ただし、ＧＫＱＥＣ：進み補正ゲイン、 の式により進み補正を行って、１シリンダ当たりの目標
ＥＧＲ量Ｔｑｅｃを演算する。要求値に対して吸気系の
遅れ（すなわちＥＧＲ弁６→コレクタ部３ａ→吸気マニ
ホールド→吸気弁の容量分の遅れ）があるので、ステッ
プ４、５はこの遅れ分の進み処理を行うものである。
【００６７】ステップ６では
【００６８】
【数７】Ｔｑｅｋ＝Ｔｑｅｃ×（Ｎｅ／ＫＣＯＮ＃） ただし、ＫＣＯＮ＃：定数、 の式により単位変換（１シリンダ当たり→単位時間当た
り）を行って、目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋを求める。
り）を行って、目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋを求める。
【００６９】このようにして目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋの演
算を終了したら、図５のステップ２に戻り、ＥＧＲ流速
Ｃｑｅを演算する。このＣｑｅの演算については図１５
のフローにより説明する。
算を終了したら、図５のステップ２に戻り、ＥＧＲ流速
Ｃｑｅを演算する。このＣｑｅの演算については図１５
のフローにより説明する。
【００７０】図１５（図５のステップ２のサブルーチ
ン）において、ステップ１では要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃ
（図７のステップ３で既に得ている）、目標ＥＧＲ率Ｍ
ｅｇｒ（図１１で既に得ている）、シリンダ吸入空気量
Ｑａｃ（図８で既に得ている）を読み込む。ステップ
２、３では、要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃと目標ＥＧＲ率Ｍｅ
ｇｒから、
ン）において、ステップ１では要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃ
（図７のステップ３で既に得ている）、目標ＥＧＲ率Ｍ
ｅｇｒ（図１１で既に得ている）、シリンダ吸入空気量
Ｑａｃ（図８で既に得ている）を読み込む。ステップ
２、３では、要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃと目標ＥＧＲ率Ｍｅ
ｇｒから、
【００７１】
【数８】Ｑｅｃ＝Ｍｑｅｃ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×ＫＱＥ
＃＋Ｑｅｃn-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×ＫＱＥ＃） Ｒｅｇｒ＝Ｍｅｇｒ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×ＫＭＥ＃＋Ｒ
ｅｇｒn-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×ＫＭＥ＃） ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 ＫＱＥ＃：定数、 ＫＭＥ＃：定数、 Ｑｅｃn-1：前回のＱｅｃ、 Ｒｅｇｒn-1：前回のＲｅｇｒ、 の式（一次遅れの式）により、吸気弁位置における１シ
リンダ当たりのＥＧＲ量（このＥＧＲ量を、以下「実Ｅ
ＧＲ量」で略称する。）Ｑｅｃと、同じく吸気弁位置に
おけるＥＧＲ率（目標ＥＧＲ率に対して一次遅れで応答
するこのＥＧＲ率を、以下「実ＥＧＲ率」で略称す
る。）Ｒｅｇｒを演算する。これは、吸気管容積に起因
して、要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃに対して過渡時に応答遅れ
をもって実際にシリンダに吸入されるＥＧＲ量と、同じ
く吸気管容積に起因して、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに対し
て過渡時に応答遅れをもって実際に変化するＥＧＲ率を
簡易に求めるようにするものである。
＃＋Ｑｅｃn-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×ＫＱＥ＃） Ｒｅｇｒ＝Ｍｅｇｒ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×ＫＭＥ＃＋Ｒ
ｅｇｒn-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×ＫＭＥ＃） ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 ＫＱＥ＃：定数、 ＫＭＥ＃：定数、 Ｑｅｃn-1：前回のＱｅｃ、 Ｒｅｇｒn-1：前回のＲｅｇｒ、 の式（一次遅れの式）により、吸気弁位置における１シ
リンダ当たりのＥＧＲ量（このＥＧＲ量を、以下「実Ｅ
ＧＲ量」で略称する。）Ｑｅｃと、同じく吸気弁位置に
おけるＥＧＲ率（目標ＥＧＲ率に対して一次遅れで応答
するこのＥＧＲ率を、以下「実ＥＧＲ率」で略称す
る。）Ｒｅｇｒを演算する。これは、吸気管容積に起因
して、要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃに対して過渡時に応答遅れ
をもって実際にシリンダに吸入されるＥＧＲ量と、同じ
く吸気管容積に起因して、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに対し
て過渡時に応答遅れをもって実際に変化するＥＧＲ率を
簡易に求めるようにするものである。
【００７２】このようにして求めた実ＥＧＲ量Ｑｅｃと
実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒよりステップ８において、たとえば
図１６を内容とするマップを検索することにより、ＥＧ
Ｒ流速Ｃｑｅを演算する。
実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒよりステップ８において、たとえば
図１６を内容とするマップを検索することにより、ＥＧ
Ｒ流速Ｃｑｅを演算する。
【００７３】なお、ＥＧＲ流速Ｃｑｅを演算するのに用
いるパラメータは実ＥＧＲ量Ｑｅｃと実ＥＧＲ率Ｒｅｇ
ｒの組み合わせに限られるものでない。たとえば、 目標ＥＧＲ量である上記のＭｑｅｃと目標ＥＧＲ率Ｍ
ｅｇｒから、 目標ＥＧＲ量である上記のＭｑｅｃと実ＥＧＲ率Ｒｅ
ｇｒから、 実ＥＧＲ量Ｑｅｃと目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒから ＥＧＲ流速Ｃｑｅを演算させてもかまわない。
いるパラメータは実ＥＧＲ量Ｑｅｃと実ＥＧＲ率Ｒｅｇ
ｒの組み合わせに限られるものでない。たとえば、 目標ＥＧＲ量である上記のＭｑｅｃと目標ＥＧＲ率Ｍ
ｅｇｒから、 目標ＥＧＲ量である上記のＭｑｅｃと実ＥＧＲ率Ｒｅ
ｇｒから、 実ＥＧＲ量Ｑｅｃと目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒから ＥＧＲ流速Ｃｑｅを演算させてもかまわない。
【００７４】説明を飛ばしたステップ４〜７はＥＧＲの
作動開始時の初期値を設定する部分である。具体的に
は、ステップ４で実ＥＧＲ量Ｑｅｃと０を比較する。Ｑ
ｅｃ＝０（つまりＥＧＲの非作動時）であるときは、ス
テップ５に進み、
作動開始時の初期値を設定する部分である。具体的に
は、ステップ４で実ＥＧＲ量Ｑｅｃと０を比較する。Ｑ
ｅｃ＝０（つまりＥＧＲの非作動時）であるときは、ス
テップ５に進み、
【００７５】
【数９】Ｑｅｃ＝Ｑａｃ×ＭＥＧＲＬ＃ ただし、ＭＥＧＲＬ＃：定数、 の式により、実ＥＧＲ量Ｑｅｃを設定する。同様にし
て、ステップ６では実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒと０を比較し、
Ｒｅｇｒ＝０のときはステップ７で
て、ステップ６では実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒと０を比較し、
Ｒｅｇｒ＝０のときはステップ７で
【００７６】
【数１０】Ｒｅｇｒ＝ＭＥＧＲＬ＃ の式により実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを設定する。
【００７７】ＥＧＲ弁６の全閉時にＥＧＲ弁６を通過す
るＥＧＲ流速は当然のことながらゼロであるが、数９
式、数１０式はＥＧＲの作動開始時のことを考えて、Ｅ
ＧＲ流速の演算に用いるパラメータの初期値を設定す
る。定数ＭＥＧＲＬ＃の値は非常に小さい値で、たとえ
ば０．５である。さらに述べると、運転条件によってＥ
ＧＲの作動開始時のＥＧＲ弁前後の差圧（したがってＥ
ＧＲ流速も）が異なるため、これに対処するものであ
る。この場合、ＥＧＲの作動開始時のＥＧＲ弁前後の差
圧はシリンダ吸入空気量Ｑａｃに関係する。そこで、数
９式によりＱａｃに比例してＱｅｃの初期値を与えるこ
とで、ＥＧＲの作動開始時のＥＧＲ流速の演算精度が向
上する。
るＥＧＲ流速は当然のことながらゼロであるが、数９
式、数１０式はＥＧＲの作動開始時のことを考えて、Ｅ
ＧＲ流速の演算に用いるパラメータの初期値を設定す
る。定数ＭＥＧＲＬ＃の値は非常に小さい値で、たとえ
ば０．５である。さらに述べると、運転条件によってＥ
ＧＲの作動開始時のＥＧＲ弁前後の差圧（したがってＥ
ＧＲ流速も）が異なるため、これに対処するものであ
る。この場合、ＥＧＲの作動開始時のＥＧＲ弁前後の差
圧はシリンダ吸入空気量Ｑａｃに関係する。そこで、数
９式によりＱａｃに比例してＱｅｃの初期値を与えるこ
とで、ＥＧＲの作動開始時のＥＧＲ流速の演算精度が向
上する。
【００７８】このようにしてＥＧＲ流速Ｃｑｅの演算を
終了したら図５に戻り、このＥＧＲ流速Ｃｑｅと目標Ｅ
ＧＲ量Ｔｑｅｋとから
終了したら図５に戻り、このＥＧＲ流速Ｃｑｅと目標Ｅ
ＧＲ量Ｔｑｅｋとから
【００７９】
【数１１】Ａｅｖ＝Ｔｑｅｋ／Ｃｑｅ の式でＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖを演算する。
【００８０】このようにして得られたＥＧＲ弁開口面積
Ａｅｖは、図示しないフローにおいて図６を内容とする
テーブルを検索する等によりＥＧＲ弁６のリフト量に変
換され、このＥＧＲ弁リフト量になるように、負圧制御
弁５へのデューティ制御信号が作られ、このデューティ
制御信号が負圧制御弁５に出力される。
Ａｅｖは、図示しないフローにおいて図６を内容とする
テーブルを検索する等によりＥＧＲ弁６のリフト量に変
換され、このＥＧＲ弁リフト量になるように、負圧制御
弁５へのデューティ制御信号が作られ、このデューティ
制御信号が負圧制御弁５に出力される。
【００８１】ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００８２】図１７に示したように実ＥＧＲ量Ｑｅｃと
目標ＥＧＲ率ＭｅｇｒとＥＧＲ流速Ｃｑｅの間には、可
変ノズルのノズル開度に関係なく強い相関がある、とい
う初めての知見を得たことより、本実施形態のように、
実ＥＧＲ量Ｑｅｃと実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒに基づいてＥＧ
Ｒ流速Ｃｑｅを予測し、この予測値に基づいてＥＧＲ弁
を制御することで、可変容量ターボ過給機を備えるエン
ジンにおいても、目標ＥＧＲ量を精度よく演算できるこ
とになった。
目標ＥＧＲ率ＭｅｇｒとＥＧＲ流速Ｃｑｅの間には、可
変ノズルのノズル開度に関係なく強い相関がある、とい
う初めての知見を得たことより、本実施形態のように、
実ＥＧＲ量Ｑｅｃと実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒに基づいてＥＧ
Ｒ流速Ｃｑｅを予測し、この予測値に基づいてＥＧＲ弁
を制御することで、可変容量ターボ過給機を備えるエン
ジンにおいても、目標ＥＧＲ量を精度よく演算できるこ
とになった。
【００８３】また、ＥＧＲガス流速は、定常と過渡とに
関係のない値であるため、過渡を含めて目標ＥＧＲ量を
精度よく演算できる。
関係のない値であるため、過渡を含めて目標ＥＧＲ量を
精度よく演算できる。
【００８４】また、過渡時には実際のＥＧＲ量が目標Ｅ
ＧＲ量から、また実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率からず
れる。このずれは吸気系容積分の遅れによるものである
ため、過渡時にも目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率からＥＧ
Ｒ流速を演算したのでは、吸気系容積分の遅れに伴うＥ
ＧＲ流速誤差が生じてしまうのであるが、本実施形態に
よれば、目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に対して吸気系の
遅れ処理を施した値である実ＥＧＲ量Ｑｅｃと実ＥＧＲ
率ＲｅｇｒからＥＧＲ流速Ｃｑｅを演算するので、過渡
時にもＥＧＲ流速Ｃｑｅを精度よく演算することができ
る。
ＧＲ量から、また実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率からず
れる。このずれは吸気系容積分の遅れによるものである
ため、過渡時にも目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率からＥＧ
Ｒ流速を演算したのでは、吸気系容積分の遅れに伴うＥ
ＧＲ流速誤差が生じてしまうのであるが、本実施形態に
よれば、目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に対して吸気系の
遅れ処理を施した値である実ＥＧＲ量Ｑｅｃと実ＥＧＲ
率ＲｅｇｒからＥＧＲ流速Ｃｑｅを演算するので、過渡
時にもＥＧＲ流速Ｃｑｅを精度よく演算することができ
る。
【００８５】実施形態では、ＥＧＲ流速を予測し、この
予測値に基づいてＥＧＲ弁を制御する場合で説明した
が、ＥＧＲ流速と一定の関係にあるＥＧＲ弁の前後差圧
（前後差圧は流速の二乗に比例する）を予測するように
してもかまわない。
予測値に基づいてＥＧＲ弁を制御する場合で説明した
が、ＥＧＲ流速と一定の関係にあるＥＧＲ弁の前後差圧
（前後差圧は流速の二乗に比例する）を予測するように
してもかまわない。
【００８６】実施形態では、ＥＧＲ弁に作動応答遅れが
生じないものとして説明したが、ＥＧＲ弁駆動用アクチ
ュエータに応答遅れがある場合には、この応答遅れによ
ってもＥＧＲ流速誤差が生じる。これに対処するには、
実ＥＧＲ量Ｑｅｃと実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒに対してさらに
ＥＧＲ弁の応答遅れ処理を施せばよく、これによって、
ＥＧＲ弁駆動用アクチュエータに応答遅れがある場合で
あっても、ＥＧＲ流速を精度よく演算することができ
る。
生じないものとして説明したが、ＥＧＲ弁駆動用アクチ
ュエータに応答遅れがある場合には、この応答遅れによ
ってもＥＧＲ流速誤差が生じる。これに対処するには、
実ＥＧＲ量Ｑｅｃと実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒに対してさらに
ＥＧＲ弁の応答遅れ処理を施せばよく、これによって、
ＥＧＲ弁駆動用アクチュエータに応答遅れがある場合で
あっても、ＥＧＲ流速を精度よく演算することができ
る。
【００８７】実施形態では、熱発生のパターンが単段燃
焼となる、いわゆる低温予混合燃焼を行わせる場合で説
明したが、予混合燃焼の後に拡散燃焼が付加される、通
常のディーゼル燃焼の場合でも、本発明を適用できるこ
とはいうまでもない。
焼となる、いわゆる低温予混合燃焼を行わせる場合で説
明したが、予混合燃焼の後に拡散燃焼が付加される、通
常のディーゼル燃焼の場合でも、本発明を適用できるこ
とはいうまでもない。
【図１】一実施形態の制御システム図。
【図２】コモンレール式燃料噴射装置の概略構成図。
【図３】目標燃料噴射量の演算を説明するためのフロー
チャート。
チャート。
【図４】基本燃料噴射量のマップ特性図。
【図５】ＥＧＲ弁開口面積の演算を説明するためのフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図６】ＥＧＲ弁開口面積に対するＥＧＲ弁駆動信号の
特性図。
特性図。
【図７】目標ＥＧＲ量の演算を説明するためのフローチ
ャート。
ャート。
【図８】シリンダ吸入空気量の演算を説明するためのフ
ローチャート。
ローチャート。
【図９】吸入空気量の検出を説明するためのフローチャ
ート。
ート。
【図１０】エアフローメータ出力電圧に対する吸入空気
量の特性図。
量の特性図。
【図１１】目標ＥＧＲ率の演算を説明するためのフロー
チャート。
チャート。
【図１２】基本目標ＥＧＲ率のマップ特性図。
【図１３】水温補正係数のテーブル特性図。
【図１４】完爆判定を説明するためのフローチャート。
【図１５】ＥＧＲ流速の演算を説明するためのフローチ
ャート。
ャート。
【図１６】ＥＧＲ流速のマップ特性図。
【図１７】ＥＧＲ量、ＥＧＲ率、ＥＧＲ流速の関係を示
す特性図。
す特性図。
【図１８】第１の発明のクレーム対応図。
【図１９】第２の発明のクレーム対応図。
４ ＥＧＲ通路 ６ ＥＧＲ弁 ４１ コントロールユニット ５２ 排気タービン ５３ 可変ノズル
フロントページの続き (72)発明者 白河 暁 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 AA01 AA05 CA00 DA06 EA04 ED08 FA10 FA13 GA01 GA21
Claims (7)
- 【請求項１】ＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁を備え、 エンジンの運転条件を検出する手段と、 この運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ率を演算す
る手段と、 この目標ＥＧＲ率と前記運転条件の検出値に基づいて目
標ＥＧＲ量を設定する手段と、 この目標ＥＧＲ量と前記目標ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ
流速を演算する手段と、 このＥＧＲ流速と前記目標ＥＧＲ量から前記ＥＧＲ弁の
開口面積を演算する手段６６と、 このＥＧＲ弁開口面積となるように前記ＥＧＲ弁を制御
する手段とを設けたことを特徴とするディーゼルエンジ
ンの制御装置。 - 【請求項２】ＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁を備え、 エンジンの運転条件を検出する手段と、 この運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ率を演算す
る手段と、 この目標ＥＧＲ率と前記運転条件の検出値に基づいて目
標ＥＧＲ量を設定する手段と、 この目標ＥＧＲ量と前記目標ＥＧＲ率に基づいて前記Ｅ
ＧＲ弁の前後差圧を演算する手段と、 このＥＧＲ弁前後差圧と前記目標ＥＧＲ量から前記ＥＧ
Ｒ弁の開口面積を演算する手段と、 このＥＧＲ弁開口面積となるように前記ＥＧＲ弁を制御
する手段とを設けたことを特徴とするディーゼルエンジ
ンの制御装置。 - 【請求項３】前記ＥＧＲ流速を演算するのに用いる目標
ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に代えて、目標ＥＧＲ量と目標
ＥＧＲ率に対して吸気系の遅れ処理を施した値を用いる
ことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン
の制御装置。 - 【請求項４】前記ＥＧＲ弁前後差圧を演算するのに用い
る目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に代えて、目標ＥＧＲ量
と目標ＥＧＲ率に対して吸気系の遅れ処理を施した値を
用いることを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエ
ンジンの制御装置。 - 【請求項５】前記目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に吸気系
の遅れ処理を施した値に対してさらに前記ＥＧＲ弁の作
動応答遅れ処理を施すことを特徴とする請求項３または
４に記載のディーゼルエンジンの制御装置。 - 【請求項６】ＥＧＲの作動開始時の目標ＥＧＲ量の吸気
系遅れ処理値を、そのときの吸入空気量に応じて設定す
ることを特徴とする請求項３または４に記載のディーゼ
ルエンジンの制御装置。 - 【請求項７】ＥＧＲの作動開始時の目標ＥＧＲ率の吸気
系遅れ処理値をゼロでない所定値で設定することを特徴
とする請求項３または４に記載のディーゼルエンジンの
制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23313799A JP3546768B2 (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | ディーゼルエンジンの制御装置 |
| DE60016108T DE60016108T2 (de) | 1999-08-19 | 2000-08-17 | Regelung für einen Dieselmotor |
| EP00117728A EP1077320B1 (en) | 1999-08-19 | 2000-08-17 | Control for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23313799A JP3546768B2 (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | ディーゼルエンジンの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001059453A true JP2001059453A (ja) | 2001-03-06 |
| JP3546768B2 JP3546768B2 (ja) | 2004-07-28 |
Family
ID=16950319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23313799A Expired - Fee Related JP3546768B2 (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | ディーゼルエンジンの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3546768B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009293585A (ja) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
| JP2010059916A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Yanmar Co Ltd | エンジン |
-
1999
- 1999-08-19 JP JP23313799A patent/JP3546768B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009293585A (ja) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
| JP2010059916A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Yanmar Co Ltd | エンジン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3546768B2 (ja) | 2004-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3633343B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP3687485B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP3918402B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP3972599B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP3656518B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| US6625985B2 (en) | Control of turbocharger | |
| US6658847B2 (en) | Control of supercharger | |
| JP3835152B2 (ja) | 過給機の制御装置 | |
| JP4442643B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化制御装置 | |
| US6510692B2 (en) | Control of supercharger | |
| JP2002276444A (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP3879343B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP3721962B2 (ja) | ターボ過給機の制御装置 | |
| JP3546768B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP4639480B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP3835471B2 (ja) | 過給機の制御装置 | |
| JP3687487B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP3603685B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP3859010B2 (ja) | ターボ過給機の制御装置 | |
| JP3572392B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP4438773B2 (ja) | ターボ過給機の制御装置 | |
| JP3859011B2 (ja) | ターボ過給機の制御装置 | |
| JP4062343B2 (ja) | ターボ過給機の制御装置 | |
| JP3651383B2 (ja) | 過給機の制御装置 | |
| JP3651384B2 (ja) | 過給機の制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040323 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040405 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3546768 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090423 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090423 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100423 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110423 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120423 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140423 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |