JPH05118239A

JPH05118239A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPH05118239A
Application number: JP3305298A
Authority: JP
Inventors: Masaru Ogawa; 賢小川; Kotaro Miyashita; 光太郎宮下; Yoshinao Hara; 義尚原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-10-24
Filing date: 1991-10-24
Publication date: 1993-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】排気還流機構を備えた内燃機関の各気筒の燃
焼室に供給される混合気の空燃比をより正確に制御す
る。【構成】吸気管付着燃料量ＴＷＰ（Ｎ）の算出に用い
る直接率（噴射された燃料のうち、燃焼室に吸入される
燃料の割合）Ａ及び持ち去り率（吸気管付着燃料のう
ち、燃焼室に持ち去られる燃料の割合）Ｂが、機関冷却
水温度ＴＷ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定され
たマップを用いて算出される（Ｓ７１）。直接率Ａ及び
持ち去り率Ｂは機関回転数及び還流ガス量を示すパラメ
ータ（ＫＥＧＲＮ）に応じて補正され（Ｓ７２，Ｓ７
５，Ｓ７６）、補正された直接率Ａｅ及び持ち去り率Ｂ
ｅを用いて吸気管付着燃料量ＴＷＰ（Ｎ）が算出される
（図９）。燃料噴射量Ｔoutは、ＴＷＰ（Ｎ），Ａｅ及
びＢｅを用いて算出される（Ｓ８０，Ｓ８２）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気還流機構を備えた
内燃機関の制御装置に関し、特に排気還流実行時におい
て、機関の吸気管内に噴射した燃料が吸気管壁に付着す
る点を考慮した燃料供給量の補正を行う制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】排気還流機構を備えた内燃機関において、排気還流実
行時には、燃料供給量を補正することは従来より知られ
ている。また、排気還流路の途中に配設された還流制御
弁の作動応答遅れがあることを考慮し、燃料供給量の補
正の開始又は終了時期を、還流制御弁が閉弁状態から開
弁状態へ、又はその逆に切換えられた時点から機関運転
状態に応じた時間だけ遅延させるようにした制御装置も
従来より知られている（特開平１−２０３６４１号公
報）。

【０００３】また、燃料を吸気管内に噴射するタイプ
の機関においては、噴射した燃料の一部が吸気管壁に付
着し、必要とする燃料量が燃焼室に吸入されないという
問題がある。この問題を解決するために、吸気管壁に付
着する燃料量と、付着した燃料が気化して燃焼室に吸入
される量とを予測し、これらの予測量を考慮して燃料噴
射量を決定するようにした燃料供給制御方法が、従来よ
り知られている（特開昭６１−１２６３３７号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の制御装置は、吸気管壁に付着する燃料の影響を考慮し
ておらず、また上記の制御方法は、排気還流が行われ
る場合を考慮していないため、両者を単に組み合わせた
だけでは、燃焼室に供給される混合気の空燃比を所望値
に正確に制御することができず、改善の余地が残されて
いた。

【０００５】本発明は上述の点に鑑みなされたものであ
り、排気還流機構を備えた内燃機関の燃焼室に供給され
る混合気の空燃比を適切に制御し、機関の排気ガス特性
及び運転性をより向上させることができる制御装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、排気ガスの吸気系への還流を制御する還流ガ
ス制御弁を含む排気還流機構を備えた内燃機関の制御装
置であって、前記機関の回転数及び負荷状態に基づいて
該機関に供給すべき燃料量を算出する供給燃料量算出手
段と、前記機関の吸気管の壁面に付着する付着燃料量を
予測する付着燃料量予測手段と、前記吸気管壁面に付着
している燃料から前記機関の燃焼室に持ち去られる持ち
去り燃料量を予測する持ち去り燃料量予測手段と、前記
供給燃料量算出手段により算出された燃料量を、前記付
着燃料量と持ち去り燃料量とに応じて補正する供給燃料
量補正手段と、該供給燃料量補正手段により補正された
量の燃料を前記機関の吸気管内に噴射する燃料噴射手段
と、前記機関の運転状態に基づいて還流ガス制御弁を制
御することにより還流ガス量を制御する還流ガス量制御
手段とを有する制御装置において、前記還流ガス量を算
出する還流ガス量算出手段と、該還流ガス量に応じて前
記付着燃料量及び持ち去り燃料量を補正する予測燃料量
補正手段とを設けるようにしたものである。

【０００７】また、前記還流ガス量算出手段は、前記還
流ガス制御弁及び還流ガスの動特性と、前記機関の回転
数及び負荷状態とに基づいて還流ガス量を算出すること
が望ましい。

【０００８】

【作用】還流ガス量が算出され、この還流ガス量に応じ
て補正された付着燃料量及び持ち去り燃料量に応じて供
給燃料量が補正される。

【０００９】また、還流ガス量は、還流ガス制御弁及び
還流ガスの動特性と、機関の回転数及び負荷状態とに基
づいて算出される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１１】図１は、本発明の一実施例に係る排気還流
機構を装備した内燃機関（以下単に「エンジン」とい
う）及びその制御装置の全体構成図であり、例えば４気
筒のエンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が
設けられている。スロットル弁３にはスロットル弁開度
（θＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル
弁３の開度に応じた電気信号を出力してエンジン制御用
電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５
に供給する。

【００１２】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接
続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁
時間が制御される。

【００１３】エンジン１の各気筒の点火プラグ１６はＥ
ＣＵ５に電気的に接続されており、ＥＣＵ５により点火
時期θＩＧが制御される。

【００１４】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７が設けられており、この
絶対圧センサ７により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気
温（ＴＡ)センサ８が取付けられており、吸気温ＴＡを
検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給す
る。

【００１５】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（ＴＷ）センサ９はサーミスタ等から成り、エンジン
水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出
力してＥＣＵ５に供給する。エンジン回転数（ＮＥ）セ
ンサ１０及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１１はエンジン
１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付け
られている。エンジン回転数センサ１０はエンジン１の
クランク軸の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置
でパルス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力
し、気筒判別センサ１１は特定の気筒の所定のクランク
角度位置で信号パルスを出力するものであり、これらの
各信号パルスはＥＣＵ５に供給される。

【００１６】三元触媒１４はエンジン１の排気管１３に
配置されており、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の
成分の浄化を行う。排気ガス濃度検出器としてのＯ₂セ
ンサ１２は排気管１３の三元触媒１４の上流側に装着さ
れており、排気ガス中の酸素濃度を検出してその検出値
に応じた信号を出力しＥＣＵ５に供給する。

【００１７】次に、排気還流機構２０について説明す
る。

【００１８】この機構２０の排気還流路２１は、一端２
１ａが排気管１３の三元触媒１４上流側に、他端21ｂが
吸気管２のスロットル弁３下流側に夫々連通している。
この排気還流路２１の途中には排気還流量を制御する排
気還流弁（還流ガス制御弁）２２及び容積室２１Ｃが介
設されている。そして、この排気還流弁２２はソレノイ
ド２２ａを有する電磁弁であり、ソレノイド２２ａはＥ
ＣＵ５に接続され、その弁開度がＥＣＵ５からの制御信
号によってリニアに変化させることができるように構成
されている。排気還流弁２２には、その弁開度を検出す
るリフトセンサ２３が設けられており、その検出信号は
ＥＣＵ５に供給される。

【００１９】ＥＣＵ５は上述の各種センサからのエンジ
ンパラメータ信号等に基づいてエンジン運転状態を判別
し、吸気管内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数ＮＥとに応
じて設定される排気還流弁２２の弁開度指令値ＬＣＭＤ
とリフトセンサ２３によって検出された排気還流弁２２
の実弁開度値ＬＡＣＴとの偏差を零にするようにソレノ
イド２２ａに制御信号を供給する。

【００２０】尚、本実施例においては、ＥＣＵ５は供給
燃料量算出手段、付着燃料量予測手段、持ち去り燃料量
予測手段、供給燃料量補正手段、燃料噴射手段の一部、
還流ガス制御手段、還流ガス量算出手段及び予測燃料量
補正手段を構成する。

【００２１】ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」とい
う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射
弁６に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成され
る。

【００２２】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、Ｏ₂センサ１２による理論空燃比へ
のフィードバック制御運転領域やオープンループ制御運
転領域等の種々のエンジン運転状態を判別するととも
に、エンジン運転状態に応じ、燃料噴射弁６の燃料噴射
時間Ｔｏｕｔ及び点火プラグ１６の点火時期θＩＧを演
算する。

【００２３】ＣＰＵ５ｂは、更にエンジン運転状態に応
じた前記排気還流機構２０の排気還流弁２２の弁開度制
御を行う。

【００２４】ＣＰＵ５ｂは上述のようにして算出、決定
した結果に基づいて、燃料噴射弁６、点火プラグ１６及
び排気還流弁２２を駆動する信号を、出力回路５ｄを介
して出力する。

【００２５】図２は、排気還流弁（以下「ＥＧＲ弁」と
いう）２２の開弁／閉弁に対応して基本燃料量ＴＩＭ及
び基本点火時期θＭＡＰの算出を行うプログラムのフロ
ーチャートである。

【００２６】ここで基本燃料量ＴＩＭ及び基本点火時期
θＭＡＰは、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡに応じて算出されるものであるが、本実施例では更
に図２のプログラムにより、ＥＧＲ弁２２の開閉状態を
も考慮して算出するようにしている。

【００２７】本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生毎
にこれと同期して実行される。なお、以下の説明におい
ては、ＥＧＲ弁２２の開弁時を「ＥＧＲオン時」とい
い、閉弁時を「ＥＧＲオフ時」という。

【００２８】ステップＳ１では、ＥＧＲオン時に値１に
設定されるＥＧＲフラグの今回値ＦＥＧＲ（ｎ）が値１
であるか否かを判別し、その答の肯定（ＹＥＳ）、否定
（ＮＯ）、に拘らずＥＧＲフラグの前回値ＦＥＧＲ（ｎ
−１）が値１であるかを判別する（ステップＳ２，Ｓ１
１）。

【００２９】ステップＳ１の答が否定（ＮＯ）でステッ
プＳ２の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＦＥＧＲ（ｎ）＝０
かつＦＥＧＲ（ｎ−１）＝１のときには、ＥＧＲオン状
態からオフ状態へ移行後の本プログラムの実行回数（Ｔ
ＤＣ信号パルスの発生回数）をカウントするオフカウン
タＣＥｏｆｆに所定値Ｎｏｆｆ（例えば１２）を設定し
て（ステップＳ３）、ステップＳ４に進む。

【００３０】ステップＳ１及びＳ２の答がともに否定
（ＮＯ）、即ちＦＥＧＲ（ｎ）＝ＦＥＧＲ（ｎ−１）＝
０のときには、直ちにステップＳ４に進み、オフカウン
タＣＥｏｆｆのカウント値が値０か否かを判別する。ス
テップＳ４の答が否定（ＮＯ）、即ちＣＥｏｆｆ＞０の
ときには、オフカウンタＣＥｏｆｆを値１だけデクリメ
ントし（ステップＳ７）、モードステータスＳＥｃａｌ
に値２を設定する（ステップＳ８）。このモードステー
タスＳＥｃａｌは、続くステップＳ９において、ＥＧＲ
のオン状態又はオフ状態、あるいはオンからオフ又はそ
の逆の過渡状態を区別するために用いられるものであ
り、値２はオンからオフへの過渡状態であることを示
す。

【００３１】続くステップＳ９，Ｓ１０では、後述する
図３及び図４のプログラムを実行することにより、基本
燃料量ＴＩＭを算出するとともに、後述する図５のプロ
グラムにより基本点火時期θＭＡＰを算出して、本プロ
グラムを終了する。

【００３２】前記ステップＳ４の答が肯定（ＹＥＳ）、
即ちＣＥｏｆｆ＝０のときには、ＥＧＲオフ状態に移行
後所定数（Ｎｏｆｆ）のＴＤＣ信号パルスが発生したこ
とを意味し、オフ状態が安定したと考えられるので、モ
ードステータスＳＥｃａｌに値３を設定する（ステップ
Ｓ５）。値３は、ＥＧＲオフ状態であることを示す。次
いで、ＥＧＲオフ時の、即ち通常のＴＩＭ値及びθＭＡ
Ｐ値の算出を行い（ステップＳ６）、本プログラムを終
了する。

【００３３】前記ステップＳ１の答が肯定（ＹＥＳ）で
ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）のとき、即ちＦＥＧ
Ｒ（ｎ）＝１でかつＦＥＧＲ（ｎ−１）＝０のときは、
ＥＧＲオフ状態からオン状態へ移行後の本プログラムの
実行回数をカウントするオンカウンタＣＥｏｎに所定値
Ｎｏｎ（例えば１０）を設定して（ステップＳ１２）、
ステップＳ１３に進む。

【００３４】ステップＳ１及びＳ１１の答がともに肯定
（ＹＥＳ）、即ちＦＥＧＲ（ｎ）＝ＦＥＧＲ（ｎ−１）
＝１のときには、直ちにステップＳ１３に進み、オンカ
ウンタＣＥｏｎのカウント値が値０か否を判別する。ス
テップＳ１３の答が否定（ＮＯ）、即ちＣＥｏｎ＞０の
ときには、オフカウンタＣＥｏｎを値１だけデクリメン
トし（ステップＳ１８）、モードステータスＳＥｃａｌ
に値０を設定する（ステップＳ１９）。値０は、ＥＧＲ
オフ状態からオン状態への過渡状態であることを示す。

【００３５】続くステップＳ２０，Ｓ２１では、前記ス
テップＳ９，Ｓ１０と同様に図３〜５のプログラムを実
行し、本プログラムを終了する。

【００３６】前記ステップＳ１３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＣＥｏｎ＝０のときには、ＥＧＲオン状態に
移行後所定数（Ｎｏｎ）のＴＤＣ信号パルスが発生した
ことを意味し、オン状態が安定したと考えられるので、
モードステータスＳＥｃａｌに値１を設定する（ステッ
プＳ１５）。なお、値１は、ＥＧＲオン状態であること
を示す。続くステップＳ１６，Ｓ１７では、前記ステッ
プＳ９，Ｓ１０と同様に、図３〜５のプログラムを実行
し、本プログラムを終了する。

【００３７】図３は、上述した図２のプログラムのステ
ップＳ９，Ｓ１６及びＳ２０において基本燃料量ＴＩＭ
を算出するプログラムのフローチャートである。

【００３８】ステップＳ３１〜３３では、検出したエン
ジン回転数ＮＥ及び吸気管内圧絶対圧ＰＢＡに応じて基
本燃料量ＴＩＭ、ＥＧＲ係数ＫＥＧＲ及びむだ時間τを
算出する。これらのパラメータＴＩＭ，ＫＥＧＲ及びτ
はＮＥ値及びＰＢＡ値に応じて設定されたマップを検出
し、必要に応じて補間演算を行うことにより算出され
る。

【００３９】ＥＧＲ係数ＫＥＧＲは、ＥＧＲオン時には
不活性ガスが吸気系に還流されるため、実質的に吸入空
気量が減少することを考慮し、ＴＩＭ値を減少方向に補
正するための係数である。なお、（１−ＫＥＧＲ）は、
還流率ＥＧＲＲ／Ｒに相当する。また、むだ時間τは、
ＥＧＲ弁２２を通過した還流ガスが燃焼室に到達するの
に要する時間に相当し、本実施例ではＴＤＣパルスの発
生回数でその時間を表わすようにしている。このむだ時
間τは、例えば図６に示すようにＰＢＡ値が増加するほ
ど、またＮＥ値が増加するほど大きな値に設定される。

【００４０】続くステップＳ３４，Ｓ３５では、図４に
示すプログラムにより正味ＥＧＲ係数ＫＥＧＲＮを算出
し、ＴＩＭ値を次式（３）により補正して（ステップＳ
３５）本プログラムを終了する。

【００４１】ＴＩＭ＝ＴＩＭ×ＫＥＧＲＮ …（３）図４のステップＳ４１〜Ｓ４３では、図２のプログラム
で設定されたモードステータスＳＥｃａｌの値が０，
１，２のいずれに等しいかを判別し、これらの答がすべ
て否定（ＮＯ）、即ちＳＥｃａｌの値が０〜２のいずれ
でもないときには、ＳＥｃａｌ＝３であってＥＧＲオフ
状態なので、ＥＧＲ還流ガス量を算出する必要がないた
め、直ちに本プログラムを終了する。

【００４２】ステップＳ４１の答が肯定（ＹＥＳ）、即
ちＳＥｃａｌ＝０のときは、ＥＧＲオフ状態からオン状
態への移行直後であるので、ＥＧＲオフ−オン時のＥＧ
Ｒ直接率ＥＡＮ及びＥＧＲ持ち去り率ＥＢＮを算出し
（ステップＳ４４〜Ｓ４６）、ステップＳ４２の答が肯
定（ＹＥＳ）、即ちＳＥｃａｌ＝１のときは、ＥＧＲオ
ン状態にあるので、ＥＧＲ直接率ＥＡ及びＥＧＲ持ち去
りＥＢを算出し（ステップＳ４７，Ｓ４８）、ステップ
Ｓ４３の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＳＥｃａｌ＝２のと
きは、ＥＧＲオン状態からオフ状態への移行直後である
ときには、ＥＧＲオン−オフ時のＥＧＲ直接率ＥＡＦ及
びＥＧＲ持ち去り率ＥＢＦを算出して（ステップＳ４９
〜Ｓ５１）、ステップＳ５２へ進む。

【００４３】ここで、ＥＧＲ直接率ＥＡは、あるサイク
ルにおいてＥＧＲ弁２２を通過した還流ガスのうち、そ
のサイクル中に燃焼室に吸入されるガスの割合であり、
ＥＧＲ持ち去り率ＥＢは、前回までにＥＧＲ弁２２を通
過してＥＧＲ弁２２から燃焼室までの間（主として容積
室２１Ｃ）に滞留している還流ガスのうち、そのサイク
ル中に燃焼室に吸入されるガスの割合である。ＥＧＲ直
接率ＥＡ及びＥＧＲ持ち去り率ＥＢは、図７に示すよう
にエンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じ
て設定されたＥＡマップ及びＥＢマップからτＴＤＣ前
に検出されたエンジン回転数ＮＥ（τ）及び吸気管内絶
対圧ＰＢＡ（τ）に応じて読み出される（ステップＳ４
７，Ｓ４８）。ここで「τ」は、図３のステップＳ３３
で算出されたものである。なお、τＴＤＣ前の値は、例
えば過去２０ＴＤＣ分の検出値をメモリに記憶してお
き、τ値に応じて読み出すようにしている。

【００４４】ＥＧＲオフ−オン時及びＥＧＲオン−オフ
時のＥＧＲ直接率ＥＡＮ及びＥＡＦも、それぞれの過渡
状態における還流ガスの動特性に対応した値に設定され
たＥＡＮマップ及びＥＡＦマップ（マップの形式は図７
と同様である）から、ＮＥ（τ）値及びＰＢＡ（τ）値
に応じて読み出される（ステップＳ４４，Ｓ４９）。ま
た、ＥＧＲオフ−オン時及びオン−オフ時のＥＧＲ持ち
去り率ＥＢＮ，ＥＢＦも同様にして算出される（ステッ
プＳ４５，Ｓ５０）。なお、ＥＡＮマップ、ＥＡＦマッ
プ、ＥＢＮマップ及びＥＢＦマップは、ＥＧＲ弁２２の
応答遅れ（ＥＣＵ５から制御信号を出力してから、ＥＧ
Ｒ弁２２の開度が指令値に達するまでの時間）も考慮し
た値に設定されている。

【００４５】ステップＳ５２では、次式（４）により、
要求還流ガス量（みかけ上、ＥＧＲ弁２２を通過した還
流ガス量）ｇｔを算出する。

【００４６】ｇｔ＝ＴＩＭ（τ）×（１−ＫＥＧＲ（τ）） …（４）ここで（τ）は、τＴＤＣ前に算出された値であること
を示している。

【００４７】続くステップＳ５３では次式（５）によ
り、燃焼室に吸入される真の還流ガス量ｇｉｎを算出す
る。

【００４８】ｇｉｎ＝ＥＡ×ｇｔ＋ＥＢ×ｇｃ …（５）ここでｇｃは、ＥＧＲ弁通過後容積室２１ｃ等に滞留し
ている還流ガス量であり、前回の本プログラム実行時に
後述するステップＳ５５で算出されたものである。

【００４９】続くステップＳ５４では、次式（６）によ
り、正味ＥＧＲ係数ＫＥＧＲＮを算出する。

【００５０】ＫＥＧＲＮ＝１−ｇｉｎ／ＴＩＭ …（６）更にステップＳ５５で次式（７）により、滞留ガス量ｇ
ｃを算出して本プログラムを終了する。

【００５１】ｇｃ＝（１−ＥＡ）×ｇｔ＋（１−ＥＢ）×ｇｃ …（７）ここで右辺のｇｃは、前回算出値である。

【００５２】図４のプログラムによれば、ＥＧＲ直接率
ＥＡ及び持ち去り率ＥＢは、還流ガスのむだ時間（ガス
がＥＧＲ弁を通過してから燃焼室に至るまでの時間）及
びＥＧＲ弁の開閉作動時の応答遅れを加味した値に設定
されるので、これらを式（５）に適用して得られる真の
吸入ガス量ｇｉｎは、還流ガスの動特性、即ちむだ時間
及び容積室等に滞留するガス量の影響と、ＥＧＲ弁２２
の動特性を考慮した値となり、燃焼室に吸入される還流
ガス量を正確に表すものとなる。従って、式（６）によ
って得られる正味ＥＧＲ係数ＫＥＧＲＮを、基本燃料量
ＴＩＭに乗算する（図３、ステップＳ３５）ことによ
り、還流ガスの影響を加味した正確な基本燃料量ＴＩＭ
を得ることができる。

【００５３】図５は、基本点火時期θＭＡＰを算出する
プログラムのフローチャートである。

【００５４】ステップＳ６１では、エンジン回転数ＮＥ
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されたＥＧＲオ
フ時用のθＭＡＰマップから、検出したＮＥ値及びＰＢ
Ａ値に応じてＥＧＲオフ時の基本点火時期θＭＡＰＯを
読み出し、ステップＳ６２では同様に設定されたＥＧＲ
オン時用のθＭＡＰマップから、検出したＮＥ値及びＰ
ＢＡ値に応じてＥＧＲオン時の基本点火時期θＭＡＰＴ
を読み出す。

【００５５】続くステップＳ６３では、次式（８）によ
り基本点火時期θＭＡＰを算出する。

【００５６】 θＭＡＰ＝（θＭＡＰＴ−θＭＡＰＯ）×（１−ＫＥＧＲＮ）／（１−ＫＥＧＲ）＋θＭＡＰＯ …（８）式（８）によれば、ＥＧＲオフ時はＫＥＧＲＮ＝１とな
る（前記式（６）においてｇｉｎ＝０となるからであ
る）ので、θＭＡＰ＝θＭＡＰＯとなる一方、ＥＧＲオ
ン時はＫＥＧＲ＝ＫＥＧＲＮが成立する状態ではθＭＡ
Ｐ＝θＭＡＰＴとなり、ＫＥＧＲ≠ＫＥＧＲＮの状態で
はθＭＡＰ値はθＭＡＰＴ値とθＭＡＰＯ値を直線補間
した値となる。これにより、ＥＧＲオン時においては、
ＥＧＲ弁及び還流ガスの動特性に応じて算出された正味
ＥＧＲ係数ＫＥＧＲＮを用いて基本点火時期θＭＡＰが
決定されるので、点火時期を所望値に正確に制御するこ
とができる。

【００５７】なお、本実施例においては、ＥＧＲ弁２２
の弁開度指令値ＬＣＭＤは、ＥＧＲ係数ＫＥＧＲに応じ
た値に設定される。

【００５８】図８は、燃料噴射量（燃料噴射時間）Ｔｏ
ｕｔを算出するプログラムのフローチャートである。本
プログラムは、ＴＤＣ信号の発生毎にこれと同期して実
行される。

【００５９】ステップＳ７１では、直接率Ａと持ち去り
率Ｂを算出する。ここで、直接率Ａは、あるサイクルで
噴射した燃料の内、そのサイクル中に蒸発等により吸入
される量を含んだ形での燃焼室に吸入される燃料の割合
であり、持ち去り率Ｂは前回までに吸気管壁に付着した
燃料の内、そのサイクル中に蒸発等により燃焼室に吸入
される燃料の割合である。直接率Ａ及び持ち去り率Ｂ
は、エンジン水温ＴＷ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じ
て設定されたＡマップ及びＢマップから、ＴＷ値及びＰ
ＢＡ値の検出値に応じて読み出される。このとき必要に
応じて補間演算を行うことにより、直接率Ａ及び持ち去
り率Ｂが算出される。

【００６０】続くステップＳ２では、直接率Ａ及び持ち
去り率Ｂの第１の補正係数ＫＡ及びＫＢを算出する。

【００６１】第１の補正係数ＫＡ、ＫＢは、図１０
（ａ）に示すように、エンジン回転数ＮＥに応じて設定
される。即ち、直接率Ａ及び持ち去り率Ｂの第１の補正
係数ＫＡ，ＫＢは、ともにＮＥ値が増加するほど大きく
なるよう設定される。

【００６２】ここで、エンジン回転数ＮＥが上昇する
と、第１の補正係数ＫＡ３、ＫＢ３を増加させるのは、
吸気管内の吸気流速が速くなるため、見かけ上、直接率
Ａ及び持ち去り率Ｂが増加することになるからである。

【００６３】続くステップＳ７３では、ＥＧＲフラグＦ
ＥＧＲが値１か否かを判別し、その答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＥＧＲ弁開弁中のときは、図４のステップＳ
５４で算出された正味ＥＧＲ係数ＫＥＧＲＮに応じて、
直接率Ａ及び持ち去りＢの第２の補正係数ＫＥＡ，ＫＥ
Ｂを算出し、ステップＳ７６に進む。第２の補正係数Ｋ
ＥＡ，ＫＥＢは、例えば図１０（ｂ）に示すように（１
−ＫＥＧＲＮ）値に応じて設定されている。図１０
（ｂ）の横軸（１−ＫＥＧＲＮ）は、前記式（６）よ
り、ｇｉｎ／ＴＩＭに等しく、正味の還流率（ＥＧＲ弁
２２及び還流ガスの動特性の影響を考慮して算出された
還流率）ＥＧＲＲ／ＲＮに相当する。

【００６４】図１０（ｂ）に示すように、正味還流率Ｅ
ＧＲＲ／ＲＮが大きくなるほど、ＫＥＡ値及びＫＥＢ値
が小さくなるようにしたのは、還流ガス量が増加する程
吸気管内の熱流束（単位面積当りの熱移動量）が低下
し、吸気管内の燃料が気化しにくくなるからである。

【００６５】ステップＳ７３の答が否定（ＮＯ）、即ち
ＦＥＧＲ＝０であって、ＥＧＲ弁閉弁中のときは、第２
の補正係数ＫＥＡ，ＫＥＢをともに値１.０として（ス
テップＳ７４）、ステップＳ７６に進む。

【００６６】ステップＳ７６では、次式（９）、（１
０）により、補正直接率Ａｅ及び補正持ち去り率Ｂｅを
算出し、更に（１−Ａｅ）及び（１−Ｂｅ）を算出して
（ステップＳ７７）ステップＳ７８に進む。

【００６７】Ａｅ＝Ａ×ＫＡ×ＫＥＡ …（９）Ｂｅ＝Ｂ×ＫＢ×ＫＥＢ …（１０）なお、Ａｅ値、（１−Ａｅ）値及び（１−Ｂｅ）値は、
後述する図９のプログラムで使用するので、ＥＣＵ５内
のＲＡＭに格納しておく。

【００６８】ステップＳ７８では、エンジンの始動時か
否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）のときには、始
動用の基本燃料量ＴＩに基づいて燃料噴射量Ｔｏｕｔを
算出し（ステップＳ８４）、本プログラムを終了する。
ステップＳ７８の答が否定（ＮＯ）、即ち始動時でなけ
れば、後述する加算補正項Ｔｔｏｔａｌを含まない各気
筒毎の要求燃料量Ｔｃｙｌ（Ｎ）を次式（１１）により
算出する（ステップＳ７９）。

【００６９】Ｔｃｙｌ（Ｎ）＝ＴＩＭ×Ｋｔｏｔａｌ（Ｎ） …（１１）ここで（Ｎ）は、気筒番号を示し、これが付されたパラ
メータは、各気筒毎に算出される。ＴＩＭは、通常運転
時（始動時以外）の基本燃料量であり、エンジン回転数
ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて算出される。Ｋ
ｔｏｔａｌ（Ｎ）は、各種センサからのエンジン運転パ
ラメータ信号に基づいて算出される全ての補正係数（例
えばエンジン水温補正係数ＫＴＷ、リーン化補正係数Ｋ
ＬＳ等）の積である。ただし、Ｏ₂センサ１２の出力に
応じて算出される空燃比補正係数ＫＯ２は含まない。

【００７０】ステップＳ８０では、次式（１２）によ
り、今回の燃料噴射によって対応する気筒の燃焼室に供
給すべき燃料量である燃焼室供給燃料量ＴＮＥＴを算出
する。ＴＮＥＴ＝Ｔｃｙｌ（Ｎ）＋Ｔｔｏｔａｌ−Ｂｅ×ＴＷ
Ｐ（Ｎ） …（１２）ここで、Ｔｔｏｔａｌは各種セ
ンサからのエンジン運転パラメータ信号に基づいて算出
される全ての加算補正項（例えば加速増量補正項ＴＡＣ
Ｃ等）の和である。ただし、後述する無効時間ＴＶは含
まない。ＴＷＰ（Ｎ）は、図９のプログラムによって算
出される吸気管付着燃料量（予測値）であり、（Ｂｅ×
ＴＷＰ（Ｎ））は、吸気管付着燃料が燃焼室に持ち去ら
れる持ち去り燃料量に相当する。持ち去り燃料量分は、
新たに噴射する必要がないので、式（１２）においてＴ
ｃｙｌ（Ｎ）値からこの分を減算するようにしているの
である。

【００７１】ステップＳ８１では、式（１２）によって
算出したＴＮＥＴ値が値０より大きいか否かを判別し、
その答が否定（ＮＯ）、即ちＴＮＥＴ≦０のときには、
燃料噴射量Ｔｏｕｔを０として本プログラムを終了す
る。ステップＳ８１の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＴＮＥ
Ｔ＞０のときには、次式（１３）により、Ｔｏｕｔ値を
算出する。

【００７２】Ｔｏｕｔ＝ＴＮＥＴ（Ｎ）／Ａｅ×ＫＯ２＋ＴＶ …（１３）ここでＫＯ２は、Ｏ₂センサ１２の出力に基づいて算出
される空燃比補正係数であり、ＴＶは無効時間補正項で
ある。

【００７３】式（１３）によって算出されたＴｏｕｔ値
だけ燃料噴射弁６を開弁することにより、燃焼室には
（ＴＮＥＴ（Ｎ）×ＫＯ２＋Ｂｅ×ＴＷＰ（Ｎ））に相
当する量の燃料が供給される。

【００７４】図９は、吸気管付着燃料量ＴＷＰ（Ｎ）を
算出するプログラムのフローチャートであり、本プログ
ラムは、クランク軸の所定角度（例えば３０度）回転毎
に発生するクランク角パルスの発生に同期して実行され
る。

【００７５】ステップＳ９１では、今回の本プログラム
実行時が燃料噴射量Ｔｏｕｔの演算開始から燃料噴射終
了までの期間（以下「噴射制御期間」という）内にある
か否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）のときには、
第１のフラグＦＣＴＷＰ（Ｎ）を値０に設定して（ステ
ップＳ９２）、本プログラムを終了する。ステップＳ９
１の答が否定（ＮＯ）、即ち噴射制御期間内でないとき
には、前記第１のフラグＦＣＴＷＰ（Ｎ）が値１である
か否かを判別する（ステップＳ９２）。この答が肯定
（ＹＥＳ）、即ちＦＣＴＷＰ（Ｎ）＝１のときには直ち
にステップＳ１０１に進み、否定（ＮＯ）、即ちＦＣＴ
ＷＰ（Ｎ）＝０のときには、フュエルカット（燃料供給
遮断）中か否かを判別する（ステップＳ９３）。

【００７６】ステップＳ９３の答が否定（ＮＯ）、即ち
フュエルカット中でないのときには、次式（１４）によ
り吸気管付着燃料量ＴＷＰ（Ｎ）を算出し（ステップＳ
９４）、第２のフラグＦＴＷＰＲ（Ｎ）を値０に、また
第１のフラグＦＣＴＷＰ（Ｎ）を値１にそれぞれ設定し
て（ステップＳ１００、Ｓ１０１）、本プログラムを終
了する。

【００７７】ＴＷＰ（Ｎ）＝（１−Ｂｅ）×ＴＷＰ（Ｎ）（ｎ−１）＋（１−Ａｅ）×（Ｔｏｕｔ（Ｎ）−ＴＶ） …（１４）ここでＴＷＰ（Ｎ）（ｎ−１）はＴＷＰ（Ｎ）の前回値
であり、Ｔｏｕｔ（Ｎ）は、図８のプログラムで算出さ
れた最新の燃料噴射量である。また、右辺の第１項は、
前回付着していた燃料のうち、今回も持ち去られずに残
った燃料量に相当し、右辺の第２項は今回噴射された燃
料のうち、新たに吸気管に付着した燃料量に相当する。

【００７８】前記ステップＳ９３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちフュエルカット中のときには、第２のフラグ
ＦＴＷＰＲ（Ｎ）が値１であるか否かを判別する（ステ
ップＳ９５）。この答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＦＴＷＰ
Ｒ（Ｎ）＝１のときには直ちに前記ステップＳ１０１に
進み、否定（ＮＯ）、即ちＦＴＷＰＲ（Ｎ）＝０のとき
には、次式（１５）によって付着燃料量ＴＷＰ（Ｎ）を
算出し（ステップＳ９６）、ステップＳ９７に進む。

【００７９】ＴＷＰ（Ｎ）＝（１−Ｂｅ）×ＴＷＰ（Ｎ）（ｎ−１） …（１５）式（１５）は、前記式（１４）から右辺第２項を削除し
たものに相当する。フュエルカット中であり、新たに付
着する燃料はないからである。

【００８０】ステップＳ９７では、ＴＷＰ（Ｎ）値が微
小所定値ＴＷＰＬＧより大きいか否かを判別し、その答
が肯定（ＹＥＳ）、即ちＴＷＰ（Ｎ）＞ＴＷＰＬＧのと
きには、前記ステップＳ１００に進む。ステップＳ９７
の答が否定（ＮＯ）即ちＴＷＰ（Ｎ）≦ＴＷＰＬＧのと
きには、ＴＷＰ（Ｎ）＝０とし（ステップＳ９８）、第
２のフラグＦＴＷＰＲ（Ｎ）を値１に設定して（ステッ
プＳ９９）、前記ステップＳ１０１に進む。

【００８１】図９のプログラムにより、吸気管付着燃料
量ＴＷＰ（Ｎ）を精度よく算出することができ、更に算
出されたＴＷＰ（Ｎ）値を図８のプログラムにおいて燃
料噴射量Ｔｏｕｔの算出に使用することにより、吸気管
に付着する燃料量及び付着した燃料から持ち去られる燃
料量を考慮した適切な量の燃料を各気筒の燃焼室に供給
することができる。

【００８２】また本実施例では、直接率Ａ及び持ち去り
Ｂが、正味還流率ＥＧＲＲ／ＲＮ（＝１−ＫＥＧＲＮ）
に応じて算出される第２の補正係数ＫＥＡ，ＫＥＢによ
って補正されるので、還流ガスの影響をも加味して燃料
噴射量を算出することができる。その結果、各気筒の燃
焼室に供給される混合気の空燃比を所望値に正確に制御
することができる。

【００８３】更に本実施例では、ＥＧＲ弁及び還流ガス
の動特性を考慮して算出された正味還流率ＥＧＲＲ／Ｒ
Ｎに応じて補正係数ＫＥＡ，ＫＥＢを算出するようにし
たので、ＥＧＲ弁の応答遅れやＥＧＲ弁から燃焼室まで
の間に滞留する還流ガスの影響も反映された補正が可能
となり、より正確な空燃比制御を行うことができる。

【００８４】なお、第２の補正係数は、ＫＥＡ，ＫＥＢ
は、正味還流率ＥＧＲＲ／ＲＮではなく、還流率ＥＧＲ
Ｒ／Ｒ（＝１−ＫＥＧＲ、ＫＥＧＲは図３のステップＳ
３２で算出されるＥＧＲ係数である）、又はＥＧＲ弁２
２の弁開度指令値ＬＣＭＤ若しくはリフトセンサ２３に
よって検出される実弁開度ＬＡＣＴに応じて算出しても
よい。また、排気還流路２７の途中に流量計を設け、そ
の検出値に応じて第２の補正係数ＫＥＡ，ＫＥＢを算出
してもよく、要するに還流ガス量を表わす何らかの検出
パラメータ又は予測パラメータに応じて算出すればよ
い。これらの代替手法によっても、還流ガス量の影響を
加味した燃料噴射量の算出が可能となり、正確な空燃比
制御を行うことができる。ただし、前述した実施例で
は、ＥＧＲ弁及び還流ガスの動特性をも考慮して補正係
数ＫＥＡ，ＫＥＢが算出されるため、特にＥＧＲ弁オン
からオフ又はその逆の過渡状態においても、正確な空燃
比制御を行うことができる。

【００８５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の制御装
置によれば、還流ガス量が算出され、この還流ガス量に
応じて付着燃料量及び持ち去り燃料量が補正されるの
で、排気還流実行時においても付着燃料量の影響を正確
に予測し、機関の燃焼室に供給される混合気の空燃比を
適切に制御することができる。その結果、機関の排気ガ
ス特性及び運転性をより向上させることができる。

【００８６】また、請求項２の制御装置によれば、還流
ガス量は、還流ガス制御弁及び還流ガスの動特性と、機
関の回転数及び負荷に状態とに基づいて算出されるの
で、実際に機関の燃焼室に吸入される還流ガス量を正確
に予測することができ、特に排気還流の実行状態から停
止状態への又はその逆の移行時においても正確な空燃比
制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る内燃機関及びその制御装
置の構成を示す図である。

【図２】排気還流弁の開閉に対応して基本燃料量（ＴＩ
Ｍ）及び基本点火時期（θＭＡＰ）の算出を行うプログ
ラムのフローチャートである。

【図３】図２のプログラムで実行される基本燃料量算出
プログラムのフローチャートである。

【図４】図３のプログラムで実行される正味ＥＧＲ係数
（ＫＥＧＲＮ）算出プログラムのフローチャートであ
る。

【図５】図２のプログラムで実行される基本点火時期算
出プログラムのフローチャートである。

【図６】還流ガスのむだ時間（τ）を算出するためのマ
ップを示す図である。

【図７】ＥＧＲ直接率（ＥＡ）及び持ち去り率（ＥＢ）
を算出するためのマップを示す図である。

【図８】燃料噴射時間（Ｔｏｕｔ）を算出するプログラ
ムのフローチャートである。

【図９】吸気管付着燃料量（ＴＷＰ（Ｎ））を算出する
プログラムのフローチャートである。

【図１０】直接率及び持ち去り率の補正係数（ＫＡ，Ｋ
Ｂ，ＫＥＡ，ＫＥＢ）を算出するためのテーブルを示す
図である。

【符号の説明】

１内燃機関２吸気管５電子コントロールユニット（ＥＣＵ）６燃料噴射弁１３排弁管２０排気還流機構２２排気還流弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気ガスの吸気系への還流を制御する還
流ガス制御弁を含む排気還流機構を備えた内燃機関の制
御装置であって、前記機関の回転数及び負荷状態に基づ
いて該機関に供給すべき燃料量を算出する供給燃料量算
出手段と、前記機関の吸気管の壁面に付着する付着燃料
量を予測する付着燃料量予測手段と、前記吸気管壁面に
付着している燃料から前記機関の燃焼室に持ち去られる
持ち去り燃料量を予測する持ち去り燃料量予測手段と、
前記供給燃料量算出手段により算出された燃料量を、前
記付着燃料量と持ち去り燃料量とに応じて補正する供給
燃料量補正手段と、該供給燃料量補正手段により補正さ
れた量の燃料を前記機関の吸気管内に噴射する燃料噴射
手段と、前記機関の運転状態に基づいて還流ガス制御弁
を制御することにより還流ガス量を制御する還流ガス量
制御手段とを有する制御装置において、前記還流ガス量
を算出する還流ガス量算出手段と、該還流ガス量に応じ
て前記付着燃料量及び持ち去り燃料量を補正する予測燃
料量補正手段とを設けたことを特徴とする内燃機関の制
御装置。
【請求項２】前記還流ガス量算出手段は、前記還流ガ
ス制御弁及び還流ガスの動特性と、前記機関の回転数及
び負荷状態とに基づいて還流ガス量を算出することを特
徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。