JPH068292Y2 - 排気再循環制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 （産業上の利用分野） 本考案は、内燃機関の排気の一部をその運転状態に応じ
て吸気系に再循環する、いわゆる排気再循環制御装置に
関し、特に内燃機関の出力増加時における排気再循環量
の適正化を達成する排気再循環制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、内燃機関の運転状態を損なわずエミッションを良
好に維持するために、内燃機関の運転状態に応じて排気
の再循環量および再循環時期を制御する排気再循環制御
装置が採用されている。通常これらの排気再循環制御装
置は、内燃機関の排気系と吸気系とを連結する排気再循
環経路の有効面積を調節する排気再循環弁および内燃機
関の運転状態に応じた制御信号を出力して排気再循環弁
を制御する制御信号作成部とを有し、内燃機関の運転状
態に対して最適な排気再循環時期、排気再循環量などの
排気再循環状況を決定している。

より一層内燃機関の運転状態に適した排気再循環状況に
制御する排気再循環制御装置として、内燃機関の加速状
態に基づき算出される燃料噴射補正量を利用し、この燃
料噴射補正量に応じた排気再循環量の補正を実行する排
気再循環制御装置が特開昭６１−６１９３６号公報にて
提案されている。この種の排気再循環制御装置は、内燃
機関の出力の増加状態を反映している燃料噴射補正量に
基づき排気再循環量を制御するため、内燃機関の運転状
態の変動に対しての排気再循環制御の応答性を向上させ
ることができる。

また、簡易的に内燃機関の加速状態に排気再循環制御を
追随させるものとして、スロットル弁が全閉状態から開
操作されたとき、所定時間排気再循環弁を全開に制御す
る排気再循環制御装置なども知られている。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、上記のごとき排気再循環制御装置にあっても未
だに十分なものではなく、内燃機関の出力の増加時に次
のような問題点が発生していた。

排気再循環制御装置の制御信号作成部により作成される
制御信号は、内燃機関の負荷Ｑ／Ｎおよび回転数Ｎｅな
どをパラメータとして決定されるもので、最新の運転状
態の情報に基づき排気再循環弁の作動量が決定される。
しかし、この様に制御信号が決定されようとも、その制
御信号に基づき排気再循環弁が作動し、この弁を経て排
気系の排ガスが吸気系まで到達するまでには、制御系の
遅れおよびガス移動の遅れなどの影響がある。

このため、内燃機関が加速中などであり出力増加の割合
が大きいときには、制御信号が決定された時点での内燃
機関の運転状態と現実に排気再循環制御が実行されると
きの内燃機関の運転状態との間には大きな隔たりがあ
り、排気再循環制御が現実の内燃機関の運転状態に適合
しないという問題点があった。

加速時の排気再循環制御の適応性を高めるため燃料噴射
補正量に基づき排気再循環量を補正する排気再循環制御
装置も、次のような理由から加速中の排気再循環制御の
適正化に問題がある。すなわち燃料噴射量の加速時の補
正は、加速の初期にあって急激に増加する吸気が吸気管
に付着した燃料を瞬時に気化させるために発生する混合
気の希薄状態を補償するものであり、加速の初期に特有
のものである。これに反し、排気再循環制御は内燃機関
の運転継続中常に実行されるべきものであり、一時的に
実行される燃料噴射量の加速増量に基づいて内燃機関の
運転状態が急変を続ける出力増加継続中の排気再循環量
の適正化を達成することは不可能である。

しかも燃料噴射量の加速増量は、その算出が完了した後
に瞬時に実行される燃料噴射制御に用いられるものであ
るにも拘らず、排気再循環制御の応答性は前述のごとく
低い。従って、燃料噴射量の加速増量に基づき実行され
る排気再循環制御の補正も、現実の内燃機関の運転状態
に対して常に遅れを生じ、加速中には内燃機関のドライ
バビリティおよびエミッションが悪化している。

また、スロットル弁が開操作されたときに所定時間排気
再循環弁を全開に制御する排気再循環制御装置は、排気
再循環が直ちに実行されるため応答性は十分であるもの
の、その時実行される排気の再循環量は内燃機関の運転
状態に対して無関係となる。このため、排気再循環の過
制御あるいは不足制御を招き、目的としている排気浄化
を加速の継続期間中十分に達成することができず、上記
技術同様にドライバビリティおよびエミッションを良好
に維持することができなかった。

本考案は上記問題点を解決するためになされたもので、
内燃機関の出力増加中における運転状態の変化に追随
し、出力増加継続中常に最適量の排気再循環制御を実現
することで、内燃機関のドライバビリティおよびエミッ
ションを最良状態に維持することのできる優れた排気再
循環制御装置を提供することを目的としている。

考案の構成 （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本考案の構成した手段は第
１図の基本的構成図に示すごとく、 内燃機関ＥＧの排気系ＥＸと吸気系ＩＮとを連結する排
気再循環経路ＣＩの有効面積を調節する排気再循環弁Ｅ
Ｂおよび前記内燃機関ＥＧの運転状態に応じた制御信号
ＣＳを出力して前記排気再循環弁ＥＢを制御する制御信
号作成手段ＣＭを有する排気再循環制御装置において、 前記内燃機関ＥＧに対する運転操作状況を検出する運転
操作状況検出手段ＣＯと、 前記内燃機関ＥＧの出力状況を検出する出力状況検出手
段Ｃ１と、 前記運転操作状況検出手段ＣＯの検出結果から、内燃機
関ＥＧの出力を増加させるための運転操作がなされたと
判別されるときは、直ちに、前記制御信号ＣＳを補正す
る第１の補正手段Ｃ２と、 該第１の補正手段Ｃ２による補正の後、前記出力状況検
出手段Ｃ１の検出結果に応じて、前記制御信号ＣＳを補
正する第２の補正手段Ｃ３と、 を備えることを特徴とする排気再循環制御装置を要旨と
している。

（作用） 本考案の排気再循環制御装置は、内燃機関ＥＧの排気系
ＥＸと吸気系ＩＮとを連結する排気再循環経路ＣＩに排
気再循環弁ＥＢを有し、その作動量は内燃機関ＥＧの定
常運転状態にあっては制御信号作成手段ＣＭからの制御
信号ＣＳにより制御されて排気再循環経路ＣＩの有効面
積を調節している。ここで、制御信号作成手段ＣＭと
は、内燃機関ＥＧの運転状態に応じた制御信号ＣＭと
は、内燃機関ＥＧの運転状態に応じた制御信号ＣＳを出
力するものである。

更に本考案の排気再循環制御装置は、以下のような作用
の手段を備えている。

まず運転操作状況検出手段ＣＯは、内燃機関ＥＧに対す
る運転操作状況、特に、加速要求に関する運転操作状況
を検出するものである。運転操作状況としては、例え
ば、運転者によるアクセル操作、それに基づくスロット
ル開度変化などを検出すればよい。

また出力状況検出手段Ｃ１は、内燃機関ＥＧの出力加速
状況を検出するものである。ここで内燃機関ＥＧの出力
状況の検出とは、内燃機関ＥＧがどの程度の出力で運転
をしているか検出することであり、内燃機関ＥＧの吸気
量Ｑ、吸気圧ＰＭ、回転数Ｎｅなどの運転状態を検出す
ることでその目的が達成される。例えば、内燃機関ＥＧ
の回転数Ｎｅは加速により上昇し、しかもその上昇率が
加速の大きさを示すため、簡略的に内燃機関ＥＧの出力
増加状況として把握することができる。従って、簡略的
な出力状況検出手段Ｃ１の構成としては、内燃機関ＥＧ
の回転数Ｎｅの変化量を検出する回転数センサが例示で
きる。また、その検出対象は回転数Ｎｅなど１種に限定
されるものでなく、内燃機関ＥＧの加速により変化する
その他の運転状態を複数検出して、加速状況の検出精度
を向上する構成としてもよい。例えば、内燃機関ＥＧの
吸気量Ｑの増量、スロットル開度ＴＡの増加またはアク
セル操作量の増加などを検出することで内燃機関ＥＧの
加速要求を検出することができ、この様な加速要求が何
ら観測されないにも拘らず回転数Ｎｅの上昇が観測され
た場合には、下り坂走行などにより受動的に回転数が上
昇しており、内燃機関ＥＧが加速しているためではない
と判断可能となる。更に、内燃機関ＥＧの出力をより直
接的に検出するためには内燃機関ＥＧの１回転当りの吸
気量Ｑを検出することがよく、従来より提案されている
各種のセンサが利用される。

第１の補正手段Ｃ２とは、運転操作状況検出手段ＣＯの
検出結果から、内燃機関ＥＧの出力を増加させるための
運転操作がなされたと判別されるときは、直ちに、制御
信号ＣＳを補正するものである。すなわち、実際に内燃
機関ＥＧが加速状態に変化するより前に、加速要求があ
ったら直ちに制御信号ＣＳを補正する。これによって、
加速が検出されるよりも前に排気再循環量の増加等の準
備ができる。

一方、第２の補正手段Ｃ３とは、出力状況検出手段Ｃ１
の検出結果に応じて、制御信号作成手段ＣＭの作成した
制御信号ＣＳを補正するものである。すなわち、制御信
号作成手段ＣＭは内燃機関ＥＧの現在の運転状態に基づ
き最適量の排気再循環量を排気再循環弁ＥＢに実現させ
る制御信号ＣＳを決定する作用をなす。しかし、前述の
ごとく内燃機関ＥＧの出力増加期間中にあっては内燃機
関ＥＧの運転状態は変化しており、制御信号ＣＳに基づ
く排気再循環制御を実行しても内燃機関ＥＧの運転状態
に最適の排気再循環を達成することはできない。そこ
で、第２の補正手段Ｃ３は、出力状況検出手段Ｃ１の検
出結果から内燃機関ＥＧの出力状況の変化を知り、最適
な排気再循環制御を達成するために制御信号ＣＳの補正
を実行するのである。換言するならば、排気再循環制御
の遅れる時間だけ近未来の内燃機関ＥＧの出力状態は、
過去および現在の出力状況検出手段Ｃ１の検出結果から
相当の精度で推定することができる。そこで、その推定
した出力状態に適合する排気再循環制御を達成するよう
に制御信号ＣＳを補正するのであり、これにより内燃機
関ＥＧの出力状態と排気再循環制御との整合が保たれる
ことになる。

これらの手段を備える結果、本考案の排気再循環制御装
置は、運転者が加速操作をすると、第１の補正手段Ｃ２
は、運転操作状況検出手段ＣＯの検出結果から加速開始
の指示があったことを判別し、直ちに、加速に対してな
すべき補正を実行する。そして、その後で、第２の補正
手段Ｃ３が、実際の加速状況を反映した補正を実行す
る。従って、現実に内燃機関ＥＧが加速状況になる前に
加速状況に対する対処がなされ、その状態から出力状況
に見合った最適制御状態へと移行する。

ところで、第１の補正手段Ｃ２，第２の補正手段Ｃ３に
よる補正によって、実際に排気再循環量が変化するまで
には時間遅れがある。しかし、上述の様に、第１の補正
手段Ｃ２による補正は、実際に機関出力が増加する前に
開始されるので、排気再循環量の増加遅れをこの出力増
加遅れと相殺させることができる。また、第２の補正手
段Ｃ３による補正の遅れも、先行する第１の補正手段Ｃ
２による補正が上乗せされた形となる結果、やはり、排
気再循環量変化の遅れは相殺される。この結果、本考案
の排気再循環制御装置は、実際の内燃機関ＥＧの出力変
化とマッチした排気再循環量補正を可能ならしめる。

以下、本考案をより具体的に説明するために実施例を挙
げて説明する。

（実施例） 第２図は、実施例の排気再循環制御装置およびその周辺
装置の構成を表す構成図である。

図示するように内燃機関２の吸気管４にはエアクリーナ
６を通った吸気が流入するが、このエアクリーナ６には
吸気温度を検出する吸気温センサ８が取り付けられてい
る。吸気管４を通過する吸気の量はスロットルバルブ１
０の開閉制御により調節され、このスロットルバルブ１
０の開度を検出するためにスロットル開度センサ１２が
備えられている。吸気管４の更に下流側には、吸気の脈
動を抑えるためのサージタンク１４が形成され、このタ
ンク内の絶対圧（吸気圧）を検出するため吸気圧センサ
１６が備えられている。

一方、内燃機関２の排気管１８には、排気中の酸素濃度
から内燃機関２に供給された燃料混合気の空燃比を検出
する空燃比センサ２０や排気を浄化するための三元触媒
コンバータ２２が備えられている。また、この排気管１
８には排気をサージタンク１４に還流して排気再循環
（以下、ＥＧＲという）を行うＥＧＲ装置２４が設けら
れている。

ＥＧＲ装置２４は、排気管１８とサージタンク１４とを
結ぶ排気通路の有効（開口）面積を調節するＥＧＲバル
ブ２６、およびＥＧＲバルブ２６の作動量を制御するた
めその背圧をデューティ比制御するバキューム・スィツ
チング・バルブ（以下、ＶＳＶという）３０から構成さ
れている。ＥＧＲバルブ２６の排気室２６ａは排気管１
８と、または吸気室２６ｂはサージタンク１４とそれぞ
れ連通し、これら排気室２６ａと吸気室２６ｂとの間に
は弁体２６ｅが介在している。従って、弁体２６ｅのリ
フト量により、排気室２６ａと吸気室２６ｂとの連通状
態が調節される。吸気室２６ｂに隣合うダイヤフラム室
２６ｄは、ダイヤフラム２６ｃを介して分離されてお
り、該ダイヤフラム２６ｃに上記弁体２６ｅが着設され
ている。このダイヤフラム室２６ｄがＶＳＶ３０に接続
されており、ＶＳＶ３０の作動によりサージタンク１４
と連通しあるいは大気開放される。すなわち、ＶＳＶ３
０の作動状況をデューティ比制御するならば、ダイヤフ
ラム室２６ｄ内の負圧を所望の値に制御することがで
き、ダイヤフラム２６ｃを図中上下方向に所定量移動さ
せることによって弁体２６ｅのリフト量を可変とし、排
気室２６ａと吸気室２６ｂの間の開口面積を任意に調節
することができる。

ディストリビュータ３２は、イグナイタ４０から出力さ
れる高電圧を内燃機関２のクランク角に同期して各気筒
の点火プラグ４２に分配するためのもので、点火プラグ
４２の点火タイミングはイグナイタ４０からの高電圧出
力タイミングにより決定される。

また内燃機関２には、その運転状態を検出するために、
上述の吸気温センサ８、スロットル開度センサ１２、吸
気圧センサ１６、および空燃比センサ２０の他に、ディ
ストリビュータ３２のロータ３２ａの回転から内燃機関
２の回転数を検出する回転数センサ３４、同じくロータ
３２ａの回転に応じて内燃機関２のクランク軸２回転に
１回の割合でパルス信号を出力する気筒判別センサ３
６、および内燃機関２の冷却水温を検出する水温センサ
３８が備えられている。

上記各センサからの検出信号は、マイクロコンピュータ
を中心とする論理演算回路として構成される電子制御回
路４４に出力される。

電子制御回路４４は、予め設定された制御プログラムに
従って内燃機関制御のための各種演算処理を実行するＣ
ＰＵ５０、そのＣＰＵ５０で各種演算処理を実行するた
めに制御プログラムや初期データが記憶されるＲＯＭ５
２、ＣＰＵ５０の実行する各種演算処理を補助するため
に各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ５４、Ｃ
ＰＵ５０で演算処理を実行するのに必要な制御タイミン
グを決定するクロック信号を発生するクロック信号発生
回路５６、上記各センサからの検出信号を入力するため
の入力ポート５８、およびＶＳＶ３０や燃料噴射弁４６
あるいはイグナイタ４０に駆動信号を出力する出力ポー
ト６０などから構成されている。

この電子制御回路４４では第３図に示すようなメインル
ーチンが、内燃機関２の始動時から運転を停止するまで
の期間繰り返し実行されている。そのルーチンで実行さ
れる内燃機関２に対する処理とは、電子制御回路４４の
作動開始時にメモリ領域をクリアするなどの初期化処理
（ステップ１００）、内燃機関２の運転状態が排気再循
環条件を満足したか否かを判断し、排気再循環条件成立
時には、上記ＶＳＶ３０をその条件に応じたデューティ
比の制御信号で駆動して排気再循環装置２４を動作させ
る排気再循環制御（ステップ２００）、燃料噴射量算出
処理にて利用される各種空燃比学習補正量を学習更新す
る空燃比学習処理（ステップ３００）、該空燃比学習処
理により学習された学習補正量を利用して内燃機関２の
運転状態に応じて燃料噴射弁４６から吐出する燃料量、
すなわち燃料噴射弁４６の開弁時間を算出する燃料噴射
量算出処理（ステップ４００）および内燃機関２の運転
状態に応じてイグナイタ４０に高電圧を発生させるタイ
ミング、すなわち点火時期を算出する点火時期算出処理
（ステップ５００）である。

この様なメインルーチンの実行と並行して電子制御回路
４４は、燃料噴射量算出処理および点火時期算出処理の
算出結果に応じて燃料噴射弁４６およびイグナイタ４０
を駆動制御するために、内燃機関２が所定のクランク角
度回転する度に実行される定クランク角度割り込みルー
チンや、空燃比センサ２０から出力される空燃比信号を
はじめ、各種センサの検出信号を入力・処理したり、経
過時間をカウントするため、所定時間毎に実行されるタ
イマ割り込みルーチンが実行される。

以下、この電子制御回路４４で実行される処理のなか
で、実施例の排気再循環制御装置２４に関連する主要な
処理である上記メインルーチンの排気再循環制御（ステ
ップ２００）について説明する。

第４図は、ステップ２００で実行される排気再循環制御
を詳細に記述したフローチャートである。ここでは、Ｖ
ＳＶ３０の作動の可否および作動させるときにはその制
御信号のデューティ比の決定がなされる。まず、ＥＧＲ
の実行条件が成立しているか否かを判定する情報を得る
ために、回転数Ｎｅ、負荷Ｑ／Ｎ、冷却水温ＴHWおよび
スロットル開度ＴＡの各種情報を入力する（ステップ２
０２）。

なお、これら回転数Ｎｅ等の情報は、上述したタイマ割
り込みルーチンの実行により吸気圧センサ１６、回転数
センサ３４、水温センサ３８およびスロットル開度セン
サ１２の出力信号を入力・処理することで常に最新の情
報が得られ、ＲＡＭ５４の所定記憶領域に記憶・更新さ
れているように配置されている。従って、ステップ２０
２の処理では、ＲＡＭ５４の所定記憶領域をロードする
だけで、その目的を達成できる。

こうした必要な情報の入力を完了すると、ＥＧＲの実行
条件を判定するために水温センサ３８にて検出された冷
却水温ＴHWが所定値α１を越えるものであるか否かを判
定し（ステップ２０４）、ＴHW＞α１で条件が満足され
たときには次にスロットルバルブ１０の開度ＴＡが所定
値α２を越える大きな開度となっているか否かを判断す
る（ステップ２０６）。これらの２条件が満足されたと
きは、ＥＧＲを実行するためＶＳＶ３０に対して出力す
る制御信号の決定処理（ステップ２０８〜ステップ２４
４）が開始され、何れかの条件が不成立であればＶＳＶ
３０に対する制御信号出力を中止するＥＧＲ／ＯＦＦ処
理が実行されて（ステップ２４６）、１回の排気再循環
制御を終了する。

ＶＳＶ３０に対する制御信号の決定処理（ステップ２０
８〜ステップ２４４）では、次のような手順で処理が行
われる。まず、予めＲＯＭ５２内に用意されている基準
デューティ比テーブルの検索によって基準デューティ比
ＢＤの決定がなされる（ステップ２０８）。ここで、Ｒ
ＯＭ５２に記憶されている基準デューティ比テーブルと
は、内燃機関２の回転数Ｎｅおよび負荷Ｑ／Ｎを２次元
のパラメータとして検索されるもので、その運転条件下
における最適量の排気再循環を実行する弁体２６ｅのリ
フト量、すなわちＶＳＶ３０に与える制御信号のデュー
ティ比（基準デューティ比）ＢＤのデータが格納されて
いる。

この様な基準デューティ比ＢＤの今回の検索が終了する
と、次に現在のスロットル開度の変化量ΔＴＡが所定値
β以上の大きな値となる、急加速の初期段階であるか否
かの判定がなされる。

スロットル開度の変化量ΔＴＡは、繰り返し実行される
ステップ２０２の処理により判明するその時々のスロッ
トル開度ＴＡの差を演算することで求められる。

また、ここで判断基準とされる定数βは、スロットル開
度の変化量ΔＴＡがこの値を越える大きな値となったと
きには、内燃機関２に急激な加速運転が要求されたこと
を判定する基準となる値である。従って、この定数β以
上のスロットル開度の変化量ΔＴＡが観測されたときに
は、以後に発生する運転状態の急激な変化のためステッ
プ２０８で検索された基準デューティ比ＢＤに基づきＥ
ＧＲ制御（ＶＳＶ３０の制御）を実行しても、ＥＧＲ制
御に大幅な遅れが発生することを判定することができ
る。この様な定数βの決定は、内燃機関システム毎に実
験によりあるいは理論的に行われる。

このステップ２１０の判定によりΔＴＡ≧βの急加速の
初期段階と判断されたときには、加速急変する内燃機関
２の運転状態に追随すべく、ステップ２１２〜ステップ
２１８の急加速初期時ＥＧＲ制御が次のように実行され
る。

まず初めに、急加速状態に適合するＥＧＲ量を得るため
に必要なリフト量を実現する制御信号のデューティ比で
ある、加速初期時デューティ比Ｄａが検索される（ステ
ップ２１２）。この検索には、ＲＯＭ５２に記憶されて
いる第５図に示す２次元のテーブルが利用される。すな
わち、現在のスロットル開度ＴＡおよびスロットル開度
の変化量ΔＴＡをパラメータとして、加速初期時デュー
ティ比Ｄａを検索するのであり、その特性はスロットル
開度ＴＡが大きいほど、またその変化量ΔＴＡが大きい
ほど、検索される加速初期デューティ比Ｄａが大きな値
となるように設計されている。スロットル開度ＴＡが大
きいときには内燃機関２の吸気量も多く、最適ＥＧＲ量
を得るため排気の再循環量を同様に大きな値とする必要
があるためである。また、スロットル開度の変化量ΔＴ
Ａが大きな時には内燃機関２の吸気量が急激に増加する
ため、最適ＥＧＲ量を得るためには上記同様に再循環量
を多くする必要があるからである。

加速初期時デューティ比Ｄａの検索が完了すると、その
加速初期時デューティ比Ｄａの制御信号をＶＳＶ３０に
出力し続ける期間（以下、ホールド時間という）Ｔａの
検索が実行される（ステップ２１４）。この検索も、前
記加速初期時デューティ比Ｄａの検索に使用したと同一
の特性を持つ検索テーブル（第５図参照）を用いて行わ
れる。すなわち、このホールド時間Ｔａの検索に使用さ
れるテーブルも、スロットル開度ＴＡあるいはその変化
量ΔＴＡが大きいほどホールド時間Ｔａが長くなるよう
に予め設計され、ＲＯＭ５２に記憶されている。これら
加速初期時デューティ比Ｄａおよびホールド時間Ｔａ
が、内燃機関２の急加速の初期時にＶＳＶ３０に対して
出力される制御信号となる。

こうした、急加速初期の制御信号の決定後には、現在の
ＥＧＲ制御が急加速の初期時特有の制御に入った旨を示
すフラグＦａを「１」にセットし（ステップ２１６）、
実際にＶＳＶ３０に制御信号を出力する制御信号出力ル
ーチン（図示せず）にてデューティ比の決定に参照され
るデータＤに、ステップ２１２にて検索された加速初期
時デューティ比Ｄａを代入して（ステップ２１８）、今
回の排気再循環制御を終了する。

一方、ステップ２１０にてΔＴＡ＜βであると判断され
たときには、内燃機関２に急激な運転状態の変更を招く
急加速の初期ではなく、その他の運転状態、例えば通常
程度の緩やかな出力増加状態あるいは出力一定の定常運
転状態にあると推定される。

そこでこの時には、まず簡略的に出力増加状態か否かを
判定するため回転数Ｎｅの変化量ΔＮｅと所定値α３と
の大小比較を行い（ステップ２２０）、内燃機関２が加
速状態であるか否かを判定する。この所定値α３は、こ
の値を越える程の回転数Ｎｅの上昇が内燃機関２に観測
されるとき、すなわちある程度以上の大きさの加速状態
の継続中であるとき、基準デューティ比ＢＤに基づくＥ
ＧＲ制御を実行するのみではＥＧＲ制御が内燃機関２の
出力増加の変化に追随できず、制御遅れが発生すると判
断される基準値となるものである。このため、ΔＮｅ≧
α３の加速状態にあるときには基準デューティ比ＢＤの
値をその加速の状況に応じて増量補正し、変化する内燃
機関２の運転状態に適合できるＥＧＲ制御となるようデ
ューティ比を変更する必要がある。そこで、ΔＮｅ≧α
３のときには第６図に示す加速補正係数テーブルから加
速補正係数Ｋ１の検索を実行する（ステップ２２２）。
なお、ここで加速補正係数Ｋの検索に用いられるテーブ
ルは、第６図に示すように回転数の変動量ΔＮｅが大き
いほど大きな数値が検索されるものである。

一方、ステップ２２０の判定処理により回転数の変化量
ΔＮｅがα３未満であると判断されたときには、更に内
燃機関２の出力が増加傾向でないかを判定するために、
直接に負荷の変化量ΔＱ／Ｎと所定値α４との大小比較
を実行する（ステップ２２４）。

公知のごとく、一般に負荷Ｑ／Ｎの検出量は種々の要因
により変動するため、出力の変動を負荷Ｑ／Ｎの検出量
から直接判断するのでは信頼性に乏しい制御となる傾向
がある。そこで、初めに信頼性が高く、しかも判定を短
時間に完了することができる回転数の変動量ΔＮｅによ
り概略的に内燃機関２の出力の増加を検出（ステップ２
２０）することにしているのである。しかし、回転数の
変動量ΔＮｅのみでは、上り坂走行などのように内燃機
関２の出力は増加しているが、それが回転数Ｎｅの変化
に現れない場合もある。そこで、この様な内燃機関２の
出力の増加を検出するために更にステップ２２４の判定
を実行するのである。

このステップ２２４の判定によりΔＱ／Ｎ≧α４と判断
されたときには、内燃機関２の出力の増加があるとして
出力補正係数Ｋ２の検索を第７図に示す出力補正係数検
索テーブルから実行する（ステップ２２６）。なお、こ
の出力補正係数検索テーブルも前記加速補正係数検索テ
ーブル（第６図）同様に、出力の増加率が大きいほど大
きな補正係数Ｋ２が検索されるような右上がりの特性を
示す。また、ステップ２２４の判定によりΔＱ／Ｎ＜４
と判断されたときには、加速および出力の増加が発生し
ておらず、何ら補正は必要ないため前記加速補正係数Ｋ
１および出力補正係数Ｋ２を共に「１」に設定する（ス
テップ２２８）。

次に、ステップ２２２、ステップ２２６あるいはステッ
プ２２８において決定された加速補正係数Ｋ１または出
力補正係数Ｋ２を用いて、次式により最適と推定される
推定デューティ比Ｄｂが決定される（ステップ２３
０）。

Ｄｂ＝ＢＤ×Ｋ１×Ｋ２ 従って、大きな出力増加の継続中には基準デューティ比
ＢＤをより大きく補正した推定デューティ比Ｄｂが算出
される。

上記のように推定デューティ比Ｄｂの算出を終えると、
次に前述したフラグＦａの設定状況を判定し（ステップ
２３２）、フラグＦａが「０」であるとき、すなわち急
加速初期時特有のＥＧＲ制御が実行されていないときに
は、後述するステップ２３４〜ステップ２４２の処理を
実行することなく直ちにステップ２４４の処理を行い、
実際にＶＳＶ３０に出力される制御信号のデューティ比
の決定に参照されるデータＤに、ステップ２３０にて算
出された推定デューティ比Ｄｂを代入して今回の排気再
循環制御を終了する。

またステップ２３２の判定によりフラグＦａが「１」で
あると判定されたときには、未だにＥＧＲ制御が加速初
期時特有の制御状態にあることを意味する。そこで、以
下ステップ２３４からステップ２４２の処理により、加
速初期時特有の制御を解除する条件が成立しているか否
か、あるいはＶＳＶ３０に出力するデューティ比として
どの様な値を選択するべきかなど、加速初期時特有の制
御から定常時の制御への推移処理がなされる。

初めに、加速初期時の特有の制御を実行すべき時間とし
て前記ステップ２１４にて検索したホールド時間Ｔａを
経過したか否かが判定され（ステップ２３４）、加速初
期時特有の制御を完了してよいか否かを決定する。ここ
で、現実の経過時間Ｔがホールド時間Ｔａよりも小さい
とき、すなわち未だにホールド時間Ｔａを経過していな
いときには、処理は前述のステップ２１８に移行してデ
ータＤに加速初期時デューティ比Ｄａを設定して今回の
排気再循環制御を終了する。

こうして加速初期時特有の制御がホールド時間Ｔａ以上
継続して実行されると、ついには経過時間Ｔがホールド
時間Ｔａを上回る値となり、ステップ２３４の判定が否
定的となる。この様な時間経過後には、それまでＶＳＶ
３０の制御信号として使用されていたデューティ比のデ
ータＤから所定値γを減算し（ステップ２３６）、その
減算後の値Ｄｄと推定デューティ比Ｄｂとの大小比較を
行う（ステップ２３８）。そして、Ｄｄ＞Ｄｂであると
きには、減算値Ｄｄを今回のＶＳＶ３０の制御信号のデ
ューティ比として採用するため、データＤの新たな値と
して減算値Ｄｄを設定し（ステップ２４０）、今回の排
気再循環制御を終える。他方、減算値Ｄｄ≦Ｄｂとなっ
たときには、加速初期時特有の制御が完全に終了したと
判断してフラグＦａを「０」にリセットし（ステップ２
４２）、今回のＶＳＶ３０の制御信号のデューティ比と
して推定デューティ比Ｄｂを採用して（ステップ２４
４）排気再循環制御を終了する。

以上のように構成、作動する実施例の排気再循環制御装
置によれば、次ぎような効果が明らかである。

内燃機関２に急加速およびその後引続き緩やかな加速状
態の維持が要求されたとき、内燃機関２の運転状態の推
移を第８図に示している。すなわち、内燃機関２に急加
速の要求をなすスロットル開度ＴＡの変化は、時刻ｔ１
にステップ的に増加し、その後時刻ｔ２より更に徐々に
増加するように推移する（（ａ）図）。

このとき、吸気の慣性によりこれより遅れた時刻ｔ３か
ら吸気量の増加が始まり、負荷Ｑ／Ｎの変化はスロット
ル開度ＴＡの変化に応じて最初急激に増加し、その後緩
やかな上昇を示す（（ｂ）図）。また、内燃機関２の回
転数Ｎｅの上昇は、実際に内燃機関２により燃料の燃焼
が完了し、機関トルクが発生した後に現れる現象である
から、その立ち上がりは更に時刻ｔ４まで遅れる
（（ｃ）図）。

この様な加速状況下にあって、内燃機関２の運転状態に
最適のＥＧＲ量を理論的に図示するならば（ｄ）図の実
線のごとくなる。すなわち、内燃機関２の負荷Ｑ／Ｎの
変化に瞬時に追随して一行程中の吸気量Ｑに対して最適
量の排気を還流するため、ほぼ負荷Ｑ／Ｎの変化と同一
変化を採ることが望ましい。しかし、従来のように内燃
機関２の回転数Ｎｅおよび負荷Ｑ／Ｎを現実に検出して
ＥＧＲ量を決定する方法では、制御遅れのために（ｄ）
図の点線に示すように大きく遅れる。

しかし、本実施例の排気再循環制御装置によれば、時刻
ｔ１におけるスロットル開度ＴＡの変化、すなわち急加
速の初期状態を検出すると、直ちにＶＳＶ３０に与える
制御信号を加速初期デューティ比Ｄａにてホールド時間
Ｔａの期間制御するＥＧＲ制御が実行されるため（ｅ）
図の実線で示すようなステップ的応答を示す制御上のＥ
ＧＲ量となる。しかし、この時にもＥＧＲ装置に制御遅
れがあることから、実際のＥＧＲ量は上記制御上のＥＧ
Ｒ量から遅れて（ｅ）図の点線で示す特性で立ち上が
る。そして、この点線で示す現実のＥＧＲ量の特性こそ
が、（ｄ）図に示した理想ＥＧＲ量の特性と極めて近似
していることが理解できる。

また、急加速が終了してから後も更に加速状態が継続す
るとき、従来のＥＧＲ制御によれば（ｄ）図点線に示す
ように、加速により変化していく内燃機関２の運転状態
に追随することができず、常に現実のＥＧＲ量は不足す
ることになる。

しかし、本実施例の排気再循環制御装置によれば、この
ような加速状態を回転数Ｎｅの変化量ΔＮｅあるいは負
荷の変化量ΔＱ／Ｎから判断し、その変化量に基づく加
速補正係数Ｋ１あるいは出力補正係数Ｋ２を用いて基準
デューティ比ＢＤを増加して、ＥＧＲ量を所定割合で増
量することができる。従って、（ｅ）図に示すように現
実のＥＧＲ量は従来の制御に比較して増量され、（ｄ）
図に示した理想ＥＧＲ量と一致するのである。このた
め、内燃機関２の運転状態に対して最適量のＥＧＲ量が
実際に実行されることになり、ＥＧＲ制御の目的である
エミッションの改善はもちろんのこと、内燃機関２のド
ライバビリティも良好に維持されることになる。

換言するならば、本実施例の排気再循環制御装置は、内
燃機関２の運転状態が変化してＥＧＲ制御に遅れが発生
するとき、予めその遅れがどの程度となるかを加速状態
あるいは負荷の状態から判断し、その遅れを見越したＥ
ＧＲ制御を実行することで最適ＥＧＲ量となる制御を実
現するのである。

なお、上記実施例ではＥＧＲ制御装置の構成機器として
ダイヤフラム式のＥＧＲバルブ２６を利用するものにつ
いて説明したが、ステップモータや電磁弁を利用する構
成であっても同様にソフト的遅れ、ガス流れの遅れなど
があり、本実施例の排気再循環制御装置の制御を適用す
ることができる。

また、上記実施例では加速初期時デューティ比Ｄａ、ホ
ールド時間Ｔａ、加速補正係数Ｋ１および出力補正係数
Ｋ２は、ＲＯＭ５２に記憶されている一定不変のテーブ
ルを検索して得られる構成としているが、この様な構成
に限らず、経年変化による排気通路の有効面積の減少や
ＥＧＲバルブ２６の特性の変化などを空燃比センサ２０
や図示しないノッキングセンサなどの検出結果から推定
して学習更新するなど、本考案の要旨を逸脱しない種々
の態様により具現化されるものである。、 更に、本実施例では急加速の初期において、加速初期時
デューティ比Ｄａの制御信号ををホールド時間Ｔａの期
間出力する制御を実行するため、急激な加速による運転
状態の変化にも極めて良好に追随することができる。

考案の効果 以上実施例を挙げて詳述したように、本考案の排気再循
環制御装置は、排気再循環を実行する各機器の応答性や
排気が吸気管に至るまでの遅れ時間などを見込み、内燃
機関に出力増加があるときには、その出力増加を開始す
べき要求を察知した時点で直ちに排気再循環量の補正を
開始し、ひき続いて、その出力増加の状況に応じて排気
再循環弁を作動させ、内燃機関の運転状態と排気再循環
状況との整合を取るものである。

従って、排気再循環量変化の応答遅れを相殺し、内燃機
関の出力増加中における運転状態の変化に追随し、出力
増加継続中常に最適量の排気再循環制御を実現すること
で、内燃機関のドライバビリティおよびエミッションを
最良状態に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の排気再循環制御装置の基本的構成を示
す基本構成図、第２図は実施例である排気再循環制御装
置を搭載した内燃機関システムの概略構成図、第３図は
同実施例のメインルーチンのフローチャート、第４図は
その排気再循環制御の詳細なフローチャート、第５図は
排気再循環制御にて使用される加速初期時デューティ比
検索テーブルの説明図、第６図は排気再循環制御にて使
用される加速補正係数検索テーブルの説明図、第７図は
排気再循環制御にて使用される出力補正係数検索テーブ
ルの説明図、第８図は同実施例の効果の説明図、を示し
ている。 ＥＧ…内燃機関、ＥＸ…排気系 ＩＮ…吸気系、ＣＩ…排気再循環経路 ＥＢ…排気再循環弁、ＣＳ…制御信号 ＣＭ…制御信号作成手段 ＣＯ…運転操作状況検出手段 Ｃ１…出力状況検出手段 Ｃ２…第１の補正手段 Ｃ３…第２の補正手段 ４…吸気管、１０…スロットルバルブ １８…排気管、２０…空燃比センサ ２４…ＥＧＲ装置、２６…ＥＧＲバルブ ３０…ＶＳＶ、４４…電子制御回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気系と吸気系とを連結する排
   気再循環経路の有効面積を調節する排気再循環弁および
   前記内燃機関の運転状態に応じた制御信号を出力して前
   記排気再循環弁を制御する制御信号作成手段を有する排
   気再循環制御装置において、 前記内燃機関に対する運転操作状況を検出する運転操作
   状況検出手段と、 前記内燃機関の出力状況を検出する出力状況検出手段
   と、 前記運転操作状況検出手段の検出結果から、内燃機関の
   出力を増加させるための運転操作がなされたと判別され
   るときは、直ちに、前記制御信号を補正する第１の補正
   手段と、 該第１の補正手段による補正の後、前記出力状況検出手
   段の検出結果に応じて、前記制御信号を補正する第２の
   補正手段と、 を備えることを特徴とする排気再循環制御装置。