(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ管と、ＥＧＲ量を制御するＥＧＲ弁とを備えた内燃機関のＥＧＲ制御装置において、エンジン回転数やアクセル開度、水温等エンジン運転状態を検知する運転状態検知手段（１）と、該運転状態検知手段（１）との出力から基本となる燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段（２）と、前記運転状態検知手段（１）の出力から定常または過渡状態を判定する定常、過渡判定手段（３）と、吸入空気量計測手段（４）と、吸入圧力検知手段（５）と、排気圧検知手段（６）と、前記運転状態検知手段（１）、燃料噴射量演算手段（２）の出力から目標のＥＧＲ率を演算する目標ＥＧＲ率演算手段（７）と、前記吸入空気量計測手段（４）、目標ＥＧＲ率演算手段（７）の出力から目標のＥＧＲ量を演算する目標ＥＧＲ量演算手段（８）と、前記定常、過渡判定手段（３）の出力から目標ＥＧＲ量演算手段（８）の出力に吸気系容量分相当の進み処理を行なう進み処理手段（９）と、前記吸入圧力検知手段（５）、排気圧力検知手段（６）、進み処理手段（９）の出力から要求ＥＧＲ流路面積を演算する要求ＥＧＲ流路面積演算手段（１０）と、該要求ＥＧＲ流路面積演算手段（１０）の出力をＥＧＲ管の形状に応じた定数により補正してＥＧＲ弁要求開口面積を演算する要求ＥＧＲ弁開口面積演算手段（１１）と、該要求ＥＧＲ弁開口面積演算手段（１１）の出力からＥＧＲ制御手段を駆動するＥＧＲ弁駆動手段（１２）と、からなる内燃機関のＥＧＲ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のＥＧＲ制御装置に於て、前記要求ＥＧＲ弁開口面積演算手段（１１）のＥＧＲ弁の要求開口面積を演算する際の補正係数を下式で演算した値とすることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。
Ｋａｅｖ＝［１／｛１‐（Ａｅｖｓ／ＡＶＰＳ）２  ｝］０．５
Ｋａｅｖ：要求流路面積補正係数
Ａｅｖｓ：要求流路面積
ＡＶＰＳ：定数（ＥＧＲ管径相当値）
【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、特にディーゼルエンジンのＥＧＲ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＥＧＲ制御において要求のＥＧＲ弁指令値の設定方法としては、様々な技術があるが、たとえば、特願平０７−２０９５２７号記載の技術で示されるようなものがある。これは要求ＥＧＲ量とコレクタ内圧と排気圧の差圧から要求ＥＧＲ弁開口面積を演算し、実際のＥＧＲ量（率）が要求値となるように開口面積−指令値を変換するテーブルを設定するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のようなＥＧＲ弁指令値設定方法にあっては、開口面積−指令値を変換するテーブルが、ＥＧＲ通路の径やとり回しなどでＥＧＲ弁の単体特性とは同じにならず、その単体特性によらない設定とならざるを得ない。したがって、そのＥＧＲ弁単体特性は制御上無意味なものとなり、従って適合の工数がその分多く必要となるという問題が解った。
この発明は、要求のＥＧＲ弁開口面積（指令値）を、ＥＧＲ弁単体特性の使用により、容易に設定することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための手段として、請求項１記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置では、図１のクレーム対応図に示すように、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ管と、ＥＧＲ量を制御するＥＧＲ弁とを備えた内燃機関のＥＧＲ制御装置において、エンジン回転数やアクセル開度、水温等エンジン運転状態を検知する運転状態検知手段（１）と、該運転状態検知手段（１）との出力から基本となる燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段（２）と、前記運転状態検知手段（１）の出力から定常または過渡状態を判定する定常、過渡判定手段（３）と、吸入空気量計測手段（４）と、吸入圧力検知手段（５）と、排気圧検知手段（６）と、前記運転状態検知手段（１）、燃料噴射量演算手段（２）の出力から目標のＥＧＲ率を演算する目標ＥＧＲ率演算手段（７）と、前記吸入空気量計測手段（４）、目標ＥＧＲ率演算手段（７）の出力から目標のＥＧＲ量を演算する目標ＥＧＲ量演算手段（８）と、前記定常、過渡判定手段（３）の出力から目標ＥＧＲ量演算手段（８）の出力に吸気系容量分相当の進み処理を行なう進み処理手段（９）と、前記吸入圧力検知手段（５）、排気圧力検知手段（６）、進み処理手段（９）の出力から要求ＥＧＲ流路面積を演算する要求ＥＧＲ流路面積演算手段（１０）と、該要求ＥＧＲ流路面積演算手段（１０）の出力をＥＧＲ管の形状に応じた定数により補正してＥＧＲ弁要求開口面積を演算する要求ＥＧＲ弁開口面積演算手段（１１）と、該要求ＥＧＲ弁開口面積演算手段（１１）の出力からＥＧＲ制御手段を駆動するＥＧＲ弁駆動手段（１２）と、からなる構成としている。
【０００５】
請求項２記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置では、請求項１記載のＥＧＲ制御装置において、前記要求ＥＧＲ弁開口面積演算手段（１１）のＥＧＲ弁の要求開口面積を演算する際の補正係数を下式で演算した値とした。
Ｋａｅｖ＝［１／｛１‐（Ａｅｖｓ／ＡＶＰＳ）２  ｝］０．５
Ｋａｅｖ：要求流路面積補正係数
Ａｅｖｓ：要求流路面積
ＡＶＰＳ：定数（ＥＧＲ管径相当値）
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図２〜図１７に、本実施の形態のフローとそれに必要なテーブルならびにマップを示す。
なお、ＥＧＲ弁開口面積演算方法については図１１、図１２、図１３を用いて後から述べる。
まず、ＥＧＲ弁開口面積演算について図２のフローを説明する。このフローは進みアイドルクランプを行なわないときのフローで、本実施の形態に使用するものである。
はじめに、目標のＥＧＲ量を演算する。この方法については図３を用いて後で説明する。Ｓ２で吸気圧Ｐｍ、Ｓ３で排気圧Ｐｅｘｈを読み込む。Ｓ４で図示するような式でＥＧＲ流速相当値Ｃｑｅを演算し、Ｓ５で要求ＥＧＲ量ＴｑｅｋとＣｑｅを用い、図示するような式で流路面積Ａｅｖｓを演算する。Ｓ６でＡｅｖｓ補正を行って開口面積を演算し、処理を終了する。この演算方法については後で説明する。
【０００７】
図３は目標のＥＧＲ量を演算するフローであり、エンジン回転又はそれ相当に同期したタイミングで演算する。
まず、Ｓ１コレクタ入口の一吸気当りの吸入新気量Ｑａｃｎを演算する。この方法については図４を用いて後で説明する。Ｓ２では目標のＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算する。この方法については図７を用いて後で説明する。Ｓ３で図示するような式で一吸気当りの目標のＥＧＲ量Ｍｑｅｃを演算する。Ｓ４で中間変数Ｒｑｅｃを図示するような式で演算する。Ｓ５で図示するような式で進み補正処理を行ないその結果をＴｑｅｃとする。この式は通常の進み処理を簡易化したものである。Ｓ６でＳ５で求められたＴｑｅｃは一吸気当りの要求ＥＧＲ量に対し単位時間当りの要求量に変換してＴｑｅｋとして処理を終了する。
【０００８】
図４はシリンダ吸入空気量の演算フローであり、エンジン回転に同期したタイミングで演算する。
まず、エンジン回転数Ｎｅを読み込み、Ｓ２で図示するような式で吸入空気量Ｑａｓ０から１吸気当りの新気量Ｑａｃ０を演算する。吸入空気量Ｑａｓ０については図５、図６を用いて後で説明する。Ｓ３で所定回前Ｌに演算されたＱａｃ０をＱａｃｎとして処理を終了する。この所定回前のＱａｃ０をコレクタ入口の値とするのは、吸入空気量検知手段の測定位置からコレクタ入口までの輸送遅れが存在するためである。
【０００９】
図５は吸入空気量Ｑａｓ０を演算するフローであり、４ｍｓｅｃ毎等の時間同期で演算される。
Ｓ１でエアフローメータ等吸入空気量を検知する手段の出力電圧を読み込み、Ｓ２で図６に示すような検知手段の特性テーブル（電圧−吸気量変換テーブル）を用いて変換し、Ｓ３で加重平均処理を行なってＱａｓ０として、処理を終了する。
【００１０】
図７は目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算するフローで、エンジン回転に同期したタイミングで演算する。
はじめに、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｓｏｌ、機関冷却水温Ｔｗを読み込む。
ｓ２でＮｅとＱｓｏｌから図８に示す様なマップを検索し、基本目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｂを演算する。Ｓ３でＴｗから例えば図９に示すような、機関水温に対して目標のＥＧＲ率を補正する係数テーブルを検索してＫｅｇｒ＿ｔｗとする。Ｓ４で図示するような式で目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算する。Ｓ５でエンジンの状態が完爆状態か否かを判定する。この方法は図１０を用いて後で説明する。Ｓ６で完爆と判定されたらそのまま終了し、完爆でないと判定されたときには目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを０として処理を終了する。
【００１１】
図１０はエンジンの完爆を判定するフローで、１０ｍｓｅｃ等時間に同期したタイミングで演算される。
まず、エンジン回転数Ｎｅを読み込み、Ｓ２で完爆判定スライスレベルＮＲＰＭＫと比較し、Ｎｅの方が大のときにはＳ３へ進む。Ｓ３で回転による完爆判定後のカウンタＴｍｒｋｂと所定時間ＴＭＲＫＢＰと比較し、大ならＳ４へ進み、完爆として処理を終了する。Ｓ２でＮｅが小のときにはＳ６へ進み、Ｔｍｒｌｂをクリアし、完爆でないとして処理を終了する。Ｓ３でＴｍｒｋｂが小のときにはＳ５へ進み、Ｔｍｒｋｂをインクリメン卜してＳ７へ進み、完爆でないとして処理を終了する。
当処理ではエンジン回転数が所定以上（例えば４００回転以上）となり、所定時間経過したときに完爆と判定するという処理を行なっている。
【００１２】
図１１はＥＧＲ弁要求開口面積を演算するフローの第一の実施例である。
まず、Ｓ１で要求ＥＧＲ流路面積Ａｅｖｓを読み込み、Ｓ２でＡｅｖｓをＥＧＲ管の形状により変化する定数ＡＶＰＳで除した値から、たとえば図１２に示すようなテーブルから補正係数Ｋａｅｖを演算する。このテーブルはＥＧＲ管を含めたシステムで流量特性を測定して得られた結果や理論的な演算値から設定してもよい。ＡＶＰＳの値により微調整が可能である。Ｓ３でＡｅｖｓにＫａｅｖを乗じてＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖｆを演算して処理を終了する。
【００１３】
図１３はＥＧＲ弁要求開口面積を演算するフローの第二の実施例である。
まず、Ｓ１で要求ＥＧＲ流路面積Ａｅｖｓを読み込み、Ｓ２で図示するような式で補正係数Ｋａｅｖを演算する。この式は図１４に示すような模式図を基に流体力学の式より求めたものである。ＡＶＰＳの値により微調整が可能である。Ｓ３でＡｅｖｓにＫａｅｖを乗じてＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖｆを演算して処理を終了する。
【００１４】
図１５は本実施の形態のＥＧＲ弁開口面積−駆動信号変換テーブルを示す説明図である。
図１６は燃料噴射量を演算するフローであり、回転に同期したタイミングで処理を行なう。
まず、エンジン回転数Ｎｅを読み込む。Ｓ２でアクセル開度Ｃｌを読み込む。Ｓ３でＮｅとＣｌから図１７に示すようなマップから燃料噴射量を設定しＭｑｄｒｖとする。Ｓ４で水温増量等の補正を行ない、燃料噴射量Ｑｓｏｌとして処理を終了する。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の内燃機関のＥＧＲ制御装置にあっては、ＥＧＲ弁単体特性を使用して容易に指令値を設定可能としたことにより、適合工数の低減と仕様変更への対応が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クレーム対応図である。
【図２】本実施の形態のＥＧＲ弁開口面積演算フローである。
【図３】本実施の形態の目標ＥＧＲ量演算フローである。
【図４】本実施の形態のシリンダ吸入空気量の演算フローである。
【図５】本実施の形態の吸入空気量演算フローである。
【図６】本実施の形態の電圧−吸気量変換テーブルを示す説明図である。
【図７】本実施の形態の目標ＥＧＲ率演算フローである。
【図８】本実施の形態の目標ＥＧＲ率マップである。
【図９】本実施の形態の目標ＥＧＲ率水温補正係数テーブルを示す説明図である。
【図１０】本実施の形態のエンジン完爆判定フローである。
【図１１】本実施の形態のＥＧＲ弁要求開口面積演算フローである。
【図１２】本実施の形態の開口面積補正係数テーブル設定例を示す説明図である。
【図１３】本実施の形態のＥＧＲ弁要求開口面積演算フローである。
【図１４】本実施の形態のＥＧＲシステム模式図である。
【図１５】本実施の形態のＥＧＲ弁開口面積−駆動信号変換テーブルを示す説明図である。
【図１６】本実施の形態の燃料噴射量演算フローである。
【図１７】本実施の形態の基本燃料噴射量マップである。
【符号の説明】
１  運転状態検知手段
２  燃料噴射量演算手段
３  定常、過渡判定手段
４  吸入空気量計測手段
５  吸入圧力検知手段
６  排気圧検知手段
７  目標ＥＧＲ率演算手段
８  目標ＥＧＲ量演算手段
９  進み処理手段
１０  要求ＥＧＲ流路面積演算手段
１１  要求ＥＧＲ弁開口面積演算手段
１２  ＥＧＲ弁駆動手段
【図１】
0003551675.tif 000002
【図２】
0003551675.tif 000003
【図３】
0003551675.tif 000004
【図４】
0003551675.tif 000005
【図５】
0003551675.tif 000006
【図６】
0003551675.tif 000007
【図７】
0003551675.tif 000008
【図８】
0003551675.tif 000009
【図９】
0003551675.tif 000010
【図１０】
0003551675.tif 000011
【図１１】
0003551675.tif 000012
【図１２】
0003551675.tif 000013
【図１３】
0003551675.tif 000014
【図１４】
0003551675.tif 000015
【図１５】
0003551675.tif 000016
【図１６】
0003551675.tif 000017
【図１７】
0003551675.tif 000018