(57)【要約】【課題】  予混合燃焼モードを有するエンジンにおいて、過渡時にはＥＧＲ流量推定精度が悪くなり、トルク変動や排気悪化を招いていた。【解決手段】  予混合燃焼モードと拡散燃焼モードを有するとエンジン制御装置であって前記エンジンのＥＧＲ流路にＥＧＲ流量を検出するセンサを配し、前記エンジンが予混合燃焼モード時には前記ＥＧＲ流量を検出するセンサの出力値を用いて前記エンジンの筒内状態を推定する。【効果】  過渡時のＥＧＲ流量を正確に検出しさらにこれを高応答にフィードバックできるため、トルク変動や排気悪化を防止できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに吸入する空気量を制御する吸入空気量制御手段と、前記エンジンの排気通路と吸気通路との間に連結された排気の一部を還流するためのＥＧＲ流路と、前記ＥＧＲ流路を通るＥＧＲ量を検出するＥＧＲ量検出手段と、前記ＥＧＲ流路を通るＥＧＲ量を制御するＥＧＲ量制御手段と、前記エンジン内に燃料を供給する燃料供給装置とを備え、前記エンジンの各気筒への燃料噴射終了後に燃焼を開始する予混合燃焼モードと、燃料噴射中に燃焼を開始する拡散燃焼モードを有すると共に、
前記エンジンが予混合燃焼モード時には、前記ＥＧＲ量検出手段の出力値に基づいて、前記エンジンの筒内状態を推定することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
エンジンに吸入する空気量を制御する吸入空気量制御手段と、前記エンジンへの吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、前記エンジンの排気通路と吸気通路との間に連結された排気の一部を還流するためのＥＧＲ流路と、前記ＥＧＲ流路を通るＥＧＲ量を検出するＥＧＲ量検出手段と、前記ＥＧＲ流路を通るＥＧＲ量を制御するＥＧＲ量制御手段と、前記エンジン内に燃料を供給する燃料供給装置とを備え、前記エンジンの各気筒への燃料噴射終了後に燃焼を開始する予混合燃焼モードと、燃料噴射中に燃焼を開始する拡散燃焼モードを有すると共に、
前記エンジンが予混合燃焼モード時に、前記ＥＧＲ量検出手段の出力値に基づいて、前記エンジンの筒内状態を推定することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記エンジンが予混合燃焼モード時に、前記ＥＧＲ量検出手段の出力値に基づいて、前記エンジンの筒内状態を推定し、前記吸入空気量制御手段，前記ＥＧＲ量制御手段，前記燃料供給装置を用いて、前記エンジンの燃焼状態を制御することを特徴とする請求項１もしくは２の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記エンジンが予混合燃焼モード時に、前記吸入空気量検出手段の出力値を用いることを禁止することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記エンジンが拡散燃焼モード時に、前記ＥＧＲ量検出手段の出力値を用いることを禁止することを特徴とする請求項１もしくは２の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記エンジンが拡散燃焼モード時に、前記ＥＧＲ量検出手段の診断を行うことを特徴とする請求項１もしくは２の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記エンジンが拡散燃焼モード時に、前記吸入空気量検出手段の出力値に基づいて、前記ＥＧＲ量検出手段の出力値の補正を行うことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記エンジンを拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへ切り換える際には、前記ＥＧＲ量検出手段の出力値に基づいて、前記エンジンの筒内状態を推定することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記エンジンを拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへ切り換える際には、前記ＥＧＲ量検出手段の出力値に基づいて、前記エンジンの筒内状態を推定し、前記吸入空気量制御手段，前記ＥＧＲ量制御手段，前記燃料供給装置を用いて、前記エンジンの燃焼状態を制御することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
前記エンジンを拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへ切り換える際には、前記吸入空気量検出手段の出力値、および前記ＥＧＲ量検出手段の出力値の両方の出力値に基づいて、前記エンジンの筒内状態を推定し、前記吸入空気量制御手段，前記ＥＧＲ量制御手段，前記燃料供給装置を用いて、前記エンジンの燃焼状態を制御することを特徴とする請求項２〜７の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１１】
前記エンジンが予混合燃焼モード時に、前記ＥＧＲ量検出手段の出力値から、各気筒のＥＧＲ量が所定範囲外にあると演算された場合は、予混合燃焼モードから拡散燃焼モードに切り換えることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１２】
前記エンジンが予混合燃焼モード時に、前記ＥＧＲ量検出手段の出力値から、各気筒間のＥＧＲ量の差が所定範囲外にあると演算された場合は、予混合燃焼モードから拡散燃焼モードに切り換えることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１３】
前記ＥＧＲ量検出手段が故障していると判断される場合には、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの切り換えを禁止することを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１４】
前記ＥＧＲ量検出手段が故障していると判断される場合には、予混合燃焼モードの継続を禁止することを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１５】
前記ＥＧＲ量検出手段は、前記ＥＧＲ流路に設置されていることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１６】
前記ＥＧＲ量検出手段は、前記ＥＧＲ流路に設置された熱式流量センサであることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１７】
前記ＥＧＲ量検出手段は、前記ＥＧＲ流路に設置された電磁式流量センサであることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１８】
前記ＥＧＲ量検出手段は、前記ＥＧＲ流路に設置された圧力センサであることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予混合燃焼モードを有するエンジンの制御装置において、予混合燃焼モード時の燃焼制御を好適に行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンでは、混合気をなるべく予混合化して燃焼させ、ＮＯｘを低減する予混合燃焼モードの採用が考案されている。この燃焼を成立させるには、なるべく吸気行程や圧縮行程早期に燃料噴射を終了して予混合気を形成する。一方で、筒内圧の急峻な上昇による燃焼打音発生や燃焼制御ロバスト性確保などの観点から、低負荷時に大量のEGRを導入し、不活性ガス吸入によって着火遅れ時間を確保して、予混合燃焼モードを実現する方式が検討されている。この時、ＥＧＲ率は通常の拡散燃焼モード時に比べて、相当大きくなるため、予混合燃焼モード時や、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの切換時には、精密にＥＧＲ流量を制御する必要がある。例えば特許文献１には、ＥＧＲ率によって予混合燃焼と拡散燃焼を切り換えるディーゼルエンジンにおいて、吸気管上流に設置されたエアフローセンサの信号と、排気管に設置されたリニアＯ2 センサの信号に基づいて求められる酸素濃度などから、筒内のＥＧＲ率を推定し、上記燃焼切換時の制御に適用する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２８６８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記公報の発明技術では、以下のような問題があった。すなわち、エンジンでは、エアフローセンサの設置場所から燃焼室の間が長く、一定以上の体積（デッドボリューム）を有するため、急加速や減速などの過渡時において、検出した空気量から求められるＥＧＲ量と、実際にエンジンに吸入されているＥＧＲ量にずれが生じる。さらに過給器を用いるディーゼルエンジンでは、過給器やインタークーラが入るため、一層このずれが大きくなる。
【０００４】
また、リニアＯ2 などの排気センサも応答性の点で問題があり、数サイクルでの燃焼状態のフィードバックは困難である。すなわち、予混合燃焼モードのように、各サイクルの着火燃焼を精密に制御する必要がある場合、特に過渡状態などにおいて、燃焼安定および排気（Ｎｏｘ，すす）悪化を防止するための新たな技術が必要である。
【０００５】
本発明は、前記のような課題に鑑み、その目的とするところは、予混合の圧縮着火燃焼モードを有するエンジンにおいて、特に加減速などの過渡時において、この着火燃焼を適切に制御する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、エンジンに吸入する空気量を制御する吸入空気量制御手段と、前記エンジンの排気通路と吸気通路との間に連結された排気の一部を還流するためのＥＧＲ流路と、前記ＥＧＲ流路を通るＥＧＲ量を検出するＥＧＲ量検出手段と、前記ＥＧＲ流路を通る
ＥＧＲ量を制御するＥＧＲ量制御手段と、前記エンジン内に燃料を供給する燃料供給装置とを備え、前記エンジンの各気筒への燃料噴射終了後に燃焼を開始する予混合燃焼モードと、燃料噴射中に燃焼を開始する拡散燃焼モードを有すると共に、
前記エンジンが予混合燃焼モード時には、前記ＥＧＲ量検出手段の出力値に基づいて、前記エンジンの筒内状態を推定することを特徴とするエンジンの制御装置により解決される。
【０００７】
また上記課題は、エンジンに吸入する空気量を制御する吸入空気量制御手段と、前記エンジンへの吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、前記エンジンの排気通路と吸気通路との間に連結された排気の一部を還流するためのＥＧＲ流路と、前記ＥＧＲ流路を通るＥＧＲ量を検出するＥＧＲ量検出手段と、前記ＥＧＲ流路を通るＥＧＲ量を制御するＥＧＲ量制御手段と、前記エンジン内に燃料を供給する燃料供給装置とを備え、前記エンジンの各気筒への燃料噴射終了後に燃焼を開始する予混合燃焼モードと、燃料噴射中に燃焼を開始する拡散燃焼モードを有すると共に、前記エンジンが予混合燃焼モード時に、前記ＥＧＲ量検出手段の出力値に基づいて、前記エンジンの筒内状態を推定することを特徴とするエンジンの制御装置によっても、解決される。
【発明の効果】
【０００８】
以上に説明した本発明により、予混合の圧縮着火燃焼モードを有するエンジンにおいて、ＥＧＲ流路中にＥＧＲ流量を検出センサを配することで、特に加減速などの過渡時においても、ＥＧＲ流量を正確に検出しさらにこれを高応答にフィードバックできるため、予混合燃焼モードにおける着火燃焼を適切に制御し、トルク変動や排気（Ｎｏｘ，すす）悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面と共に説明する。
【００１０】
図１は本発明の第一の実施例にかかるエンジンの制御装置の構成図を示している。図１中の１９はエンジンである。エンジン１９の上流からエアクリーナ１７，エアフローセンサ２，過給器のコンプレッサ６（ｂ），インタークーラ１６，吸入空気量を調整するスロットル１３，吸気ポート２０，燃料噴射弁（以下、インジェクタ）５が配置されている。本実施例における吸入空気量制御手段は、過給器のコンプレッサ６（ｂ），インタークーラ１６，スロットル１３であり、吸入空気量検出手段はエアフローセンサ２である。インジェクタ５は燃焼室１８に直接燃料噴射する形式としている。スロットル１３は電子制御スロットルであることが好ましく、電気式アクチュエータによってスロットルバルブを駆動するものである。本実施例においては、吸気ポート２０には吸気圧センサ１４が配されており、吸気ポート２０内の圧力を検出することで、好適な吸気量制御が可能となる。排気管には、エンジンアウトの空燃比を計測するλセンサ３，吸気ポート２０へ排気を再循環するＥＧＲ流路９，ＥＧＲクーラ１０，ＥＧＲ制御バルブ１１が設置されている。またこのＥＧＲ流路９中に、ＥＧＲ流量を検出するＥＧＲ流量センサ１２を配していることが本発明の特徴である。本実施例において、このＥＧＲ流量センサ１２は、予混合燃焼モード、および予混合燃焼モードと拡散燃焼モードの切り換えなどの燃焼制御に適用する。すなわち、このセンサ１２の応答性は各運転条件における少なくとも１サイクル以内の検出周期が必要であるため、熱式流量センサや電磁式流量センサを用いることが好ましい。なお、このＥＧＲ流量センサ１２を用いた燃焼制御は、拡散燃焼モード時にも適用可能なことは言うまでもない。インジェクタ５からは、アクセル開度センサ１の開度信号αなどから演算される目標エンジントルクに応じて所定の燃料量を噴射され、このスロットル１３の開度信号θtp，ＥＧＲ制御バルブ１１の開度信号θegr ，過給器のコンプレッサ６(ｂ)の過給圧Ｐtin ，λセンサ３の出力値などに応じて、適宜補正する。なおλセンサ３は、酸素センサやＣＯ2 センサなど筒内の酸素濃度を推定できるセンサであれば、それを用いても構わない。
【００１１】
８はエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵ）である。アクセル開度αやブレーキ状態などのユーザ要求，車速などの車両状態，エンジン冷却水温や排気温度などのエンジン運転条件に応じて、エンジン１９の燃焼モードや制御量などを決定するものである。
【００１２】
図２に、本発明のエンジンにおける、エンジン回転数−目標エンジントルクで見た場合の運転領域および目標ＥＧＲ量を示したものである。本発明のエンジン１９は、各気筒への燃料噴射終了後に燃焼を開始する予混合燃焼モード領域１０２と、燃料噴射中に燃焼を開始する拡散燃焼モード領域１０１を有しており、目標ＥＧＲ量などの制御量や目標値が、ＥＣＵ８に予め記憶されている。予混合燃焼モードは、インジェクタ５からの燃料噴射時期を早めること、多段（少なくとも２回以上）噴射、およびＥＧＲ量を比較的増大することなどにより実現する。よって、この予混合燃焼モードによる運転領域は領域１０２のように限定されてしまうこととなる。具体的な運転領域としては、エンジントルクとしてはフルロードの約１／２程度、エンジン回転数では４０００回転程度のエンジン運転領域まで、予混合燃焼モードによる低Ｎｏｘ運転を可能である。図２中の目標ＥＧＲ量は、矢印の方向に向かって減少する方向にあるが、予混合燃焼モード領域１０２と拡散燃焼モード領域１０１で比較すると、予混合燃焼モード領域１０２における目標ＥＧＲ量の方が高く、その境界線付近での目標ＥＧＲ量は不連続になる。このため、この燃焼モードの切り換えにおいては、この不連続点を通る際に生じるトルク変動および排気悪化が課題であり、これを回避する技術の適用が必要である。この点の解決については、後ほど、図４以降を用いて詳細に説明する。
【００１３】
図３には、本発明の第一の実施例における予混合燃焼モードおよび拡散燃焼モード時における代表的な熱発生率履歴を示している。下段の線図Ｌ２には、一般的なディーゼル燃焼である、拡散燃焼モードにおける代表的な熱発生を示している。上死点付近では、一部燃料が予混合化して比較的熱発生率のピーク値が高くなるものの、その後は噴射された燃料がそのまま燃焼するため、台状の熱発生履歴（拡散燃焼履歴）をたどる。一方、上段の予混合燃焼モードにおいては、線図Ｌ１のように、上死点前に低温酸化反応によるわずかな熱発生を伴った後、上死点付近で一気に着火燃焼する。この時、予混合燃焼モードによる低Ｎｏｘ効果を好適に売るためには、一気に着火する前に全ての燃料を噴射し終え、比較的均一度の高い混合気が形成される必要がある。またこの着火時期や燃焼期間をエンジン運転条件などに応じて好適に制御する必要がある。この制御方法について、以降、図およびフローチャートを用いて説明する。
【００１４】
図４は、本発明の第一の実施例において、燃焼モードを切り換えた場合のＥＧＲ流量検出精度を比較したチャートを示す。この図は、エンジン１９を搭載した車両の速度Ｖｃ１で定常走行した後、Ｖｃ２まで加速し、その後その車速Ｖｃ２で定常走行した時の燃焼モード状態、および目標ＥＧＲ量に対するＥＧＲ検出（推定）状態を比較している。まず、エンジン１９を搭載した車両が車速Ｖｃ１で定常走行している時、図４に示すようにエンジン１９はＥＣＵ８からの指令に基づいて、予混合燃焼モードが選択されている。この時の目標ＥＧＲ量に対し、本発明方式であるＥＧＲ流量センサ１２の出力値を参照した線図Ｌ６と、従来のようにエアフローセンサ２やλセンサ３などの値から推定したＥＧＲ流量値には大きな差がなく、燃焼が安定している状態にある。次に、この状態からエンジン
１９を搭載した車両のユーザからのアクセル開度信号などに基づき、車速をＶｃ２まで加速する場合、予混合燃焼モードでの着火燃焼制御が困難になることから、ＥＣＵ８からの指令に基づき、拡散燃焼モードが選択されている。この場合、エンジン１９への空気量を増大させるために、図４の最下段のように、目標ＥＧＲ量は予混合燃焼モード時の目標値に比べて低い値となる。この時、従来のＥＧＲ量推定ロジックに基づく演算では、推定されるＥＧＲ量線図Ｌ５は、燃焼モード切り換え初期に大きく目標値とずれ、その後徐々に収束していく。これは、この方式において用いたエアフローセンサ２で検出した値と、実際にエンジン１９に吸入された空気量が、前述のように過渡時において正確に検出できないため、結果としてＥＧＲ推定値がずれてしまう。一方、ＥＧＲ流量センサ１２の出力値は、ＥＧＲ流量を直接検出していることと、ＥＧＲ流路９への設置によって、エンジン
１９の燃焼室１８までの容積が少ないこと、またＥＧＲ流量のフィードバック周期が比較的早いことなどから、目標ＥＧＲ量に近い値を取る。この効果によって、エンジン１９からの排気悪化やトルク変動をほぼ抑えることができるものである。次に、車速がＶｃ２で一定となり、その後定常走行する場合、エンジン１９への要求トルクが下がることなどから、再び予混合燃焼モードが可能な運転状態となる。そこでＥＣＵ８からの指令に基づき、予混合燃焼モードが選択されると、目標ＥＧＲ量は加速中に比べて大きくなる。この時、前述の加速時と同様に、従来のＥＧＲ量推定ロジックに基づく演算では、推定される
ＥＧＲ量線図Ｌ５は、燃焼モード切り換え初期に大きく目標値とずれる。また、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードへの切り換えは、ＥＧＲ量のずれが燃焼安定性に与える影響が大きいため、燃焼状態が時々刻々変化することで、その後のＥＧＲ量の収束状態も悪化してしまう。一方のＥＧＲ流量センサ１２の出力値は、前記の切換時と同様に、目標EGR量に近い値を取っており、エンジン１９からの排気悪化やトルク変動をほぼ抑えることができる。すなわち、ＥＧＲ流量を直接検出し、この値に基づいて燃焼状態を制御することで、ディーゼルエンジンにおいて、特に予混合燃焼モードの燃焼安定性を向上させ、さらに燃焼モード切換時のトルク変動や排気悪化を抑えることができる。
【００１５】
図５には、本発明の第一の実施例における、予混合燃焼モード時の制御フローチャートの一例を示している。本実施例において予混合燃焼モードを制御するフローとして、まずブロック１００１ｓにおいて、エンジン１９を搭載した車両の速度Ｖｃ，アクセル開度α，エンジン運転状態などを読み込み、予混合燃焼モードによるエンジン運転が可能かどうかを判定する（ブロック１００２ｓ）。その領域でなければ、通常の拡散燃焼モードを選択もしくは継続する（ブロック１００４ｓ）。運転が可能な場合は、現在が予混合燃焼モードによる運転中であるかどうかを判定し（ブロック１００３ｓ）、運転中であればブロック１００７ｓに進む。運転中でない場合は、ブロック１００５ｓに進んでＥＧＲ流量センサ１２の出力値を読み込み、これに基づいて、ＥＣＵ８の指令によって、スロットル
１３，ＥＧＲ制御バルブ１１，過給器のコンプレッサ６（ｂ），インジェクタ５，燃料ポンプ１５などを制御して、予混合燃焼モードへの切り換え制御を実行する（ブロック
１００６ｓ）。次に予混合燃焼モードによる運転が継続されている状態で、ブロック
１００７ｓにおいてＥＧＲ流量センサ１２の出力値を読み込んで現在のＥＧＲ流量を検出する。これが目標ＥＧＲ量であるかどうかをブロック１００８ｓにおいて判定し、異なる場合は、その目標ＥＧＲ量と出力値の差分が所定値以上かどうかを判定する（ブロック
１００９ｓ）。差分が所定値以上の場合は、エンジン制御量と目標ＥＧＲ量が大幅に異なっているということであり、機器劣化や燃料成分のばらつきなどの状態も考えられる。よって、予混合燃焼モードの安定制御が困難な状態となるため、拡散燃焼モードへの切換を実行する（ブロック１０１０ｓ）。差分が所定範囲内の場合は、出力値の信号処理によって、各気筒のＥＧＲ量を推定し、気筒間の流量差が所定値以上であるかどうかを判定する（ブロック１０１１ｓ）。気筒間の流量差が所定値以上の場合は、気筒別に燃焼噴射制御などを行っても安定した予混合燃焼モードの継続は困難と判断されるので、前記と同様、ブロック１０１０ｓに進んで、拡散燃焼モードへの切換を実行する。気筒間の流量差が所定範囲内の場合は、ブロック１０１２ｓに進んで、気筒間のＥＧＲ流量差が減少するように、スロットル１３，ＥＧＲ制御バルブ１１，過給器のコンプレッサ６（ｂ），インジェクタ５，燃料ポンプ１５などを用いて、補正制御を実行する。これにより、安定した予混合燃焼モードとなるよう、エンジン１９が制御されることとなる。
【００１６】
図６には、ＥＧＲ流量センサを再生制御する場合の制御フローチャートの一例を示している。ＥＧＲ流路９は、排気が再循環する径路のため、ＥＧＲ流量センサ１２は汚損劣化しやすい環境下にある。これによって、ＥＧＲ流量の検出精度が低下する恐れがあるので、図６のような再生制御を行う必要がある。まずブロック１０１１ｓにおいて、エンジン１９を搭載した車両の速度Ｖｃ，アクセル開度α，エンジン運転状態などを読み込み、拡散燃焼モードになるようエンジンを制御する（ブロック１０１２ｓ）。この時、エンジン１９が定常運転している際は、図４に示したように、従来のＥＧＲ推定手法でも排気悪化などが起こる恐れがないので、エアフローセンサなどによるＥＧＲ流量推定を行って（ブロック１０１３ｓ）エンジン運転を継続する。この後、ＥＧＲ流量センサ１２の再生制御を行う（ブロック１０１４ｓ）。この再生制御は、例えば熱式流量センサを適用している場合には、流量を検出するエレメント部の熱線を自己通電によって高温加熱し、付着したダストやオイルなどを除去するものである。これによって、ＥＧＲ検出精度が必要な条件において、ＥＧＲ流量センサを用いた燃焼制御を行うことができ、長時間の耐久性能を確保することができる。
【００１７】
図７には、ＥＧＲ流量センサを出力補正および故障検出する場合の制御フローチャートの一例を示している。図６のケースと同様、ブロック１０２１ｓ〜１０２４ｓの間で、拡散燃焼モードによる定常運転を行う。この後、ＥＧＲ流量センサ１２の出力値を読み込んで（ブロック１０２５ｓ）、その他のセンサによって推定されるＥＧＲ推定値とこの出力値を比較する（ブロック１０２６ｓ）。拡散燃焼モードの定常条件では、図４に示したように、ＥＧＲ推定値の精度は確保されているので、この値の比較によって、ＥＧＲ流量センサ１２の汚損や劣化、さらには故障を判別できる。ブロック１０２６ｓにおいて比較した値が異なる場合、この出力波形によって故障を判別する（ブロック１０２７ｓ）。故障と判断される出力状態の時には、過渡時における精密なＥＧＲ制御が困難になるので、予混合燃焼モードへの切換は禁止する（ブロック１０２９ｓ）。また故障ではないが、出力値がオフセットするなどの状態である場合は、推定値との比較によってＥＧＲ流量センサ１２の出力値を補正して、この値を今後の予混合燃焼モードをはじめとする燃焼制御に用いる出力値とする（ブロック１０２８ｓ）。これらの流れにより、汚損環境下にあるEGR流量センサ１２の状態が診断、さらには補正でき、予混合燃焼モードによる運転を長く保証できるものとなる。
【００１８】
図８には、本発明の第二の実施例にかかるエンジンの制御装置の構成図を示している。第一の実施例で適用した構成との違いは、図１中のエアフローセンサ２がないことである。すなわち、ＥＧＲ流量センサ１２によって、予混合燃焼モードおよび拡散燃焼モードの制御を行うものである。基本的に、ＥＧＲ流量センサによる燃焼制御は、エンジン１９の燃焼室１８に近いところに流量センサを用いることで、過渡状態において安定した燃焼制御を実現するところにある。定常状態は、吸気圧センサ１４の値をもとに制御することも可能であること、さらにはＥＧＲ流量センサ１２によって、定常時も燃焼制御できる、ということは言うまでもない。これによって、エアフローセンサ２を無くしてシステム全体の低コスト化、およびシステム簡略化を図ることができる。
【００１９】
さらに、本発明におけるＥＧＲ流量センサ１２の配置は、ＥＧＲ制御バルブ１１の下流やＥＧＲクーラ１０の上流にあっても、本実施例と同等の効果を挙げることができる。
【００２０】
このように本発明のエンジンの制御装置によれば、エンジンの各気筒への燃料噴射終了後に燃焼を開始する予混合燃焼モードと、燃料噴射中に燃焼を開始する拡散燃焼モードとを有するエンジンにおいて、ＥＧＲ流路にＥＧＲ量検出手段を配しており、エンジンが予混合燃焼モード時には、この出力値を用いて、エンジンの筒内状態を推定し、好ましくはこの出力値に基づいてＥＧＲ制御を行うことにより、ＥＧＲ量を直接かつ燃焼室に近い位置で検出できるため、ＥＧＲ流量検出精度が向上し、予混合燃焼モード時の着火燃焼状態を好適に制御可能となる。また、応答性や耐汚損性の観点よりＥＧＲ流量検出手段として、熱式流量センサを用いることが好ましい。
【００２１】
また好ましくは、通常の拡散燃焼モードの時はこのＥＧＲ量検出手段の出力による流量検出を禁止し、この間にエアフローセンサなどの吸入空気流量検出手段を用いたＥＧＲ流量推定、ならびにＥＧＲ流量検出手段の出力補正を行うことを特徴とする。これにより、予混合燃焼モード時のＥＧＲ流量検出手段の精度を確保しながら、空気環境に比べて汚損しやすいＥＧＲ雰囲気中にあって、長時間の耐久性能を保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一の実施例におけるエンジンの制御装置の構成図。
【図２】本発明の第一の実施例におけるエンジンの運転領域および目標ＥＧＲ量の概念図。
【図３】本発明の第一の実施例における予混合燃焼モードおよび拡散燃焼モード時における熱発生率履歴。
【図４】本発明の第一の実施例において、車速を変更して燃焼モードを切り換えた場合のＥＧＲ流量検出精度を比較した図。
【図５】本発明の第一の実施例における予混合燃焼モード時の制御フローチャートの一例。
【図６】本発明の第一の実施例において、ＥＧＲ流量センサを再生制御する場合の制御フローチャートの一例。
【図７】本発明の第一の実施例において、ＥＧＲ流量センサを出力補正および故障検出する場合の制御フローチャートの一例。
【図８】本発明の第二の実施例におけるエンジンの制御装置の構成図。
【符号の説明】
【００２３】
１…アクセル開度センサ、２…エアフローセンサ、３…λセンサ、５…インジェクタ、６（ａ）…過給器のタービン、６（ｂ）…過給器のコンプレッサ、７…触媒、８…ＥＣＵ、９…ＥＧＲ流路、１０…ＥＧＲクーラ、１１…ＥＧＲ制御バルブ、１２…ＥＧＲ流量センサ、１３…スロットル、１４…吸気圧センサ、１５…燃料ポンプ、１６…インタークーラ、１７…エアクリーナ、１８…燃焼室、１９…エンジン、２０…吸気ポート、２１(ａ)…触媒診断用センサ上流側、２１（ｂ）…触媒診断用センサ下流側、２２…燃料配管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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