(57)【要約】      （修正有）【課題】ＥＧＲバルブにデポジットが付着、堆積したことに起因する制御性能の低下、ノッキングの発生や排出ガスの悪化等の不具合を回避する。【解決手段】エンジン回転数と、吸気管内圧力と、ＥＧＲバルブの開度とを参照してＥＧＲ分圧を算出し、これに基づく内燃機関の制御を実施するものにおいて、エンジン回転数、前記ＥＧＲ分圧及びスロットルバルブ開度を参照して吸気管内圧力を推定した上、吸気管内圧力の推定値と実測値との差分を求め、前記差分が所定値以上である場合に、当該差分と前記ＥＧＲ分圧とからＥＧＲガス量の低下率を知得し、その低下率に基づいて前記内燃機関の制御に補正を加えることとした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数と、吸気管内圧力と、排気再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路を開閉するＥＧＲバルブの開度とを参照してＥＧＲ分圧を算出し、これに基づく内燃機関の制御を実施するものにおいて、
エンジン回転数、前記ＥＧＲ分圧及びスロットルバルブ開度を参照して吸気管内圧力を推定した上、吸気管内圧力の推定値と実測値との差分を求め、
前記差分が所定値以上である場合に、当該差分と前記ＥＧＲ分圧とからＥＧＲガス量の低下率を知得し、その低下率に基づいて前記内燃機関の制御に補正を加える
ことを特徴とする内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置が付帯した内燃機関の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気を吸気側に再循環させることにより燃焼を緩慢化してＮＯxの排出量を低減するＥＧＲ装置が周知である。ＥＧＲ装置が付帯した内燃機関の制御では、吸気中に混入する外部ＥＧＲガスの分圧に応じて、燃料噴射量や点火タイミング等を調節する。
【０００３】
ＥＧＲ分圧の算出は、エンジン回転数、吸気管内圧力及びＥＧＲバルブ開度を参照して行うことができる（例えば、下記特許文献を参照）。即ち、エンジン回転数及び吸気管内圧力からはＥＧＲガスの流速が求められ、ＥＧＲバルブ開度からはＥＧＲ通路の開口面積が求められる。両者を乗算すれば、ＥＧＲガスの流量が求められる。このＥＧＲガス流量を基に、ＥＧＲ分圧を算定する。
【０００４】
長年の使用を通じて、ＥＧＲバルブには、煤等を含むデポジットが付着する。デポジットの堆積により、ＥＧＲバルブを同一開度に操作していても、ＥＧＲ通路の実質的な開口面積は小さくなる。だが、このようなデポジットの堆積に伴う開口面積の減少を直接に検知する術はない。そして、デポジットの堆積を度外視してＥＧＲ分圧を算出し、燃料噴射量や点火タイミング等の制御を実施する結果、制御性能が低下し、ノッキングの発生や排出ガスの悪化といった不具合を招くおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４３９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上に鑑みてなされた本発明は、デポジットの堆積に起因したノッキングの発生や排出ガスの悪化等の不具合を抑制ないし回避することを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、エンジン回転数と、吸気管内圧力（または、吸気負圧）と、ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブの開度とを参照してＥＧＲ分圧（または、ＥＧＲ率若しくはＥＧＲ量）を算出し、これに基づく内燃機関の制御を実施するものにおいて、エンジン回転数、前記ＥＧＲ分圧及びスロットルバルブ開度を参照して吸気管内圧力を推定した上、吸気管内圧力の推定値と実測値との差分を求め、前記差分が所定値以上である場合に、当該差分と前記ＥＧＲ分圧とからＥＧＲガス量の低下率を知得し、その低下率に基づいて前記内燃機関の制御に補正を加えることとした。
【０００８】
このようなものであれば、ＥＧＲバルブにデポジットが付着、堆積したことによるＥＧＲ通路の開口面積の減少分、ひいてはＥＧＲガスの還流量の減少分を補正することができる。よって、制御性能を維持でき、ノッキングの発生や排出ガスの悪化等の不具合を抑制ないし回避可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、デポジットの堆積に起因したノッキングの発生や排出ガスの悪化等の不具合を抑制ないし回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。
【図２】同実施形態における制御装置が実施する制御方法の内容を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に一気筒の構成を概略的に示した内燃機関１００は、例えば自動車に搭載されるものである。内燃機関１００の吸気系１には、アクセルペダルの踏込量に応じて開閉するスロットルバルブ１１を設けており、スロットルバルブ１１の下流にはサージタンク１３を一体に有する吸気マニホルド１２を取り付けている。サージタンク１３には、吸気管内圧力（または、吸気負圧）を検出する圧力センサ７１を配している。
【００１２】
排気系５には、排気マニホルド５１を取り付け、かつ排出ガス浄化用の三元触媒５２を装着している。そして、触媒５２の上流にフロントＯ2センサ５３を、下流にリアＯ2センサ５４を、それぞれ配している。Ｏ2センサ５３、５４は、排出ガスに接触して反応することにより、排出ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出力する。
【００１３】
吸気系１と排気系５との間は、ＥＧＲ装置６を介して接続する。ＥＧＲ装置６は、始端が排気マニホルド５１に連通し終端がサージタンク１３に連通するＥＧＲ通路６１と、ＥＧＲ通路６１上に設けた外部ＥＧＲバルブ６２とを要素としてなる。ＥＧＲバルブ６２を開放すれば、排出ガスを排気系５から吸気系１へと還流して吸気に混合する外部ＥＧＲを実現できる。
【００１４】
シリンダ２上部に形成される燃焼室の天井部（シリンダヘッド）には、吸気バルブ２１、排気バルブ２２、燃料噴射弁３及び点火プラグ８を設ける。
【００１５】
この内燃機関１００は、可変バルブタイミング機構９を備えている。可変バルブタイミング機構９は、いわゆる揺動シリンダ機構を用いた既知のもので、吸気カムシャフト９１に固定したロータと、ロータの外側に嵌装したハウジングと、ロータに対してハウジングを回動させるための電磁式四方向切換制御弁であるオイルコントロールバルブ９２と、一方をハウジングに、他方を排気カムシャフト９３にそれぞれ取り付けた噛合する一対のギア９４、９５と、吸気カムシャフト９１の端部に配したクランクセンサ９６と、排気カムシャフト９３の端部に配したタイミングセンサ９７とを備える。ハウジングに流出入する作動油の方向及び量をオイルコントロールバルブ９２を介して制御し、ロータに対するハウジングの相対角度を変化させ、排気カムシャフト９３と吸気カムシャフト９１との間に任意の回転位相差を生じさせることにより、吸気バルブ２１の開閉タイミングと排気バルブ２２の開閉タイミングとの相対位相差を一定の角度範囲内で自在に変化させることが可能である。吸気バルブ２１の開放タイミングを早く、または排気バルブ２２の閉止タイミングを遅くすれば、シリンダ２内に燃焼ガスを残留させて吸気に混合する内部ＥＧＲを実現できる。
【００１６】
内燃機関１００の運転制御を司る電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４は、中央演算装置４１、記憶装置４２、入力インタフェース４３、出力インタフェース４４等を有するマイクロコンピュータシステムである。
【００１７】
入力インタフェース４３には、吸気管内圧力を検出する圧力センサ７１から出力される吸気管内圧力信号ａ、エンジン回転数を検出する回転数センサ７２から出力される回転数信号ｂ、車速を検出する車速センサ７３から出力される車速信号ｃ、スロットルバルブ１１の開度（または、アクセルペダルの踏込量）を検出するスロットルポジションセンサ７４から出力されるスロットル開度信号ｄ、冷却水温を検出する水温センサ７６から出力される水温信号ｆ、燃焼圧の変化によりノッキングの状態を検出するノッキングセンサ７５から出力されるノッキング信号ｅ、吸気カムシャフト９１の端部にあるタイミングセンサ９６から出力されるクランク角度信号及び気筒判別用信号ｇ、排気カムシャフト９２の端部にあるタイミングセンサ９７から２４０°ＣＡ（クランク角度）回転毎に出力される排気カム信号ｈ、フロントＯ2センサ５３から出力される上流側空燃比信号ｉ、リアＯ2センサ５４から出力される下流側空燃比信号ｊ等が入力される。
【００１８】
出力インタフェース４４からは、インジェクタ３に対して燃料噴射信号ｎ、点火プラグ８に対して点火信号ｍ、ＥＧＲバルブ６２に対してＥＧＲバルブ開度信号ｏ、可変バルブタイミング機構９に対してバルブ開閉タイミング信号ｐ等を出力する。
【００１９】
中央演算装置４１は、記憶装置４２に予め格納されているプログラムを解釈、実行し、以て内燃機関１００の燃料噴射制御、ＥＧＲ制御等を遂行する。
【００２０】
ＥＣＵ４は、内燃機関１００の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊを入力インタフェース４３を介して取得し、それらに基づいて制御入力である燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火タイミング、ＥＧＲバルブ６２の開度（ＥＧＲステップ数）、可変バルブタイミング等を算定して、制御入力に対応した制御信号ｍ、ｎ、ｏ、ｐを出力インタフェース４４を介して印加する。燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火タイミング、可変バルブタイミング等の演算においては、吸気中に混入する外部ＥＧＲガスの分圧（または、ＥＧＲ率若しくはＥＧＲ量）を考慮に入れなければならないことは言うまでもない。そのＥＧＲ分圧は、エンジン回転数と、吸気管内圧力と、ＥＧＲバルブ開度とを参照して推算する。
【００２１】
しかして、ＥＧＲバルブ６２にデポジットが付着、堆積していると思しき状況下では、内燃機関１００に与えるべき制御入力に所要の補正を加える。
【００２２】
デポジットの存在を無視すると、エンジン回転数、スロットルバルブ開度及びＥＧＲ分圧と吸気管内圧力との間には一定の関係が成立するものと考えられる。そこで、ＥＣＵ４は、デポジットが付着していないと仮定した上で、エンジン回転数、スロットルバルブ開度及びＥＧＲ分圧を参照して吸気管内圧力の推定値を求める。そして、吸気管内圧力の推定値と、圧力センサ７１を介して検出した吸気管内圧力の実測値との差分を求める。
【００２３】
デポジットが堆積しておらず、ＥＧＲバルブ６２の開度に応じた正常なＥＧＲガス流量を得られているならば、吸気管内圧力の推定値と実測値との差分は十分に小さくなる。逆に、デポジットが堆積し、想定した流量よりも少ないＥＧＲガス流量しか得られていなければ、前記差分は大きくなる。ＥＣＵ４は、前記差分と所定の閾値とを比較し、当該差分が閾値以上（または、閾値を上回っている）であった場合、演算した制御入力に補正を加える必要があるものと判断する。
【００２４】
制御入力を補正するに際しては、吸気管内圧力の推定値と実測値との差分をデポジットに起因したＥＧＲ分圧の低下分と見なし、当該差分を従前通り（エンジン回転数、吸気管内圧力及びＥＧＲバルブ開度を参照して）算出したＥＧＲ分圧で除した値、換言すればＥＧＲガス量の低下率を求める。次いで、ＥＧＲガス量の低下率に基づき、制御入力の補正量を決定する。具体例を列挙すると、
（１）燃料噴射量の補正；ＥＧＲガス量の低下率が大きい程、燃料噴射量を増大させる
（２）燃料噴射タイミングの補正；ＥＧＲガス量の低下率が大きい程、燃料噴射タイミングを早める。あるいは、遅らせる。何れの態様をとるかは、内燃機関１００の仕様によって異なる
（３）点火タイミングの補正；ＥＧＲガス量の低下率が大きい程、点火タイミングを遅らせ、遅角化する
（４）可変バルブタイミングの補正；ＥＧＲガス量の低下率が大きい程、バルブタイミングを早め、進角化する
ＥＣＵ４は、制御入力に補正を加える必要があると判断したときに、（１）から（４）の何れか少なくとも一つを実行する。
【００２５】
図２に、ＥＣＵ４が実行する処理の手順の概要を示している。ＥＣＵ４は、エンジン回転数、吸気管内圧力、ＥＧＲバルブ開度を基にＥＧＲ分圧を算出し（ステップＳ１）、このＥＧＲ分圧の算出値とともに他の各種情報を参照して、制御入力たる燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火タイミング、ＥＧＲバルブ開度、可変バルブタイミング等を算定する（ステップＳ２）。
【００２６】
さらに、エンジン回転数、ステップＳ１にて算出したＥＧＲ分圧、スロットルバルブ開度を参照して吸気管内圧力の推定値を算出し（ステップＳ３）、この推定値と吸気管内圧力の実測値との差分を求める（ステップＳ４）。
【００２７】
吸気管内圧力の推定値と実測値との差分が所定値以上であるならば（ステップＳ５）、当該差分と、ステップＳ１にて算出したＥＧＲ分圧との比であるＥＧＲガス量の低下率を求める（ステップＳ６）。そして、このＥＧＲガス量の低下率を基に、ステップＳ２にて算出した制御入力に加味する補正量を決定する（ステップＳ７）。しかる後、補正を加えた制御入力を内燃機関１００（のインジェクタ３、点火プラグ８、ＥＧＲバルブ６２、可変バルブタイミング機構９等）に入力する（ステップＳ８）。
【００２８】
吸気管内圧力の推定値と実測値との差分が所定値以上でなければ、制御入力を補正する必要はない。よって、ステップＳ２にて算出した制御入力を、そのまま内燃機関１００に入力する（ステップＳ８）。
【００２９】
本実施形態によれば、エンジン回転数と、吸気管内圧力と、ＥＧＲ通路６１を開閉するＥＧＲバルブ６２の開度とを参照してＥＧＲ分圧を算出し、これに基づく内燃機関１００の制御を実施するものにおいて、エンジン回転数、前記ＥＧＲ分圧及びスロットルバルブ開度を参照して吸気管内圧力を推定した上、吸気管内圧力の推定値と実測値との差分を求め、前記差分が所定値以上である場合に、当該差分と前記ＥＧＲ分圧とからＥＧＲガス量の低下率を知得し、その低下率に基づいて前記内燃機関１００の制御に補正を加えることとしたため、ＥＧＲバルブ６２にデポジットが付着、堆積したことによるＥＧＲ通路６１の開口面積の減少分、ひいてはＥＧＲガスの還流量の減少分を補正することができる。従って、制御性能を維持でき、ノッキングの発生や排出ガスの悪化等の不具合を抑制ないし回避可能となる。
【００３０】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態における内燃機関は火花点火エンジンであったが、これがディーゼルエンジンであったとしても、本発明を適用することは可能である。
【００３１】
その他、各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、自動車に搭載される内燃機関の制御に利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１００…内燃機関
１１…スロットルバルブ
４…ＥＣＵ（制御装置）
６１…ＥＧＲ通路
６２…ＥＧＲバルブ
７１…吸気管内圧力センサ
７４…スロットルポジションセンサ
【図１】
2011085016.tif 000003
【図２】
2011085016.tif 000004