(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ部材を選択的に配置してバルブが開く度合を確立することにより内燃機関の排気ガス再循環を制御するバルブに対する制御システムであって、
バルブ部材の位置のフィードバック制御におけるデータを処理してそのデータからバルブが開く度合を設定する位置制御信号を創出するように構成されたプロセッサ、
を含み、
前記処理は、位置誤差信号を創出するために、前記バルブ部材の実際の位置に対応するデータと前記バルブ部材の目標とする位置を表すデータとを処理する段階、比率誤差信号を創出するために、実際のＥＧＲ率を定めるデータと目標とするＥＧＲ率を表すデータとを処理する段階、及び、前記位置制御信号を創出するために、前記位置誤差信号と前記比率誤差信号とを処理する段階を含み、
前記プロセッサは、内側フィードバックループと外側フィードバックループとを形成するように構成され、
前記プロセッサは、前記フィードバックループの一方において、前記バルブ部材の実際の位置に対応するデータと、前記バルブ部材の目標とする位置を表すデータとを処理し、  前記プロセッサは、前記フィードバックループの他方において、実際のＥＧＲ率を定めるデータと、目標とするＥＧＲ率を表すデータとを処理し、
前記プロセッサは、前記内側フィードバックループにおいて、前記バルブ部材の実際の位置に対応するデータと、前記バルブ部材の目標とする位置を表すデータとを処理し、
前記プロセッサは、前記外側フィードバックループにおいて、実際のＥＧＲ率を定めるデータと、目標とするＥＧＲ率を表すデータとを処理し、
前記内側フィードバックループは、前記外側フィードバックループよりも速い周波数応答を有する、
ことを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記制御信号を創出するために、前記位置誤差信号を比例積分制御を通じて処理するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記制御信号を創出するために、前記比率誤差信号を比例積分制御を通じて処理するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記制御信号を創出するために、前記位置誤差信号と前記比率誤差信号とをそれぞれの比例積分制御を通じて処理するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項５】
前記プロセッサは、各比例積分制御の積分部分に限界を課するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の制御システム。
【請求項６】
目標とするＥＧＲ率を表す前記データは、前記機関内への目標とする質量燃料を定めるデータと実際の機関回転数を定めるデータとを含む特定データを処理する前記プロセッサによって創出されることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項７】
前記プロセッサは、質量燃料が前記機関内に入る過渡期に対して補償するために、前記機関内への目標とする質量燃料を定める前記データと実際の機関回転数を定める前記データとの前記処理段階に過渡期乗算器を適用するように構成されることを特徴とする請求項６に記載の制御システム。
【請求項８】
前記バルブ部材に付随する位置センサは、前記バルブ部材の実際の位置に対応するデータをもたらすことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項９】
前記制御信号に対応するパルス幅変調信号が、前記バルブ部材を配置するために前記バルブに加えられることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項１０】
実際のＥＧＲ率を定める前記データは、前記機関の吸気装置に入る外気質量と前記機関の吸気マニホルドに入る空気の圧力及び温度とを定めるデータを含む特定データを処理する前記プロセッサによって創出されることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
関連出願及び優先権の主張
本出願は、本出願人が所有する１９９９年１２月９日出願の米国特許仮出願シリアル番号第６０／１６９、８７１号に基づいており、その優先権を主張するものである。
本発明は、一般に内燃機関に関する。より具体的には、本発明は、ターボ過給ディーゼル機関のＥＧＲ（排気ガス再循環）の制御に関する。本発明はまた、排気ガス制御に関わるいくつかの事象の監視に関する。
【０００２】
（背景技術）
制御された機関排気ガス再循環は、内燃機関から大気に排気される燃焼生成物中の窒素酸化物を低減する既知の技術である。一般的なＥＧＲシステムは、機関作動条件によって制御されるＥＧＲバルブを含み、機関に入る吸気流に再循環される機関排気ガスの量を調節して燃焼温度を制限し、従って、燃焼中の窒素酸化物の形成を低減する。排気ガスが機関に入る流れの中に導かれる限り、排気ガスは、本来ならば機関に入っていたであろう空気を置換する。
【０００３】
過給は、機関のトルク及び出力を増大させる１つの方法である。過給機の１つの種類は、吸気システム圧力を高める圧縮機と、機関排気によって動力を与えられて圧縮機を作動するタービンとを備えたターボ過給機を含む。ターボ過給機関は、車両製造業者が義務的な燃料節約要件と目標とする機関性能レベルとの両方を達成することを可能にする燃料節約の改善をもたらすであろうと考えられている。しかし、そのような機関はまた、義務的なテールパイプ排気ガス要件に従わなければならないので、おそらくＥＧＲシステムを必要とする。
【０００４】
（発明の開示）
本発明の一般的な態様は、バルブ部材を選択的に配置してバルブが開く度合を確立することにより内燃機関の排気ガス再循環を制御するバルブに対する制御システムに関する。この制御システムは、バルブ部材の位置のフィードバック制御におけるデータを処理してそのデータからバルブが開く度合を設定する位置制御信号を創出するように構成されたプロセッサを含み、その処理には、位置誤差信号を創出するために、バルブ部材の実際の位置に対応するデータとバルブ部材の目標とする位置を表すデータとを処理する段階、比率誤差信号を創出するために、実際のＥＧＲ率を定めるデータと目標とするＥＧＲ率を表すデータとを処理する段階、及び、位置制御信号を創出するために、位置誤差信号と比率誤差信号とを処理する段階を含む。
【０００５】
別の一般的な態様は、バルブ部材を選択的に配置して排気ガス再循環バルブが開く度合を確立することにより内燃機関の排気ガス再循環を制御する方法に関する。本方法は、バルブ部材の位置のフィードバック制御におけるデータを処理してそのデータからバルブが開く度合を設定する位置制御信号を創出する段階を含み、その段階には、位置誤差信号を創出するために、バルブ部材の実際の位置に対応するデータとバルブ部材の目標とする位置を表すデータとを処理する段階、比率誤差信号を創出するために、実際のＥＧＲ率を形成するデータと目標とするＥＧＲ率を表すデータとを処理する段階、及び、位置制御信号を創出するために、位置誤差信号と比率誤差信号とを処理する段階が含まれる。
【０００６】
更に別の態様は、排気ガス再循環バルブを含む内燃機関の排気ガス再循環システムにおける事象監視システムに関し、この排気ガス再循環バルブは、それを通って排気ガスが再循環し、閉ループ制御のフィードバックループにおける位置誤差信号によって選択的に配置されてバルブが開く度合を確立するバルブ部材を含む。事象監視システムは、位置誤差信号の大きさが位置誤差の閾値を超える時間を監視し、位置誤差信号の大きさが位置誤差閾値を超える時間が時間閾値を超えた時に事象の発生を記録する、バルブモニタを含む。
【０００７】
更に別の態様は、排気ガス再循環バルブを含む内燃機関の排気ガス再循環システムにおける事象監視の方法に関し、この排気ガス再循環バルブは、それを通って排気ガスが再循環し、閉ループ制御のフィードバックループにおける位置誤差信号によって選択的に配置されてバルブが開く度合を確立するバルブ部材を含む。本方法は、位置誤差信号の大きさが位置誤差の閾値を超える時間を監視する段階、及び、位置誤差信号の大きさが位置誤差閾値を超える時間が時間閾値を超えた時に事象の発生を記録する段階を含む。
【０００８】
更に別の態様は、内燃機関の排気ガス再循環制御システムにおける事象監視システムに関し、この事象監視システムは、制御システムで使用する信号の大きさが第１の閾値を超える時間を監視し、信号の大きさが第１閾値を超える時間が第１の時間閾値を超えた時に第１の事象の発生を記録する第１のモニタ、及び、信号の大きさが第２の閾値を超える時間を監視し、信号の大きさが第２閾値を超える時間が第２の時間閾値を超えた時に第２の事象の発生を記録する第２のモニタを含む。
【０００９】
更に別の態様は、内燃機関排気ガス制御システムにおける事象監視システムに関し、この事象監視システムは、排気ガス制御システムで使用する信号の大きさが第１の閾値を超える時間を監視し、信号の大きさが第１閾値を超える時間が第１の時間閾値を超えた時に第１の事象の発生を記録する第１のモニタ、及び、信号の大きさが第２の閾値を超える時間を監視し、信号の大きさが第２閾値を超える時間が第２の時間閾値を超えた時に第２の事象の発生を記録する第２のモニタを含む。
【００１０】
更に別の態様は、内燃機関排気ガス制御システムにおける事象監視の方法に関し、本方法は、排気ガス制御システムで使用する信号の大きさが第１の閾値を超える時間を監視し、信号の大きさが第１閾値を超える時間が第１の時間閾値を超えた時に第１の事象の発生を記録する段階、及び、信号の大きさが第２の閾値を超える時間を監視し、信号の大きさが第２閾値を超える時間が第２の時間閾値を超えた時に第２の事象の発生を記録する段階を含む。
本明細書において援用され、本明細書の一部を成す添付図面は、本発明の現時点での好ましい実施形態の１つ又はそれ以上を含み、上述の一般的説明及び以下の詳細説明と共に、本発明を実行するために熟慮された最良の態様による本発明の原則を開示するのに役立つものである。
【００１１】
（発明を実施するための最良の形態）
図１は、右シリンダ列のための右側吸気マニホルド３４と左シリンダ列のための左側吸気マニホルド３６とを含む吸気システム３２を有するＶ型ディーゼル機関３０を示す。外気は、空気濾過器又は空気清浄器を通って吸気システム３２に入り、吸入口ダクト３８を通過する。絶対気圧（ＢＡＰ）センサ４０及び質量空気流量（ＭＡＦ）センサ４２は、ダクト３８に付随しており、絶対気圧と機関に入る質量空気流量との電気信号測定値を与える。
【００１２】
吸入外気の圧力は、機関を出ていく高温の機関排気ガスが駆動するターボ過給機４４によって高められ、機関１０のための過給気を作り出す。加熱された過給気は、冷却された過給気をマニホルド３４及び３６の両方に送出する交差型通路４６に入る前に、給気冷却器４５を強制的に通される。マニホルド絶対圧力（ＭＡＰ）センサ４８及びマニホルド給気温度（ＭＣＴ）センサ５０が配置され、マニホルドにおけるマニホルド絶対圧力及び冷却過給気の温度のそれぞれの電気信号をもたらす。
【００１３】
吸気システム３２内への再循環のための機関排気ガスは、ＥＧＲバルブ５４の吸入ポートに通される前に、最初にＥＧＲ冷却器５２で冷却される。ＥＧＲバルブ５４は、バルブが開く度合を制御する電気アクチュエータ５６と、バルブ開度の実際の量を信号で知らせる位置センサ５８とを含む装置である。バルブ５４が再循環させた排気ガスは、排気ポートを通ってバルブを離れ、交差型通路４６に入る。
【００１４】
吸気システム３２は、図２に一般的に示す制御戦略１．６によって統御される。制御戦略１．６は、図に示す様々な入力を処理して、目標とする給気圧力（ブロック１．６．１）と目標とするＥＧＲ率（ブロック１．６．２）とを判断する。制御戦略は、ターボ過給機４４のアクチュエータ６６及びＥＧＲバルブアクチュエータ５６をそれぞれの駆動回路（詳細には図示しない）を通じて各々作動させる、それぞれのデューティサイクル信号ＶＧＴ-ＤＴＹ及びＥＧＲ-ＤＴＹを創出する。
【００１５】
図３は、「目標とするブーストの計算」ブロック１．６．１．１、「ＰＩＤ及びＦＦＷＤ制御」ブロック１．６．１．２、及び、「故障検知及びオーバーブースト制限」ブロック１．６．１．３を含む、ブロック１．６．１を集合的に構成する様々なブロックを示す。ターボ過給機４４は、そのターボ過給機の下流にある吸気システム３２における過給気の目標とする給気圧力を創出するために、信号ＶＧＴ-ＤＴＹによって制御される装置である。信号ＶＧＴ-ＤＴＹは、様々な機関作動条件が変わる時に、それらの条件に適切な給気圧力をターボ過給機４４に創出させるために変化してもよい。信号ＶＧＴ-ＤＴＹの創出において、「ＰＩＤ及びＦＦＷＤ制御」ブロック１．６．１．２が実行する戦略の一部分は、比例・積分・微分機能とフィードフォワード機能との実行に際して特定のデータを処理する段階を含む。ＭＡＰセンサ４８からのマニホルド圧力データは、「ＰＩＤ及びＦＦＷＤ制御」ブロック１．６．１．２、及び、「故障検知及びオーバーブースト制限」ブロック１．６．１．３の両方によって実行される特定の処理に利用される。有害なオーバーブーストの可能性を示す事象は監視及び記録され、ブーストを制限することにより、そうしなければ事象が有害なオーバーブーストを引き起こすと思われる時はいつでも、有害なオーバーブーストを避ける是正処置がとられる。
【００１６】
図４は、制御戦略のブロック１．６．２で表される部分の詳細を示し、それには、ＥＧＲバルブ５４が開く度合を測定する「ＥＧＲ位置測定」ブロック１．６．２．２、目標とするＥＧＲ率を計算する「目標ＥＧＲ率計算」ブロック１．６．２．１、ＥＧＲバルブ５４の目標とする開度を計算する「目標位置計算」ブロック１．６．２．３、ＥＧＲバルブ５４を制御するデューティサイクル信号を創出する「位置のデューティサイクルへの変換」ブロック１．６．２．４、速度密度計算を用いて機関シリンダの中への流量を計算する「速度密度計算」ブロック１．６．２．５、制御戦略の実行中にフィードバックとして使用されるＥＧＲ率信号を創出する「ＥＧＲ流量フィードバック」ブロック１．６．２．６、及び、特定事象の発生を監視及び記録する「ＯＢＤＩＩ限界監視及びＦＭＥＭ監視」ブロック１．６．２．７が含まれる。
【００１７】
図５〜図１０は、より一般的なブロック１．６．２を集合的に構成する個々のブロックの更なる詳細を示す。図５は、ブロック１．６．２．１の詳細を示し、図６はブロック１．６．２．３の詳細、図７はブロック１．６．２．４の詳細、図８はブロック１．６．２．６の詳細、図９及び図１０は、ブロック１．６．２．７の詳細を示す。
ＥＧＲバルブ５８をある位置まで作動しなければならないその位置、すなわち、バルブ５８が開くことが必要な度合の計算に対して、２つのＰＩ制御ループが直列にカスケードされる（ブロック１．６．２．３及びブロック１．６．２．４）。ブロック１．６．２．３は、ＥＧＲ流量の閉ループＰＩ制御を実行して、ブロック１．６．２．４への設定値入力としてデータ信号ＥＧＲＰ-ＤＥＳを創出し、この信号は、次に、ＥＧＲバルブ位置を制御する信号ＥＧＲＰ-ＤＴＹを創出する。
【００１８】
図４は、ＥＧＲ位置センサ５８からの信号が、ＥＧＲバルブ位置のフィードバック制御用のブロック１．６．２．４の周りの内側フィードバックループを閉じることを示している。このセンサ信号は電圧を含み、この電圧は、ブロック１．６．２．４による処理に適するＥＧＲ位置信号を創出するように処理される。制御戦略は、目標とするＥＧＲ率（信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＤＥＳ）及びＥＧＲ率フィードバック（信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＦＤＢＫ）を計算するために特定データを処理する段階を更に含む。目標とするＥＧＲ率とＥＧＲ率フィードバックとは、ブロック１．６．２．３の戦略に従って処理されて、目標とするＥＧＲ位置（信号ＥＧＲＰ-ＤＥＳ）を創出し、ＥＧＲ率フィードバックは、このＥＧＲ位置信号と共に処理されて、ＥＧＲ位置を制御する信号ＥＧＲＰ-ＤＴＹを創出する。
【００１９】
信号ＥＧＲＰ-ＤＴＹは、信号ＥＧＲＰ-ＤＴＹのデューティサイクルに関連してＥＧＲバルブ５４を配置させる、すなわち、開かせるために、バルブアクチュエータ５６に加えられるデューティサイクル制御信号である。ブロック１．６．２．４で表される制御戦略は、信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＦＤＢＫをフィードバックとして、また、信号ＥＧＲ−ＲＡＴＥ−ＤＥＳを指令として利用する外側フィードバックループよりも、例えば３０ミリ秒の時定数である比較的速い応答を有する内側ＰＩ（比例・積分）制御ループを利用する。
【００２０】
図５は、目標とするＥＧＲ率を表すデータ信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＤＥＳを創出する戦略の部分を示す。戦略のこの部分は、「ＥＧＲ設定値の判断」、又は、代わりに「目標ＥＧＲ率の計算」と呼ばれることがある。目標ＥＧＲ率は、質量燃料比と機関回転数との関数である。戦略は、目標とする質量燃料比を表すデータ信号ＭＦＤＥＳと、実際の機関回転数を表し、その回転数を表す適切な任意の供給源から得ることができるデータ信号Ｎとを利用する。信号ＭＦＤＥＳは、それ自身様々なデータソースから得られ、機関燃料発射装置に対して燃料を信号の値に相当する割合で機関シリンダの中に導くように指令する。従って、信号ＭＦＤＥＳは、適当な測定単位を用いて機関の爆発行程毎に機関シリンダの中に注入される目標とする燃料の質量、例えば、爆発行程毎にシリンダの中に注入される燃料のミリグラム数などを表してもよい。戦略は、様々なＥＧＲ率の値を質量燃料比と機関回転数との様々な組合せと相関させる２次元マップ又はルックアップ表ＦＮ３８００を通じて、データ信号ＭＦＤＥＳとデータ信号Ｎとを処理する段階を更に含む。すなわち、ある与えられたＭＦＤＥＳ及びＮの値に対して、このマップは、これらの値に適するＥＧＲ率を表す対応する値を供給するであろう。
【００２１】
マップから値は、機関開発中に発生し得る較正時、及び、ＥＧＲ率に影響を与え得るいくつかの過渡期を除いて、データ信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＤＥＳになる。較正創出スイッチ（参照番号７０）は、信号ＥＧＲ-ＳＥＬが較正を要求している時、マップＦＮ３８００からの値の代わりに、較正データ信号ＥＧＲ-ＰＣＴ-ＣＡＬが信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＤＥＳになることを可能にする。信号ＥＧＲ-ＰＣＴ-ＣＡＬは、目標とする較正をもたらすＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＤＥＳの値を確かめるために、較正中に変化させてもよい。ＥＧＲ率は、燃料送出の過渡期などのいくつかの過渡的状態の間に変更される。マップ値は、過渡期に相当するデータ信号ＥＧＲ-ＴＲＡＮＳによって掛け算され（段階７１）、それにより、ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＤＥＳも同様に掛け算される。掛け算の係数は、１を超えない小数値である。
【００２２】
図５はまた、ＫＯＥＲモードと呼ばれるものを示す。このモードは、車両が点検を受けている時に機関に対して時々実施されてもよいいくつかの点検診断手順の間で利用される。そのような点検手順が実施される場合、ＫＯＥＲモードは、診断試験ストリップ７３に接続された特定の試験装置（図示しない）に信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＤＥＳを判断させるようにスイッチ７２に作用する信号ＫＯＥＲ-ＭＯＤＥにより呼び出される。
【００２３】
図８は、ＥＧＲ率フィードバックを創出するための戦略の一部分を示す。この戦略は、いくつかのセンサからのデータを利用するいくつかの計算を必要とする。吸入口ダクト３８を通過する外気とＥＧＲバルブ５４を通って再循環される排気ガスとの両方を含む、機関シリンダ内への質量流量は、ＭＡＰセンサ４８からのマニホルド絶対圧力データと温度センサ５０からの質量給気温度データとを使用する既知の速度密度技術によって計算される。計算の結果は、データ信号ＡＩＲ-ＦＬＯＷ-ＣＹＬである。排気ガスの比率を計算するためには、戦略は、外気の比率を除外する必要があり、従って、戦略は、信号ＡＩＲ-ＦＬＯＷ-ＣＹＬから、ＭＡＦセンサ４２から得られるデータ信号ＭＡＦ-ＭＧ-ＳＴＫを差し引く（段階８０）。計算ＥＧＲ率が、ある特定の最小限界ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＬＭＮと、ある特定の最大限界ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＬＭＸとの間にある限りは、ブロック８３で表されるように、計算値は、信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＦＤＢＫになる。計算ＥＧＲ率が最大を超える時はいつでも、この限界が信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＦＤＢＫになり、計算ＥＧＲ率が最小を下回る時はいつでも、その限界が信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＦＤＢＫになる。「ＥＧＲ率フィードバック」と名付けられたブロック８５は、信号ＡＩＲ-ＦＬＯＷ-ＣＹＬの大きさと適正な互換性を持たせるために信号ＥＧＲ-ＦＬＷ-ＦＤＢＫに一定の割合を掛け（信号ＥＧＲ-ＦＬＷ-ＦＤＢＫは、監視目的だけに使用され、例えば行程当たりのミリグラムである異なる測定単位を有する）、適切な測定単位でのＥＧＲ流量をもたらすために割り算演算を行う計算を実行する。信号ＡＩＲ-ＦＬＯＷ-ＣＹＬの値がゼロ又は実質的にゼロであり得る場合で、ゼロでの割り算といういかなる潜在的状況をも避けるために、信号ＥＧＲ-ＺＥＲＯ-ＣＹＬで表される小さなゼロ以外の値が、信号ＡＩＲ-ＦＬＯＷ-ＣＹＬの代わりに割り算演算に対して使用される。信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＦＤＢＫは、百分率比で表されてもよい。
【００２４】
図６は、ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＤＥＳで表されるような目標とするＥＧＲ率と、ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＦＤＢＫで表されるようなＥＧＲ率フィードバックとが、後者を前者から引き算することによって（段階９０）処理され、ＥＧＲ率誤差データ信号であるＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＥＲＲを発生することを示す。ブロック１．６．２．３で表されるＰＩ制御戦略は、データ信号ＥＧＲ−ＲＡＴＥ−Ｐを創出するために、信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＥＲＲに係数ＫＰを掛け算する段階（段階９２）を含む。それはまた、信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＥＲＲに係数ＫＩを掛け算する段階（段階９４）と、データ信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-Ｉを作り出すために、その積を積分する段階（段階９６）とを含む。ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-Ｐ、及び、ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-Ｉの２つのデータ信号は、目標とするＥＧＲ位置を表すデータ信号ＥＧＲＰ-ＤＥＳを作り出すために合計される（段階９８）。
【００２５】
計算されたデータ信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-Ｉがある特定の限界の間の範囲内にある限り、計算値は、信号ＥＧＲＰ-ＤＥＳになる。計算されたデータ信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-Ｉがこの範囲外にある時はいつでも、信号ＥＧＲＰ-ＤＥＳは制限される。制限する段階は、データ信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-Ｉをそれぞれの限界を表す確定したデータ信号である、ＥＧＲＰＤＥＳ-ＬＭＸ及びＥＧＲＰＤＥＳ-ＬＭＮと比較することにより実行される（各々、段階１００及び１０２）。ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-Ｉの計算値がＥＧＲＰＤＥＳ-ＬＭＸで定められた最大限界に等しいか又はそれ以上の場合、又は（参照番号１０４）、計算値が範囲の最小限界に等しいか又はそれ以下である場合、以前に計算された値が信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-Ｉとして使用される。
【００２６】
図７は、センサ５８から得られたＥＧＲ位置信号が、ＥＧＲ位置誤差信号ＥＧＲＰ-ＥＲＲを作り出すために、計算されたデータ信号ＥＧＲＰ-ＤＥＳから引き算される（段階１２０）ことを示す。図７は、更に、診断及び／又は開発目的に対して、信号ＥＧＲＰ-ＤＥＳの計算値の代わりに選択可能な値を入れるためのスイッチ１２２を使用してもよいことを示す。ブロック１．６．２．４で表された戦略によるＰＩ制御は、データ信号ＥＧＲＰ-Ｐ-ＤＴＹを創出するために係数ＫＰを信号ＥＧＲＰ-ＥＲＲに掛け算する段階（段階１２４）を含む。それはまた、係数ＫＩを信号ＥＧＲＰ-ＥＲＲに掛け算する段階（段階１２６）と、データ信号ＥＧＲＰ-Ｉ-ＤＴＹを作り出すためにその積を積分する段階（段階１２８）とを含む。ＥＧＲＰ-Ｐ-ＤＴＹ、及び、ＥＧＲＰ-Ｉ-ＤＴＹの２つのデータ信号は、データ信号ＥＧＲＰ-ＤＴＹを作り出すために合計される（段階１３０）。
【００２７】
計算されたデータ信号ＥＧＲＰ-Ｉ-ＤＴＹがある特定の限界の間の範囲内にある限り、計算値は、信号ＥＧＲＰ-ＤＴＹになる。計算されたデータ信号ＥＧＲＰ-Ｉ-ＤＴＹがこの範囲外にある時はいつでも、信号ＥＧＲＰ-ＤＴＹは制限される。制限する段階は、データ信号ＥＧＲＰ-Ｉ-ＤＴＹをそれぞれの限界を表す確定したデータ信号である、ＥＧＲＰ-ＤＴＹ-ＬＭＸ及びＥＧＲＰ-ＤＴＹ−ＬＭＮと比較する（各々、段階１３２及び１３４）ことにより実行される。ＥＧＲＰ-Ｉ-ＤＴＹの計算値がＥＧＲＰ-ＤＴＹ-ＬＭＸで定められた最大限界を超える場合、その限界は、信号ＥＧＲＰ-Ｉ-ＤＴＹになり、計算値が範囲の最小限界を下回る時はいつでも、その限界が信号ＥＧＲＰ-Ｉ-ＤＴＹになる。
【００２８】
図９は、図４のブロック１．６．２、７で表された３つの事象モニタのうちの２つを示し、一方、図１０は、第３のモニタを示す。図９のモニタは、参照番号１５０及び１５２で示されており、図１０のモニタは、参照番号１５４で示されている。事象モニタの各々は、事象記録能力を有する。
事象モニタ１５０及び１５２は、データ信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＥＲＲを監視する。データ信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＥＲＲに対する閾値のＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＦＭＥＭ-ＴＨＬＤがモニタ１５０に設定され、データ信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＥＲＲに対する閾値のＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＯＢＤＩＩ-ＴＨＬＤがモニタ１５２に設定される。時間制限のＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＦＭＥＭ-ＴＭがモニタ１５０に設定され、時間制限のＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＯＢＤＩＩ-ＴＭがモニタ１５２に設定される。モニタ１５０及び１５２の各々は、それぞれのタイマ１５６及び１５８、及び、それぞれのラッチ１６０及び１６２を含む。
【００２９】
モニタ１５０及び１５２の各々は、データ信号ＥＧＲ-ＲＡＴＥ-ＥＲＲの絶対値の大きさを、図示のようにそれをそれぞれの閾値の絶対値の大きさと比較する（各々、段階１６４及び１６６）ことによって監視する。それぞれのタイマ１５６及び１５８は、それぞれの信号の大きさがそれぞれの閾値を超えることをそれぞれの比較１６４及び１６６が示している間のみ、作動を可能にされる。
モニタ１５０及び１５２の各々はまた、それぞれのタイマ１５６及び１５８の経過作動時間をそれぞれの時間制限と比較する（段階１６８及び１７０）。各タイマの経過作動時間が対応する時間制限を超える場合、その事象は、それぞれのラッチをラッチすることにより記録され、それにより、事象発生の信号が形成される。各ラッチは、それぞれのリセット信号でリセットしてもよい。
【００３０】
２つのモニタは、見かけ上は同一であるが、それらの各閾値及び時間制限は、意図的に異なるように設定される。特に、モニタ１５０の目的は、ＥＧＲシステム及び／又はその構成要素の１つ又はそれ以上の初期の状態で、継続を許された場合にモニタ１５２で記録される事象を引き起こすことがあるものを指示し得る事象を記録することである。換言すれば、モニタ１５０は、訂正されないまま継続を許された場合にその状態を指示する事象をモニタ１５２に記録させることがある潜在的状態の早期の指示をもたらすことができる。
【００３１】
モニタ１５２が実行する監視機能は、自動車の政府規制が要求することがあるような機能である。最終的にモニタ１５２によって記録されるであろう事象をその初期に記録するモニタ機能をモニタ１５０に与えることにより、内在する問題をそれがモニタ１５２によって義務的に記録される前に訂正する機会が与えられる。早期是正の機会は、全ての関連当事者に明らかな利点をもたらす。従って、モニタ１５０に対する閾値及び時間制限の値は、モニタ１５２に規制によって課せられたそれぞれの値よりも故意に低く設定される。
【００３２】
ＥＧＲに適用し得る政府規制は、ＥＧＲ率に関すると考えられており、その場合、モニタ１５２がもたらす機能は、自動車に義務づけられるであろう。本発明は、従って、モニタ１５２を真似ているが、閾値及び時間制限のより低い値を有するモニタ１５０を組み込んでいる。本発明はまた、信号ＥＧＲＰ-ＥＲＲを監視するためにモニタ１５４を採用する潜在的利点を認めている。
モニタ１５４は、モニタ１５０及び１５２と同じ方式でまとめられ、配置されるように示されている。モニタ１５０及び１５２によるＥＧＲ率信号誤差の監視と同様な方法でＥＧＲバルブ位置信号誤差を監視し、是正に値し得る初期状態を指示するあらゆる事象を記録することにより、早期調査が行われるであろうし、是正処置もそれが適当と分かった場合にとられるであろう。カスケードＰＩ制御機能に関して上述した通り、本発明のＥＧＲ制御戦略は、常に実際のＥＧＲ率と目標とするＥＧＲ率との対応を確保しようと努めることになり、これは、たとえこの目的を達成する際にＥＧＲ位置誤差がモニタ１５４に事象を記録させることがあるにせよ、そうであることに留意する必要がある。従って、モニタ１５４は、最終的にＥＧＲ率制御に影響を与え、モニタ１５２による事象記録という結果になり得る事象に対する診断及び是正処置を補助するように意図されている。
【００３３】
図１１は、センサ作動を監視し、センサ作動に関連するいくつかの事象を記録するための、ＭＡＰセンサ４８に付随する２つのモニタ２００及び２０２を示す。異常なＥＧＲ率を指示する事象を記録することと同様に、異常なＭＡＰセンサ作動及び／又は異常なマニホルド圧力条件を指示する事象の記録を要求する政府規制が、同じく車両及び／又は機関に課せられる場合がある。既知のＭＡＰセンサは、通常の機関作動で遭遇するマニホルド圧力の範囲と同じ広がりを有する特定の範囲に亘って作動する。従って、ＭＡＰセンサは、通常の作動範囲に入る信号を出力することになる。この範囲外の信号は、それが高くても低くても、マニホルドの異常な圧力状態、及び／又は、ＭＡＰセンサとこのセンサに付随するいずれかの電気回路との故障を示唆する。
【００３４】
モニタの１つは、上限と下限との間で形成された通常作動範囲内の作動に関するＭＡＰセンサ出力信号を監視する。このセンサ信号は、適切なデジタル形式に処理されて（段階２０４）、上限を定めるデータ信号のＭＡＰ-ＡＤＣ-ＯＲＨと比較され（段階２０６）、それはまた、下限を定めるデータ信号のＭＡＰ-ＡＤＣ-ＯＲＬとも比較される（段階２０８）。センサ信号が上限を超えても、又は（参照番号２１０）、下限を下回っても、データ信号ＭＡＰ-ＤＥＦで定められるデフォルト値は、いつもＭＡＰ信号の制御によって使用される。通常の作動範囲外のセンサの働きは、事象記録の可能性のために同じく監視される。
【００３５】
ＭＡＰ信号が上限を超える時はいつでも、カウンタ２１２が増分される。ＭＡＰ信号が上限に等しいか又はそれ以下の時、カウンタ２１２は、区分的に減じられる。区分的増加及び減少の割合は、同じでも異なっても良い。カウンタの計数は、ゼロから定められた最大値に及ぶことができ、この例では、６５５３５が最大値である。ＭＡＰセンサ信号が、それが上限に等しいか又はそれ以下である時間と比較して十分に長時間上限を超えたままである場合、カウンタ２１２の計数は、確定された最大値の６５５３５カウントまで蓄積されるであろう。これが起こる場合、事象の発生を記録するラッチ２１４がセットされ、このラッチは、この発生を指示する信号ＭＡＰ-Ｆ-ＯＲＨ-ＦＭＥＭを発する。ラッチをセットすることにより、同じくタイマ２１６の作動が開始される。ラッチがセットされている限り、タイマ２１６は作動し続ける。タイマ２１６の経過時間は、信号ＭＡＰ-Ｆ-ＯＲ-ＯＢＤＩＩＴＭが定める限界と比較され（参照番号２１８）、経過時間がこの限界を超えた場合、その事象の発生を指示する別の信号ＭＡＰ-Ｆ-ＯＲＨ-ＯＢＤＩＩが同じく発せられて記録される。
【００３６】
ラッチ２１４がセットされてしまったかもしれないが、それにもかかわらず、万一ＭＡＰセンサ信号がカウンタ２１２をゼロまで減少させるのに十分な時間に亘って範囲内に再び入った場合、ラッチをリセットすることが可能である。上限を超えなくなると、センサ信号は、カウンタ２１２に減少を開始させることになる。計数がゼロに達すると、ラッチ２１４がリセットされる。これは、ＭＡＰ-Ｆ-ＯＲＨ-ＦＭＥＭ信号を停止させ、タイマ２１６をゼロにリセットする。
信号ＭＡＰ-Ｆ-ＯＲＨ-ＦＭＥＭが、信号ＭＡＰ-Ｆ-ＯＲＨ-ＯＢＤＩＩの前に起こり、そのようにして、問題の是正の機会を、そうでなければ信号ＭＡＰ-Ｆ-ＯＲＨ-ＯＢＤＩＩが義務的に記録されることになる前に準備することになる点を理解することができる。
【００３７】
図１１の考察から、同様の装置が、ＭＡＰセンサ信号を下限に関して監視し、要求されれば、信号ＭＡＰ-Ｆ-ＯＲＬ-ＦＭＥＭ及びＭＡＰ-Ｆ-ＯＲＬ-ＯＢＤＩＩを同様な方式で発することを理解することができる。
機関が比較的軽い負荷の下で作動する時には、ＭＡＰセンサが合理的な方法で作動していることを確認することもまた必要であると思われる。機関回転数及び目標とする燃料質量流量のようないくつかの入力は、機関がある一定の最小時間に亘って軽い負荷条件で作動してきていることを指示する状態について監視される。この判断は、２２０で示されたブロックで表されている。この条件が満たされた場合、及び、ＭＡＰセンサがその高い又は低い範囲外限界の上又は下にないことをモニタ２００及び２０２が示した場合、ＡＮＤゲート２２２は、他の２つのＡＮＤゲート２２４及び２２６を有効にする。ＡＮＤゲート２２４への他の入力は、ＭＡＰセンサ出力信号ＭＡＰをＭＡＰ-ＩＲ-ＯＢＤＩＩ-ＴＨＬＤと呼ばれる信号と比較した結果である。ＡＮＤゲート２２６への他の入力は、ＭＡＰセンサ出力信号ＭＡＰをＭＡＰ-ＩＲ-ＦＭＥＭ-ＴＨＬＤと呼ばれる信号と比較した結果である。
【００３８】
ＭＡＰ-ＩＲ-ＯＢＤＩＩ-ＴＨＬＤ及びＭＡＰ-ＩＲ-ＦＭＥＭ-ＴＨＬＤの各信号は、対応する閾値を表す。前者は、政府規制によって義務づけられたものであってもよく、後者は、より低いものであって、事象が是正されずに持続した場合に最終的に政府規制に従うために記録されるであろう事象をその初期に検知するために用いられるものであってもよい。従って、機関が軽い負荷で作動し、信号ＭＡＰが信号ＭＡＰ-ＩＲ-ＦＭＥＭ-ＴＨＬＤで表された閾値を超える時はいつでも、信号ＭＡＰ-Ｆ-ＩＲ-ＦＭＥＭが与えられて記録され、調査の機会と、政府が義務づけた記録が発生することになる前の必要に応じた是正処置とを提供する。
【００３９】
ブロック２２８は、ＭＡＰの範囲外高及び範囲外低の監視に関して上述したものと類似の装置を表す。信号ＭＡＰが信号ＭＡＰ-ＩＲ-ＯＢＤＩＩ-ＴＨＬＤを超え、機関が暖機されてブロック２２０で判断されるように軽い負荷で作動する時はいつでも、カウンタ２３０が増分される。計数が確定した数値（例えば、６５５３５）を超えて蓄積する場合、ラッチがセットされ、それによって信号ＭＡＰ-Ｆ-ＩＲ-ＯＢＤＩＩが与えられて記録される。計数が確定した数値を超える前に信号ＭＡＰが信号ＭＡＰ-ＩＲ-ＯＢＤＩＩ-ＴＨＬＤを超えなくなった場合、カウンタは区分的に減少する。
【００４０】
信号のＭＡＰ-Ｆ-ＩＲ-ＦＭＥＭ、ＭＡＰ-Ｆ-ＯＲＨ-ＦＭＥＭ、及び、ＭＡＰ-Ｆ-ＯＲＬ-ＦＭＥＭは、ＯＲゲート２４０によって監視される。これらの３つの信号のいずれか１つが与えられた時はいつでも、信号ＭＡＰ-ＤＥＦで表されたデフォルト値は、制御装置により、ＭＡＰ信号として実際のＭＡＰ信号の代わりに処理される。図１１で２４４と記されたＭＡＰ信号は、制御装置によって処理されたＭＡＰ信号である。ブロック２４６は、ＭＡＰセンサ信号の、ブロック２０４によるそのアナログデジタル変換後のスケーリングを表す。参照番号２４８は、スケーリングされたＭＡＰ信号の低域通過フィルタリングを達成することに関する積分器の同等性を表している。
ＭＡＦモニタ（別の図面では、図示されていない）は、図１１のＭＡＰモニタがＭＡＰセンサを監視するのと同じ方法でＭＡＦセンサを監視する。ＭＡＦモニタは、事象の初期を監視するために図１１のＭＡＰモニタと事実上全く同じ装置を有し、事象の１つ又は複数の原因の是正の可能性を、そうでなければ義務的な政府規制によって事象を記録しなければならなくなる前に提供する。
【００４１】
本明細書で開示された革新的内容は、様々な態様を伝えるものである。１つの一般的な態様は、ＥＧＲバルブ位置フィードバックを用いる内側フィードバックループと、ＥＧＲ率をフィードバックとして用いる外側フィードバックループとを採用するＥＧＲ制御戦略に関する。より特定された態様は、その戦略の詳細を含む。
別の一般的な態様は、ＥＧＲ制御の２重又は２段監視に関するものであり、一方は、ＯＢＤＩＩ準拠に関するような政府規制によって義務付けられた監視事象を記録することであり、他方は、持続することが許された場合に最終的に政府規制に準拠した義務的な記録に導く可能性がある事象を監視する初期モニタである。初期モニタは、初期の問題と可能な是正とに関して、点検技師がさもなければ義務的な事象記録が発生することになる前に機関を点検する必要があることを車両の運転者又は操作者に警告することができる。より特定された態様は、モニタ及び監視方法の詳細を含む。
【００４２】
更に別の一般的な態様は、特にＭＡＰ及びＭＡＦセンサに対する２段モニタ及び監視方法を含む、センサモニタ及び監視方法に関する。これは、事象の義務的な記録が発生する前に潜在的問題を是正することができるように、警告を潜在的問題の初期の間に与えることを可能にする。より特定された態様は、モニタ及び監視方法の詳細に関する。
本発明の現時点での好ましい実施形態が示されて説明されたが、本発明の原則は、特許請求の範囲に包含される全ての実施形態に対して適用可能であることを理解する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ターボ過給ディーゼル機関の空気取入口及びＥＧＲシステムを含む概略図である。
【図２】  図１の機関に対する空気統御制御戦略の一般的ブロック図である。
【図３】  図２のブロックのうちの１つのブロックのより詳細な図である。
【図４】  図２のブロックのうちの別のブロックのより詳細な図である。
【図５】  図４の第１ブロックのより詳細な図である。
【図６】  図４の第２ブロックのより詳細な図である。
【図７】  図４の第３ブロックのより詳細な図である。
【図８】  図４の第４ブロックのより詳細な図である。
【図９】  図４の第５ブロックの一部分に対するより詳細な図である。
【図１０】  図４の第５ブロックの別の部分に対するより詳細な図である。
【図１１Ａ】  １つのセンサに関連し、いくつかの事象監視機能を含む詳細ブロック図である。
【図１１Ｂ】  １つのセンサに関連し、いくつかの事象監視機能を含む詳細ブロック図である。
【図１】
0005142436.tif 000002
【図２】
0005142436.tif 000003
【図３】
0005142436.tif 000004
【図４】
0005142436.tif 000005
【図５】
0005142436.tif 000006
【図６】
0005142436.tif 000007
【図７】
0005142436.tif 000008
【図８】
0005142436.tif 000009
【図９】
0005142436.tif 000010
【図１０】
0005142436.tif 000011
【図１１Ａ】
0005142436.tif 000012
【図１１Ｂ】
0005142436.tif 000013