(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ制御バルブと、前記ＥＧＲ制御バルブを駆動するアクチュエータを備えると共に、前記アクチュエータに出力すべき操作量を周期的に算出する操作量算出手段を備えた内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記操作量算出手段が、
ａ．少なくとも要求トルクに応じて前記ＥＧＲ制御バルブの要求開度を算出す
る要求開度算出手段、
ｂ．前記ＥＧＲ制御バルブの実開度を検出する実開度検出手段、
ｃ．前記算出された要求開度が所定時間にわたって零であるとき、前記ＥＧＲ制御バルブが零開度位置にあるとみなして前記検出された実開度を学習補正し、前記学習補正された実開度に基づいて有効実開度を算出する有効実開度算出手段、
ｄ．前記要求開度と前記有効実開度の偏差を算出する偏差算出手段、
ｅ．前記算出された偏差と、前記有効実開度の経時的変化量に基づき、前記操作量の補正量を算出する補正操作量算出手段、
ｆ．前記操作量の前回の出力値に前記補正量を加算して前記操作量の今回の出力値を算出する操作量出力値算出手段、
および
ｇ．前記出力値を前記アクチュエータに出力する操作量出力手段、
を備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。
【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ＥＧＲ（排気還流）制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のＥＧＲ制御装置としては、例えば、特公平２−４６７８７号公報記載の技術が知られており、その従来技術は、ＥＧＲ制御バルブの要求開度マップから選択されたバルブ開度指令値（要求開度）が零と判別される状態が所定時間にわたって継続したとき、所定時間経過後の検出開度を新しい零規準位置として学習して検出開度または要求開度に加算し、よって得られた加算値に基づいてＥＧＲ制御バルブを制御することを提案している。
【０００３】
また、特開平８−２００１６４号公報記載の技術も知られており、その従来技術はディーゼル機関を対象とし、その回転数および負荷に基づいてＥＧＲ制御バルブの調節量の基本指令値を算出すると共に、基本指令値の現在値および過去値に基づいてＥＧＲ系の遅れ特性に対してその逆特性となるように基本指令値補正量を算出し、それで基本指令値を補正することを提案している。
【０００４】
さらに、特開平７−２９３３５０号公報記載の技術も知られており、その従来技術はＥＧＲ制御バルブ駆動用のアクチュエータとしてリニアソレノイドを用いると共に、ＥＧＲ制御バルブのバルブ位置を検出し、検出した位置と、目標開度に対応する目標バルブ位置とを比較し、比較結果に応じてリニアソレノイドに出力するデューティ比を補正することを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術の中、特公平２−４６７８７号公報記載の技術は零点学習を提案するに止まり、また特開平８−２００１６４号公報記載の技術も補正された基本指令値を用いてフィードバック制御する場合、アクチュエータとして指令値とそれに対応するバルブ開度が一致するパルスモータを用いるときは良好な応答性を達成することができるが、ＥＧＲ制御バルブ開度が零点学習されていないため、低流量域で所望の精度を得ることができない不都合がある。
【０００６】
さらに、特開平７−２９３３５０号公報記載の技術は、排気系や吸気系の脈動による外乱が大きい運転領域においては応答性や収束性において必ずしも十分ではない不都合があり、よってエミッション性能や燃費性能を十分に向上させることが困難であった。
【０００７】
さらに、ＥＧＲ制御においてはＰＩ制御則あるいはＰＩＤ制御則を用いて操作量を決定することも良く行われるが、応答性を重視すると、オーバーシュートやアンダーシュートを招いて同様に十分な応答性や収束性が得られない不都合があると共に、オーバーシュートやアンダーシュートを回避するように操作量を決定すると、目標値への収束に時間を要し、依然、応答性や収束性の点で問題を生じていた。
【０００８】
尚、近時、エミッション性能と燃費性能の向上を意図してガソリン燃料が気筒内に直接噴射される筒内噴射型の火花点火式内燃機関が開発されているが、この種の内燃機関にあっては成層燃焼では大量の還流ガスを導入する一方、均一燃焼では比較的少量の還流ガスを導入するに止まると共に、運転状態に応じて燃焼が頻繁に切り換えられるため、上記した問題が顕著となる。従って、その種の機関においては、特に、目標値へのオーバーシュートやアンダーシュートを生じることなく、制御応答性を向上させると共に、制御の安定性においても良好であることが要求される。
【０００９】
従って、この発明の目的は上記した不都合を解消し、ＥＧＲ制御バルブ開度を零点学習して得た有効実開度と要求開度との偏差を算出すると共に、前記偏差と前記有効実開度の経時的変化量に基づいてＥＧＲ制御バルブを駆動するアクチュエータの操作量を補正し、よって目標開度へのオーバーシュートやアンダーシュートを生じることなく、制御の応答性と安定性を向上させるようにした内燃機関のＥＧＲ制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１項において、内燃機関の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ制御バルブと、前記ＥＧＲ制御バルブを駆動するアクチュエータ、より具体的にはリニアソレノイド（あるいはＤＣモータ）を備えると共に、前記アクチュエータに出力すべき操作量を周期的に算出する操作量算出手段を備えた内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記操作量算出手段が、少なくとも要求トルクに応じて前記ＥＧＲ制御バルブの要求開度を算出する要求開度算出手段、前記ＥＧＲ制御バルブの実開度を検出する実開度検出手段、前記算出された要求開度が所定時間にわたって零であるとき、前記ＥＧＲ制御バルブが零開度位置にあるとみなして前記検出された実開度を学習補正し、前記学習補正された実開度に基づいて有効実開度を算出する有効実開度算出手段、前記要求開度と前記有効実開度の偏差を算出する偏差算出手段、前記算出された偏差と、前記有効実開度の経時的変化量に基づき、前記操作量の補正量を算出する補正操作量算出手段、前記操作量の前回の出力値に前記補正量を加算して前記操作量の今回の出力値を算出する操作量出力値算出手段、および前記出力値を前記アクチュエータに出力する操作量出力手段を備える如く構成した。
【００１１】
このようにＥＧＲ制御バルブ開度を零点学習して得た有効実開度と要求開度との偏差を算出すると共に、その偏差と有効実開度の経時的変化量に基づいて補正量を算出し、操作量の前回の出力値に加算して今回の出力値を算出するように構成したので、目標開度へのオーバーシュートやアンダーシュートを生じることなく、制御の応答性と安定性を向上させることができる。
【００１２】
さらに、算出された要求開度が所定時間にわたって零であるときにＥＧＲ制御バルブが零開度位置にあるとみなして検出された実開度を学習補正し、学習補正された実開度から有効実開度を算出する零点学習を行っているので、特にＥＧＲ制御バルブの低開度領域において制御精度を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１はこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ制御装置を、筒内噴射型内燃機関を例にとって全体的に示す概略図である。
【００１５】
図において、符号１０はＯＨＣ直列４気筒の内燃機関（以下「エンジン」という）を示し、吸気管１２の先端に配置されたエアクリーナ１４から導入された吸気は、サージタンク１６を通り、スロットルバルブ１８でその流量を調節されつつ吸気（インテーク）マニホルド２０を経て、２個の吸気バルブ（図示せず）を介して第１（＃１）から第４（＃４）気筒（シリンダ）２２に流入する。図１では１つの気筒のみ示す。
【００１６】
気筒２２のそれぞれにはピストン２４が移動自在に設けられると共に、その頂部に凹部が形成され、ピストン２４の頂部とシリンダヘッド２６の内壁との間に、燃焼室２８が形成される。燃焼室２８に臨む位置の中央付近には、インジェクタ（燃料噴射弁）３０が設けられる。
【００１７】
インジェクタ３０は燃料供給管３２を通じて燃料タンク３４に接続され、燃料タンク３４の内部に配置された燃料ポンプ３４ａによって汲み上げられて高圧ポンプおよびレギュレータ（共に図示せず）で所定の高圧に調圧された燃料（ガソリン燃料）の供給を受け、開弁するとき、燃料を燃焼室２８に噴射する。
【００１８】
気筒２２の燃焼室２８には点火プラグ３６が配置される。点火プラグ３６は点火コイルを含む点火装置３８から点火エネルギの供給を受け、所定の点火時期において噴射燃料と吸入空気の混合気を点火する。点火された混合気は燃焼して爆発し、ピストン２４を駆動する。
【００１９】
このように、この実施の形態に係るエンジン１０は、ガソリン燃料をインジェクタ３０を介して各気筒２２の燃焼室２８に直接噴射する、筒内噴射型の火花点火式の内燃機関である。
【００２０】
燃焼後の排気ガスは、２個の排気バルブ（図示せず）を介して排気（エキゾースト）マニホルド４０に排出され、排気管４２を進んでＮＯｘ成分除去触媒装置４４および三元触媒装置４６に達し、そこで浄化されてエンジン１０外に排出される。
【００２１】
排気マニホルド４０の下流において、排気管４２はＥＧＲ管（ＥＧＲ通路）４８を介してスロットルバルブ１８の下流で吸気管１２に接続される。ＥＧＲ管４８にはＥＧＲ制御バルブ５０が設けられてＥＧＲ管４８を開閉する。即ち、ＥＧＲ制御バルブ５０は、所定の運転状態において開放させられて流量（ＥＧＲ量）を調節しつつ排気ガスの一部を吸気系に還流させる。
【００２２】
より詳しくは、ＥＧＲ制御バルブ５０はバルブ体５０ａを備え、バルブ体５０ａは、ＥＧＲ制御バルブ５０に隣接して配置されたリニアソレノイド（アクチュエータ）５２のプランジャにステムを介して取り付けられる。ＥＧＲ管４８の延長部４８ａには開口が形成され、リニアソレノイド５２への通電によってコア５２ａが励磁されてプランジャが吸引されると、バルブ体５０ａは図１において上方に駆動（リフト）されて図示位置に移動して開口を開放し、排気ガスの一部をＥＧＲ管４８を介して吸気系に還流（導入）させる。
【００２３】
他方、リニアソレノイド５２への通電停止によってコア５２ａが消磁されると、プランジャはリターンスプリング５２ｂを介して下降して開口を閉鎖し、排気ガスが吸気系に還流（導入）されるのを阻止する。リニアソレノイド５２への通電は後述の如くデューティ比（出力デューティ比ＤＯＵＴ）を介してデューティ制御（ＰＷＭ制御）され、デューティ比に応じて全開開度と全閉開度の間の目標開度に制御される。
【００２４】
ＥＧＲ制御バルブ５０の付近にはリフトセンサ５０ｂが配置され、バルブ体５０ａのリフト量、より詳しくはＥＧＲ制御バルブ５０の実開度ＬＩＦＴに応じた信号を出力する。
【００２５】
また、燃料タンク３４の液面上方空間はキャニスタ５４に接続され、蒸発燃料はキャニスタ５４に送られ、そこに充填される活性炭に吸着される。キャニスタ５４はパージ管５６を介してスロットルバルブ１８の下流で吸気管１２に接続される。パージ管５６にはキャニスタパージ制御バルブ５８が設けられ、所定の運転状態において開弁させられて流量（パージ流量）を調節しつつ蒸発燃料の一部を吸気系にパージさせる。
【００２６】
また、スロットルバルブ１８は車両運転席床面に配置されたアクセルペダル（図示せず）と機械的に連結されず、スロットルバルブ１８はパルスモータ６０に連結され、その出力で駆動されて吸気管１２を開閉する。このように、スロットルバルブ１８は、ＤＢＷ方式で駆動される。
【００２７】
ピストン２４はコンロッド６２を介してクランクシャフト６４に連結されると共に、クランクシャフト６４の付近にはクランク角センサ６６が配置される。クランク角センサ６６は、クランクシャフト６４に取り付けられたパルサ６６ａおよびそれに対向配置された磁気ピックアップ６６ｂからなり、クランク角度７２０度ごとに気筒判別用のＣＹＬ信号を、各気筒２２のＢＴＤＣ所定クランク角度ごとにＴＤＣ信号を、ＴＤＣ信号間隔を６個に細分したクランク角度３０度（以下「ＳＴＡＧＥ」という）ごとにＣＲＫ信号を出力する。
【００２８】
パルスモータ６０にはスロットル開度センサ６８が接続され、パルスモータ開度を通じてスロットルバルブ１８の開度ＴＨに応じた信号を出力する。
【００２９】
吸気管１２のスロットルバルブ１８の配置位置付近には絶対圧（ＭＡＰ）センサ７０が設けられ、スロットル下流の吸気圧力を図示しない通路を介して導入して吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）に応じた信号を出力する。また、吸気管１２においてスロットルバルブ１８の配置位置の上流側には吸気温センサ７２が設けられ、吸入空気の温度ＴＡに応じた信号を出力する。
【００３０】
また、気筒２２の付近には水温センサ７４が設けられ、エンジン水温ＴＷに応じた信号を出力する。排気マニホルド４０の集合部下流で触媒装置４４，４６の上流側において排気管４２には空燃比センサ７６が１個設けられ、排気空燃比、より正確には排気ガス中の酸素濃度に比例した信号を出力する。
【００３１】
また、触媒装置４４，４６の下流側にはＯ2 センサ８０が設けられ、排気空燃比が理論空燃比に対してリーンあるいはリッチ方向に変化する度に反転する信号を出力する。
【００３２】
さらに、アクセルペダルの付近にはアクセル開度センサ８２が設けられ、運転者により操作されるアクセル開度（アクセルペダル位置）ＡＰに応じた信号を出力する。また、エンジン１０の適宜位置には大気圧センサ８４が設けられ、エンジン１０が位置する場所の大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。
【００３３】
これらセンサ出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）９０に送られる。ＥＣＵ９０はマイクロコンピュータからなり、入力回路９０ａ、ＣＰＵ９０ｂ，メモリ９０ｃおよび出力回路９０ｄならびにカウンタ（図示せず）を備える。
【００３４】
クランク角センサ６６が出力するＣＲＫ信号は、カウンタでカウントされてエンジン回転数ＮＥが検出されてメモリ９０ｃに記憶（格納）されると共に、その他のセンサ出力はＡ／Ｄ変換処理などを経てメモリ９０ｃに記憶（格納）される。ＥＣＵ９０は、検出されたエンジン回転数ＮＥおよび入力したセンサ出力値に基づいて後述のように燃料噴射量および点火時期を算出すると共に、ＥＧＲ（排気ガス還流）を制御する。
【００３５】
図２は図１に示すＥＣＵ９０の動作を機能的に示す機能ブロック図である。
【００３６】
ＥＣＵ９０は、図示の如く、要求トルク算出部１００と燃焼状態決定部１０２と運転パラメータ決定部１０４を備える。要求トルク算出部１００は、検出されたエンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＰから、エンジン１０に要求される要求トルク（目標エンジン負荷あるいは運転者要求出力）ＰＭＣＭＤを算出する。
【００３７】
燃焼状態決定部１０２は、算出された要求トルクＰＭＣＭＤとエンジン回転数ＮＥ、エンジン水温ＴＷ、ＥＧＲ制御バルブ５０の有効実開度ＬＡＣＴ（後述）などから、より具体的には、算出された要求トルクＰＭＣＭＤと検出されたエンジン回転数ＮＥから運転モード（燃焼モード）を燃費性能およびエミッション性能が最良となるように決定すると共に、目標空燃比ＫＣＭＤを設定（決定）する。
【００３８】
具体的には、燃焼状態決定部１０２は、算出された目標トルクＰＭＥが高負荷であるとき、運転モードを、目標空燃比ＫＣＭＤを理論空燃比あるいはその近傍、例えば、１２．０：１から１５．０：１に設定する理論空燃比運転モードに決定する。
【００３９】
また、燃焼状態決定部１０２は、算出された目標トルクＰＭＥが中負荷であるとき、運転モードを、目標空燃比ＫＣＭＤを理論空燃比よりリーン側の空燃比、例えば１５．０：１から２２．０：１に設定する予混合リーン運転モードに決定すると共に、低負荷であるときは前記リーン側の空燃比よりさらにリーン側の空燃比、例えば２２．０：１から６０．０：１に設定する成層燃焼運転モードに決定する。
【００４０】
このように、エンジン１０は予混合リーン運転モードおよび成層燃焼運転モードからなる２種の希薄燃焼運転モードを備える。運転モードはラベルＳＴ．ＥＭＯＤＥ０とフラグＦ．ＣＭＤで表現され、具体的には、Ｆ．ＣＭＤ＝１のときは２回噴射モード、Ｆ．ＣＭＤ＝０でＳＴ．ＥＭＯＤ０＝０のときは理論空燃比運転モード、Ｆ．ＣＭＤ＝０でＳＴ．ＥＭＯＤ０＝１のときは予混合リーン運転モード、Ｆ．ＣＭＤ＝０でＳＴ．ＥＭＯＤ０＝２のときは成層燃焼運転モードを意味する。
【００４１】
運転パラメータ決定部１０４は、検出されたエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡなどから出力燃料噴射量ＴＯＵＴを算出し、決定された運転モードに基づき、理論空燃比運転モードあるいは予混合リーン運転モードに決定されるときは吸入行程の所定の噴射時期θｉｎｊ（運転状態に応じて決定）でインジェクタ３０を介して燃料噴射を実行する。噴射された燃料は吸入空気と一体化し、運転パラメータ決定部１０４は、所定の点火時期θｉｇ（運転状態に応じて）で点火装置３８と点火プラグ３６を期して点火して予混合燃焼（均質燃焼）を生じさせる。
【００４２】
運転パラメータ決定部１０４は、成層燃焼運転モードに決定されるときは、圧縮行程で燃料噴射を実行して成層燃焼（Direct Injection Stratified Charge) を生じさせると共に、理論空燃比運転モードあるいは予混合リーン運転モードに決定されるときは、吸入行程で燃料噴射を実行して均一燃焼を生じさせる。
【００４３】
尚、運転パラメータ決定部１０４は、点火プラグ近傍の空燃比が運転モード（負荷）に関わらず１２．０：１から１５．０：１となるように燃料噴射を実行すると共に、算出した点火時期に相当するクランク角度において点火装置３８および点火プラグ３６を介して混合気を着火する。
【００４４】
さらに、運転パラメータ決定部１０４は、パルスモータ６０への通電（スロットル開度）指令値ＴＨＣＭＤ、可変バルブタイミング機構（図示せず）の駆動回路への指令値ＶＴＣＣＭＤなどを決定して出力すると共に、検出されたエンジン回転数ＮＥと要求トルクＰＭＣＭＤなどからＥＧＲ制御バルブ５０の要求開度ＬＣＭＤの算出を含むＥＧＲ制御を行う。
【００４５】
次いで、この実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ制御装置の動作を説明する。尚、この動作は具体的にはＥＣＵ９０の動作であり、より具体的には運転パラメータ決定部１０４の動作である。
【００４６】
図３はその動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは１０ｍｓｅｃごとの所定周期で実行される。
【００４７】
以下説明すると、先ずＳ１０においてＥＧＲ制御バルブ５０の要求開度ＬＣＭＤの値が０ではないか否か判断する。尚、要求開度ＬＣＭＤは、上で述べたように、エンジン回転数ＮＥなどから決定（算出）される値であり、より詳しくは、図示しない別ルーチンにおいて、検出されたエンジン回転数ＮＥと要求トルクＰＭＣＭＤから予め設定された特性（マップ）を検索して決定（算出）される。
【００４８】
Ｓ１０で肯定されるときはＳ１２に進み、出力デューティ比基本値前回値ｄｂ１（前回周期算出値。出力デューティ比ＤＯＵＴの基本値ｄｂの前回プログラムループで算出された値、即ち、操作量の前回の出力値）が０ではないか否か判断し、肯定されるときはＳ１４に進み、算出された要求開度ＬＣＭＤが、初期値判断用所定値ＬＣＭＤＤＢＩＳを超えるか否か判断する。
【００４９】
Ｓ１４で肯定されるときはＳ１６に進み、出力デューティ比基本値前回値ｄｂ１を適宜設定された高開度側の初期値ＤＢＩＳＨに置き換えると共に、否定されるときはＳ１８に進み、出力デューティ比基本値前回値ｄｂ１を適宜設定された低開度側の初期値ＤＢＩＳＬに置き換える。
【００５０】
ここで、要求開度に応じて出力デューティ比基本値前回値を所定の値に置き換えるのは、初期応答性を向上させるためである。尚、Ｓ１２で否定されるときはＳ１４からＳ１８までの処理をスキップする。
【００５１】
次いでＳ２０に進み、前記した特公平２−４６７８７号公報で提案された技術に従って図示しない別ルーチンにおいて、算出された要求開度ＬＣＭＤが所定時間（例えば３ｓｅｃ）にわたって零であるとき、ＥＧＲ制御バルブ５０が零開度位置にあるとみなして検出された実開度ＬＩＦＴを学習補正しておく。そして、学習補正された実開度に基づいて有効実開度（以下「ＬＡＣＴ」という）を算出すると共に、求めた有効実開度ＬＡＣＴを有効実開度今回値ｌａｃｔ．０と置き換える。
【００５２】
次いでＳ２２に進み、要求開度ＬＣＭＤから有効実開度今回値ｌａｃｔ．０を減算して偏差ｄ１を算出し、Ｓ２４に進み、図示の手法に従ってＰＩＤ補正項を算出する。
【００５３】
即ち、先ず、有効実開度今回値ｌａｃｔ．０から有効実開度前回値ｌａｃｔ．１を減算し、よって得た差（換言すれば有効実開度変化量）に適宜設定された比例ゲインＫＢＰＥ１を乗じて比例補正項ｄｂｐを算出する。さらに、前記した偏差ｄ１に適宜設定された積分ゲインＫＢＩＥ１を乗じて積分補正項ｄｂｉを算出する。
【００５４】
さらに、有効実開度今回値ｌａｃｔ．０から、有効実開度前回値ｌａｃｔ．１を２倍した値に有効実開度前々回値ｌａｃｔ．２を加算して得た積を減算し、よって得た差（換言すれば有効実開度変化量）に適宜設定された微分ゲインＫＢＤＥ１を乗じて微分補正項ｄｂｄを算出する。
【００５５】
そして、図示の如く、算出した３種の補正項からＰＩＤ補正項ｄｄｂを算出する。このように、ＰＩＤ補正項ｄｄｂは要求開度ＬＣＭＤと有効実開度（今回値ｌａｃｔ．０）の偏差と有効実開度変化量に基づいて算出すると共に、積分補正項から比例補正項と微分補正項を減算するＩ−ＰＤ制御則から算出する。
【００５６】
次いでＳ２６に進み、算出したＰＩＤ補正項ｄｄｂを出力デューティ比基本値前回値ｄｂ１に加算し、よって得た和を出力デューティ比基本値今回値ｄｂとし、Ｓ２８以降に進み、出力デューティ比基本値今回値ｄｂのリミットチェックを行う。
【００５７】
即ち、先ず、Ｓ２８において出力デューティ比基本値今回値ｄｂが適宜設定された上限値ＤＢＬＭＴＨを超えるか、あるいは出力デューティ比基本値今回値ｄｂが適宜設定された下限値ＤＢＬＭＴＬ未満か否か判断し、肯定されるときはＳ３０に進み、出力デューティ比基本値今回値ｄｂが上限値ＤＢＬＭＴＨを超えるか否か再び判断し、肯定されるときはＳ３２に進み、出力デューティ比基本値今回値ｄｂを上限値ＤＢＬＭＴＨに置き換え、Ｓ３４に進み、次回の演算に備えて出力デューティ比基本値今回値ｄｂを上限値ＤＢＬＭＴＨに置き換える。
【００５８】
他方、Ｓ３０で比例されるときはＳ３６に進み、出力デューティ比基本値今回値ｄｂを下限値ＤＢＬＭＴＬに置き換え、Ｓ３８に進み、同様に次回の演算に備えて出力デューティ比基本値今回値ｄｂを下限値ＤＢＬＭＴＬに置き換える。尚、Ｓ２８で否定されるときはＳ３０からＳ３８までの処理をスキップする。
【００５９】
尚、Ｓ１０で否定されるときはＳ４０に進み、出力デューティ比基本値今回値ｄｂを０とし、Ｓ４２に進み、出力デューティ比基本値前回値ｄｂ１を０とし、Ｓ４４に進み、ＰＩＤ補正項ｄｄｂを０とする。
【００６０】
次いでＳ４６に進み、車載バッテリ（図示せず）の電圧を検出する電圧センサ（図１で図示省略）からの入力（検出値）ＶＢＡＴから図４にその特性を示すテーブルを検索してバッテリ電圧補正項ＫＤＢＶＢを算出し、Ｓ４８に進み、出力デューティ比基本値今回値ｄｂに乗じてバッテリ電圧補正を行い、よって得た積を出力デューティ比今回値ＤＯＵＴとする。
【００６１】
尚、前記運転パラメータ決定部１０４は、かく算出された出力デューティ比今回値ＤＯＵＴを操作量として図示しない駆動回路を通じてリニアソレノイド５２に出力（通電）し、ＥＧＲ制御バルブ５０を開弁方向に駆動する。
【００６２】
次いでＳ５０に進み、次回の演算に備えて出力デューティ比基本値今回値ｄｂをその前回値ｄｂ１と置き換えると共に、有効実開度前回値ｌａｃｔ．１をその前々回値ｌａｃｔ．２と、その今回値ｌａｃｔ．０をその前回値ｌａｃｔ．１と書き替える。
【００６３】
図５および図６はこの実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ制御装置の効果を示す、シミュレーションデータ図である。図５はＥＧＲ制御バルブ５０が開放方向に、図６は閉鎖方向に駆動される場合を示す。
【００６４】
図５および図６において、符合ａは要求開度ＬＣＭＤを示す。また符合ｂはこの実施の形態に係る制御で算出される有効実開度ＬＡＣＴを、符合ｃは従来技術で算出される有効実開度ＬＡＣＴを示す。
【００６５】
図５から明らかな如く、バルブ開放方向においては、要求開度ＬＣＭＤに対し、従来技術で算出される有効実開度ＬＡＣＴはオーバーシュートを生じているのに対し、この実施の形態に係る制御で算出される有効実開度ＬＡＣＴはオーバーシュートを生じていない。
【００６６】
また図６から明らかな如く、バルブ閉鎖方向においても、要求開度ＬＣＭＤに対し、従来技術で算出される有効実開度ＬＡＣＴはアンダーシュートを生じているのに対し、この実施の形態に係るＩ−ＰＤ制御で算出される有効実開度ＬＡＣＴはアンダーシュートを生じていない。
【００６７】
また、符合ｄはこの実施の形態に係る制御で算出される出力デューティ比ＤＯＵＴを、符合ｅは従来技術で算出される出力デューティ比ＤＯＵＴを示す。
【００６８】
図５および図６から明らかな如く、バルブ開放方向においてもバルブ閉鎖方向においても、この実施の形態に係る制御で算出される出力デューティ比ＤＯＵＴが、従来技術で算出されるそれに比して応答性が向上している。
【００６９】
この実施の形態にあっては上記のように、ＥＧＲ制御バルブ５０の開度を零点学習して得た有効実開度ＬＡＣＴ（ｌａｃｔ．０）と要求開度ＬＣＭＤとの偏差ｄ１を算出すると共に、その偏差と有効実開度の経時的変化量に基づいてＰＩＤ補正項ｄｄｂ（補正量）を算出し、出力デューティ比基本値今回値ｄｂ（操作量の前回の出力値）に加算し、次いでバッテリ電圧補正を行って出力デューティ比今回値ＤＯＵＴ（操作量の今回の出力値）を算出するように構成したので、目標開度へのオーバーシュートやアンダーシュートを生じることなく、制御の応答性と安定性を向上させることができる。
【００７０】
さらに、算出された要求開度ＬＣＭＤが所定時間（例えば３ｓｅｃ）にわたって零であるときにＥＧＲ制御バルブ５０が零開度位置にあるとみなして検出された実開度ＬＩＦＴを学習補正しておき、学習補正された実開度に基づいて有効実開度ＬＡＣＴを算出する零点学習を行っているので、特にＥＧＲ制御バルブの低開度領域において制御精度を向上させることができる。
【００７１】
この実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ制御装置は上記の如く、内燃機関（エンジン１０）の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路（ＥＧＲ管４８）と、前記ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ制御バルブ５０と、前記ＥＧＲ制御バルブを駆動するアクチュエータ、より具体的にはリニアソレノイド５２を備えると共に、前記アクチュエータに出力すべき操作量（出力デューティ比ＤＯＵＴ、より具体的には出力デューティ比基本値ｄｂ）を周期的に算出する操作量算出手段（ＥＣＵ９０、より具体的には運転パラメータ決定部１０４）を備えた内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記操作量算出手段が、少なくとも要求トルクＰＭＣＭＤ（より具体的にはエンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤ）に応じて前記ＥＧＲ制御バルブの要求開度ＬＣＭＤを算出する要求開度算出手段（ＥＣＵ９０，運転パラメータ決定部１０４）、前記ＥＧＲ制御バルブの実開度ＬＩＦＴを検出する実開度検出手段（リフトセンサ５０ｂ）、前記算出された要求開度が所定時間にわたって零であるとき、前記ＥＧＲ制御バルブが零開度位置にあるとみなして前記検出された実開度を学習補正し、前記学習補正された実開度に基づいて有効実開度ＬＡＣＴ（より具体的には有効実開度今回値１ａｃｔ．０）を算出する有効実開度算出手段（Ｓ２０）、前記要求開度と前記有効実開度の偏差ｄ１を算出する偏差算出手段（Ｓ２２）、前記算出された偏差と、前記有効実開度の経時的変化量（より具体的には前記有効実開度の今回値と前回値の差および今回値から前回値に２を乗じて得た値と前々回値の和を減算して得た差）に基づき、前記操作量の補正量（ＰＩＤ補正項ｄｄｂ）を算出する補正操作量算出手段（Ｓ２４）、前記操作量の前回の出力値（出力デューティ比基本値今回値ｄｂ）に前記補正量を加算して前記操作量の今回の出力値を算出する操作量出力値算出手段（Ｓ２６）、および前記出力値を前記アクチュエータに出力する操作量出力手段（Ｓ２８，Ｓ４６からＳ４８）を備える如く構成した。
【００７２】
尚、この発明の実施の形態を筒内噴射型の火花点火式ガソリンエンジンを例にとって説明したが、この発明は、その種のエンジンに応用すると極めて有効であるものの、ガソリン燃焼を吸気弁の前に噴射する通常のエンジンにも有効なものである。
【００７３】
また、ＥＧＲ制御バルブ５０を駆動するアクチュエータの例としてリニアソレノイドを例示したが、ＤＣモータなど他の駆動手段を用いても良い。
【００７４】
また、スロットルバルブ１８の駆動にパルスモータ６０を使用したが、パルスモータ６０に代え、トルクモータあるいはＤＣモータなどのアクチュエータを用いても良い。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、ＥＧＲ制御バルブ開度を零点学習して得た有効実開度と要求開度との偏差を算出すると共に、その偏差と有効実開度の経時的変化量に基づいて補正量を算出し、操作量の前回の出力値に加算して今回の出力値を算出するように構成したので、目標開度へのオーバーシュートやアンダーシュートを生じることなく、制御の応答性と安定性を向上させることができる。
【００７６】
さらに、算出された要求開度が所定時間にわたって零であるときにＥＧＲ制御バルブが零開度位置にあるとみなして検出された実開度を学習補正し、学習補正された実開度に基づいて有効実開度を算出する零点学習を行っているので、特にＥＧＲ制御バルブの低開度領域において制御精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関のＥＧＲ制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１装置の制御装置のＥＣＵの動作を、運転パラメータ決定部などと表示しつつ、機能的に示す機能ブロック図である。
【図３】図１装置の動作、より具体的には図２に示す運転パラメータ決定部の動作を示すメインフロー・チャートである。
【図４】図３フロー・チャートの中のバッテリ電圧補正項ＫＤＢＶＢのテーブル特性を示す説明グラフである。
【図５】図１の装置によって算出（決定）される有効実開度などを従来技術と対比して示すシミュレーションデータ図である。
【図６】同様に図１の装置によって算出（決定）される有効実開度などを従来技術と対比して示すシミュレーションデータ図である。
【符号の説明】
１０        内燃機関（エンジン）
１２        吸気管
２２        気筒（シリンダ）
２８        燃焼室
４８        ＥＧＲ管
５０        ＥＧＲ制御バルブ
５０ｂ      リフトセンサ（実開度検出手段）
５２        リニアソレノイド（アクチュエータ）
６６        クランク角センサ
７０        絶対圧（ＭＡＰ）センサ
９０        電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１００      要求トルク算出部
１０２      燃焼状態決定部
１０４      運転パラメータ決定部
【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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