(57)【要約】【課題】排気再循環の実施による運転フィーリングの悪化を回避しつつ燃料消費率を向上する。【解決手段】ＥＧＲマップ選択部１０１は、車両加速度が基準値以下の通常の運転状態である場合、振動や騒音を感じ易い状態であると判断して通常ＥＧＲマップＭＰ１を選択し、車両加速度が基準値を超えた過渡運転状態では、振動や騒音を感じ難い状態であると判断して燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２を選択する。そして、選択したＥＧＲマップに切り換えるようＥＧＲマップ切換部１０２に指示し、ＥＧＲ制御部１０３で用いるＥＧＲマップを切り換えることで、ＥＧＲの実施による運転フィーリングの悪化を回避しつつ燃料消費率を向上する。【選択図】図２
2013072342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気側から吸気側に再循環させる排気の再循環量を制御するエンジンの排気再循環制御装置において、
エンジン回転数及び負荷に基づく領域毎に、運転フィーリングの悪化を防止可能な前記再循環量を設定する第１のマップと、
エンジン回転数及び負荷に基づく領域毎に、燃料消費率を最良とする前記再循環量を設定する第２のマップと、
車両の加速度が基準値以下のとき、前記第１のマップを選択し、前記加速度が前記基準値を超えたとき、前記第２のマップを選択するマップ選択部と、
前記再循環量を制御する際に、前記マップ選択部で選択されたマップを参照可能とし、非選択のマップを参照不可に切り換えるマップ切換部と
を備えることを特徴とするエンジンの排気再循環制御装置。
【請求項２】
前記マップ選択部は、前記第２のマップを選択した後、前記加速度が所定の閾値以下に変化したとき、前記第２のマップを非選択として前記第１のマップを選択することを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気再循環制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気側から吸気側に再循環させる排気の再循環量を制御するエンジンの排気再循環制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の車両においては、排気エミッションを低減するため、排気ガスの一部を吸気系に再循環させる排気再循環（ＥＧＲ）装置が用いられており、このＥＧＲ装置では、エンジンの吸気系と排気系とをバイパスするＥＧＲ通路を設け、このＥＧＲ通路に介装したＥＧＲ制御弁の開度をエンジン運転状態に応じて可変することでＥＧＲ量を制御するようにしている。
【０００３】
この場合、ＥＧＲ量の制御は、一般に、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づく領域毎に適切なＥＧＲ量を設定したマップを用いて行われ、このようなマップの例は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２９４２６５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９３３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＥＧＲマップによるＥＧＲ量の制御は、ＥＧＲの実施による振動や騒音を乗員が感じ取り、運転フィーリングが悪化することを防止するセッティングとされている。従って、従来のマップによるＥＧＲ量の設定は、燃料消費率の向上という観点からみたとき、必ずしも満足のいくものではない。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、排気再循環の実施による運転フィーリングの悪化を回避しつつ、燃料消費率を向上することのできるエンジンの排気再循環制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるエンジンの排気再循環制御装置は、エンジンの排気側から吸気側に再循環させる排気の再循環量を制御するエンジンの排気再循環制御装置において、エンジン回転数及び負荷に基づく領域毎に、運転フィーリングの悪化を防止可能な前記再循環量を設定する第１のマップと、エンジン回転数及び負荷に基づく領域毎に、燃料消費率を最良とする前記再循環量を設定する第２のマップと、車両の加速度が基準値以下のとき、前記第１のマップを選択し、前記加速度が前記基準値を超えたとき、前記第２のマップを選択するマップ選択部と、前記再循環量を制御する際に、前記マップ選択部で選択されたマップを参照可能とし、非選択のマップを参照不可に切り換えるマップ切換部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、排気再循環の実施による運転フィーリングの悪化を回避しつつ、燃料消費率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】エンジン制御系の全体構成図
【図２】ＥＧＲ制御に係る機能ブロック図
【図３】ＥＧＲマップの特性図
【図４】ＥＧＲマップ切換ルーチンのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１において、符号１はエンジンであり、同図においては、シリンダヘッド２に、各気筒の吸気ポート或いは気筒内に燃料を噴射するインジェクタ３０と、気筒内の混合気に火花放電して混合気を燃焼させる点火プラグ３１とを配設した４気筒ガソリンエンジンの例を示している。
【００１２】
このエンジン１の吸気系の構成として、各気筒の吸気ポートに連通するブランチ部を有する吸気マニホルド３がシリンダヘッド２に連設され、吸気マニホルド３の各ブランチが集合する吸気通路４に、スロットル弁５が介装されている。スロットル弁５には、電子制御装置（ＥＣＵ）１００からの制御信号によってスロットル開度を制御するアクチュエータ６が連設されている。
【００１３】
更に、スロットル弁５の上流側に、インタークーラ７が介装され、インタークーラ７の上流側に、ターボ過給機８のコンプレッサ８ａが介装され、コンプレッサ８ａ上流側に、エアクリーナ９が介装されている。エアクリーナ９の下流側には吸入空気量センサ１０が介装されている。
【００１４】
一方、エンジン１の排気系の構成としては、各気筒の排気ポートに連通するブランチ部を有する排気マニホルド１１がシリンダヘッド２に連設され、排気マニホルド１１の各ブランチが集合する排気通路１２に、ターボ過給機８のタービン８ｂが介装されている。ターボ過給機８は、例えば、周知の可変ノズル式ターボ過給機（Variable Geometory Turbosupercharger：ＶＧＴ）であり、タービン８ｂの周囲に設けられた可変ノズルのベーンに、ＥＣＵ１００からの制御信号によってベーン開度を制御するアクチュエータ１３がリンク機構（図示せず）を介して連設されている。
【００１５】
また、タービン８ｂの上流側の排気通路１２は、排気再循環（ＥＧＲ）通路１４を介してスロットル弁５下流側の吸気通路４にバイパス接続されている。ＥＧＲ通路１４には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１５と、ＥＣＵ１００からの制御信号によってＥＧＲ通路１４から吸気通路４に環流されるＥＧＲ量を制御するＥＧＲ制御弁１６とが介装されている。更に、タービン８ｂ下流側の排気通路１２には、タービン８ｂを通過した排気を浄化する触媒コンバータ２０が介装され、触媒コンバータ２０の上流側に、空燃比センサ２１が臨まされている。
【００１６】
次に、ＥＣＵ１００を中心とする電子制御系について説明する。  
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインターフェイス等からなるマイクロコンピュータを備えて構成される電子制御装置であり、Ａ／Ｄ変換器、タイマ、カウンタ、各種ロジック回路、各種駆動回路等を備えている。
【００１７】
ＥＣＵ１００には、上述の吸入空気量センサ１０や空燃比センサ２１、クランク軸の回転位置を検出するクランク角センサ５０、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ５１、車速を検出する車速センサ５２、その他、図示しない各種センサ・スイッチ類が入力インターフェイスを介して接続されている。また、ＥＣＵ１００には、出力インターフェイスを介して、上述のインジェクタ３０、スロットル弁５を開閉駆動するアクチュエータ６、ターボ過給機８のアクチュエータ１３、ＥＧＲ制御弁１６、点火プラグ３１に火花放電を発生させるための高電圧を誘起する点火コイル（図示せず）の通電を制御するイグナイタ３２、その他、等の各種アクチュエータ類が接続されている。
【００１８】
尚、ＥＣＵ１００は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信プロトコルに基づく車内ネットワーク（図示せず）に接続されており、変速機を制御するトランスミッションＥＣＵ、ブレーキを制御するブレーキＥＣＵ等の車内ネットワークに接続される他のＥＣＵからの各種制御情報を車内ネットワークを介して受信すると共に、他のＥＣＵへの制御情報を車内ネットワークに送出する。
【００１９】
ＥＣＵ１００は、上述の各種センサ・スイッチ類で検出した各種車両情報、車内ネットワークを介して入力される各種制御情報に基づいて、各種アクチュエータ類を駆動し、燃料噴射制御、点火時期制御、過給圧制御等のエンジン制御を実行する。このエンジン制御においては、クランク角センサ５０からの信号に基づくエンジン回転数とアクセルセンサ５１からの信号に基づくアクセル開度とに基づいて、目標空燃比を実現する空気量及び燃料噴射量を決定し、空燃比センサ２１の信号に基づく目標空燃比へのフィードバック制御により、エンジンの燃焼状態を最適に制御する。
【００２０】
また、ＥＣＵ１００は、所定の運転領域においてＥＧＲ制御を実行し、排気ガスの一部を吸気系に還流させて気筒内で再燃焼させることで、排気エミッションの低減、燃料消費率（燃費）の向上を図るようにしている。このＥＧＲ制御においては、ＥＧＲ通路１４に介装したＥＧＲ制御弁１６の開度をエンジン運転状態に応じて制御することでＥＧＲ量を定めており、予め、実験或いはシミュレーション等により、エンジン回転数と負荷とに応じて最適なＥＧＲ量を定めたマップを作成し、ＥＣＵ１００内に保有している。
【００２１】
具体的には、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲマップとして、ドライバの運転フィーリングを重視してＥＧＲ量を設定する第１のマップと、燃費を重視してＥＧＲ量を設定する第２のマップとの２枚のマップを保有しており、ＥＣＵ１００は、これらの第１，第２の２枚のマップを運転状態に応じて切り換えてＥＧＲ制御を実行する。このため、ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＥＧＲマップ選択部１０１、ＥＧＲマップ切換部１０２、ＥＧＲ制御部１０３をＥＧＲ制御に係る機能部として備えている。ＥＣＵ１００は、これらの機能部により、車両の運転状態に応じてマップを切り換えながらＥＧＲ制御を実行することで、ＥＧＲの実施による運転フィーリングの悪化を回避しながら燃費向上を図る。
【００２２】
詳細には、ＥＧＲマップ選択部１０１は、ＥＧＲを実施する運転状態に応じて第１，第２のマップのうちの何れを選択するかを判定し、選択したマップへの切り換えを指示する。すなわち、ＥＧＲ量を増加させるとドライバがエンジンの振動や騒音を感じ易く運転フィーリングの悪化を招く虞のある運転状態では、運転フィーリングを悪化させることのないＥＧＲ量を設定した運転フィーリング重視の第１のマップとしての通常ＥＧＲマップＭＰ１を選択し、ＥＧＲ量を増加させてもドライバが振動や騒音を感じ難い運転状態では、燃費が最良となるＥＧＲ量を設定した燃費重視の第２のマップとしての燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２を選択する。
【００２３】
振動や騒音を感じ易い運転状態か振動や騒音を感じ難い運転状態かは、車両の加速度を基準値と比較して判断する。基準値は、ＥＧＲ量の増加による振動や騒音をドライバが感じ取りにくくなる加速度（例えば、０．５m/s2程度の加速度）であり、予め実験或いはシミュレーションによって決定され、判定閾値としてＥＣＵ１００内に保有されている。
【００２４】
ＥＧＲマップ選択部１０１は、車両加速度が基準値以下の通常の運転状態である場合には、振動や騒音を感じ易い状態であると判断して通常ＥＧＲマップＭＰ１を選択し、車両加速度が基準値を超えた過渡運転状態では、振動や騒音を感じ難い状態であると判断して燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２を選択する。そして、選択したＥＧＲマップに切り換えるようＥＧＲマップ切換部１０２に指示し、ＥＧＲ制御部１０３で用いるＥＧＲマップを切り換える。
【００２５】
尚、加速度は、車速センサ５２で検出した車速から求めることができるが、加速度センサを備えている車両では、加速度センサで検出するようにしても良い。
【００２６】
ＥＧＲマップ切換部１０２は、ＥＧＲマップ選択部１０１からの指示により、ＥＧＲ制御部１０３で参照するＥＧＲマップの参照先を、選択されたＥＧＲマップのアドレスに切り換え、非選択のＥＧＲマップを参照不可とする。例えば、初期状態においては、ＥＧＲ制御部１０３で参照するＥＧＲマップは、通常ＥＧＲマップＭＰ１の参照アドレスに設定されており、燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２は参照不可とされている。これに対して、ＥＧＲマップ選択部１０１で燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２が選択された場合には、その指示に従って、ＥＧＲ制御部１０３で参照するＥＧＲマップの参照先を、通常ＥＧＲマップＭＰ１の参照アドレスから燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２の参照アドレスに切り換え、通常ＥＧＲマップＭＰ１を参照不可とする。
【００２７】
通常ＥＧＲマップＭＰ１、燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２は、それぞれ、図３（ａ），図３（ｂ）に示され、それぞれのマップには、異なるＥＧＲ量が設定された略楕円形状の領域がエンジン回転数と負荷とに応じて設定されている。本実施の形態においては、エンジン負荷としてアクセル開度を用い、エンジン回転数とアクセル開度とを軸とするマップ平面上の各領域毎に、実験やシミュレーション等によって予め求めた最適なＥＧＲ量が設定され、領域が小さくなる程、ＥＧＲ量が増加する特性を有している。尚、エンジン負荷として、スロットル開度、吸入空気量、燃料噴射量を用いても良い。
【００２８】
通常運転時のＥＧＲ制御では、エンジン回転数及び負荷状態が高くなるほど燃焼状態が良くなるので、相対的に低温の排気ガスを増やしても燃焼状態に支障がないため、図３（ａ）に示すようなＥＧＲマップとして振動及び騒音が発生する限界内でＥＧＲ量を増加させる。この通常ＥＧＲマップＭＰ１に対して、図３（ｂ）に示す燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２は、一番大きい領域は同じであるものの、相対的に小さい領域を多く保有する特性に設定されている。換言すれば、燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２は、通常ＥＧＲマップＭＰ１と同じＥＧＲ量の領域同士の間隔が密になり、エンジン回転数及びアクセル開度の増加に対して早期にＥＧＲ量が増加する特性に設定されている。
【００２９】
すなわち、通常ＥＧＲマップＭＰ１は、振動や騒音の発生を抑制して運転フィーリングの悪化を防止可能なＥＧＲ量を格納している。一方、燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２は、通常ＥＧＲマップＭＰ１に対して、エンジン回転数とアクセル開度とにより決定される領域毎に、ＥＧＲ量を増加していった場合に燃費が最良となるＥＧＲ量を予め実験或いはシミュレーションによって求めて格納している。
【００３０】
ＥＧＲ制御部１０３は、ＥＧＲマップ切換部１０２で切り換え設定された参照アドレスのＥＧＲマップを用いて、エンジン回転数及びアクセル開度に応じてＥＧＲ量を設定する。そして、設定したＥＧＲ量となるようＥＧＲ制御弁１６の開度を制御することにより、設定量の排気ガスを吸気系に還流させて再燃焼させ、ＥＧＲの実施による運転フィーリングの悪化を回避しつつ排気エミッションの低減及び燃費向上を実現する。
【００３１】
以上のマップ切換によるＥＧＲ制御は、具体的には、図４のフローチャートに示すＥＣＵ１００のソフトウエア処理によって実行される。以下、マップ切換によるＥＧＲ制御処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３２】
このＥＧＲ制御処理は、一定時間或いは所定周期毎に繰り返し実行されるルーチンであり、先ず、最初のステップＳ１において、現在の運転領域がＥＧＲ実施領域か、エンジンの冷態始動時の暖機完了前等のＥＧＲを実施しない領域であるかを調べる。そして、現在の運転領域がＥＧＲ非実施領域である場合には、ＥＧＲマップ切換処理を実行することなく本ルーチンを抜け、ＥＧＲ実施領域である場合、ステップＳ１からステップＳ２へ進んで車両の加速度を基準値と比較する。
【００３３】
ステップＳ２において、加速度が基準値以下である場合、ステップＳ３で運転フィーリンを重視した通常ＥＧＲマップＭＰ１を選択してＥＧＲ制御を実行し、本ルーチンを抜ける。一方、加速度が基準値を超えている場合には、ステップＳ２からステップＳ４へ進み、燃費を重視した燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２を選択してＥＧＲ制御を実行する。
【００３４】
ステップＳ４で燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２を選択した後は、ステップＳ５へ進んで加速度の変化を監視し、加速度が変化した場合、ステップＳ６で燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２から運転フィーリングを重視した通常ＥＧＲマップＭＰ１に切り換える。本実施の形態においては、燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２を用いてＥＧＲ制御を実行した後、加速度が所定の閾値（例えば、基準値に所定のヒステリシス分を加えた値）を下回るような変化がない限り、燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２を用いてのＥＧＲ制御を維持し、加速度が所定の閾値以下に変化した場合、燃費最良ＥＧＲマップＭＰ２から通常ＥＧＲマップＭＰ１に切り換えて振動や騒音の発生を未然に回避し、運転フィーリングの悪化を防止する。
【００３５】
このように本実施の形態においては、車両加速度が基準値以下の運転状態では、運転フィーリングを重視してセッティングされたＥＧＲマップを用いてＥＧＲ制御を行い、加速度が基準値を超える過渡運転状態では、燃費向上を重視してセッティングされたＥＧＲマップを用いてＥＧＲ制御を行うため、ＥＧＲの実施による運転フィーリングの悪化を回避しつつ排気エミッションの低減及び燃費向上を実現することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  エンジン
１４  ＥＧＲ通路
１６  ＥＧＲ制御弁
１００  電子制御装置
１０１  ＥＧＲマップ選択部
１０２  ＥＧＲマップ切換部
１０３  ＥＧＲ制御部
ＭＰ１  通常ＥＧＲマップ（第１のマップ）
ＭＰ２  燃費最良ＥＧＲマップ（第２のマップ）
【図１】
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【図２】
2013072342.tif 000004
【図３】
2013072342.tif 000005
【図４】
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