(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室から排出された排気ガスを機関吸気通路内に再循環させるための排気ガス再循環装置を具備し、手動変速機が機関出力軸に連結され、前記排気ガス再循環装置により実際に再循環される実際再循環排気ガス量が、機関運転状態に応じて要求される要求再循環排気ガス量になるように制御される内燃機関の再循環排気ガス量制御装置において、機関加速運転中であって前記手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換わった後に要求再循環排気ガス量が予め定められた再循環排気ガス量以下になるように減量補正され、機関減速運転中であって前記手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換わった後には要求再循環排気ガス量は減量補正されないことを特徴とする内燃機関の再循環排気ガス量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の再循環排気ガス量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼室から排出された排気ガスを機関吸気通路内に再循環させるための排気ガス再循環装置を具備し、手動変速機が機関出力軸に連結され、排気ガス再循環装置により実際に再循環される実際再循環排気ガス量が、機関運転状態に応じて要求される要求再循環排気ガス量になるように制御される内燃機関の再循環排気ガス量制御装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば機関加速運転中において手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換えられる時、スロットル開度が減少されるため、吸入空気量が減少すると共に要求燃料噴射量も減少する。それゆえ、要求再循環排気ガス量は増加する。また、実際再循環排気ガス量は、要求再循環排気ガス量になるように再循環排気ガス量制御装置により制御されるため、増加する。
【０００４】
次いで、手動変速機のクラッチが係合離脱されている状態から係合されている状態に切り換えられると、スロットル開度が再び増加されるため、要求燃料噴射量が増加し、要求再循環排気ガス量は減少する。また、実際再循環排気ガス量は、要求再循環排気ガス量になるように再循環排気ガス量制御装置により制御されるため、減少する。
【０００５】
ところが、要求再循環排気ガス量の変動に応じて実際再循環排気ガス量が変動するには時間を要する。従って、手動変速機のクラッチが係合離脱されている状態から係合されている状態に切り換えられた直後において、実際再循環排気ガス量は、迅速に減少しなければならないにもかかわらず、減少するまでに時間を要してしまう。それゆえ、吸入空気量は、迅速に増加しなければならないにもかかわらず、迅速に増加することができず、増加するまでに時間を要してしまう。その結果、吸入空気量が増加するまでの間、エミッションが悪化してしまう。
【０００６】
前記問題点に鑑み、本発明は、手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換わった後に要求再循環排気ガス量を減量補正することにより、手動変速機のクラッチが係合離脱されている状態から係合されている状態に切り換わった後に吸入空気量の不足に伴ってエミッションが悪化してしまうのを低減することができる内燃機関の再循環排気ガス量制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、燃焼室から排出された排気ガスを機関吸気通路内に再循環させるための排気ガス再循環装置を具備し、手動変速機が機関出力軸に連結され、前記排気ガス再循環装置により実際に再循環される実際再循環排気ガス量が、機関運転状態に応じて要求される要求再循環排気ガス量になるように制御される内燃機関の再循環排気ガス量制御装置において、機関加速運転中であって前記手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換わった後に要求再循環排気ガス量が予め定められた再循環排気ガス量以下になるように減量補正され、機関減速運転中であって前記手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換わった後には要求再循環排気ガス量は減量補正されないことを特徴とする内燃機関の再循環排気ガス量制御装置が提供される。
【０００８】
請求項１に記載の内燃機関の再循環排気ガス量制御装置では、機関加速運転中であって手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換わった後に要求再循環排気ガス量が予め定められた再循環排気ガス量以下になるように減量補正され、機関減速運転中であって手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換わった後には要求再循環排気ガス量は減量補正されない。つまり、機関減速運転中であって手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換わる時には要求再循環排気ガス量がそれほど変動しないことに鑑み、機関減速運転中であって手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換わった後には、要求再循環排気ガス量は減量補正されない。そのため、不必要な場合にまで要求再循環排気ガス量の減量補正を行うことに伴う再循環排気ガス量制御の複雑化を回避することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は本発明の内燃機関の再循環排気ガス量制御装置を４ストローク圧縮着火式多気筒内燃機関に適用した一実施形態の構成図である。図１において、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートである。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介してエアクリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内には、電気モータ１５により駆動されるスロットル弁１６とエアフローメータ１７とが配置される。一方、排気ポート１０は排気マニホルド１８を介して排気管１９に連結される。
【００１５】
排気マニホルド１８とサージタンク１２とは、燃焼室５から排出された排気ガスを吸気枝管１１内に再循環させるためのＥＧＲ通路（排気ガス再循環通路）２２を介して互いに連結される。ＥＧＲ通路２２内には、ＥＧＲ通路２２を介して実際に再循環される実際ＥＧＲガス量（実際再循環排気ガス量）を、機関運転状態に応じて要求される要求ＥＧＲガス量になるように制御するための電気制御式ＥＧＲ制御弁（再循環排気ガス制御弁）２３が配置される。また、ＥＧＲ通路２２の周りにはＥＧＲ通路２２内を流れるＥＧＲガス（再循環排気ガス）を冷却するための冷却装置２４が配置される。各燃料噴射弁６は燃料供給管２５に連結され、燃料供給管２５内には電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２７から燃料が供給される。
【００１６】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備する。エアフローメータ１７の出力信号はＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力され、エンジン回転数センサ３９の出力信号も入力ポート３５に入力される。更に、機関出力軸に連結された手動変速機（図示せず）のクラッチが係合されているか、あるいは係合離脱されているかを示すクラッチスイッチ４０の出力信号も、入力ポート３５に入力される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁６、電気モータ１５、ＥＧＲ制御弁２３及び燃料ポンプ２７に接続される。
【００１７】
図２は本実施形態の内燃機関の再循環排気ガス量制御方法を示したフローチャートである。図２に示すように、本ルーチンは所定の割り込みタイミングで開始される。まずステップ２０１において、エンジン回転数ｅｎｅ、要求燃料噴射量ｅｑｆｉｎ及び実際吸入空気量ｇｎａｃｔを読み込む。詳細には、エンジン回転数ｅｎｅはエンジン回転数センサ３９を介して読み込まれ、実際吸入空気量ｇｎａｃｔはエアフローメータ１７を介して読み込まれる。要求燃料噴射量ｅｑｆｉｎは、機関運転状態、特にはエンジン回転数ｅｎｅ及びスロットル開度θに応じて要求される燃料噴射量であり、図３に示したマップから算出される。図３はエンジン回転数ｅｎｅとスロットル開度θと要求燃料噴射量ｅｑｆｉｎとの関係を示したマップである。図３に示すように、要求燃料噴射量ｅｑｆｉｎはスロットル開度θが増加するに従って増加する。
【００１８】
図２の説明に戻り、次いでステップ２０２において目標吸入空気量ｇｎｔｒｇを算出する。詳細には、目標吸入空気量ｇｎｔｒｇは、エンジン回転数ｅｎｅと要求燃料噴射量ｅｑｆｉｎと図４に示したマップとから算出される。図４はエンジン回転数ｅｎｅと目標吸入空気量ｇｎｔｒｇと要求燃料噴射量ｅｑｆｉｎとの関係を示したマップである。図４に示すように、目標吸入空気量ｇｎｔｒｇは、エンジン回転数ｅｎｅが増加するに従って増加し、また要求燃料噴射量ｅｑｆｉｎが増加するに従って増加する。
【００１９】
図２の説明に戻り、次いでステップ２０３においてベースＥＧＲ目標値ｅｅｓｂｓｅを算出する。詳細には、ベースＥＧＲ目標値ｅｅｓｂｓｅは、エンジン回転数ｅｎｅと要求燃料噴射量ｅｑｆｉｎと図５に示したマップとから算出される。図５はエンジン回転数ｅｎｅとベースＥＧＲ目標値ｅｅｓｂｓｅと要求燃料噴射量ｅｑｆｉｎとの関係を示したマップである。図５に示すように、ベースＥＧＲ目標値ｅｅｓｂｓｅは、エンジン回転数ｅｎｅが増加するに従って減少し、また要求燃料噴射量ｅｑｆｉｎが増加するに従って減少する。
【００２０】
図２の説明に戻り、次いでステップ２０４においてＥＧＲ補正量ｅｅｓｆｂを算出する。詳細には、ＥＧＲ補正量ｅｅｓｆｂは、このルーチンの実行時の目標吸入空気量ｇｎｔｒｇと実際吸入空気量ｇｎａｃｔとの差分を所定の実行回数にわたって積分し、その積分値に所定の係数を乗じ、その値を前記実行回数で除して得られる。尚、他の実施形態では、目標吸入空気量ｇｎｔｒｇと実際吸入空気量ｇｎａｃｔとの差分に所定の係数を乗じたものをＥＧＲ補正量ｅｅｓｆｂとしてもよい。
【００２１】
次いでステップ２０５において、ベースＥＧＲ目標値ｅｅｓｂｓｅとＥＧＲ補正量ｅｅｓｆｂとから最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎを算出する（ｅｓｓｆｉｎ←ｅｅｓｂｓｅ＋ｅｅｓｆｂ）。次いでステップ２０６において、クラッチスイッチ４０がＯＮされているか否か、つまり、手動変速機のクラッチが係合されているか係合離脱されているかを判別する。クラッチスイッチ４０がＯＮされている時、つまり、クラッチが係合されている時にはステップ２０７に進む。一方、クラッチスイッチ４０がＯＦＦされている時、つまり、クラッチが係合離脱されている時にはステップ２０８に進む。
【００２２】
ステップ２０７では、ステップ２０５において算出された最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎをクラッチＯＦＦ時最大ＥＧＲ量ｅｅｓｃｌｍｘとする（ｅｅｓｃｌｍｘ←ｅｓｓｆｉｎ）。このクラッチＯＦＦ時最大ＥＧＲ量ｅｅｓｃｌｍｘは、後述するように、ステップ２０５において算出される最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎを、クラッチがＯＮされている時に減量補正するために使用されるものである。
【００２３】
ステップ２０８では、ステップ２０５において算出された最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎが、ステップ２０７において設定されたクラッチＯＦＦ時最大ＥＧＲ量ｅｅｓｃｌｍｘよりも小さいか否かを判別する。ＹＥＳの時には最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎを減量補正することなくステップ２１０に進み、ＮＯの時にはステップ２０９に進む。
【００２４】
ステップ２０９では、ステップ２０７において設定されたクラッチＯＦＦ時最大ＥＧＲ量ｅｅｓｃｌｍｘを最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎとする（ｅｓｓｆｉｎ←ｅｅｓｃｌｍｘ）。つまり、最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎは減量補正される。
【００２５】
次いでステップ２１０では、ＥＧＲ制御弁２３の開度がステップ２０５又はステップ２０９において算出された最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎとなるようにＥＧＲ制御弁２３を制御する。つまり、ＥＧＲ制御弁２３の開度は、クラッチＯＦＦ時最大ＥＧＲ量ｅｅｓｃｌｍｘ以下になるように減量補正された最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎに制御される。
【００２６】
本実施形態によれば、手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換わった後に、ステップ２０８及びステップ２０９において、最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎがクラッチＯＦＦ時最大ＥＧＲ量ｅｅｓｃｌｍｘ以下になるように減量補正される。そのため、手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換えられた時、最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎは増加せず、実際のＥＧＲ制御弁２３の開度も増加しない。従って、次いで手動変速機のクラッチが係合離脱されている状態から係合されている状態に切り換えられた時、実際のＥＧＲ制御弁２３の開度は必要以上に大きな値となっておらず、それゆえ、実際のＥＧＲ制御弁２３の開度を減少させる必要はない。そのため、吸入空気量は不足せず、エミッションも悪化しない。つまり、手動変速機のクラッチが係合離脱されている状態から係合されている状態に切り換わった後に吸入空気量の不足に伴ってエミッションが悪化してしまうのを低減することができる。
【００２７】
更に本実施形態によれば、クラッチＯＦＦ期間中にステップ２０８及びステップ２０９において使用されるクラッチＯＦＦ時最大ＥＧＲ量ｅｅｓｃｌｍｘは、クラッチＯＮ期間中に更新され続けているため、手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換えられる直前のクラッチＯＦＦ時最大ＥＧＲ量ｅｅｓｃｌｍｘとなっている。つまり、手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換えられる時、クラッチＯＦＦ時最大ＥＧＲ量ｅｅｓｃｌｍｘは変化しない。そのため、手動変速機のクラッチが係合されている状態から係合離脱されている状態に切り換えられる時に、クラッチＯＦＦ時最大ＥＧＲ量ｅｅｓｃｌｍｘの変化に伴って最終ＥＧＲ目標値ｅｓｓｆｉｎが変化してしまうことを回避でき、それゆえ、実際のＥＧＲ制御弁２３の開度を変更しなければならなくなることを回避できる。
【００２８】
尚、上述した実施形態では、ステップ２０９は、機関加速運転中あるいは機関減速運転中にかかわらず実行されているが、他の実施形態では、機関加速運転中にのみステップ２０９を実行し、機関減速運転中にはステップ２０９を実行しないようにしてもよい。その場合、機関減速運転中におけるＥＧＲ制御弁２３の制御を簡略化することができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、不必要な場合にまで要求再循環排気ガス量の減量補正を行うことに伴う再循環排気ガス量制御の複雑化を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の再循環排気ガス量制御装置を４ストローク圧縮着火式多気筒内燃機関に適用した一実施形態の構成図である。
【図２】内燃機関の再循環排気ガス量制御方法を示したフローチャートである。
【図３】エンジン回転数とスロットル開度と要求燃料噴射量との関係を示したマップである。
【図４】エンジン回転数と目標吸入空気量と要求燃料噴射量との関係を示したマップである。
【図５】エンジン回転数とベースＥＧＲ目標値と要求燃料噴射量との関係を示したマップである。
【符号の説明】
５…燃焼室
１１…吸気枝管
２２…ＥＧＲ通路
２３…ＥＧＲ制御弁
３０…電子制御ユニット
【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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