JP2017014946A - Ｅｇｒ制御方法及びｅｇｒ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経年変化に伴う還流排気ガスの流量低下を確実に検出可能とすると共に、流量低下に対する補償を可能とする。
【解決手段】エンジンの吸気側への排気ガスの還流量を制御するＥＧＲバルブにおける排気ガスの流通性が所定の基準を下回ったか否かを、流通性の判断時におけるＥＧＲバルブにおける排気ガスの流量に対する、ＥＧＲバルブの使用開始時における排気ガスの流量の比として求められるつまり率が判定用閾値を越えるか否かによって判断し、つまり率が判定用閾値を越える場合に、排気ガスの流通性が所定の基準を下回ったとして、警報を行うと共に、流通性の低下の程度に応じて、還流排気ガスの流量が補正されるものとなっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の排気ガス再循環装置の動作制御に係り、特に、経年変化による動作効率低下の抑圧、防止、装置動作の信頼性の向上等を図ったものに関する。

内燃機関においては、エミッション特性の向上等のため排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）が用いられることがあり、その構成や動作制御等について従来から様々な提案、実用化がなされていることは良く知られている通りである（例えば、特許文献１等参照）。
かかる排気ガス再循環装置においては、吸気管と排気管を連通する連通路を介して排気ガスの吸気側への還流が行われ、その還流量は、通常、連通路に設けられたＥＧＲバルブの開度調整によって行われるものとなっている。

ところで、再循環される排気ガスには、当然の事ながら煤などが含まれており、装置の長年の使用に伴い、例えば、ＥＧＲバルブの内壁に徐々に付着し、その実効開口面積の低下を招くと共に、装置全体の動作効率の低下を招き、十分な性能が担保できなくなる虞がある。

このような現象に対する方策としては、例えば、ＰＩＤ制御のＩ項（積分項）成分に基づく流量制御を行うことで、ＥＧＲバルブの実効開口面積の漸減による還流排気ガスの流量変化を補償する方法が考えられる。
また、ＥＧＲバルブの実効開口面積の漸減による還流排気ガスの流量変化の大きさを予め想定し、その想定分を加味して還流排気ガスの流量制御を実行する方法も考えられる。

特開２００４−２４５１１８号公報（第５−９頁、図１−図６）

しかしながら、前者のＰＩＤ制御のＩ項（積分項）に基づく流量制御においては、流量制御におけるＩ項成分の寄与度を大きくするに従い過渡応答性が犠牲になるというデメリットがある。そのため、現実的には、双方の妥協点での流量制御とせざるを得ないため、必ずしも満足のゆく制御が実現できるものではないという問題がある。
一方、後者のように還流排気ガスの流量変化の大きさを予め想定する手法においては、想定値を用いるため、必ずしも現実の変化に対して十分な補償を与えるものではないという問題がある。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、経年変化に伴う還流排気ガスの流量低下を確実に検出可能とすると共に、流量低下に対する補償を可能とするＥＧＲ制御方法及びＥＧＲ装置を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るＥＧＲ制御方法は、
内燃機関の排気ガスの一部を前記内燃機関の吸気側に還流可能に構成されてなるＥＧＲ装置におけるＥＧＲ制御方法であって、
前記排気ガスの前記吸気側への還流量を制御するＥＧＲバルブにおける前記排気ガスの流通性が所定の基準を下回った際に、前記流通性の低下の程度に応じて、前記ＥＧＲバルブによる前記排気ガスの還流量を補正するよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るＥＧＲ装置は、
内燃機関の排気管と吸気管を連通する連通路に、バルブ位置が制御可能に構成されてなるＥＧＲバルブが設けられ、電子制御ユニットによる前記ＥＧＲバルブの動作制御により前記連通路の連通状態を変化せしめて、排気ガスの一部を吸気側に還流可能に構成されてなるＥＧＲ装置であって、
前記電子制御ユニットは、
前記ＥＧＲバルブにおける排気ガスの流通性が所定の基準を下回ったと判定された際に、前記流通性の低下の程度に応じて、前記ＥＧＲバルブによる前記排気ガスの還流量を補正するよう構成されてなるものである。

本発明によれば、ＥＧＲバルブにおける還流排気ガスの流通性が基準以下か否かによってＥＧＲバルブの流量低下が検出され、その流通性の低下の程度に応じて還流排気ガスの流量が補正されるため、推定値等を用いる従来と異なり、ＥＧＲバルブにおける流量低下、換言すれば、煤等に起因するつまりの発生を確実に把握可能とすると共に、流量低下に対する的確な補償が可能となり、装置動作の安定性、信頼性の向上を図ることができるという効果を奏するものである。

本発明の実施の形態におけるＥＧＲ装置が設けられる内燃機関の燃料噴射制御装置としてのコモンレール式燃料噴射制御装置の構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態におけるＥＧＲ装置の構成例を示す構成図である。 図２に示されたＥＧＲ装置において実行される本発明の実施の形態におけるＥＧＲ制御処理の第１の実施例の手順を示すサブルーチンフローチャートである。 第１の実施例のＥＧＲ制御処理において実行される流量制御補正処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。 図２に示されたＥＧＲ装置において実行される本発明の実施の形態におけるＥＧＲ制御処理の第２の実施例の手順を示すサブルーチンフローチャートである。 第２の実施例のＥＧＲ制御処理において実行される流量制御補正処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における内燃機関のＥＧＲ制御方法が適用されるＥＧＲ装置が用いられるコモンレール式燃料噴射制御装置の一構成例について、図１を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置は、高圧燃料の圧送を行う高圧ポンプ装置５０と、この高圧ポンプ装置５０により圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール１と、このコモンレール１から供給された高圧燃料を内燃機関としてのディーゼルエンジン（以下「エンジン」と称する）３の気筒へ噴射供給する複数の燃料噴射弁２−１〜２−ｎと、燃料噴射制御処理や後述する内燃機関のＥＧＲ制御処理などを実行する電子制御ユニット（図１においては「ＥＣＵ」と表記）４を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる構成自体は、従来から良く知られているこの種のコモンレール式燃料噴射制御装置の基本的な構成と同一のものである。

高圧ポンプ装置５０は、供給ポンプ５と、調量弁６と、高圧ポンプ７とを主たる構成要素として公知・周知の構成を有してなるものである。
かかる構成において、燃料タンク９の燃料は、供給ポンプ５により汲み上げられ、調量弁６を介して高圧ポンプ７へ供給されるようになっている。調量弁６には、電磁式比例制御弁が用いられ、その通電量が電子制御ユニット４に制御されることで、高圧ポンプ７への供給燃料の流量、換言すれば、高圧ポンプ７の吐出量が調整されるものとなっている。

なお、供給ポンプ５の出力側と燃料タンク９との間には、戻し弁８が設けられており、供給ポンプ５の出力側の余剰燃料を燃料タンク９へ戻すことができるようになっている。
また、供給ポンプ５は、高圧ポンプ装置５０の上流側に高圧ポンプ装置５０と別体に設けるようにしても、また、燃料タンク９内に設けるようにしても良いものである。
燃料噴射弁２−１〜２−ｎは、エンジン３の気筒毎に設けられており、それぞれコモンレール１から高圧燃料の供給を受け、電子制御ユニット４による噴射制御によって燃料噴射を行うようになっている。

電子制御ユニット４は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、燃料噴射弁２−１〜２−ｎを通電駆動するための回路（図示せず）や、調量弁６等を通電駆動するための回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。

かかる電子制御ユニット４には、コモンレール１の圧力を検出する圧力センサ１１の検出信号が入力される他、エンジン回転数、アクセル開度、外気温度、大気圧などの各種の検出信号が、エンジン３の動作制御や燃料噴射制御、さらには、本発明の実施の形態におけるＥＧＲ制御処理等に供するために入力されるようになっている。

図２には、エンジン３のエミッション低減等のために設けられた排気ガス再循環装置１０１の構成例が示されており、以下、同図を参照しつつ、その構成等について説明する。
まず、エンジン３のインテークマニホールド１４ａには、燃料の燃焼のために必要な空気を取り入れる吸気管１２が、また、エキゾーストマニホールド１４ｂには、排気ガスを排気するための排気管１３が、それぞれ接続されている。

そして、排気管１３と吸気管１２を連通する連通路１５が、排気管１３と吸気管１２の適宜な位置に設けられると共に、この連通路１５の途中には、排気管１３側から、通過排気ガスの冷却を行うためのＥＧＲクーラ１７と、連通路１５の連通状態、換言すれば、排気ガスの還流量を調整するためのＥＧＲバルブ１６が順に配設されている。

また、排気管１３において連通路１５より下流側に設けられた可変タービン１９と、吸気管１２において連通路１５より上流側に設けられた圧縮機２０とを主たる構成要素としてなる公知・周知の構成を有する可変ターボチャージャ１８が設けられている。そして、可変タービン１９により得られた回転力により圧縮機２０が回転せしめられて、圧縮された空気が吸入空気としてインテークマニホールド１４ａへ送出されるようになっている。
さらに、吸気管１２には、先に述べた連通路１５と可変ターボチャージャ１８の間の適宜な位置において、吸入空気の冷却を行うインタークーラ２１が設けられている。
そして、このインタークーラ２１と連通路１５との間には、吸入空気の量を調整するためのインテークスロットルバルブ２２が設けられている。

また、吸気管１２の上流側には、吸入空気を清浄するためのフィルタ２３が設けられており、その下流側には、フィルタ２３を介して流入する吸入空気量を検出するためのエアマスセンサ２４が設けられている。
さらに、吸気管１２においては、インタークーラ２１とインテークスロットルバルブ２２との間に、エンジン１の吸入空気の温度を検出するための吸気温度センサ２５が設けられると共に、インテークスロットルバルブ２２の下流側には、インテークマニホルド１４ａの吸気圧を検出する吸気圧センサ２６が設けられている。

一方、排気管１３においては、可変タービン１９の下流側にλセンサ２７が設けられている。
また、排気管１３においては、可変タービン１９の上流側の適宜な位置には、排気圧を検出する排気圧センサ２８、及び、排気ガスの温度を検出する排気温度センサ２９が、それぞれ設けられている。
これら、エアマスセンサ２４、吸気温度センサ２５、吸気圧センサ２６、λセンサ２７、排気圧センサ２８、及び、排気温度センサ２９の検出信号は、電子制御ユニット４に入力されて、燃料噴射制御処理や、後述する本発明の実施例における内燃機関のＥＧＲ制御処理等に供されるようになっている。

次に、電子制御ユニット４により実行される本発明の実施の形態における内燃機関のＥＧＲ制御処理について、図２乃至図６を参照しつつ説明する。
最初に、本発明の実施の形態における内燃機関のＥＧＲ制御方法について概括的に説明する。
本発明の実施の形態における内燃機関のＥＧＲ制御方法は、ＥＧＲ装置の長期間の使用に伴いＥＧＲバルブ１６の内壁に徐々に付着する煤などによって生ずる還流排気ガスの流通性の低下、換言すれば、ＥＧＲバルブ１６のつまりを検出すると共に、ＥＧＲバルブ１６のつまり具合に応じて、その流量制御に補正を施すようにしたものである。

以下に具体的に説明する第１の実施例におけるＥＧＲ制御方法は、ＥＧＲバルブ１６の流量変化に基づいてＥＧＲバルブ１６のつまりを検出すると共に、流量制御に補正を施すようにしたものである。
また、後述する第２の実施例におけるＥＧＲ制御方法は、ＥＧＲバルブ１６の前後における差圧に基づいてＥＧＲバルブ１６のつまりを検出すると共に、流量制御に補正を施すようにしたものである。

まず、本発明の実施の形態におけるＥＧＲ装置は、主要な構成要素である電子制御ユニット４において、従来の方法に基づくＥＧＲ制御処理が実行されるようになっていることを前提とする。
ここで、従来の方法に基づくＥＧＲ制御処理としては、先に述べたような、エアマスセンサ２４、吸気温度センサ２５、吸気圧センサ２６等の各種のセンサにより検出された実測値等を基に、エンジン３の動作状態に応じたＥＧＲバルブ１６等の制御対象の目標値を演算算出し、所望する目標値が達成されるようフィードバック制御を基本としたＥＧＲ制御方法を挙げることができる（以下、説明の便宜上、このようなＥＧＲ制御を「通常フィードバック制御」と称する）。

また、従来の方法に基づくＥＧＲ制御処理としては、いわゆるモデル制御に基づくものであって良く、かかるモデル制御は、例えば、特表２００５−５０４２１０号公報等で従来から良く知られているものである。
すなわち、モデル制御に基づくＥＧＲ制御は、可変ターボチャージャ１８や吸気管２及び排気管３等からなるＥＧＲシステムを熱力学等に基づいてモデル化し、実際に取得される流量や差圧等のデータを、そのモデルに入力し、ＥＧＲシステムにおける制御目標値であるモデル値を得て、ＥＧＲシステムの動作状態が、そのモデル値の状態に達するように、所要の制御対象の動作制御を行うことを基本としたものである。

なお、モデル制御において、制御目標値（モデル値）とされる物理量は、例えば、還流排気ガスの流量、ＥＧＲバルブ１６のバルブ位置、過給圧等であるが、モデル値として如何なるものを設定するかは、熱力学等に基づくモデルを如何に設定するかによって種々であり、特定のものに限定される必要はなく、ＥＧＲシステムが熱力学等に基づいてモデル化され、そのモデルに基づいて還流排気ガスの流量制御がなされるものであれば良いものである。
図２に示された本発明の実施の形態におけるＥＧＲ装置は、１つの可変ターボチャージャ１８が設けられた構成であるが、２つの可変ターボチャージャを設けた、いわゆる２ステージ構成であっても良い。

なお、以下に説明するＥＧＲ制御処理の第１及び第２の実施例においては、従来のＥＧＲ制御処理が、いわゆるモデル制御に基づくものであることを前提として説明し、ＥＧＲ制御が”通常フィードバック制御”に基づくものであることを前提とした場合に、異なる処理手順等となるものについて、その都度、必要な説明を加えることとする。

かかる前提の下、電子制御ユニット４により実行される本発明の実施の形態におけるＥＧＲ制御処理の第１の実施例について、図３及び図４に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ説明する。
なお、このサブルーチンフローチャートは、電子制御ユニット４において、先に述べたように別途実行されるモデル制御に基づく従来のＥＧＲ制御のメインルーチンの中で種々実行されるサブルーチン処理の１つとして実行されるものである。

電子制御ユニット４による処理が開始されると、最初に、学習処理実行条件が充足されているか否かが判定される（図３のステップＳ１０２参照）。
すなわち、本発明の実施の形態においては、後述するように、ＥＧＲバルブ１６における還流排気ガスの流通性（還流排気ガスの通り易さ）、換言すれば、つまり具合を表す指標として、つまり率を定義し、適宜な時間間隔で取得すると共に、つまり率をいわゆる学習値として記憶、更新するいわゆる学習処理が実行されるようになっている。ステップＳ１０２においては、その学習処理としてのステップＳ１０４以降の処理を実行するに適した所定の条件が充足されているか判定されることとなる。

ここで、学習処理を開始するに適した条件として、具体的には、少なくとも 車両走行中にアクセル開度が零とされて、燃料噴射弁２−１〜２−ｎによるエンジン３への燃料噴射が無噴射状態であることが必要である。これは、走行状態を積極的に悪化させるような状態とすることを極力回避するためである。
学習処理を開始するに適した条件は、上述の条件だけに限定される必要ははく、車両の具体的な仕様等を考慮し、車両の動作状態、走行状態に影響を極力与えることなく、その一方で学習処理を安定、確実に実行するために必要とされるその他の条件を適宜設定するのが好適である。

しかして、ステップＳ１０２において、学習処理実行条件が充足されていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、以後の処理を実行する状態ではないとして一連の処理が終了され、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。
一方、ステップＳ１０２において、学習処理実行条件が充足されていると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、次述するステップＳ１０４の処理へ進むこととなる。

次いで、ＥＧＲバルブ１６が全開状態とされ（図３のステップＳ１０４参照）、ＥＧＲバルブ１６を通過する還流排気ガスの流量計測が行われる（図３のステップＳ１０６参照）。
ここで、本発明の実施の形態において、還流排気ガスの流量計測は、以下に説明するように、流量算出式による演算によって実現されるものとなっており、流量算出式に用いられる一部の物理要素についてのみ実際の計測値が用いられるものとなっている。

すなわち、本発明の実施の形態において、還流排気ガスの流量ｄｍＥＧＲは、下記する、いわゆる絞り式に基づく流量算出式により求められるものとなっている。

dmEGR＝ｆ（Ｐus，Ｔus，Ｐds，Ｔds，Ａ）

上述の演算式において、Ｐus、及び、Ｔusは、連通路１５の上流側、すなわち、エキゾーストマニホールド１４ｂの近傍における排気圧と排気温度である。
また、Ｐds、及び、Ｔdsは、連通路１５の下流側、すなわち、インテークマニホールド１４ａ近傍における吸気圧と吸入空気温度である。
さらに、Ａは、ＥＧＲバルブ１６の開口面積である。

本発明の実施の形態においては、先に述べたようにモデル制御に基づくＥＧＲバルブ１６の開閉制御が実行されるようなっていることを前提としているため、排気圧Ｐus、及び、排気温度Ｔusは、実測値に代えて、モデル制御においてそれぞれ演算によって求められるいわゆるモデル値となっている一方、吸気圧Ｐdsは、吸気圧センサ２６により、吸入空気温度Ｔdsは、吸気温センサ２５により、それぞれ実際に計測された値が用いられるものとなっている。

なお、ＥＧＲ制御が”通常フィードバック制御”に基づくものである場合には、上述の排気圧Ｐusは、排気圧センサ２８により、排気温度Ｔusは、排気温度センサ２９により、それぞれ検出された実測値が用いられることとなる。
また、ＥＧＲバルブ１６における図示されないバルブのバルブ位置と、開口面積Ａとの相関関係は予め把握されて、電子制御ユニット４に適宜な記憶領域に記憶、保持されているため、その記憶された相関関係に基づいて、ステップＳ１０６の処理実行時点におけるバルブ位置に対する開口面積Ａが算出されるようになっている。

次いで、つまり率の算出が行われる（図３のステップＳ１０８参照）。
つまり率は、本発明の実施の形態において、煤などに起因して生ずるＥＧＲバルブ１６内部のつまり具合を指数化したもので、この第１の実施例の場合、ステップＳ１０６で求められた現時点の還流排気ガスの流量に対する、本発明に係るＥＧＲ装置が初めて使用開始された際のＥＧＲバルブ１６全開状態における還流排気ガスの流量の比として表されるものとなっている。

すなわち、ＥＧＲ装置が初めて使用開始された際のＥＧＲバルブ１６の全開状態における還流排気ガスの流量を便宜的に”ｄｍＥＧＲｅst”と表記し、ステップＳ１０６で求められた現時点の還流排気ガスの流量を便宜的に”ｄｍＥＧＲact”と表記し、流量に基づいて算出されるつまり率を便宜的に”Ｃfl”と表記すると、つまり率Ｃfl＝ｄｍＥＧＲｅst／ｄｍＥＧＲactと算出されるものである。
なお、ＥＧＲ装置が初めて使用開始された際のＥＧＲバルブ１６全開状態における還流排気ガスの流量は、予め計測され、電子制御ユニット４の適宜な記憶領域に記憶、保持されており、上述の演算の際に使用できるようになっている。

次いで、上述のように算出されたつまり率は、つまり率学習値として、電子制御ユニット４の適宜な記憶領域に予め確保された学習値記憶領域に、新たなつまり率学習値として記憶、保持され、直近のつまり率学習値が更新されることとなる（図３のステップＳ１１０参照）。

次いで、ステップＳ１０８で算出されたつまり率Ｃflが、流量つまり率判定用閾値Ｃref-flを越えているか否かが判定され、つまり率Ｃflが流量つまり率判定用閾値Ｃref-flを越えていると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ１１４の処理へ進む一方、つまり率Ｃflが流量つまり率判定用閾値Ｃref-flを越えていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１１６の処理へ進むこととなる。

ステップＳ１１４においては、つまり率Ｃflが流量つまり率判定用閾値Ｃref-flを越えている状態では、ＥＧＲ装置の本来の正常な動作が維持できないとして、ＭＩＬランプ（図示せず）等の点灯素子の点灯や鳴動素子の鳴動など予め定められた警報処理が実行され、ＥＧＲ装置の動作が異常状態にあることが乗員に対して警報されるようになっている。

一方、ステップＳ１１６においては、ステップＳ１０８で算出されたつまり率を基に、電子制御ユニット４において別途実行されるＥＧＲ制御処理による還流排気ガスの流量制御に対する補正処理（以下、説明の便宜上「流量制御補正」と称する）が行われ、一連の処理が終了されて、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。
図４には、流量制御補正の具体的な処理手順がサブルーチンフローチャートに示されており、以下、同図を参照しつつ、その内容について説明する。

まず、電子制御ユニット４による処理が開始されると、目標ＥＧＲ実効開口面積と実ＥＧＲバルブ位置の取得が行われる（図４のステップＳ２０２参照）。
ここで、先ず、目標ＥＧＲ実効開口面積は、目標とする還流排気ガスの流量をＥＧＲバルブ１６を流通せしめるために、ＥＧＲバルブ１６において実際に必要とされる開口面積である。この目標ＥＧＲ実効開口面積は、通常、還流排気ガスの流通方向に対して直交する面における還流排気ガスの流通面積として表されるものである。
本発明の実施の形態において、かかる目標ＥＧＲ実効開口面積は、先に前提条件として説明したいわゆるモデル制御に基づくＥＧＲ制御処理において、予め定められた演算式に基づいて算出されるものとなっている。

また、実ＥＧＲバルブ位置は、ＥＧＲバルブ１６に設けられているバルブ（図示せず）の実際の位置である。かかる実ＥＧＲバルブ位置は、ＥＧＲバルブ１６への通電電流の大きさと相関関係があるため、本発明の実施の形態においては、その相関関係を予め取得し、例えば、通電電流を入力パラメータとして、対応するバルブ位置が読み出せるようマップ化したものを、電子制御ユニット４の適宜な記憶領域に記憶させておき、ステップＳ２０２の処理実行時におけるＥＧＲバルブ１６への通電電流の大きさから実ＥＧＲバルブ位置が取得されるようになっている。なお、バルブ位置は、例えば、ＥＧＲバルブ１６を全閉状態とする位置をバルブ位置０、ＥＧＲバルブ１６が全開状態を１００とし、その間を図示されない内部のバルブの位置（便宜的には、例えば、通電電流の大きさ）に応じて、適宜に分割して表示されるものとなっている。したがって、バルブ位置が必ずしも、先のＥＧＲバルブ１６の実際の開口面積と対応するものではない。

次いで、標準流量と最悪流量の算出が行われる（図４のステップＳ２０４参照）。
ここで、標準流量は、ＥＧＲバルブ１６がいわゆる標準品の特性を有しているとした場合に、現時点におけるＥＧＲ制御状態においてＥＧＲバルブ１６を通過するであろうと想定される還流排気ガスの流量である。
この標準流量は、例えば、先のステップ２０２で取得された目標ＥＧＲ実効開口面積と実ＥＧＲバルブ位置の組み合わせに対して一定の相関関係を持って定まるものとなっており、本発明の実施の形態においては、そのような相関関係に基づいて、種々の目標ＥＧＲ実効開口面積と実ＥＧＲバルブ位置の組み合わせを入力として、その組み合わせに対する標準流量が読み出し可能に予め構成されたマップ（以下、説明の便宜上「標準流量マップ」と称する）が電子制御ユニット４の適宜な記憶領域に記憶されており、先のステップ２０２で取得された目標ＥＧＲ実効開口面積と実ＥＧＲバルブ位置の組み合わせに対する標準流量が求められるようになっている。
なお、標準流量と、目標ＥＧＲ実効開口面積と実ＥＧＲバルブ位置の組み合わせに対する相対関係は、装置の具体的な仕様等を考慮し、試験結果やシミュレーション結果等に基づいて決定するのが好適である。

一方、最悪流量は、経年変化等によりＥＧＲバルブ１６の還流排気ガスの流量が低下した場合にあって、ＥＧＲ動作を維持できる最低の流量である。
かかる最悪流量は、先の標準流量と同様に、先のステップ２０２で取得された目標ＥＧＲ実効開口面積と実ＥＧＲバルブ位置の組み合わせに対して一定の相関関係を有しており、標準流量の場合と同様にして、種々の目標ＥＧＲ実効開口面積と実ＥＧＲバルブ位置の組み合わせを入力として、その組み合わせに対する最悪流量が読み出し可能に予め構成されたマップ（以下、説明の便宜上「最悪流量マップ」と称する）が電子制御ユニット４の適宜な記憶領域に記憶されており、先のステップ２０２で取得された目標ＥＧＲ実効開口面積と実ＥＧＲバルブ位置の組み合わせに対する最悪流量が求められるようになっている。
なお、先の標準流量マップの場合同様、目標ＥＧＲ実効開口面積と実ＥＧＲバルブ位置の組み合わせに対する最悪流量の相対関係は、装置の具体的な仕様等を考慮し、試験結果やシミュレーション結果等に基づいて決定するのが好適である。

次いで、流量差の算出が行われる（図４のステップＳ２０６参照）。
すなわち、先に述べたようにして求められた標準流量と最悪流量との差である流量差が算出されることとなる。
次いで、流量制御に対する補正を実行する際に用いられる重み付け係数の算出が行われる（図４のステップＳ２０８参照）。
すなわち、まず、本発明の実施の形態におけるモデル制御に基づくＥＧＲ制御においては、ＥＧＲバルブ１６を通過せしめるべき還流排気ガスの流量の目標値（以下、説明の便宜上「目標流量」）が演算算出されるようになっているが、この目標流量は、本願発明が解決しようとしているＥＧＲバルブ１６のつまりに起因するＥＧＲバルブ１６を通過する還流排気ガスの流量低下は考慮されていない。

重み付け係数は、従来のＥＧＲ制御処理によって定められるＥＧＲバルブ１６を通過せしめる還流排気ガスの流量を、つまり率に応じて補正し、ＥＧＲバルブ１６における煤などのつまりに起因する流量低下を補償すべく用いら得るものである。
本発明の実施の形態において、重み付け係数は、学習値として取得されたつまり率に応じて定められるものとなっている。すなわち、重み付け係数の算出にあたっては、ＥＧＲ装置の具体的な仕様を考慮しつつ、試験結果やシミュレーション結果に基づいて、つまり率に対して好適な重み付け係数を算出する算出式を設定し、その算出式により重み付け係数を算出するのが好適である。また、その算出式を基に、例えば、つまり率を入力パラメータとして、種々のつまり率に対応する重み付け係数が読み出し可能に構成された、いわゆるマップ（以下、説明の便宜上「重み付け係数算出マップ」と称する）を作成し、電子制御ユニット４の適宜な記憶領域に予め記憶させたものを用いて、重み付け係数を定めるようにしても好適である。

次いで、上述のようにして求められた重み付け係数を用いて補正流量の算出が行われる（図４のステップＳ２１０参照）。
すなわち、補正流量は、先のステップＳ２０６で算出された流量差に、重み付け係数が乗ぜられ、その乗算結果に、先のステップＳ２０４で求められた最悪流量が加算されて求められるものとなっている。
なお、上述の補正流量の算出手順において、重み付け係数を１として、流量差に最悪流量を加算して算出される流量は、本発明のような流量補正が無い従来のＥＧＲ制御処理においてＥＧＲバルブ１６を通過せしめるいわゆる目標流量となるものである。

次いで、上述のようにして算出された補正流量を得るに必要なＥＧＲバルブ１６のバルブ位置が従来同様にして算出され（図４のステップＳ２１２参照）、一連の処理が終了されて、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。
なお、図示されないメインルーチンにおいては、本発明の実施の形態において前提としたモデル制御に基づくＥＧＲ制御が実行されるが、そのＥＧＲ制御においては、ＥＧＲバルブ１６のバルブ位置が、ステップＳ２１２で算出された補正バルブ位置となるよう制御が実行されることとなる。

次に、ＥＧＲ制御方法の第２の実施例について、図５及び図６を参照しつつ説明する。
なお、図５、図６に示されたサブルーチンフローチャートにおいては、先の図３、図４に示された処理と同一の処理内容については、同一の符号を付して、再度の詳細な説明は省略し、以下、異なる点を中心に説明することとする。
この第２の実施例におけるＥＧＲ制御方法は、概略すれば、ＥＧＲバルブ１６の前後における差圧に基づいてＥＧＲバルブ１６のつまりを検出すると共に、流量制御に補正を施すようにしたものである。
なお、装置などの前提条件は、基本的に、先の第１の実施例と同一であるので、再度の説明は省略する。

電子制御ユニット４による処理が開始されると、最初に、学習処理実行条件が充足されているか否かが判定され（図４のステップＳ１０２参照）、学習処理実行条件が充足されていると判定された場合（ＹＥＳの場合）は、ＥＧＲバルブ１６が全開状態とされ（図５のステップＳ１０４参照）、ＥＧＲバルブ１６の前後における圧力計測が行われる（図５のステップＳ１０６Ｂ参照）。

すなわち、ＥＧＲバルブ１６の上流側の圧力として、エンジン３のエキゾーストマニホールド１４ｂ近傍の圧力（以下、説明の便宜上「上流側圧力」と称する）と、ＥＧＲバルブ１６の下流側の圧力として、インテークマニホールド１４ａ近傍の圧力（以下、説明の便宜上「下流側圧力」と称する）とが取得される。
本発明の実施の形態においては、先に述べたように、モデル制御に基づくＥＧＲ制御が行われていることが前提であるので、上流側圧力は、圧力センサを用いた実測値に代えて、モデル制御の実行過程において演算算出された計算値が、また、下流側圧力は、吸気圧センサ２６による実測値が、それぞれ用いられるものとなっている。

次いで、つまり率が算出される（図５のステップＳ１０８Ｂ参照）。
すなわち、この第２の実施例において、ＥＧＲバルブ１６のつまり率は、便宜的に、上流側圧力を”Ｐus”、下流側圧力を”Ｐds”、つまり率を”Ｃdp”と、それぞれ表すと、つまり率Ｃdpは、下記する式によりに求められる。

Ｃdp＝Ｐus／Ｐds

次いで、上述のように算出されたつまり率は、つまり率学習値として、電子制御ユニット４の適宜な記憶領域に予め確保された学習値記憶領域に、新たなつまり率学習値として記憶、保持され、直近のつまり率学習値が更新されることとなる（図５のステップＳ１１０参照）。
次いで、ステップＳ１０８Ｂで算出されたつまり率Ｃdpが、差圧つまり率判定用閾値Ｃref-dpを越えているか否かが判定され、つまり率Ｃdpが差圧つまり率判定用閾値Ｃref-dpを越えていると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ１１４の処理へ進む一方、つまり率Ｃdpが差圧つまり率判定用閾値Ｃref-dpを越えていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１１６Ｂの処理へ進むこととなる。

ステップＳ１１４においては、図２において説明したと同様に、ＭＩＬランプ（図示せず）等の点灯素子の点灯や鳴動素子の鳴動など予め定められた警報処理が実行され、ＥＧＲ装置の動作が異常状態にあることが乗員に対して警報されるようになっている。
一方、ステップＳ１１６Ｂにおいては、ステップＳ１０８Ｂで算出されたつまり率を基に、電子制御ユニット４において別途実行されるＥＧＲ制御処理による還流排気ガスの流量制御に対する補正処理（以下、説明の便宜上「流量制御補正」と称する）が行われ、一連の処理が終了されて、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。

図６には、流量制御補正の具体的な処理手順がサブルーチンフローチャートに示されており、以下、同図を参照しつつ、その内容について説明する。
なお、先に、図４に示された処理と同一の処理内容については、同一の符号を付して、再度の詳細な説明は省略し、以下、異なる点を中心に説明することとする。
まず、電子制御ユニット４による処理が開始されると、目標ＥＧＲ実効開口面積と実ＥＧＲバルブ位置の取得が行われ（図６のステップＳ２０２参照）、次いで、標準流量及び最悪流量の算出が行われる（図６のステップＳ２０４参照）。

次いで、差圧の算出が行われる（図６のステップＳ２０６Ｂ参照）。
この場合、差圧は、先のステップＳ１０６Ｂにおいて、既に算出されているため、その算出結果を流量すれば足りる。
次いで、流量制御に対する補正を実行する際に用いられる重み付け係数の算出が行われる（図６のステップＳ２０８Ｂ参照）。
この第２の実施例における重み付け係数の算出は、ＥＧＲ装置の具体的な仕様を考慮しつつ、試験結果やシミューレーション結果に基づいて、種々の差圧に対して重み付け係数が定まるよう設定された算出式を用いるのが好適である。
なお、その算出式を基に、差圧を入力パラメータとして、対応する重み付け係数が読み出し可能にマップ（以下、説明の便宜上「重み付け係数算出マップ」と称する）を作成し、電子制御ユニット４の適宜な記憶領域に予め記憶させたものを用いて、重み付け係数を定めるようにしても好適である。

次いで、上述のようにして求められた重み付け係数を用いて補正流量の算出が行われる（図５のステップ２１０Ｂ参照）。
すなわち、まず、先のステップＳ２０４で算出された標準流量と最悪流量との差である流量差が算出される。次いで、その算出された流量差に、ステップＳ２０８Ｂで算出された重み付け係数が乗ぜられ、その乗算結果に、先のステップＳ２０４で求められた最悪流量が加算されて補正流量が求められるものとなっている。

なお、上述の補正流量の算出手順において、重み付け係数を１として、流量差に最悪流量を加算して算出される流量は、本発明のような補正が無い従来のＥＧＲ制御処理においてＥＧＲバルブ１６を通過せしめるいわゆる目標流量となるものである。
次いで、補正流量を得るに必要なＥＧＲバルブ１６のバルブ位置が従来同様にして算出され（図６のステップＳ２１２参照）、一連の処理が終了されて、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。
上述した第１の実施例、及び、第２の実施例のいずれも、内燃機関としてのディーゼルエンジン３を用いた構成を前提として説明したが、本発明は、排気ガス再循環装置１０１が搭載されている車両であれば、内燃機関はディーゼルエンジン３に限定される必要は無く、ガソリンエンジンを用いた車両にも同様に適用できるものである。

経年変化に伴う還流排気ガスの流量低下の確実な検出と、その補償が所望されるＥＧＲ装置に適する。

１…コモンレール
３…エンジン
４…電子制御ユニット
１６…ＥＧＲバルブ

Claims (10)

1. 内燃機関の排気ガスの一部を前記内燃機関の吸気側に還流可能に構成されてなるＥＧＲ装置におけるＥＧＲ制御方法であって、
   前記排気ガスの前記吸気側への還流量を制御するＥＧＲバルブにおける前記排気ガスの流通性が所定の基準を下回った際に、前記流通性の低下の程度に応じて、前記ＥＧＲバルブによる前記排気ガスの還流量を補正することを特徴とするＥＧＲ制御方法。
2. 前記排気ガスの流通性は、当該流通性の判断時における前記ＥＧＲバルブにおける排気ガスの流量に対する、前記ＥＧＲバルブの使用開始時における排気ガスの流量の比として求められるつまり率によって表され、前記つまり率が判定用閾値を越える場合に、前記流通性が所定の基準を下回ったと判定することを特徴とする請求項１記載のＥＧＲ制御方法。
3. 前記排気ガスの流通性は、当該流通性の判断時における前記ＥＧＲバルブにおける下流側の圧力に対する、前記ＥＧＲバルブにおける上流側の圧力の比として求められるつまり率によって表され、前記つまり率が判定用閾値を越える場合に、前記流通性が所定の基準を下回ったと判定することを特徴とする請求項１記載のＥＧＲ制御方法。
4. 前記ＥＧＲバルブにおける還流排気ガスの通過流量の低下を考慮することなくＥＧＲ装置の動作状態に基づいて算出された前記ＥＧＲバルブを通過せしめる還流排気ガスの目標値を、前記つまり率に応じて定められる重み付け係数により補正し、補正後の流量に応じて、前記ＥＧＲバルブのバルブ位置を変更することを特徴とする請求項２、又は、請求項３記載のＥＧＲ制御方法。
5. 前記排気ガスの前記吸気側への還流量を制御するＥＧＲバルブにおける前記排気ガスの流通性が所定の基準を下回った際に、所要の警報処理を行うことを特徴とする請求項４記載のＥＧＲ制御方法。
6. 内燃機関の排気管と吸気管を連通する連通路に、バルブ位置が制御可能に構成されてなるＥＧＲバルブが設けられ、電子制御ユニットによる前記ＥＧＲバルブの動作制御により前記連通路の連通状態を変化せしめて、排気ガスの一部を吸気側に還流可能に構成されてなるＥＧＲ装置であって、
   前記電子制御ユニットは、
   前記ＥＧＲバルブにおける排気ガスの流通性が所定の基準を下回ったと判定された際に、前記流通性の低下の程度に応じて、前記ＥＧＲバルブによる前記排気ガスの還流量を補正するよう構成されてなることを特徴とするＥＧＲ装置。
7. 前記電子制御ユニットは、
   前記排気ガスの流通性の判断時における前記ＥＧＲバルブにおける排気ガスの流量に対する、前記ＥＧＲバルブの使用開始時における排気ガスの流量の比を算出し、当該算出結果を前記ＥＧＲバルブのつまり率とし、前記つまり率が判定用閾値を越える場合に、前記排気ガスの流通性が所定の基準を下回ったと判定するよう構成されてなることを特徴とする請求項６記載のＥＧＲ装置。
8. 前記電子制御ユニットは、
   前記排気ガスの流通性の判断時における前記ＥＧＲバルブにおける下流側の圧力に対する、前記ＥＧＲバルブにおける上流側の圧力の比を算出し、当該算出結果を前記ＥＧＲバルブのつまり率とし、前記つまり率が判定用閾値を越える場合に、前記流通性が所定の基準を下回ったと判定するよう構成されてなることを特徴とする請求項６記載のＥＧＲ装置。
9. 前記電子制御ユニットは、
   前記ＥＧＲバルブにおける還流排気ガスの通過流量の低下を考慮することなくＥＧＲ装置の動作状態に基づいて算出された前記ＥＧＲバルブを通過せしめる還流排気ガスの目標値を、前記つまり率に応じて定められる重み付け係数により補正し、補正後の流量に応じて、前記ＥＧＲバルブのバルブ位置を変更するよう構成されてなることを特徴とする請求項７、又は、請求項８記載のＥＧＲ装置。
10. 前記電子制御ユニットは、前記排気ガスの前記吸気側への還流量を制御するＥＧＲバルブにおける前記排気ガスの流通性が所定の基準を下回ったと判定された際に、所要の警報処理を行うよう構成されてなることを特徴とする請求項９記載のＥＧＲ装置。

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