JPH0797942A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JPH0797942A
JPH0797942A JP5265802A JP26580293A JPH0797942A JP H0797942 A JPH0797942 A JP H0797942A JP 5265802 A JP5265802 A JP 5265802A JP 26580293 A JP26580293 A JP 26580293A JP H0797942 A JPH0797942 A JP H0797942A
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fuel
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義和 大嶋
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気還流機構の還流ガス制御弁の応答遅れに
伴う排気還流遅れによる空燃比の乱れが生じることな
く、排気ガス特性が向上する内燃機関の空燃比制御装置
を提供する。 【構成】 ＥＧＲオン時（ステップＳ４１）、ＥＧＲ弁
の実弁開度値ＬＡＣＴと吸気管内絶対圧ＰＢＡとにより
要求還流ガス量ｇｔの基準値ｇｔｍを算出し（ステップ
Ｓ４２）、エンジン回転数ＮＥにより前記ｇｔの回転補
正係数ＫＮｇｔを算出し（ステップＳ４３）、大気圧Ｐ
Ａにより前記ｇｔの大気圧補正係数ＫＰｇｔを算出し
（ステップＳ４４）、これらの算出値ｇｔｍ，ＫＮｇ
ｔ，ＫＰｇｔにより前記ｇｔを算出し、該ｇｔに基づい
て基本燃料量ＴＩＭを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気還流機構を備えた
内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に排気還流実行時
に内燃機関に供給される混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）の補
正を行う内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、排気還流実行時に内燃機関の回転
数及び負荷状態に基づいて決定した補正量により前記機
関に供給すべき供給燃料量を補正するようにした内燃機
関の空燃比制御装置は、本出願人の出願に係わる特開平
５−１８７２８８号公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の空燃比制御装置にあっては、排気還流機構の還流ガ
ス制御弁の応答遅れに伴う排気還流遅れを考慮しないで
供給燃料量を補正するものであるため、排気還流遅れに
よる空燃比の乱れが生じて、排気ガス特性が低下すると
いう問題点があった。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、排気還流機構の還流ガス制御弁の応答
遅れに伴う排気還流遅れによる空燃比の乱れが生じるこ
となく、排気ガス特性が向上する内燃機関の空燃比制御
装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の第１発明（請求項１）は、内燃機関の運転状態
に基づいて排気ガスの吸気系への還流量を制御する還流
ガス制御弁を含む排気還流機構を備えた内燃機関の空燃
比制御装置において、少なくとも回転数及び吸気圧を含
む前記機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記還流ガス制御弁のリフト量に基づいて還流ガス量を
算出する還流ガス量算出手段と、前記機関の回転数及び
吸気圧に基づいて前記機関に供給すべき供給燃料量を算
出する供給燃料量算出手段と、前記還流ガス量算出手段
により算出された還流ガス量に基づいて前記供給燃料量
を補正する供給燃料量補正手段とを具備したことを特徴
とするものである。
【０００６】また、同じ目的を達成するため本発明の第
２発明（請求項３）は、内燃機関の運転状態に基づいて
排気ガスの吸気系への還流量を制御する還流ガス制御弁
を含む排気還流機構を備えた内燃機関の空燃比制御装置
において、少なくとも回転数及び吸気圧を含む前記機関
の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記還流ガ
ス制御弁のリフト量に基づいて還流ガス量を算出する還
流ガス量算出手段と、前記機関の回転数及び吸気圧に基
づいて前記機関に供給すべき供給燃料量を算出する供給
燃料量算出手段と、前記機関の吸気管内壁面に付着する
付着燃料量と前記吸気管内壁面に付着している燃料が該
壁面から離れて前記機関の燃焼室に持ち去られる持ち去
り燃料量とに応じて前記供給燃料量を補正するための付
着補正値を少なくとも前記機関の回転数及び吸気圧を含
む前記機関の運転状態に基づいて算出する付着補正値算
出手段と、前記還流ガス量算出手段と前記付着補正値算
出手段とに基づいて前記供給燃料量を補正する供給燃料
量補正手段とを具備したことを特徴とするものである。
【０００７】更に、同じ目的を達成するため本発明の第
３発明（請求項４）は、内燃機関の運転状態に基づいて
排気ガスの吸気系への還流量を制御する還流ガス制御弁
を含む排気還流機構を備えた内燃機関の空燃比制御装置
において、少なくとも回転数及び吸気圧を含む前記機関
の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記還流ガ
ス制御弁のリフト量に基づいて還流ガス量を算出する還
流ガス量算出手段と、前記機関の回転数及び吸気圧に基
づいて排気還流遅れ時間を算出する排気還流遅れ時間算
出手段と、前記機関の回転数及び吸気圧に基づいて前記
機関に供給すべき供給燃料量を算出する供給燃料量算出
手段と、前記機関の吸気管内壁面に付着する付着燃料量
と前記吸気管内壁面に付着している燃料が該壁面から離
れて前記機関の燃焼室に持ち去られる持ち去り燃料量と
に応じて前記供給燃料量を補正するための付着補正値を
前記機関の回転数及び吸気圧に基づいて算出する付着補
正値算出手段と、前記還流ガス量算出手段により算出さ
れた還流ガス量と前記排気還流遅れ時間算出手段により
算出された排気還流遅れ時間とに基づいて排気還流率を
算出する排気還流率算出手段と、該排気還流率算出手段
により算出された排気還流率と前記付着補正値算出手段
により算出された付着補正値とに基づいて前記供給燃料
量を補正する供給燃料量補正手段とを具備したことを特
徴とするものである。
【０００８】
【作用】第１発明（請求項１）の内燃機関の空燃比制御
装置は、還流ガス制御弁のリフト量に基づいて還流ガス
量が算出され、この還流ガス量に基づいて前記機関に供
給すべき供給燃料量が補正される。これにより、排気還
流機構の還流ガス制御弁の応答遅れに伴う排気還流遅れ
による空燃比の乱れが生じることなく、排気ガス特性が
向上するものである。
【０００９】また、第２発明（請求項３）の内燃機関の
空燃比制御装置は、還流ガス制御弁のリフト量に基づい
て算出された還流ガス量と、少なくとも機関の回転数及
び吸気圧を含む前記機関の運転状態に基づいて算出され
且つ該機関の吸気管内壁面に付着する付着燃料量と前記
吸気管内壁面に付着している燃料が該壁面から離れて前
記機関の燃焼室に持ち去られる持ち去り燃料量とに応じ
て前記機関に供給すべき供給燃料量を補正するための付
着補正値とに基づいて該供給燃料量が補正される。これ
により、排気還流機構の還流ガス制御弁の応答遅れによ
る空燃比の乱れが生じることなく、排気ガス特性が向上
するものである。
【００１０】更に、第３発明（請求項４）の内燃機関の
空燃比制御装置は、還流ガス制御弁のリフト量に基づい
て還流ガス量が算出され、この還流ガス量と排気還流遅
れ時間とに基づいて算出された排気還流率と、機関の回
転数及び吸気圧に基づいて算出され且つ該機関の吸気管
内壁面に付着する付着燃料量と前記吸気管内壁面に付着
している燃料が該壁面から離れて前記機関の燃焼室に持
ち去られる持ち去り燃料量とに応じて前記機関に供給す
べき供給燃料量を補正するための付着補正値とに基づい
て該供給燃料量が補正される。これにより、排気還流機
構の還流ガス制御弁の応答遅れに伴う排気還流遅れによ
る空燃比の乱れが生じることなく、排気ガス特性が向上
するものである。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【００１２】（第１実施例）図１は、本発明の第１実施
例に係る空燃比制御装置を装備した内燃機関（以下、エ
ンジンという）及びその制御システムの全体構成を示す
ブロック図であり、同図中、１は例えば４気筒のエンジ
ンで、その吸気管２の途中にはスロットル弁３が設けら
れている。該スロットル弁３にはスロットル弁開度（θ
ＴＨ）センサ４が連結されており、該θＴＨセンサ４
は、スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力し、
該電気信号はエンジン制御用電子コントロールユニット
（以下、ＥＣＵという）５に供給される。
【００１３】燃料噴射弁６は、エンジン１とスロットル
弁３との間で且つ吸気管２の図示しない吸気弁より上流
側に位置して各気筒毎に設けられている。各燃料噴射弁
６は、図示しない燃料ポンプに接続されていると共に、
ＥＣＵ５に電気的に接続されて、該ＥＣＵ５からの制御
信号により開弁時間（燃料噴射時間）が制御される。
【００１４】エンジン１の各気筒の点火プラグ１６はＥ
ＣＵ５に電気的に接続されており、該ＥＣＵ５からの制
御信号により点火時期θＩＧが制御される。
【００１５】吸気管２のスロットル弁３より下流には吸
気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７が設けられており、該
ＰＢＡセンサ７は、吸気管内絶対圧ＰＢＡに対応する電
気信号を出力し、該電気信号はＥＣＵ５に供給される。
また、吸気管２のＰＢＡセンサ７より下流には吸気温
（ＴＡ)センサ８が取り付けられており、該ＴＡセンサ
８は、吸気温ＴＡに対応する電気信号を出力し、該電気
信号はＥＣＵ５に供給される。
【００１６】エンジン１の本体には、サーミスタ等から
なるエンジン冷却水温（ＴＷ）センサ９が装着され、該
ＴＷセンサ９は、エンジン冷却水温ＴＷに対応する電気
信号を出力し、該電気信号はＥＣＵ５に供給される。エ
ンジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に
は、エンジン回転数（ＮＥ）センサ１０及び気筒判別
（ＣＹＬ）センサ１１が取り付けられている。エンジン
回転数センサ１０は、エンジン１のクランク軸の１８０
度回転毎に、所定のクランク角度位置で信号パルス（以
下、ＴＤＣ信号パルスという）を出力し、気筒判別セン
サ１１は特定の気筒の所定のクランク角度位置で信号パ
ルスを出力するものであり、これらの各信号パルスはＥ
ＣＵ５に供給される。
【００１７】エンジン１の排気管１３には、三元触媒１
４が配置されており、該三元触媒１４は、排気ガス中の
ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の成分の浄化を行なう。排気管１
３の三元触媒１４より上流側には、排気ガス濃度検出器
としてのＯ2センサ１２が装着されている。該Ｏ2センサ
１２は、排気ガス中の酸素濃度に応じた電気信号を出力
し、該電気信号はＥＣＵ５に供給される。
【００１８】次に、排気還流機構２０について説明す
る。
【００１９】排気還流機構２０は、排気還流路２１を有
し、その一端２１ａが排気管１３の三元触媒１４より上
流側に、他端２１ｂが吸気管２のスロットル弁３より下
流側に夫々連通している。この排気還流路２１の途中に
は、排気還流量を制御する排気還流弁（還流ガス制御
弁）２２及び容積室２１Ｃが設けられている。この排気
還流弁２２はソレノイド２２ａを有する電磁弁であり、
該ソレノイド２２ａはＥＣＵ５に電気的に接続され、そ
の弁開度をＥＣＵ５からの制御信号によってリニアに変
化させることができるように構成されている。排気還流
弁２２には、その弁開度を検出するリフトセンサ２３が
設けられており、その検出信号はＥＣＵ５に供給され
る。
【００２０】ＥＣＵ５は上述の各種センサからのエンジ
ンパラメータ信号等に基づいてエンジン運転状態を判別
し、吸気管内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数ＮＥとに応
じて設定される排気還流弁２２の弁開度指令値ＬＣＭＤ
と、リフトセンサ２３によって検出された排気還流弁２
２の実弁開度値ＬＡＣＴとの偏差を値０にするようにソ
レノイド２２ａに制御信号を供給する。
【００２１】尚、本実施例においては、ＥＣＵ５は、運
転状態検出手段、供給燃料量算出手段、還流ガス量制御
手段、還流ガス量算出手段、排気還流遅れ時間算出手
段、付着補正係数算出手段、排気還流率算出手段及び供
給燃料量補正手段を構成する。
【００２２】運転状態検出手段は、少なくともエンジン
回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＢを含むエンジン１の運転状態
を検出するものである。供給燃料量算出手段は、エンジ
ン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＢに基づいてエンジン１に供
給すべき燃料量を算出するものである。還流ガス量制御
手段は、エンジン１の運転状態に基づいて排気還流弁２
２を制御することにより、還流ガス量を制御するもので
ある。
【００２３】還流ガス量算出手段は、排気還流弁２２の
リフト量ＬＡＣＴに基づいて還流ガス量を算出するもの
である。排気還流遅れ時間算出手段は、エンジン回転数
ＮＥ及び吸気圧ＰＢに基づいて排気還流機構２０の動作
遅れ時間（排気還流遅れ時間）を算出するものである。
付着補正係数算出手段は、吸気管２の内壁面に付着する
付着燃料量と吸気管２の内壁面に付着している燃料が該
壁面から離れてエンジン１の燃焼室に持ち去られる持ち
去り燃料量とに応じて前記供給燃料量を補正するための
付着補正係数をエンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＢに基
づいて算出するものである。
【００２４】排気還流率算出手段は、前記還流ガス量算
出手段により算出された還流ガス量と前記排気還流遅れ
時間算出手段により算出された排気還流遅れ時間とに基
づいて排気還流率を算出するものである。供給燃料量補
正手段は、前記排気還流率算出手段により算出された排
気還流率と前記付着補正係数算出手段により算出された
付着補正係数とに基づいて前記供給燃料量を補正するも
のである。
【００２５】ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をディジタル信号値に変換する等の機能を有する
入力回路５ａ、中央演算処理回路（以下、ＣＰＵとい
う）５ｂ、該ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラ
ム及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴
射弁６に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成さ
れる。
【００２６】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、Ｏ2センサ１２による理論空燃比へ
のフィードバック制御運転領域やオープンループ制御運
転領域等の種々のエンジン運転状態を判別すると共に、
エンジン運転状態に応じ、次式（１）及び（２）に基づ
き、燃料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔｏｕｔ及び点火プラ
グ１６の点火時期θＩＧを演算する。
【００２７】 Ｔｏｕｔ＝ＴＩＭ×Ｋ１＋Ｋ２ …(1) θＩＧ＝θＭＡＰ＋θＣＲ …(2) ここに、ＴＩＭは基本燃料量、具体的にはエンジン回転
数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとに応じて決定される基
本燃料噴射時間である。
【００２８】また、θＭＡＰもエンジン回転数ＮＥと吸
気管内絶対圧ＰＢＡとに応じて設定される基本点火時期
である。なお、ＴＩＭ値及びθＭＡＰ値は、後述するよ
うに排気還流実行時においては、ＮＥ値及びＰＢＡ値の
みならず、排気還流弁２２及び排気還流ガスの動特性を
考慮して算出される還流ガス量に応じた値に設定され
る。
【００２９】式（１）のＫ1，Ｋ2及び式（２）のθＣＲ
は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて演算される
補正係数又は補正変数であり、エンジン１の運転状態に
応じた燃費特性、エンジン１の加速特性等の諸特性の最
適化が図られるような所定値に決定される。
【００３０】ＣＰＵ５ｂは、エンジン１の運転状態に応
じた前記排気還流機構２０の排気還流弁２２の弁開度制
御を行なう。ＣＰＵ５ｂは上述のようにして算出、決定
した結果に基づいて、燃料噴射弁６、点火プラグ１６及
び排気還流弁２２を駆動する信号を、出力回路５ｄを介
して出力する。
【００３１】図２は、排気還流弁（以下、ＥＧＲ弁とい
う）２２の開弁／閉弁に対応して基本燃料量ＴＩＭ及び
基本点火時期θＭＡＰの算出を行なうプログラムのフロ
ーチャートである。本プログラムはＴＤＣ信号パルスの
発生毎にこれと同期して実行される。なお、以下の説明
においては、ＥＧＲ弁２２の開弁時を「ＥＧＲオン時」
といい、閉弁時を「ＥＧＲオフ時」という。
【００３２】ステップＳ１では、ＥＧＲオン時に値１に
設定されるＥＧＲフラグの今回値ＦＥＧＲ（ｎ）が値１
であるか否かを判別し、その答の肯定（ＹＥＳ）、否定
（ＮＯ）に拘らずＥＧＲフラグの前回値ＦＥＧＲ（ｎ−
１）が値１であるかを判別する（ステップＳ２，ステッ
プＳ１１）。
【００３３】ステップＳ１の答が否定（ＮＯ）でステッ
プＳ２の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＦＥＧＲ（ｎ）＝０
で且つＦＥＧＲ（ｎ−１）＝１のときには、ＥＧＲオン
状態からオフ状態へ移行後の本プログラムの実行回数
（ＴＤＣ信号パルスの発生回数）をカウントするオフカ
ウンタＣＥｏｆｆに所定値Ｎｏｆｆ（例えば１２）を設
定して（ステップＳ３）、ステップＳ４に進む。
【００３４】前記ステップＳ１及びステップＳ２の答が
ともに否定（ＮＯ）、即ちＦＥＧＲ（ｎ）＝ＦＥＧＲ
（ｎ−１）＝０のときには、直ちにステップＳ４に進
み、オフカウンタＣＥｏｆｆのカウント値が値０か否か
を判別する。ステップＳ４の答が否定（ＮＯ）、即ちＣ
Ｅｏｆｆ＞０のときには、オフカウンタＣＥｏｆｆを値
１だけデクリメントし（ステップＳ７）、モードステー
タスＳＥｃａｌに値２を設定する（ステップＳ８）。こ
のモードステータスＳＥｃａｌは、続くステップＳ９に
おいて、ＥＧＲのオン状態又はオフ状態、或いはオンか
らオフ又はその逆の過渡状態を区別するために用いられ
るものであり、設定値２はオンからオフへの過渡状態で
あることを示す。
【００３５】続くステップＳ９，ステップＳ１０では、
後述する図３〜図５のプログラムを実行することによ
り、基本燃料量ＴＩＭを算出すると共に、後述する図６
のプログラムにより基本点火時期θＭＡＰを算出して、
本プログラムを終了する。
【００３６】前記ステップＳ４の答が肯定（ＹＥＳ）、
即ちＣＥｏｆｆ＝０のときには、ＥＧＲオフ状態に移行
後、所定数（Ｎｏｆｆ）のＴＤＣ信号パルスが発生した
ことを意味し、オフ状態が安定したと考えられるので、
モードステータスＳＥｃａｌに値３を設定する（ステッ
プＳ５）。この設定値３は、ＥＧＲオフ状態であること
を示す。次いで、ＥＧＲオフ時の、即ち通常のＴＩＭ値
及びθＭＡＰ値の算出を行ない（ステップＳ６）、本プ
ログラムを終了する。
【００３７】前記ステップＳ１の答が肯定（ＹＥＳ）で
ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）のとき、即ちＦＥＧ
Ｒ（ｎ）＝１で且つＦＥＧＲ（ｎ−１）＝０のときは、
ＥＧＲオフ状態からオン状態へ移行後の本プログラムの
実行回数をカウントするオンカウンタＣＥｏｎに所定値
Ｎｏｎ（例えば１０）を設定して（ステップＳ１２）、
ステップＳ１３に進む。
【００３８】前記ステップＳ１及びステップＳ１１の答
がともに肯定（ＹＥＳ）、即ちＦＥＧＲ（ｎ）＝ＦＥＧ
Ｒ（ｎ−１）＝１のときには、直ちにステップＳ１３に
進み、オンカウンタＣＥｏｎのカウント値が値０か否を
判別する。ステップＳ１３の答が否定（ＮＯ）、即ちＣ
Ｅｏｎ＞０のときには、オフカウンタＣＥｏｎを値１だ
けデクリメントし（ステップＳ１８）、モードステータ
スＳＥｃａｌに値０を設定する（ステップＳ１９）。こ
の設定値０は、ＥＧＲオフ状態からオン状態への過渡状
態であることを示す。
【００３９】続くステップＳ２０，ステップＳ２１で
は、前記ステップＳ９，ステップＳ１０と同様に図３〜
図６のプログラムを実行し、本プログラムを終了する。
【００４０】前記ステップＳ１３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＣＥｏｎ＝０のときには、ＥＧＲオン状態に
移行後、所定数（Ｎｏｎ）のＴＤＣ信号パルスが発生し
たことを意味し、オン状態が安定したと考えられるの
で、モードステータスＳＥｃａｌに値１を設定する（ス
テップＳ１５）。なお、この設定値１は、ＥＧＲオン状
態であることを示す。続くステップＳ１６，ステップＳ
１７では、前記ステップＳ９，ステップＳ１０と同様
に、図３〜図６のプログラムを実行し、本プログラムを
終了する。
【００４１】図３は、上述した図２のプログラムのステ
ップＳ９，ステップＳ１６及びステップＳ２０において
基本燃料量ＴＩＭを算出するプログラムのフローチャー
トである。
【００４２】ステップＳ３１及びステップＳ３３では、
検出したエンジン回転数ＮＥ及び吸気管内圧絶対圧ＰＢ
Ａに応じて基本燃料量ＴＩＭ及び無駄時間τを算出す
る。これらのパラメータＴＩＭ及びτはＮＥ値及びＰＢ
Ａ値に応じて設定されたマップを検出し、必要に応じて
補間演算を行なうことにより算出される。
【００４３】無駄時間τは、ＥＧＲ弁２２を通過した還
流ガスが燃焼室に到達するのに要する時間に相当し、本
実施例ではＴＤＣパルスの発生回数でその時間を表わす
ようにしている。この無駄時間τは、例えば図１０に示
すようにＰＢＡ値が増加するほど、またＮＥ値が増加す
るほど大きな値に設定される。
【００４４】また、ステップＳ３２では、図４に示すプ
ログラムにより要求還流ガス量（見かけ上、ＥＧＲ弁２
２を通過した還流ガス量）ｇｔの基準値ｇｔｍ、回転補
正係数ＫＮｇｔ及び大気圧補正係数ＫＰｇｔをそれぞれ
算出し、要求還流ガス量ｇｔを次式（３）により算出す
る。
【００４５】 ｇｔ＝ｇｔｍ×ＫＮｇｔ×ＫＰｇｔ … （３） 図４のステップＳ４１では、ＥＧＲフラグＦＥＧＲ
（ｎ）が「１」か否かを判別し、「１」でなければ、即
ち排気還流動作が行なわれていなければ、何も行なわず
に本処理動作を終了し、「１」であれば、即ち排気還流
動作が行なわれていれば、次のステップＳ４２に進む。
このステップＳ４２では、τＴＤＣ前に検出されたＥＧ
Ｒ弁２２の実開弁度値ＬＡＣＴ（τ）及び吸気管内絶対
圧ＰＢＡ（τ）に応じて設定された図７のｇｔｍマップ
により、要求還流ガス量ｇｔの基準値ｇｔｍを算出す
る。
【００４６】次いで、ステップＳ４３に進んで、τＴＤ
Ｃ前に検出されたエンジン１の回転数ＮＥ（τ）によ
り、回転補正係数ＫＮｇｔを算出した後、次のステップ
Ｓ４４で大気圧ＰＡにより、大気圧補正係数ＫＰｇｔを
算出する。回転補正係数ＫＮｇｔは、図８に示すように
エンジン回転数ＮＥが増加するほど大きな値に設定され
る。また、大気圧補正係数ＫＰｇｔは、図９に示すよう
に大気圧ＰＡが増加するほど大きな値に設定される。
【００４７】このようにして前記ステップＳ４２〜ステ
ップＳ４４において算出された基準値ｇｔｍ、回転補正
係数ＫＮｇｔ及び大気圧補正係数ＫＰｇｔに基づいて、
次のステップＳ４５で前記式（３）により要求還流ガス
量ｇｔを算出する。
【００４８】図３に戻って、前記ステップＳ３３に続く
ステップＳ３４，ステップＳ３５では、図５に示すプロ
グラムにより正味ＥＧＲ係数ＫＥＧＲＮを算出し、ＴＩ
Ｍ値を次式（４）により補正して（ステップＳ３５）、
本プログラムを終了する。
【００４９】 ＴＩＭ＝ＴＩＭ×ＫＥＧＲＮ …（４） 図５のステップＳ５１〜ステップＳ５３では、図２のプ
ログラムで設定されたモードステータスＳＥｃａｌの値
が０，１，２のいずれに等しいかを判別し、これらの答
がすべて否定（ＮＯ）、即ちＳＥｃａｌの値が０〜２の
いずれでもないときには、ＳＥｃａｌ＝３であってＥＧ
Ｒオフ状態なので、ＥＧＲ還流ガス量を算出する必要が
ないため直ちに本プログラムを終了する。
【００５０】ステップＳ５１の答が肯定（ＹＥＳ）、即
ちＳＥｃａｌ＝０のときは、ＥＧＲオフ状態からオン状
態への移行直後であるので、ＥＧＲオフ→オン時のＥＧ
Ｒ直接率ＥＡＮ及びＥＧＲ持ち去り率ＥＢＮを算出し
（ステップＳ５４〜ステップＳ５６）、ステップＳ５２
の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＳＥｃａｌ＝１のときは、
ＥＧＲオン状態にあるので、ＥＧＲ直接率ＥＡ及びＥＧ
Ｒ持ち去りＥＢを算出し（ステップＳ５７，ステップＳ
５８）、ステップＳ５３の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＳ
Ｅｃａｌ＝２のときは、ＥＧＲオン状態からオフ状態へ
の移行直後であるので、ＥＧＲオン−オフ時のＥＧＲ直
接率ＥＡＦ及びＥＧＲ持ち去り率ＥＢＦを算出して（ス
テップＳ５９〜ステップＳ６１）、ステップＳ６２へ進
む。
【００５１】ここで、ＥＧＲ直接率ＥＡは、あるサイク
ルにおいてＥＧＲ弁２２を通過した還流ガスのうち、そ
のサイクル中に燃焼室に吸入されるガスの割合であり、
ＥＧＲ持ち去り率ＥＢは、前回までにＥＧＲ弁２２を通
過してＥＧＲ弁２２から燃焼室までの間（主として容積
室２１Ｃ）に滞留している還流ガスのうち、そのサイク
ル中にエンジン１の燃焼室に吸入されるガスの割合であ
る。ＥＧＲ直接率ＥＡ及びＥＧＲ持ち去り率ＥＢは、図
１１に示すようにエンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対
圧ＰＢＡに応じて設定されたＥＡマップ及びＥＢマップ
からτＴＤＣ前に検出されたエンジン回転数ＮＥ（τ）
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡ（τ）に応じて読み出される
（図５のステップＳ５７，ステップＳ５８）。ここで
「τ」は、図３のステップＳ３３で算出されたものであ
る。なお、τＴＤＣ前の値は、例えば過去２０ＴＤＣ分
の検出値をメモリに記憶しておき、τ値に応じて読み出
すようにしている。
【００５２】ＥＧＲオフ→オン時及びＥＧＲオン→オフ
時のＥＧＲ直接率ＥＡＮ及びＥＡＦも、それぞれの過渡
状態における還流ガスの動特性に対応した値に設定され
たＥＡＮマップ及びＥＡＦマップ（マップの形式は図１
１と同様である）から、ＮＥ（τ）値及びＰＢＡ（τ）
値に応じて読み出される（図５のステップＳ５４，ステ
ップＳ５９）。また、ＥＧＲオフ→オン時及びオン→オ
フ時のＥＧＲ持ち去り率ＥＢＮ，ＥＢＦも同様にして算
出される（図５のステップＳ５５，ステップＳ６０）。
なお、ＥＡＮマップ、ＥＡＦマップ、ＥＢＮマップ及び
ＥＢＦマップは、ＥＧＲ弁２２の応答遅れ（ＥＣＵ５か
ら制御信号を出力してから、ＥＧＲ弁２２の開度が指令
値に達するまでの時間）、即ち排気還流遅れ時間τｅｄ
も考慮した値に設定されている。
【００５３】そして、図５のステップＳ６２では次式
（５）により、燃焼室に吸入される真の還流ガス量ｇｉ
ｎを算出する。
【００５４】 ｇｉｎ＝ＥＡ×ｇｔ＋ＥＢ×ｇｃ …（５） ここでｇｃは、ＥＧＲ弁２２を通過後に容積室２１ｃ等
に滞留している還流ガス量であり、前回の本プログラム
実行時に後述する図５のステップＳ６４で算出されたも
のである。
【００５５】前記ステップＳ６２に続くステップＳ６３
では、次式（６）により、正味ＥＧＲ係数ＫＥＧＲＮを
算出する。
【００５６】 ＫＥＧＲＮ＝１−ｇｉｎ／ＴＩＭ …（６） 更に次のステップＳ６４で次式（７）により、滞留ガス
量ｇｃを算出して、本プログラムを終了する。
【００５７】 ｇｃ＝（１−ＥＡ）×ｇｔ＋（１−ＥＢ）×ｇｃ …（７） ここで右辺のｇｃは、前回算出値である。
【００５８】図５のプログラムによれば、ＥＧＲ直接率
ＥＡ及び持ち去り率ＥＢは、還流ガスの無駄時間（ガス
がＥＧＲ弁２２を通過してから燃焼室に至るまでの時
間）τ及びＥＧＲ弁２２の開閉作動時の応答遅れを加味
した値に設定されるので、これらを式（５）に適用して
得られる真の吸入ガス量ｇｉｎは、還流ガスの動特性、
即ち無駄時間τ及び容積室２１ｃ等に滞留する還流ガス
の影響と、ＥＧＲ弁２２の動特性を考慮した値となり、
燃焼室に吸入される還流ガス量を正確に表わすものとな
る。従って、前記式（６）によって得られる正味ＥＧＲ
係数ＫＥＧＲＮを、基本燃料量ＴＩＭに乗算する（図３
のステップＳ３５）ことにより、還流ガスの影響を加味
した正確な基本燃料量ＴＩＭを得ることができ、燃焼室
に供給される混合気の空燃比を所望値に維持することが
できる。
【００５９】図６は、基本点火時期θＭＡＰを算出する
プログラムのフローチャートである。
【００６０】ステップＳ７１では、エンジン回転数ＮＥ
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されたＥＧＲオ
フ時用のθＭＡＰマップから、検出したＮＥ値及びＰＢ
Ａ値に応じてＥＧＲオフ時の基本点火時期θＭＡＰＯを
読み出し、ステップＳ７２では同様に設定されたＥＧＲ
オン時用のθＭＡＰマップから、検出したＮＥ値及びＰ
ＢＡ値に応じてＥＧＲオン時の基本点火時期θＭＡＰＴ
を読み出す。
【００６１】続くステップＳ７３では、次式（８）によ
り基本点火時期θＭＡＰを算出する。
【００６２】 θＭＡＰ＝（θＭＡＰＴ−θＭＡＰＯ）×（１−ＫＥＧＲＮ） ／（１−ＫＥＧＲ）＋θＭＡＰＯ …（８） 式（８）によれば、ＥＧＲオフ時はＫＥＧＲＮ＝１とな
る（前記式（６）においてｇｉｎ＝０となるからであ
る）ので、θＭＡＰ＝θＭＡＰＯとなる一方、ＥＧＲオ
ン時はＫＥＧＲ＝ＫＥＧＲＮが成立する状態ではθＭＡ
Ｐ＝θＭＡＰＴとなり、ＫＥＧＲ≠ＫＥＧＲＮの状態で
はθＭＡＰ値はθＭＡＰＴ値とθＭＡＰＯ値を直線補間
した値とする（図１２参照）。このことは、図１２に一
例を示すように（１−ＫＥＧＲＮ）／（１−ＫＥＧＲ）
に対する実際のθＭＡＰ値が、破線のような特性を持っ
ていた場合にも、θＭＡＰ値はθＭＡＰＴ値とθＭＡＰ
Ｏ値を直線補間した値を利用しても実質的に問題のない
値を求めることができるからである。これにより、ＥＧ
Ｒオン時においては、ＥＧＲ弁２２及び還流ガスの動特
性に応じて算出された正味ＥＧＲ係数ＫＥＧＲＮを用い
て基本点火時期θＭＡＰが決定されるので、点火時期を
所望値に正確に制御することができる。
【００６３】なお、本実施例においては、ＥＧＲ弁２２
の弁開度指令値ＬＣＭＤは、ＥＧＲ係数ＫＥＧＲに応じ
た値に設定される。
【００６４】（第２実施例）図１３は、本発明の第２実
施例に係る、内燃機関の空燃比制御装置におけるＥＧＲ
弁２２の弁開度制御を行なうプログラムのフローチャー
トである。
【００６５】ステップＳ８１では、前述した図３のステ
ップＳ３２と同様に検出したエンジン回転数ＮＥ及び吸
気管内絶対圧ＰＢＡに応じてＥＧＲ係数ＫＥＧＲを算出
する。続くステップＳ８２では、前述した図５のステッ
プＳ５１〜Ｓ６１と同様にして、τＴＤＣ前のＮＥ値及
びＰＢＡ値に応じてＥＧＲ直接率ＥＡ及びＥＧＲ持ち去
り率ＥＢを算出する。
【００６６】続くステップＳ８３では、次式（９）によ
り、燃焼室に供給すべき還流ガス量（供給還流ガス量）
ｇｗを算出する。
【００６７】 ｇｗ＝ＴＩＭ×（１−ＫＥＧＲ） …（９） 次いで、次式（１０）により、ＥＧＲ弁２２を通過させ
るべき還流ガス量（通過還流ガス量）ｇｔを算出する
（ステップＳ８４）。
【００６８】 ｇｔ＝（ｇｗ−ＥＢ×ｇｃ）／ＥＡ …（１０） ここでｇｃは、後述するステップＳ８８の前回実行時に
おいて算出された滞留還流ガス量（ＥＧＲ弁２２から燃
焼室までの間に滞留している還流ガスの量）である。式
（１０）は、前記式（５）においてｇｉｎをｇｗとし、
ｇｔを算出する形に変形したものに相当する。従って、
前記式（１０）によって得られるｇｔ値は、ＥＧＲ弁２
２の動特性及び還流ガスの動特性が反映された、通過還
流ガス量となる。即ち、このｇｔ値だけ還流ガスがＥＧ
Ｒ弁２２を通過するようにすれば、所望の供給還流ガス
量ｇｗが得られることになる。
【００６９】次にステップＳ８５では、次式（１１）に
より、ＥＧＲ弁２２を通過するガス量に着目した還流率
である通過還流率ＥＧＲＶＲ／Ｒを算出する。なお、こ
のとき還流ガスの燃焼室への還流率ＥＧＲＲ／Ｒはｇｔ
／ＴＩＭ（＝１−ＫＥＧＲ）となる。
【００７０】 ＥＧＲＶＲ／Ｒ＝ｇｔ／ＴＩＭ …（１１） 続くステップＳ８６では、前記式（１１）により算出さ
れた通過還流率ＥＧＲＶＲ／Ｒと、エンジン回転数ＮＥ
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡとに応じてＥＧＲ弁２２の弁
開度指令値ＬＣＭＤを算出する。この算出は、例えば図
１４に示すようにエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ
１０（例えば１０００ｒｐｍ）において、ＥＧＲＶＲ／
Ｒ値及びＰＢＡ値に応じて設定されたＬＣＭＤマップ
を、複数の所定エンジン回転数（例えば２０００，２５
００，３０００ｒｐｍ）毎に設けておき、これらのＬＣ
ＭＤマップからＥＧＲＶＲ／Ｒ値、ＮＥ値及びＰＢＡ値
に応じて読み出すことによって行なう。
【００７１】続くステップＳ８７では、弁開度指令値Ｌ
ＣＭＤを出力し、次いで前述した図５のステップＳ６５
と同様に、前記式（７）により、滞留還流ガス量ｇｃを
算出し（ステップＳ８８）、本プログラムを終了する。
【００７２】本実施例によれば、ＥＧＲ弁２２の弁開度
が、所望の還流率ＥＧＲＲ／Ｒ（＝ｇｗ／ＴＩＭ＝１−
ＫＥＧＲ）が得られるように、ＥＧＲ弁２２及び還流ガ
スの動特性を考慮して制御されるので、前述した第１実
施例におけるように、正味ＥＧＲ係数ＫＥＧＲＮを算出
する必要がなく、ＥＧＲ係数ＫＥＧＲを用いて算出した
基本燃料量ＴＩＭ及び基本点火時期θＭＡＰにより所望
の空燃比及び点火時期を得ることができる。
【００７３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の第１発明
（請求項１）に係る内燃エンジンの空燃比制御装置によ
れば、還流ガス制御弁のリフト量に基づいて還流ガス量
が算出され、この還流ガス量に基づいて機関に供給すべ
き供給燃料量が補正されるので、排気還流機構の還流ガ
ス制御弁の応答遅れによる空燃比の乱れが生じることな
く、排気ガス特性が向上するという効果を奏する。
【００７４】また、本発明の第２発明（請求項３）に係
る内燃エンジンに空燃比制御装置によれば、還流ガス制
御弁のリフト量に基づいて算出された還流ガス量と、少
なくとも機関の回転数及び吸気圧を含む前記機関の運転
状態に基づいて算出され且つ該機関の吸気管内壁面に付
着する付着燃料量と前記吸気管内壁面に付着している燃
料が該壁面から離れて前記機関の燃焼室に持ち去られる
持ち去り燃料量とに応じて前記機関に供給すべき供給燃
料量を補正するための付着補正値とに基づいて該供給燃
料量が補正されるので、上述した第１発明と同様の効果
を奏する。
【００７５】更に、本発明の第３発明（請求項４）に係
る内燃エンジンの空燃比制御装置によれば、還流ガス制
御弁のリフト量に基づいて還流ガス量が算出され、この
還流ガス量と排気還流遅れ時間とに基づいて算出された
排気還流率と、機関の回転数及び吸気圧に基づいて算出
され且つ該機関の吸気管内壁面に付着する付着燃料量と
前記吸気管内壁面に付着している燃料が該壁面から離れ
て前記機関の燃焼室に持ち去られる持ち去り燃料量とに
応じて前記機関に供給すべき供給燃料量を補正するため
の付着補正値とに基づいて該供給燃料量が補正されるの
で、上述した第１発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る空燃比制御装置並び
に排気還流機構を装備した内燃機関及びその制御システ
ムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】排気還流弁の開閉に対応して基本燃料量（ＴＩ
Ｍ）及び基本点火時期（θＭＡＰ）の算出を行うプログ
ラムのフローチャートである。
【図３】図２のプログラムで実行される基本燃料量算出
プログラムのフローチャートである。
【図４】図３のプログラムで実行される要求還流ガス量
算出を行うプログラムのフローチャートである。
【図５】図３のプログラムで実行される正味ＥＧＲ係数
（ＫＥＧＲＮ）算出プログラムのフローチャートであ
る。
【図６】図２のプログラムで実行される基本点火時期算
出プログラムのフローチャートである。
【図７】要求還流ガス量ｇｔの基準値ｇｔｍを算出する
ためのマップを示す図である。
【図８】エンジン回転数（ＮＥ）と回転補正係数との関
係を示す図である。
【図９】大気圧（ＰＡ）と大気圧補正係数（ＫＰｇｔ）
との関係を示す図である。
【図１０】還流ガスの無駄時間（τ）を算出するための
マップを示す図である。
【図１１】ＥＧＲ直接率（ＥＡ）及び持ち去り率（Ｅ
Ｂ）を算出するためのマップを示す図である。
【図１２】基本点火時期（θＭＡＰ）とＥＧＲ係数（Ｋ
ＥＧＲ）との関係を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施例に係る内燃機関の空燃比
制御装置における排気還流弁の弁開度制御を行うプログ
ラムのフローチャートである。
【図１４】同装置における排気還流弁の弁開度指令値
（ＬＣＭＤ）を算出するためのマップを示す図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関（エンジン） ２ 吸気管 ５ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ・運転状態
検出手段、還流ガス量算出手段、排気還流遅れ時間算出
手段、供給燃料量算出手段、付着補正係数算出手段、排
気還流率算出手段、供給燃料量補正手段） ６ 燃料噴射弁 １３ 排気管 ２０ 排気還流機構 ２２ 排気還流弁（還流ガス制御弁）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４ Ｋ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ Ｒ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の運転状態に基づいて排気ガス
    の吸気系への還流量を制御する還流ガス制御弁を含む排
    気還流機構を備えた内燃機関の空燃比制御装置におい
    て、少なくとも回転数及び吸気圧を含む前記機関の運転
    状態を検出する運転状態検出手段と、前記還流ガス制御
    弁のリフト量に基づいて還流ガス量を算出する還流ガス
    量算出手段と、前記機関の回転数及び吸気圧に基づいて
    前記機関に供給すべき供給燃料量を算出する供給燃料量
    算出手段と、前記還流ガス量算出手段により算出された
    還流ガス量に基づいて前記供給燃料量を補正する供給燃
    料量補正手段とを具備したことを特徴とする内燃機関の
    空燃比制御装置。
  2. 【請求項２】 前記供給燃料量補正手段は、前記機関回
    転数及び吸気圧に基づいて排気還流遅れ時間を算出する
    排気還流遅れ時間算出手段を備え、前記還流ガス量算出
    手段により算出された還流ガス量と前記排気還流遅れ時
    間算出手段により算出された排気還流遅れ時間とに基づ
    き排気還流率を算出する排気還流率算出手段に基づき前
    記供給燃料量を補正することを特徴とする請求項１記載
    の内燃機関の空燃比制御装置。
  3. 【請求項３】 内燃機関の運転状態に基づいて排気ガス
    の吸気系への還流量を制御する還流ガス制御弁を含む排
    気還流機構を備えた内燃機関の空燃比制御装置におい
    て、少なくとも回転数及び吸気圧を含む前記機関の運転
    状態を検出する運転状態検出手段と、前記還流ガス制御
    弁のリフト量に基づいて還流ガス量を算出する還流ガス
    量算出手段と、前記機関の回転数及び吸気圧に基づいて
    前記機関に供給すべき供給燃料量を算出する供給燃料量
    算出手段と、前記機関の吸気管内壁面に付着する付着燃
    料量と前記吸気管内壁面に付着している燃料が該壁面か
    ら離れて前記機関の燃焼室に持ち去られる持ち去り燃料
    量とに応じて前記供給燃料量を補正するための付着補正
    値を少なくとも前記機関の回転数及び吸気圧を含む前記
    機関の運転状態に基づいて算出する付着補正値算出手段
    と、前記還流ガス量算出手段と前記付着補正値算出手段
    とに基づいて前記供給燃料量を補正する供給燃料量補正
    手段とを具備したことを特徴とする内燃機関の空燃比制
    御装置。
  4. 【請求項４】 内燃機関の運転状態に基づいて排気ガス
    の吸気系への還流量を制御する還流ガス制御弁を含む排
    気還流機構を備えた内燃機関の空燃比制御装置におい
    て、少なくとも回転数及び吸気圧を含む前記機関の運転
    状態を検出する運転状態検出手段と、前記還流ガス制御
    弁のリフト量に基づいて還流ガス量を算出する還流ガス
    量算出手段と、前記機関の回転数及び吸気圧に基づいて
    排気還流遅れ時間を算出する排気還流遅れ時間算出手段
    と、前記機関の回転数及び吸気圧に基づいて前記機関に
    供給すべき供給燃料量を算出する供給燃料量算出手段
    と、前記機関の吸気管内壁面に付着する付着燃料量と前
    記吸気管内壁面に付着している燃料が該壁面から離れて
    前記機関の燃焼室に持ち去られる持ち去り燃料量とに応
    じて前記供給燃料量を補正するための付着補正値を前記
    機関の回転数及び吸気圧に基づいて算出する付着補正値
    算出手段と、前記還流ガス量算出手段により算出された
    還流ガス量と前記排気還流遅れ時間算出手段により算出
    された排気還流遅れ時間とに基づいて排気還流率を算出
    する排気還流率算出手段と、該排気還流率算出手段によ
    り算出された排気還流率と前記付着補正値算出手段によ
    り算出された付着補正値とに基づいて前記供給燃料量を
    補正する供給燃料量補正手段とを具備したことを特徴と
    する内燃機関の空燃比制御装置。
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