JPH08177642A - 内燃機関の排気還流制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディーゼル機関の排気還流制御装置にあっ
て、経時変化等に起因する排出ガス再循環量の過不足を
フィードバック補正する。 【構成】 排気還流制御装置は、機関１の排出ガスの一
部を同機関１の吸気系に再循環させるための導管15及び
17に配設されて同排出ガスの再循環量を調節する還流制
御弁11を有して構成される。また機関１には吸気圧セン
サ46が設けられており、還流制御弁11には、その開度を
モニタするための開度センサ44が設けられている。電子
制御装置40では、機関１のアイドル時、検出される吸気
圧の推移を学習するとともに、上記モニタされる還流制
御弁11の開度に基づき同吸気圧の目標値を算出し、これ
ら吸気圧の目標値と学習値との差を相殺し得る還流制御
弁11の開度補正量を算出する。そして、機関１の負荷並
びに回転数に基づきフィードバック制御される同還流制
御弁11の開度をこの算出した補正量にて補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関から排出さ
れるＮＯｘを低減すべく、その排出ガスを同機関の吸気
系に再循環させる内燃機関の排気還流制御装置に関し、
特に上記排出ガスの再循環量を調節する還流制御弁の開
度操作をフィードバック制御によって行う装置の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】排気還流制御装置とは周知のように、内
燃機関、例えばディーゼル機関等から排出されるガスの
一部を排気系から取り出し、これに適当な温度、時期、
流量等の制御を施して同機関の吸気系へ再循環させる装
置である。また、こうして排出ガスを吸気系に再循環さ
せることにより、ガスの燃焼温度を下げることができ、
ひいては燃焼排出ガス中の有害成分であるＮＯｘ（窒素
酸化物のうちのＮＯ及びＮＯ2 ）の発生が抑制されるよ
うになることもよく知られている。

【０００３】ところで、こうした排気還流制御装置にあ
っては、上記排出ガスの再循環量が理想とされる量に精
密に制御されるように、その制御弁である還流制御弁の
開度操作をフィードバック制御によって行うようにした
装置も提案され、実用されている。

【０００４】このフィードバック制御を採用した排気還
流制御装置では通常、機関の状態に応じた還流制御弁の
目標開度がまず求められ、開度センサを通じて検出され
る同還流制御弁の実際の開度がこの目標開度に追従する
よう、その操作量がフィードバック制御されるようにな
る。

【０００５】しかし実情としては、機関の吸気系や上記
排出ガスの再循環系での経時変化に起因して上記還流制
御弁の開度とそれにより調節される排出ガスの再循環量
との関係に変化が来たし、通常にフィードバック制御が
行われているにも拘わらず、同再循環量が目標値よりも
多くなったり、或いは少なくなったりする不都合が生じ
ることがある。こうして排出ガス再循環量についての調
節が適正に行われなくなった場合には、いわゆるスモー
クやＮＯｘが過剰に発生されるなど、エミッションの悪
化を招くこととなる。

【０００６】そこで従来は、例えば特開昭５７−４１４
５４号公報にみられるように、 ・排気還流通路における還流制御弁下流の圧力を検出す
る。 ・この検出された同還流通路の実測圧力と目標圧力とを
比較して、カーボン付着による排出ガス再循環量の減少
を検出する。 ・この検出される排出ガス再循環量の減少の度合い応じ
て還流制御弁の操作開度を増大補正する。すなわち、排
出ガス再循環量を増大補正する。といった補正制御を併
せ実行することによって、こうした経時変化に起因する
制御不良に対処するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の補正制御に
よれば、排気還流通路内へのカーボン付着等、排出ガス
再循環系での経時変化には確かに好適に対処することが
できる。すなわち、それらカーボン付着等に起因する排
出ガス再循環量の減少を補償して、同再循環量を適正に
維持することはできる。

【０００８】しかし、同従来の技術はあくまで、排出ガ
ス再循環系での経時変化に対処する技術でしかなく、例
えばエアクリーナの目詰まりや吸気絞りばらつきなど、
機関の吸気系での経時変化に起因する制御不良、すなわ
ち排出ガス再循環量が増大する等の制御不良には何ら対
処することができなかった。

【０００９】なお従来は、例えば実開平４−８９８４３
号公報にみられるように、 ・エアフローメータ（センサ）を設けて機関への吸入空
気量を測定し、その吸入空気量の変化に対して適正な排
出ガス再循環量（率）を確保することで、同排出ガス再
循環量の不足または過剰によるエミッションの悪化を防
止する。といった技術も提案されている。しかし同技術
の場合、エアフローメータの配設が別途必要となり、実
用化する上ではコスト面での不利が免れない。コスト的
な面からいえば、上記還流制御弁下流の圧力を検出して
カーボン付着等に対処する技術においても同圧力を検出
するための圧力センサが別途必要であり、それなりの排
出ガス再循環量補正が可能であるとはいえ、やはり望ま
しい態様での実現とは云い難い。

【００１０】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、排出ガス再循環量に如何なる態様で過不
足が生じようとも、何ら特別な装置を追加することな
く、同排出ガス再循環量を常に理想的な量にフィードバ
ック補正することのできる内燃機関の排気還流制御装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、請求項１記載の発明では、内燃機関の排出ガスの
一部を同機関の吸気系に再循環させるための還流通路に
配設されて同排出ガスの再循環量を調節する還流制御弁
と、該還流制御弁の実開度を検出する開度検出手段と、
内燃機関の吸気管内圧力である吸気圧を検出する吸気圧
検出手段と、該検出される吸気圧に基づきその推移を学
習する吸気圧学習手段と、前記開度検出手段により検出
される還流制御弁の実開度に基づき前記吸気圧の目標値
を算出する目標吸気圧演算手段と、これら吸気圧の目標
値と学習値との差分に基づき該偏差を相殺し得る前記還
流制御弁の開度補正量を算出する補正量演算手段と、内
燃機関の負荷並びに回転数に基づいて前記還流制御弁の
目標開度を算出する目標開度演算手段と、該算出される
目標開度を前記補正量で補正した値にて前記還流制御弁
の開度を制御する制御手段とを具えて内燃機関の排気還
流制御装置を構成する。

【００１２】また、請求項２記載の発明では、前記吸気
圧学習手段及び前記目標吸気圧演算手段を、内燃機関が
アイドル状態にあることを条件に、前記学習及び前記吸
気圧の目標値演算を行うものとして構成し、前記補正量
演算手段を、内燃機関のアイドル状態時に学習され算出
されるこれら吸気圧の目標値と学習値との差分に基づき
前記補正量を算出してこれを適宜の記憶手段に更新登録
するものとして構成し、前記制御手段を、該記憶手段に
登録された最新の補正量に基づいて前記還流制御弁の目
標開度を補正するものとして構成する。

【００１３】また、請求項３記載の発明では、前記吸気
圧学習手段を、前記検出される吸気圧の変化を鈍化した
値を前記学習値として保有するものとして構成する。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明の構成において、開度検出
手段は、排出ガスの再循環量をフィードバック制御する
ために、例えば還流制御弁に直接配設される開度センサ
等を通じて同制御弁の実際の開度情報を出力する。

【００１５】ただし実情として、機関の吸気系や上記排
出ガス再循環系での経時変化に起因して、還流制御弁の
開度とそれにより調節される排出ガスの再循環量との関
係に変化が来たすことがあることは前述した通りであ
る。そしてこのような変化が来たした場合、通常にフィ
ードバック制御が行われているにも拘わらず、排出ガス
再循環量が目標値よりも多くなったり、或いは少なくな
ったりする不都合が生じることも前述した。

【００１６】そこで、同請求項１記載の発明では、排出
ガス再循環量と吸気圧とはそもそもリニアな関係にある
ことに着目して、 ・実際に検出される吸気圧に基づいてその推移を学習す
る。 ・一方、上記還流制御弁の実際の開度情報に基づいて、
同吸気圧の目標値を算出する。といった前処理の後、補
正量演算手段を通じて、これら吸気圧の目標値と学習値
との差分に基づき該偏差を相殺し得る上記還流制御弁の
開度補正量を算出するようにしている。

【００１７】すなわち、機関の吸気系や排出ガス再循環
系に前述した経時変化が生じていなければ、上記吸気圧
の目標値と学習値とが等しく、その偏差も「０」に保た
れる理想的な状態に維持される。しかし、例えば排気還
流通路内へのカーボン付着等に起因して排出ガス再循環
量がその理想量よりも少なくなる場合には、 目標吸気圧 ＞ 学習吸気圧 といった関係になり、またエアクリーナの目詰まりや吸
気絞りばらつき等に起因して排出ガス再循環量がその理
想量よりも多くなる場合には、逆に 目標吸気圧 ＜ 学習吸気圧 といった関係になる。したがって、同補正量演算手段に
より、これら吸気圧の目標値と学習値との差を「０」と
し得るような還流制御弁の開度補正量を算出し、該算出
した補正量によって還流制御弁の目標開度を補正するよ
うにすれば、その調節される排出ガス再循環量も常に理
想とされる量に維持されるようになる。

【００１８】なお、同請求項１記載の発明にかかるこう
した構成は、フィードバック制御を採用した内燃機関の
排気還流制御装置としての標準のハードウェアによって
実現されるものであり、前述したエアフローメータや圧
力センサ等々、特別なハードウェアを追加する必要はな
い。

【００１９】また、請求項２記載の発明によるように、
上記吸気圧学習手段及び目標吸気圧演算手段を、それぞ
れ ・内燃機関がアイドル状態にあることを条件に、上記学
習及び上記吸気圧の目標値演算を行うもの。とするとと
もに、上記補正量演算手段を、 ・内燃機関のアイドル状態時に学習され算出されるこれ
ら吸気圧の目標値と学習値との差分に基づき上記補正量
を算出してこれを適宜の記憶手段に更新登録するもの。
とし、上記制御手段を、 ・該記憶手段に登録された最新の補正量に基づいて、上
記還流制御弁の目標開度を補正するもの。 とすれば、上述の如くそもそもリニアな関係にある排出
ガス再循環量と吸気圧ではあるが、アイドル状態といっ
た、その関係が最も安定している状態で、吸気圧の学習
並びに目標値演算が実行され、且つそれら学習値及び目
標値に基づく還流制御弁の開度補正量が求められるよう
になる。すなわち、同開度補正量としての信頼性が大き
く向上するとともに、例えば上記目標吸気圧や開度補正
量をマップ演算する場合でも、それらマップを容易且つ
正確に作成することができるようになる。

【００２０】しかも、同請求項２記載の発明によれば、
アイドル時はもとより、それ以外の運転状態にあって
も、都度直前のアイドル状態時に求められた補正量に基
づいて還流制御弁の開度が補正されることとなる。すな
わち、アイドル時にのみ補正量を算出するこのような構
成であっても、上述した経時変化に起因する排出ガス再
循環量の制御不良についてはこれを確実に是正すること
ができる。

【００２１】なお、こうしたアイドル状態といえども、
上記検出され学習される吸気圧の値は変化する。そこ
で、請求項３記載の発明によるように、上記吸気圧学習
手段を、 ・検出される吸気圧の変化を鈍化した値を前記学習値と
して保有するもの。とすれば、吸気圧の変化によって該
学習値の信頼性が損なわれることもなく、ひいては上記
算出される開度補正量の値を更に信頼性の高い値とする
ことができるようになる。

【００２２】

【実施例】図１に、この発明にかかる内燃機関の排気還
流制御装置（以下ＥＧＲ制御装置という）についてその
一実施例を示す。

【００２３】この実施例の装置は、ディーゼル機関を対
象として、その排出されるガスの一部を排気系から取り
出すとともに、その流量を好適にフィードバック制御し
つつ同機関の吸気系へ再循環させる装置として構成され
ている。

【００２４】はじめに、図１を参照して、同実施例の装
置の構成について説明する。すなわち図１において、機
関１はディーゼル機関であって、該機関１は、シリンダ
ボア２、及び該シリンダボア２内を摺動するピストン３
を有しており、このピストン３の上方に燃焼室４が形成
されている。この燃焼室４には渦流室５が連通されてお
り、該渦流室５を介して、図示しない燃料噴射ノズルか
ら液体燃料が噴射供給される。

【００２５】また、同機関１は、吸気マニホールド６及
び吸気ポート７を経て、上記燃焼室４内に空気を吸入
し、該燃焼室４から排気ポート８を経て、排気マニホー
ルド９に排気ガスを排出する。これら吸気ポート７及び
排気ポート８は各々、ポペット弁によって開閉されるよ
うになる。ただし、同図においては便宜上、排気用のポ
ペット弁１０のみを図示している。

【００２６】一方、同機関１には、排気還流制御弁（以
下ＥＧＲバルブという）１１が配設されている。このＥ
ＧＲバルブ１１は、入口ポート１３と出口ポート１４と
を備えたケーシング１２を有する。このうち、入口ポー
ト１３は、導管１５によって、上記排気マニホールド９
に形成された排気ガス抽出ポート１６に連通され、他方
の出口ポート１４は、導管１７によって、上記吸気マニ
ホールド６に形成された排気ガス注入ポート１８に連通
されている。

【００２７】また、同ＥＧＲバルブ１１は、上記ケーシ
ング１２内に弁要素１９を有する。この弁要素１９は、
弁ロッド２２によってダイヤフラム装置２３に連結さ
れ、同ダイヤフラム装置２３内のダイヤフラム２５によ
って区画されたダイヤフラム室２６に負圧が導入されて
いないときときには、ケーシング２４に取り付けられた
圧縮コイルばね２７のばね力によって図中左方に駆動さ
れ、弁座部２０に着座して弁ポート２１を閉とする。他
方、上記ダイヤフラム室２６に負圧が導入されていると
きには、上記圧縮コイルばね２７のばね力に抗して図中
右方に駆動され、上記弁ポート２１を、その負圧の大き
さに応じて開とする。なお、こうして弁ポート２１が開
かれることによって、その開度に応じたＥＧＲ量（率）
でのＥＧＲ制御が実行されるようになる。

【００２８】上記ダイヤフラム室２６は、導管２８によ
って、負圧調整弁２９の負圧出力ポート３０に接続され
ている。負圧調整弁２９は、負圧ポンプ３２から導管３
３を介して負圧入力ポート３１に供給される負圧を、電
子制御装置４０から与えられる指令信号に応じて調圧す
る装置であり、その調圧した負圧を、負圧出力ポート３
０を介して上記ダイヤフラム室に導入する。因みに、こ
の電子制御装置４０から負圧調整弁２９に対し出力され
る指令信号が、後述する最終目標ＥＧＲバルブ開度ＴＥ
ＬＦに対応したものとなる。

【００２９】他方、同実施例の装置において、アクセル
開度センサ４１は、図示しないアクセルの開度を検出す
るセンサであり、回転数センサ４２は、上記機関１の回
転数を検出するセンサである。それら検出されるアクセ
ル開度情報ＡＣＣＰ及び機関回転数情報Ｎｅは電子制御
装置４０に対して出力される。

【００３０】また、機関１には、その冷却水の温度を検
出する水温センサ４３、上記吸気マニホールド６内の温
度を検出する吸気温センサ４５、同吸気マニホールド６
内の圧力を検出する吸気圧センサ４６がそれぞれ設けら
れている。それら検出される水温情報ＴＨＷ、吸気温情
報ＴＨＡ及び吸気圧情報ＰＩＭも電子制御装置４０に対
して出力される。

【００３１】また、上記ＥＧＲバルブ１１には、その弁
ポート２１の実際の開度を検出する開度センサ４４が設
けられている。該開度センサ４４の出力であるＥＧＲバ
ルブ１１の実開度情報ＡＥＬＦは、同ＥＧＲバルブ１１
の開度をフィードバック制御する際の操作量モニタ情報
として電子制御装置４０に取り込まれる。

【００３２】その他、アイドルスイッチ４７は、上記機
関１がアイドル運転されているか否かに関する情報を出
力するスイッチである。同情報も、電子制御装置４０に
取り込まれるようになる。

【００３３】電子制御装置４０は、例えばマイクロコン
ピュータを有して構成される装置であり、特にこの実施
例の装置においては、上記各センサやアイドルスイッチ
４７の出力情報に基づき、図２に示される手順にて、上
記最終目標ＥＧＲバルブ開度ＴＥＬＦを示す信号を生成
する。

【００３４】次に、この図２を併せ参照して、同実施例
の装置によるＥＧＲ制御手順を更に詳述する。なお、こ
の図２に示される処理ルーチンは、例えば８ｍｓ（ミリ
秒）毎の時間割り込みにて起動されるものとする。

【００３５】すなわちいま、こうした時間割り込みにて
同ルーチンが起動されたとすると、電子制御装置４０は
まず、ステップ１０１にて、上記機関１がアイドル安定
状態にあるか否かを判断する。このアイドル安定状態と
は、例えば （Ａ）上記アクセル開度ＡＣＣＰが「０」％であるこ
と。 （Ｂ）機関回転数Ｎｅが「８５０」ｒｐｍ以下であるこ
と。 （Ｃ）アイドルスイッチ４７から「オン」情報が出力さ
れていること。 といった条件が全て満たされている状態をいう。

【００３６】ここで、アイドル安定状態にある旨判断さ
れる場合、同電子制御装置４０は、ステップ１０２にて
上記吸気圧センサ４６の出力である吸気圧ＰＩＭを読み
込み、ステップ１０３にて、該読み込んだ吸気圧ＰＩＭ
に基づき吸気圧学習値ＧＰＩＭを算出する。なお、上記
ステップ１０１において、現在アイドル安定状態にはな
い旨判断される場合には、後述するステップ１０８の処
理に移行する。

【００３７】さて、このステップ１０３での吸気圧学習
値ＧＰＩＭの算出に際し、電子制御装置４０では、いわ
ゆる「なまし処理」と通称される次の（１）式のような
鈍化処理を実行する。 ＧＰＩＭｉ ＝ ＧＰＩＭｉ-1 ＋｛（ＰＩＭ−ＧＰＩＭｉ-1 ）／ｎ｝ …（１） この（１）式において、ＧＰＩＭｉは、今回起動された
ルーチンにおいて算出する吸気圧学習値であり、ＧＰＩ
Ｍｉ-1は、前回起動された同ルーチンにおいて算出され
た吸気圧学習値である。また同式において、ｎは、この
吸気圧学習値ＧＰＩＭの鈍化の割合を決めるために予め
設定される定数であり、例えば「８」といったような値
が用いられる。吸気圧学習値ＧＰＩＭの算出にこうした
鈍化処理を採用することにより、上記検出される吸気圧
ＰＩＭの変動が該学習値ＧＰＩＭに及ぼす影響も好適に
抑制され、以下に説明する補正量ｔＫＴＥＬＦの信頼性
が大きく向上されるようになる。

【００３８】こうして吸気圧学習値ＧＰＩＭを求めた電
子制御装置４０は次に、ステップ１０４にて、上記開度
センサ４４の出力である実ＥＧＲバルブ開度ＡＥＬＦ、
及び上記吸気温センサ４５の出力である吸気温ＴＨＡを
読み込み、ステップ１０５にて、これら値ＡＥＬＦ及び
ＴＨＡに基づき目標吸気圧ＴＰＩＭを算出する。

【００３９】この目標吸気圧ＴＰＩＭは、上記ＥＧＲバ
ルブ１１のその都度の実開度ＡＥＬＦ及び吸気温ＴＨＡ
に対応した値として、同電子制御装置４０の内蔵メモリ
に、例えば図３に示される態様で予めマップ登録されて
いる。電子制御装置４０では、該マップに基づき、それ
ら値ＡＥＬＦ及びＴＨＡに対応した目標吸気圧ＴＰＩＭ
を決定する。

【００４０】なお、該目標吸気圧ＴＰＩＭは、図４に示
されるように、例えば実ＥＧＲバルブ開度ＡＥＬＦを一
定とした場合、吸気温ＴＨＡが高いほど増大され、逆
に、吸気温ＴＨＡが低いほど減少される傾向にある。ま
た、吸気温ＴＨＡを一定とした場合には、ほぼ実ＥＧＲ
バルブ開度ＡＥＬＦに比例して増大する。

【００４１】電子制御装置４０では、こうして目標吸気
圧ＴＰＩＭを求めると更に、ステップ１０６にて、これ
ら吸気圧についての目標値ＴＰＩＭと学習値ＧＰＩＭと
の差分に基づき、該偏差（ＴＰＩＭ−ＧＰＩＭ）を相殺
し得るＥＧＲバルブ１１の開度補正量ｔＫＴＥＬＦを算
出する。

【００４２】この補正量ｔＫＴＥＬＦも、上記差分（Ｔ
ＰＩＭ−ＧＰＩＭ）に対応した値として、電子制御装置
４０の内蔵メモリに、例えば図５に示される態様で予め
マップ登録されている。電子制御装置４０では、該マッ
プに基づき、それら偏差（ＴＰＩＭ−ＧＰＩＭ）に対応
した補正量ｔＫＴＥＬＦを決定する。

【００４３】なお、該補正量ｔＫＴＥＬＦは、図６に示
されるように、上記差分（ＴＰＩＭ−ＧＰＩＭ）が正の
値となる場合、すなわち 目標吸気圧ＴＰＩＭ ＞ 学習吸気圧ＧＰＩＭ …（２） である場合には、同差分値にほぼ正比例する正の値をと
り、逆に上記差分（ＴＰＩＭ−ＧＰＩＭ）が負の値とな
る場合、すなわち 目標吸気圧ＴＰＩＭ ＜ 学習吸気圧ＧＰＩＭ …（３） である場合には、同差分値にほぼ正比例する負の値をと
る。そして、これら吸気圧の目標値ＴＰＩＭと学習値Ｇ
ＰＩＭとが等しく、その偏差（ＴＰＩＭ−ＧＰＩＭ）が
「０」となる場合、すなわち 目標吸気圧ＴＰＩＭ ＝ 学習吸気圧ＧＰＩＭ …（４） である場合には、該補正量ｔＫＴＥＬＦも「０」とな
る。

【００４４】ここで、上記（４）式が満たされる場合と
は、機関１の吸気系や排出ガスの再循環系に前述した経
時変化が生じておらず、ＥＧＲ量についての理想とされ
るフィードバック制御が維持されている状態であること
を意味する。したがってこの場合、上記ＥＧＲバルブ１
１の開度補正量ｔＫＴＥＬＦは「０」でよい。

【００４５】また、上記（２）式の関係が生じる場合と
は、例えばＥＧＲ通路を形成する導管１５或いは１７へ
のカーボン付着等に起因して、ＥＧＲ量がその理想量よ
りも少なくなっている状態である。したがってこの場
合、上記ＥＧＲバルブ１１の開度補正量ｔＫＴＥＬＦと
しては、上記偏差（ＴＰＩＭ−ＧＰＩＭ）に応じて、同
バルブ開度を増量補正する値である必要がある。

【００４６】他方、上記（３）式の関係が生じる場合と
は、例えば図１において図示を割愛したエアクリーナの
目詰まりや吸気絞りばらつき等に起因して、ＥＧＲ量が
その理想量よりも多くなっている状態である。したがっ
てこの場合、上記ＥＧＲバルブ１１の開度補正量ｔＫＴ
ＥＬＦとしては、上記偏差（ＴＰＩＭ−ＧＰＩＭ）に応
じて、同バルブ開度を減量補正する値である必要があ
る。

【００４７】こうして補正量ｔＫＴＥＬＦを求めた電子
制御装置４０は、次のステップ１０７にて、その内蔵す
る補正量メモリの記憶値ＫＴＥＬＦを該求めた補正量ｔ
ＫＴＥＬＦにより更新する。

【００４８】因みにこの補正量メモリは、バッテリバッ
クアップなどによってその記憶値が保持される不揮発性
のメモリである。同メモリには、初期値として例えば補
正量ＫＴＥＬＦ＝０が記憶され、その後の経時変化によ
り上記（４）式のバランスが崩れ、上記（２）式或いは
（３）式に示される関係となるときには、それら関係に
応じて求められる補正量ｔＫＴＥＬＦの値によって随時
更新された値が同補正量ＫＴＥＬＦとして記憶されるよ
うになる。

【００４９】その後、若しくは先のステップ１０１にお
いてアイドル安定状態ではない旨判断した同電子制御装
置４０は、ステップ１０８にて、上記回転数センサ４２
の出力である機関回転数Ｎｅ、及び同機関回転数Ｎｅや
上記アクセル開度センサ４１の出力であるアクセル開度
ＡＣＣＰ、更には上記水温センサ４３の出力である冷却
水温ＴＨＷに基づき設定される燃料噴射量指令値（機関
負荷）ＱＦＩＮＥを読み込む。なおこの燃料噴射量指令
値ＱＦＩＮＥは、アクセル開度ＡＣＣＰ及び機関回転数
Ｎｅに対応した値として、電子制御装置４０の内蔵メモ
リに、例えば図７に示される態様で予めマップ登録され
ている。電子制御装置４０では、該マップに基づき、そ
れら値ＡＣＣＰ及びＮｅに対応した燃料噴射量指令値Ｑ
ＦＩＮＥを決定する。該決定される燃料噴射量指令値Ｑ
ＦＩＮＥは、上記機関１のその都度の負荷に対応した値
となる。

【００５０】こうして機関回転数Ｎｅ及び燃料噴射量指
令値ＱＦＩＮＥを読み込んだ電子制御装置４０は次に、
ステップ１０９にて、これら値Ｎｅ及びＱＦＩＮＥに基
づく目標ＥＧＲバルブ開度ＴＥＬＦＢを算出する。

【００５１】この目標ＥＧＲバルブ開度ＴＥＬＦＢは、
機関１のその都度の回転数Ｎｅ及び負荷（燃料噴射量指
令値ＱＦＩＮＥ）に応じた最適ＥＧＲ量（率）に対応し
た値として、同電子制御装置４０の内蔵メモリに、例え
ば図８に示される態様で予めマップ登録されている。電
子制御装置４０では、該マップに基づき、それら値Ｎｅ
及びＱＦＩＮＥに対応した目標ＥＧＲバルブ開度ＴＥＬ
ＦＢを決定する。

【００５２】なお、該目標ＥＧＲバルブ開度ＴＥＬＦＢ
は、図９に示されるように、例えば機関１の回転数Ｎｅ
を一定とした場合、余剰空気の多い低負荷となるほど増
大され、逆に、負荷が急増する加速状態などでは減少さ
れる傾向にある。

【００５３】また、最適ＥＧＲ量（率）とはいえ、機関
１の吸気系や排出ガス再循環系での経時変化に起因し
て、上記ＥＧＲバルブ１１の開度とそれにより調節され
る該ＥＧＲ量との関係に変化が来たすようになることは
前述した通りである。

【００５４】そこで電子制御装置４０は、ステップ１１
０にて、こうしたＥＧＲバルブ１１の開度とＥＧＲ量と
の関係を補正する補正量ＫＴＥＬＦを上記補正量メモリ
から読み込み、次のステップ１１１にて、上記求めた目
標ＥＧＲバルブ開度ＴＥＬＦＢを、この読み込んだ補正
量ＫＴＥＬＦにより ＴＥＬＦ ＝ ＴＥＬＦＢ＋ＫＴＥＬＦ …（５） として補正して、最終目標ＥＧＲバルブ開度ＴＥＬＦを
算出する。

【００５５】この算出された最終目標ＥＧＲバルブ開度
ＴＥＬＦが上記負圧調整弁２９に与えられて同開度ＴＥ
ＬＦに応じた調圧が行われること、そしてこの調圧され
た負圧が上記ダイヤフラム室２６に導入されてその調圧
量に応じたＥＧＲバルブ１１（弁ポート２１）の開弁が
行われること、等はそれぞれ前述した通りである。

【００５６】図１０は、電子制御装置４０を通じて求め
られた最終目標ＥＧＲバルブ開度ＴＥＬＦに基づく同実
施例の装置のＥＧＲ制御態様を示したものである。こう
した態様でＥＧＲ制御が実行されることにより、たとえ
機関１の吸気系や排出ガス再循環系に上述した経時変化
が生じようとも、それらに起因するＥＧＲ量の変動は好
適にフィードバック補正されるようになる。

【００５７】因みに同図１０において、図１０（ａ）
は、機関１の負荷状態に対応するアクセル開度ＡＣＣＰ
の推移を示している。また、図１０（ｂ）は、このアク
セル開度ＡＣＣＰに対応して算出される最終目標ＥＧＲ
バルブ開度ＴＥＬＦの推移を、図１０（ｃ）は、開度セ
ンサ４４によって検出される実ＥＧＲバルブ開度ＡＥＬ
Ｆの推移を、図１０（ｄ）は、実際のＥＧＲ流量の推移
をそれぞれ示している。また図１０（ｅ）は、特に加速
時に問題となるスモークの発生態様を示し、図１０
（ｆ）は、特に減速時に問題となるＮＯｘの発生態様を
示している。

【００５８】また、図１０（ｂ）〜（ｆ）に示される各
要素の推移において、実線は、同実施例の装置によるＥ
ＧＲ量補正が実行された場合の推移を、また破線は、該
ＥＧＲ量補正が行われなかった場合の推移をそれぞれ示
している。

【００５９】一方、同図１０において、上記各要素の、
一点鎖線を境にして各左方の推移は、例えばエアクリー
ナの目詰まりや吸気絞りばらつき等に起因してＥＧＲ量
がその理想量よりも多くなっている状態を想定し、同一
点鎖線を境にして各右方の推移は、例えばＥＧＲ通路で
ある導管１５或いは１７へのカーボン付着等に起因して
ＥＧＲ量がその理想量よりも少なくなっている状態を想
定している。

【００６０】例えばいま、吸気系の経時変化に起因して
ＥＧＲ流量が過剰になっているものとすると（一点鎖線
の左方）、そのアイドル時には、上記（３）式の関係が
生じるとともに、補正量ｔＫＴＥＬＦは、その偏差（Ｔ
ＰＩＭ−ＧＰＩＭ）に対応した負の値として求められる
ようになる。したがってこの場合、最終目標ＥＧＲバル
ブ開度ＴＥＬＦは、図１０（ｂ）の一点鎖線左方に示さ
れる態様で減量補正されることとなり、ひいては実ＥＧ
Ｒバルブ開度ＡＥＬＦ及びＥＧＲ流量も、それぞれ図１
０（ｃ）及び（ｄ）の一点鎖線左方に示される態様で減
量方向に補正されるようになる。図１０（ｅ）は、ＥＧ
Ｒ流量のこうした減量補正が行われなかった場合には、
加速に伴い、破線にて示される態様でスモークが過大に
発生されるべきところ、同減量補正の実施によって、実
線にて示される如くスモークの発生が抑制されることを
示している。

【００６１】他方、排出ガス再循環系の経時変化に起因
してＥＧＲ流量が不足気味になっているものとすると
（一点鎖線の右方）、そのアイドル時には、上記（２）
式の関係が生じるとともに、補正量ｔＫＴＥＬＦは、そ
の偏差（ＴＰＩＭ−ＧＰＩＭ）に対応した正の値として
求められるようになる。したがってこの場合、最終目標
ＥＧＲバルブ開度ＴＥＬＦは、図１０（ｂ）の一点鎖線
右方に示される態様で増量補正されることとなり、ひい
ては実ＥＧＲバルブ開度ＡＥＬＦ及びＥＧＲ流量も、そ
れぞれ図１０（ｃ）及び（ｄ）の一点鎖線右方に示され
る態様で増量方向に補正されるようになる。図１０
（ｆ）は、ＥＧＲ流量のこうした増量補正が行われなか
った場合には、減速に伴い、破線にて示される態様でＮ
Ｏｘが過大に発生されるべきところ、同増量補正の実施
によって、実線にて示される如くＮＯｘの発生が抑制さ
れることを示している。

【００６２】このように、同実施例の排気還流制御装置
によれば、何ら特別のハードウェアを必要とすることな
く、機関の吸気系や排出ガス再循環系の経時変化に起因
して生じるＥＧＲ量の過不足をフィードバック補正する
ことができるようになる。

【００６３】そしてこのため、如何なる場合も常に適正
な理想とされるＥＧＲ量が得られることとなり、スモー
クやＮＯｘの発生も好適に低減されるようになる。な
お、同実施例の装置では、上記補正量ｔＫＴＥＬＦを算
出する際、吸気圧の学習値ＧＰＩＭについては、上記
（１）式に基づく鈍化処理（なまし処理）を行うこと
で、変動する吸気圧ＰＩＭの影響を抑制するようにし
た。ただし、上述したアイドル安定時にあって、こうし
た吸気圧ＰＩＭの変動がそれほど大きくない場合には、
上記実施例の装置に比して精度的には多少劣るものの、
該鈍化処理を割愛したより簡易な構成とすることもでき
る。

【００６４】また、同実施例の装置では、アイドル安定
状態といった、ＥＧＲ量と吸気圧とのリニアな関係が最
も安定している状態を利用して上記補正量ｔＫＴＥＬＦ
を算出するようにしている。このため、同補正量ｔＫＴ
ＥＬＦとして、確かに信頼性の高い値を容易に求めるこ
とができるようにはなるが、これとてその選択は任意で
ある。すなわち、補正量ｔＫＴＥＬＦの演算手段として
は、上記ＥＧＲ量と吸気圧とのリニアな関係に基づき、
吸気圧の目標値と学習値との差分からその偏差を相殺し
得るＥＧＲバルブ１１の開度補正量を同補正量ｔＫＴＥ
ＬＦとして算出する手段であればよく、該演算が必ずし
もアイドル安定状態に限って実行される必要はない。ま
た、こうした補正量ｔＫＴＥＬＦの演算が、上記ルーチ
ンの起動に伴い毎回実行される場合には、上述した補正
量メモリの配設も不要となり、同算出される補正量ｔＫ
ＴＥＬＦを一時的に記憶するための適宜のメモリがあれ
ば足りるようになる。またこの場合であれ、上記吸気圧
の学習に、例えば（１）式に基づく鈍化処理を併せ行う
ようにすれば、その算出される補正量ｔＫＴＥＬＦの値
を更に信頼性の高い値とすることができるようになる。

【００６５】また、図２に例示した処理ルーチンでは便
宜上、各種演算を実行する際に必要とされる機関パラメ
ータをその都度読み込む制御構造を採用しているが、そ
れら各機関パラメータについては、同ルーチンの起動時
にまとめて読み込む制御構造としても勿論よい。もっと
も、この図２に例示したルーチンによれば、そのステッ
プ１０１においてアイドル安定状態ではない旨判断され
る場合、吸気圧ＰＩＭや、実ＥＧＲバルブ開度ＡＥＬ
Ｆ、吸気温ＴＨＡ等の読み込み処理が省略され、電子制
御装置４０を構成するマイクロコンピュータの処理負担
が軽減されるようになる。

【００６６】ところで、上記実施例の装置においては、
機関１の負荷状態を示す情報として燃料噴射量指令値Ｑ
ＦＩＮＥを用いたが、他に例えば、アクセル開度センサ
４１を通じて検出されるアクセル開度ＡＣＣＰなども、
同負荷状態を示す情報として適宜採用することができ
る。これは図１０にも示される通りである。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、何ら特別の装置（ハードウェア）を必要とすること
なく、機関の吸気系や排出ガス再循環系の経時変化に起
因して生じるＥＧＲ量の過不足をフィードバック補正す
ることができるようになる。

【００６８】そしてこのため、如何なる場合も常に適正
な理想とされるＥＧＲ量が得られることとなり、スモー
クやＮＯｘの発生も好適に低減されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるＥＧＲ制御装置の一実施例を
示すブロック図。

【図２】同実施例のＥＧＲ制御手順を示すフローチャー
ト。

【図３】目標吸気圧の算出用マップを示す略図。

【図４】同マップに設定された目標吸気圧の特性を示す
グラフ。

【図５】開度補正量の算出用マップを示す略図。

【図６】同マップに設定された開度補正量の特性を示す
グラフ。

【図７】燃料噴射量指令値の算出用マップを示す略図。

【図８】目標ＥＧＲバルブ開度の算出用マップを示す略
図。

【図９】同マップに設定された目標ＥＧＲバルブ開度の
特性を示すグラフ。

【図１０】同実施例によるＥＧＲ量の補正態様を示すタ
イムチャート。

【符号の説明】

１…ディーゼル機関、２…シリンダボア、３…ピスト
ン、４…燃焼室、５…渦流室、６…吸気マニホールド、
７…吸気ポート、８…排気ポート、９…排気マニホール
ド、１０…排気用ポペット弁、１１…ＥＧＲバルブ（排
気還流制御弁）、１２…ケーシング、１３…入口ポー
ト、１４…出口ポート、１５…導管、１６…排気ガス抽
出ポート、１７…導管、１８…排気ガス注入ポート、１
９…弁要素、２０…弁座部、２１…弁ポート、２２…弁
ロッド、２３…ダイヤフラム装置、２４…ケーシング、
２５…ダイヤフラム、２６…ダイヤフラム室、２７…圧
縮コイルばね、２８…導管、２９…負圧調整弁、３０…
負圧出力ポート、３１…負圧入力ポート、３２…負圧ポ
ンプ、３３…導管、４０…電子制御装置、４１…アクセ
ル開度センサ、４２…回転数センサ、４３…水温セン
サ、４４…開度センサ、４５…吸気温センサ、４６…吸
気圧センサ、４７…アイドルスイッチ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排出ガスの一部を同機関の吸気
   系に再循環させるための還流通路に配設されて同排出ガ
   スの再循環量を調節する還流制御弁と、 該還流制御弁の実開度を検出する開度検出手段と、 内燃機関の吸気管内圧力である吸気圧を検出する吸気圧
   検出手段と、 該検出される吸気圧に基づきその推移を学習する吸気圧
   学習手段と、 前記開度検出手段により検出される還流制御弁の実開度
   に基づき前記吸気圧の目標値を算出する目標吸気圧演算
   手段と、 これら吸気圧の目標値と学習値との差分に基づき該偏差
   を相殺し得る前記還流制御弁の開度補正量を算出する補
   正量演算手段と、 内燃機関の負荷並びに回転数に基づいて前記還流制御弁
   の目標開度を算出する目標開度演算手段と、 該算出される目標開度を前記補正量で補正した値にて前
   記還流制御弁の開度を制御する制御手段と、 を具えることを特徴とする内燃機関の排気還流制御装
   置。
2. 【請求項２】前記吸気圧学習手段及び前記目標吸気圧演
   算手段は、内燃機関がアイドル状態にあることを条件
   に、前記学習及び前記吸気圧の目標値演算を行うもので
   あり、 前記補正量演算手段は、内燃機関のアイドル状態時に学
   習され算出されるこれら吸気圧の目標値と学習値との差
   分に基づき前記補正量を算出してこれを適宜の記憶手段
   に更新登録するものであり、 前記制御手段は、該記憶手段に登録された最新の補正量
   に基づいて、前記還流制御弁の目標開度を補正するもの
   である請求項１記載の内燃機関の排気還流制御装置。
3. 【請求項３】前記吸気圧学習手段は、前記検出される吸
   気圧の変化を鈍化した値を前記学習値として保有する請
   求項１または２記載の内燃機関の排気還流制御装置。