JPH11159404A - 内燃機関の排ガス還流制御装置 - Google Patents
内燃機関の排ガス還流制御装置Info
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- JPH11159404A JPH11159404A JP9324517A JP32451797A JPH11159404A JP H11159404 A JPH11159404 A JP H11159404A JP 9324517 A JP9324517 A JP 9324517A JP 32451797 A JP32451797 A JP 32451797A JP H11159404 A JPH11159404 A JP H11159404A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- 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
- F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
- F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
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- 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
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- 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
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/55—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】吸気系に還流される排ガスの酸素濃度を正確に
把握し、ひいては排ガス還流制御を精度良く実施する。 【解決手段】ディーゼルエンジン２０は、排ガスの一部
をＥＧＲ通路３５を介して吸気管２２に還流するための
ＥＧＲ装置を備える。ＥＣＵ１０は、吸気行程毎に還流
されるＥＧＲガス量を検出すると共に、排気行程毎に排
ガス中の酸素濃度を検出する。ＥＣＵ１０内のＥＧＲガ
ス酸素濃度メモリ１０ｂは複数の記憶領域を有し、同メ
モリ１０ａには前記検出した排ガス酸素濃度の履歴が随
時記憶される。またＥＣＵ１０は、ＥＧＲガス量が占め
るＥＧＲ通路３５の長さに応じた排ガスの還流遅れ時間
だけ前に記憶したメモリ値から、吸気管２２に還流され
る排ガスの酸素濃度（ＥＧＲガス酸素濃度）を算出し、
該算出したＥＧＲガス酸素濃度を用いて排ガス還流量を
制御する。
把握し、ひいては排ガス還流制御を精度良く実施する。 【解決手段】ディーゼルエンジン２０は、排ガスの一部
をＥＧＲ通路３５を介して吸気管２２に還流するための
ＥＧＲ装置を備える。ＥＣＵ１０は、吸気行程毎に還流
されるＥＧＲガス量を検出すると共に、排気行程毎に排
ガス中の酸素濃度を検出する。ＥＣＵ１０内のＥＧＲガ
ス酸素濃度メモリ１０ｂは複数の記憶領域を有し、同メ
モリ１０ａには前記検出した排ガス酸素濃度の履歴が随
時記憶される。またＥＣＵ１０は、ＥＧＲガス量が占め
るＥＧＲ通路３５の長さに応じた排ガスの還流遅れ時間
だけ前に記憶したメモリ値から、吸気管２２に還流され
る排ガスの酸素濃度（ＥＧＲガス酸素濃度）を算出し、
該算出したＥＧＲガス酸素濃度を用いて排ガス還流量を
制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガスの一部を吸
気系に還流する内燃機関に適用され、排ガス還流量を好
適に制御する排ガス還流制御装置に関するものである。
気系に還流する内燃機関に適用され、排ガス還流量を好
適に制御する排ガス還流制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】排ガス中の窒素酸化物（ＮＯx ）を低減
する一手法として、排ガスの一部をエンジン吸気管に還
流させるようにした排ガス還流装置（以下、ＥＧＲ装置
という）が具体化されている。こうしたＥＧＲ装置を具
備する内燃機関では、気筒から排出される排ガス中の酸
素濃度が検出され、該検出した排ガス酸素濃度に応じて
排ガス還流量（ＥＧＲ量）が制御される。具体的には、
エンジン排気管とエンジン吸気管とを結ぶＥＧＲ通路の
途中にＥＧＲ弁が設けられ、このＥＧＲ弁の開度が調整
される。この場合一般には、気筒の排気行程毎に排ガス
酸素濃度を検出し、１燃焼サイクル前に検出した排ガス
酸素濃度を使ってＥＧＲ弁の制御指令値を演算するよう
にしていた。
する一手法として、排ガスの一部をエンジン吸気管に還
流させるようにした排ガス還流装置（以下、ＥＧＲ装置
という）が具体化されている。こうしたＥＧＲ装置を具
備する内燃機関では、気筒から排出される排ガス中の酸
素濃度が検出され、該検出した排ガス酸素濃度に応じて
排ガス還流量（ＥＧＲ量）が制御される。具体的には、
エンジン排気管とエンジン吸気管とを結ぶＥＧＲ通路の
途中にＥＧＲ弁が設けられ、このＥＧＲ弁の開度が調整
される。この場合一般には、気筒の排気行程毎に排ガス
酸素濃度を検出し、１燃焼サイクル前に検出した排ガス
酸素濃度を使ってＥＧＲ弁の制御指令値を演算するよう
にしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来技術
では、ＥＧＲ量が少なく、排ガスがＥＧＲ通路を経由し
てエンジン吸気管に還流されるまでの所要時間（還流遅
れ時間）が長引く場合において、排ガス酸素濃度が実際
の値からはずれ、ひいてはＥＧＲ制御の制御精度が悪化
するという問題が生ずる。これは、１燃焼サイクル前の
排ガス酸素濃度に基づきＥＧＲ制御を実施することで、
実際にエンジン吸気管に還流される排ガス（ＥＧＲガ
ス）の酸素濃度が誤検出されるためであると考えられ
る。
では、ＥＧＲ量が少なく、排ガスがＥＧＲ通路を経由し
てエンジン吸気管に還流されるまでの所要時間（還流遅
れ時間）が長引く場合において、排ガス酸素濃度が実際
の値からはずれ、ひいてはＥＧＲ制御の制御精度が悪化
するという問題が生ずる。これは、１燃焼サイクル前の
排ガス酸素濃度に基づきＥＧＲ制御を実施することで、
実際にエンジン吸気管に還流される排ガス（ＥＧＲガ
ス）の酸素濃度が誤検出されるためであると考えられ
る。
【０００４】例えば車両の加速時には、内燃機関への燃
料供給量が増量されると共に、その際の燃料供給量と筒
内吸入酸素量とのバランスを維持するようＥＧＲ弁が閉
側に制御される。この燃料増量時には排ガス酸素濃度が
低下する。また、ＥＧＲ量が減少すると共に還流遅れ時
間が増大する。このとき、機関の吸気行程にて実際にエ
ンジン吸気管に還流されるＥＧＲガス（筒内に吸入され
る排ガス）は、ＥＧＲ通路内で一旦滞留したものである
ために、本来、加速前の酸素濃度値を有するが、従来装
置では還流遅れ時間を考慮していないためにこの酸素濃
度を実際値よりも小さい値とみなしてしまう。その結
果、燃料供給量に対する最適な筒内吸入酸素量よりも多
くの酸素が気筒に吸入され、ＮＯx が過剰に増大すると
いう問題が生じる。
料供給量が増量されると共に、その際の燃料供給量と筒
内吸入酸素量とのバランスを維持するようＥＧＲ弁が閉
側に制御される。この燃料増量時には排ガス酸素濃度が
低下する。また、ＥＧＲ量が減少すると共に還流遅れ時
間が増大する。このとき、機関の吸気行程にて実際にエ
ンジン吸気管に還流されるＥＧＲガス（筒内に吸入され
る排ガス）は、ＥＧＲ通路内で一旦滞留したものである
ために、本来、加速前の酸素濃度値を有するが、従来装
置では還流遅れ時間を考慮していないためにこの酸素濃
度を実際値よりも小さい値とみなしてしまう。その結
果、燃料供給量に対する最適な筒内吸入酸素量よりも多
くの酸素が気筒に吸入され、ＮＯx が過剰に増大すると
いう問題が生じる。
【０００５】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、吸気系に還流さ
れる排ガスの酸素濃度を正確に把握し、ひいては排ガス
還流制御を精度良く実施することができる内燃機関の排
ガス還流制御装置を提供することである。
のであって、その目的とするところは、吸気系に還流さ
れる排ガスの酸素濃度を正確に把握し、ひいては排ガス
還流制御を精度良く実施することができる内燃機関の排
ガス還流制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明では、内燃機関の排ガスの一
部を排ガス還流通路を介して吸気系に還流する内燃機関
の排ガス還流制御装置において、前記排ガス還流通路を
介して吸気行程毎に還流される排ガス量を検出する排ガ
ス還流量検出手段と、排気行程毎に排ガス中の酸素濃度
を検出する排ガス酸素濃度検出手段と、前記検出した排
ガス中の酸素濃度の履歴を随時記憶するメモリと、前記
検出した排ガス還流量が占める前記排ガス還流通路内の
長さを求め、その長さに応じた排ガスの還流遅れ時間だ
け前に記憶したメモリ値から、吸気系に還流される排ガ
スの酸素濃度を算出する還流ガス酸素濃度算出手段と、
該算出した還流排ガスの酸素濃度を用いて排ガス還流量
を制御する排ガス還流量制御手段とを備える。
に、請求項１に記載の発明では、内燃機関の排ガスの一
部を排ガス還流通路を介して吸気系に還流する内燃機関
の排ガス還流制御装置において、前記排ガス還流通路を
介して吸気行程毎に還流される排ガス量を検出する排ガ
ス還流量検出手段と、排気行程毎に排ガス中の酸素濃度
を検出する排ガス酸素濃度検出手段と、前記検出した排
ガス中の酸素濃度の履歴を随時記憶するメモリと、前記
検出した排ガス還流量が占める前記排ガス還流通路内の
長さを求め、その長さに応じた排ガスの還流遅れ時間だ
け前に記憶したメモリ値から、吸気系に還流される排ガ
スの酸素濃度を算出する還流ガス酸素濃度算出手段と、
該算出した還流排ガスの酸素濃度を用いて排ガス還流量
を制御する排ガス還流量制御手段とを備える。
【０００７】上記構成によれば、排気行程毎に検出され
る排ガス酸素濃度は、古いデータから順にメモリに格納
され、そのメモリ値が排ガス還流量の制御時において適
宜読み出される。また、その時々の排ガス還流量が占め
る排ガス還流通路内の長さ、すなわち機関の吸気行程時
において前記還流通路内のどれだけの排ガスが吸気系に
還流されるかが求められる。この場合、前記排ガス還流
通路の長さに応じた還流遅れ時間だけ前のメモリ値（排
ガス酸素濃度の検出値）を用いて実際に還流される排ガ
ス（還流排ガス）の酸素濃度を算出し、その算出値に基
づき排ガス還流量を制御することで、車両加減速などの
過渡運転時においても筒内吸入酸素量が適正に制御でき
る。つまり、従来装置とは異なり、ＮＯx 排出量が過剰
に増大するといった不具合が解消できる。結果として、
吸気系に還流される排ガスの酸素濃度を正確に把握し、
ひいては排ガス還流制御を精度良く実施することができ
る。因みに、還流遅れ時間だけ前のメモリ値とは、排ガ
ス還流通路内でエンジン吸気管に最も近い排ガス、すな
わち吸気系に放出される直前の排ガスの酸素濃度データ
を指す。
る排ガス酸素濃度は、古いデータから順にメモリに格納
され、そのメモリ値が排ガス還流量の制御時において適
宜読み出される。また、その時々の排ガス還流量が占め
る排ガス還流通路内の長さ、すなわち機関の吸気行程時
において前記還流通路内のどれだけの排ガスが吸気系に
還流されるかが求められる。この場合、前記排ガス還流
通路の長さに応じた還流遅れ時間だけ前のメモリ値（排
ガス酸素濃度の検出値）を用いて実際に還流される排ガ
ス（還流排ガス）の酸素濃度を算出し、その算出値に基
づき排ガス還流量を制御することで、車両加減速などの
過渡運転時においても筒内吸入酸素量が適正に制御でき
る。つまり、従来装置とは異なり、ＮＯx 排出量が過剰
に増大するといった不具合が解消できる。結果として、
吸気系に還流される排ガスの酸素濃度を正確に把握し、
ひいては排ガス還流制御を精度良く実施することができ
る。因みに、還流遅れ時間だけ前のメモリ値とは、排ガ
ス還流通路内でエンジン吸気管に最も近い排ガス、すな
わち吸気系に放出される直前の排ガスの酸素濃度データ
を指す。
【０００８】請求項２に記載の発明では、前記メモリは
複数の記憶領域を有し、その領域毎に排ガス酸素濃度の
履歴を記憶保持する装置であって、前記還流ガス酸素濃
度算出手段は、前記検出した排ガス還流量に相当する個
数の酸素濃度メモリ値を読み出し、該読み出したメモリ
値に基づき還流排ガスの酸素濃度を算出する。なおここ
で、請求項３に記載したように、前記酸素濃度のメモリ
値を平均化して還流排ガスの酸素濃度を算出するように
してもよい。
複数の記憶領域を有し、その領域毎に排ガス酸素濃度の
履歴を記憶保持する装置であって、前記還流ガス酸素濃
度算出手段は、前記検出した排ガス還流量に相当する個
数の酸素濃度メモリ値を読み出し、該読み出したメモリ
値に基づき還流排ガスの酸素濃度を算出する。なおここ
で、請求項３に記載したように、前記酸素濃度のメモリ
値を平均化して還流排ガスの酸素濃度を算出するように
してもよい。
【０００９】請求項２，３の構成によれば、排ガス還流
量に応じた個数の酸素濃度のメモリ値を読み出すこと
で、還流遅れ時間を反映した還流排ガスの酸素濃度が容
易且つ正確に算出できる。このとき、排ガス還流通路内
に存在する排ガスの酸素濃度が全て同じであれば、還流
排ガス酸素濃度の算出に際し同一のメモリ値が読み出さ
れ、同通路内に存在する排ガスの酸素濃度が異なるので
あれば、還流排ガス酸素濃度の算出に際し異なるメモリ
値が読み出される。
量に応じた個数の酸素濃度のメモリ値を読み出すこと
で、還流遅れ時間を反映した還流排ガスの酸素濃度が容
易且つ正確に算出できる。このとき、排ガス還流通路内
に存在する排ガスの酸素濃度が全て同じであれば、還流
排ガス酸素濃度の算出に際し同一のメモリ値が読み出さ
れ、同通路内に存在する排ガスの酸素濃度が異なるので
あれば、還流排ガス酸素濃度の算出に際し異なるメモリ
値が読み出される。
【００１０】請求項４に記載の発明では、前記検出した
排ガス還流量に相当する個数のメモリ領域に、その時の
排ガス酸素濃度の検出値を記憶させる。この場合、排ガ
ス還流量に相当する個数のメモリ領域には同じ検出値が
書き込まれ、その後の還流排ガスの酸素濃度算出時にお
いて適宜読み出される。
排ガス還流量に相当する個数のメモリ領域に、その時の
排ガス酸素濃度の検出値を記憶させる。この場合、排ガ
ス還流量に相当する個数のメモリ領域には同じ検出値が
書き込まれ、その後の還流排ガスの酸素濃度算出時にお
いて適宜読み出される。
【００１１】請求項５に記載の発明では、排ガス酸素濃
度のメモリ値を用いて排ガス還流量を制御する際、当該
用いた排ガス酸素濃度のメモリ値を消去し、代わりにそ
の時点で排気行程となる他の気筒の排ガス酸素濃度にて
前記メモリを更新する。この場合、多気筒内燃機関の気
筒毎に検出される排ガス酸素濃度が同一のメモリにて管
理でき、メモリ容量の削減に貢献できる。
度のメモリ値を用いて排ガス還流量を制御する際、当該
用いた排ガス酸素濃度のメモリ値を消去し、代わりにそ
の時点で排気行程となる他の気筒の排ガス酸素濃度にて
前記メモリを更新する。この場合、多気筒内燃機関の気
筒毎に検出される排ガス酸素濃度が同一のメモリにて管
理でき、メモリ容量の削減に貢献できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した一実
施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形
態における車両用ディーゼルエンジンの電子制御システ
ムの概要を示す構成図である。図１の電子制御システム
における電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１０は、
周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等
からなるマイクロコンピュータを主体とし、ＥＣＵ１０
の制御指令信号により電磁駆動式の分配型燃料噴射ポン
プ１１が駆動されてディーゼルエンジン２０に高圧の燃
料が供給される。つまり、分配型燃料噴射ポンプ１１に
より圧縮された高圧燃料は燃料分配通路１２を介して燃
料噴射ノズル１３に給送され、燃料噴射ノズル１３はデ
ィーゼルエンジン２０の副燃焼室２１に燃料を噴射す
る。なお本実施の形態のディーゼルエンジン２０は第１
〜第４（＃１〜＃４）の４つの気筒を有し、各気筒の燃
焼順序は＃１→＃３→＃４→＃２となっている。
施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形
態における車両用ディーゼルエンジンの電子制御システ
ムの概要を示す構成図である。図１の電子制御システム
における電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１０は、
周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等
からなるマイクロコンピュータを主体とし、ＥＣＵ１０
の制御指令信号により電磁駆動式の分配型燃料噴射ポン
プ１１が駆動されてディーゼルエンジン２０に高圧の燃
料が供給される。つまり、分配型燃料噴射ポンプ１１に
より圧縮された高圧燃料は燃料分配通路１２を介して燃
料噴射ノズル１３に給送され、燃料噴射ノズル１３はデ
ィーゼルエンジン２０の副燃焼室２１に燃料を噴射す
る。なお本実施の形態のディーゼルエンジン２０は第１
〜第４（＃１〜＃４）の４つの気筒を有し、各気筒の燃
焼順序は＃１→＃３→＃４→＃２となっている。
【００１３】ディーゼルエンジン２０は吸気管２２及び
排気管２３を有し、これら吸気管２２及び排気管２３は
吸気バルブ２４及び排気バルブ２５を介して主燃焼室２
６に連通している。この主燃焼室２６は連通路２７を介
して前記副燃焼室２１に連通している。従って、ピスト
ン２８の上動に伴う筒内吸入空気の圧縮時において、燃
料噴射ノズル１３から副燃焼室２１内に燃料が噴射供給
されると、当該燃料が圧縮点火され燃焼に供される。
排気管２３を有し、これら吸気管２２及び排気管２３は
吸気バルブ２４及び排気バルブ２５を介して主燃焼室２
６に連通している。この主燃焼室２６は連通路２７を介
して前記副燃焼室２１に連通している。従って、ピスト
ン２８の上動に伴う筒内吸入空気の圧縮時において、燃
料噴射ノズル１３から副燃焼室２１内に燃料が噴射供給
されると、当該燃料が圧縮点火され燃焼に供される。
【００１４】また、ディーゼルエンジン２０は過給機を
構成するターボチャージャ１４を備えており、前記吸気
管２２にはターボチャージャ１４のコンプレッサ１４ａ
が設けられ、前記排気管２３にはターボチャージャ１４
の排気タービン１４ｂが設けられている。周知のよう
に、ターボチャージャ１４は排ガスのエネルギーを利用
して排気タービン１４ｂを回転させ、その同軸上にある
コンプレッサ１４ａを回転させて吸入空気を昇圧させ
る。吸入空気が昇圧されることにより、高密度の空気が
主燃焼室２６へと送り込まれてディーゼルエンジン２０
の出力が増幅される。
構成するターボチャージャ１４を備えており、前記吸気
管２２にはターボチャージャ１４のコンプレッサ１４ａ
が設けられ、前記排気管２３にはターボチャージャ１４
の排気タービン１４ｂが設けられている。周知のよう
に、ターボチャージャ１４は排ガスのエネルギーを利用
して排気タービン１４ｂを回転させ、その同軸上にある
コンプレッサ１４ａを回転させて吸入空気を昇圧させ
る。吸入空気が昇圧されることにより、高密度の空気が
主燃焼室２６へと送り込まれてディーゼルエンジン２０
の出力が増幅される。
【００１５】コンプレッサ１４ａの下流側には、アクセ
ルペダル１５に連動する吸気絞り弁１６が設けられてい
る。該吸気絞り弁１６の開閉位置はアクセル開度として
アクセル開度センサ１７により検出され、該検出された
アクセル開度信号はＥＣＵ１０に入力される。
ルペダル１５に連動する吸気絞り弁１６が設けられてい
る。該吸気絞り弁１６の開閉位置はアクセル開度として
アクセル開度センサ１７により検出され、該検出された
アクセル開度信号はＥＣＵ１０に入力される。
【００１６】上記コンプレッサ１４ａの上流側には、吸
気管２２に吸入される新気吸入量を検出するための新気
吸入量センサ３０が設けられており、この新気吸入量セ
ンサ３０により検出された新気吸入量信号はＥＣＵ１０
に入力される。新気吸入量センサ３０は、吸気管２２内
に熱線を配置して構成される熱線式エアフローメータか
らなり、加熱された熱線（抵抗体）からの熱の放散に応
じて吸入新気の質量流量を検出する。
気管２２に吸入される新気吸入量を検出するための新気
吸入量センサ３０が設けられており、この新気吸入量セ
ンサ３０により検出された新気吸入量信号はＥＣＵ１０
に入力される。新気吸入量センサ３０は、吸気管２２内
に熱線を配置して構成される熱線式エアフローメータか
らなり、加熱された熱線（抵抗体）からの熱の放散に応
じて吸入新気の質量流量を検出する。
【００１７】またその他に、吸気管２２には、新気の温
度を検出するための新気温度センサ３１と、吸気管圧力
を検出するための吸気圧センサ３２とが設けられ、各セ
ンサ３１，３２の検出信号はＥＣＵ１０に入力される。
さらに、前記分配型燃料噴射ポンプ１１の図示しないド
ライブシャフトには、エンジン回転数を検出するための
回転数センサ３３が配設されており、同センサ３３の検
出信号はＥＣＵ１０に入力される。
度を検出するための新気温度センサ３１と、吸気管圧力
を検出するための吸気圧センサ３２とが設けられ、各セ
ンサ３１，３２の検出信号はＥＣＵ１０に入力される。
さらに、前記分配型燃料噴射ポンプ１１の図示しないド
ライブシャフトには、エンジン回転数を検出するための
回転数センサ３３が配設されており、同センサ３３の検
出信号はＥＣＵ１０に入力される。
【００１８】次いで、本エンジンシステムに設けられた
ＥＧＲ装置の概要を説明する。排気管２３において、排
気タービン１４ｂの上流側にはＥＧＲ通路３５が分岐し
て設けられており、同ＥＧＲ通路３５はその途中のＥＧ
Ｒ弁３６を経て吸気管２２に接続されている。このＥＧ
Ｒ通路３５により、排気管２３内の排ガスの一部が吸気
管２２の吸気ポート近くに還流される。
ＥＧＲ装置の概要を説明する。排気管２３において、排
気タービン１４ｂの上流側にはＥＧＲ通路３５が分岐し
て設けられており、同ＥＧＲ通路３５はその途中のＥＧ
Ｒ弁３６を経て吸気管２２に接続されている。このＥＧ
Ｒ通路３５により、排気管２３内の排ガスの一部が吸気
管２２の吸気ポート近くに還流される。
【００１９】排ガス還流量（ＥＧＲガス量）を調節する
ためのＥＧＲ弁３６は、ＥＧＲ通路３５を開閉するため
の弁体３７を有し、該弁体３７はダイヤフラム３８によ
り作動せしめられる。この弁体３７のリフト量により前
記ＥＧＲガス量が決定される。ダイヤフラム３８の背後
には圧縮コイルばね３９を設置した圧力室４０が形成さ
れており、この圧力室４０には圧力導入管４１を介して
負圧制御弁４２が接続されている。負圧制御弁４２に
は、大気に通じる大気導入ポート４２ａと真空ポンプ４
３に通じる負圧導入ポート４２ｂとが設けられている。
負圧制御弁４２により大気と負圧とが切替え制御される
ことで、圧力室４０の負圧が調整される。
ためのＥＧＲ弁３６は、ＥＧＲ通路３５を開閉するため
の弁体３７を有し、該弁体３７はダイヤフラム３８によ
り作動せしめられる。この弁体３７のリフト量により前
記ＥＧＲガス量が決定される。ダイヤフラム３８の背後
には圧縮コイルばね３９を設置した圧力室４０が形成さ
れており、この圧力室４０には圧力導入管４１を介して
負圧制御弁４２が接続されている。負圧制御弁４２に
は、大気に通じる大気導入ポート４２ａと真空ポンプ４
３に通じる負圧導入ポート４２ｂとが設けられている。
負圧制御弁４２により大気と負圧とが切替え制御される
ことで、圧力室４０の負圧が調整される。
【００２０】例えば圧力室４０内の負圧が増すと、圧縮
コイルばね３９に抗してダイヤフラム３８が図の上方に
変位して弁体３７がリフト駆動せしめられる。こうして
弁体３７がリフト駆動されることにより、ＥＧＲ通路３
５を通じて排気管２３から吸気管２２へ導かれるＥＧＲ
ガス量が調節される。弁体３７のリフト動作は、ＥＣＵ
１０から負圧制御弁４２に出力されるリフト指令信号に
より制御される。その詳細は後述する。
コイルばね３９に抗してダイヤフラム３８が図の上方に
変位して弁体３７がリフト駆動せしめられる。こうして
弁体３７がリフト駆動されることにより、ＥＧＲ通路３
５を通じて排気管２３から吸気管２２へ導かれるＥＧＲ
ガス量が調節される。弁体３７のリフト動作は、ＥＣＵ
１０から負圧制御弁４２に出力されるリフト指令信号に
より制御される。その詳細は後述する。
【００２１】また、ＥＧＲ通路３５途中にはＥＧＲガス
の温度を検出するためのＥＧＲガス温度センサ４４が設
けられており、同センサ４４の検出信号はＥＣＵ１０に
入力される。
の温度を検出するためのＥＧＲガス温度センサ４４が設
けられており、同センサ４４の検出信号はＥＣＵ１０に
入力される。
【００２２】ＥＣＵ１０は、上記した各種センサの検出
信号に基づいてエンジン運転状態を検知する。具体的に
は、アクセル開度センサ１７の検出信号に基づいてアク
セル開度ＶＡを、新気吸入量センサ３０の検出信号に基
づいて新気吸入量ＧＡを、新気温度センサ３１の検出信
号に基づいて新気温度ＴＡを、吸気圧センサ３２の検出
信号に基づいて吸気圧ＰＭを、回転数センサ３３の検出
信号に基づいてエンジン回転数ＮＥを、ＥＧＲガス温度
センサ４４の検出信号に基づいてＥＧＲガス温度ＴＥ
を、それぞれ算出する。
信号に基づいてエンジン運転状態を検知する。具体的に
は、アクセル開度センサ１７の検出信号に基づいてアク
セル開度ＶＡを、新気吸入量センサ３０の検出信号に基
づいて新気吸入量ＧＡを、新気温度センサ３１の検出信
号に基づいて新気温度ＴＡを、吸気圧センサ３２の検出
信号に基づいて吸気圧ＰＭを、回転数センサ３３の検出
信号に基づいてエンジン回転数ＮＥを、ＥＧＲガス温度
センサ４４の検出信号に基づいてＥＧＲガス温度ＴＥ
を、それぞれ算出する。
【００２３】また、ＥＣＵ１０は、上記の如く算出され
たエンジン運転状態に応じて分配型燃料噴射ポンプ１１
による燃料噴射量ＱＦを算出し、その算出値に基づく指
令信号を前記燃料噴射ポンプ１１に出力して燃料噴射ノ
ズル１３からディーゼルエンジン２０に燃料を供給させ
る。さらに、ＥＣＵ１０は、上記エンジン運転状態に応
じてＥＧＲ弁３６の目標開度（弁体３７のリフト指令
値）を決定し、その指令値に基づいて上記負圧制御弁４
２を駆動させる。
たエンジン運転状態に応じて分配型燃料噴射ポンプ１１
による燃料噴射量ＱＦを算出し、その算出値に基づく指
令信号を前記燃料噴射ポンプ１１に出力して燃料噴射ノ
ズル１３からディーゼルエンジン２０に燃料を供給させ
る。さらに、ＥＣＵ１０は、上記エンジン運転状態に応
じてＥＧＲ弁３６の目標開度（弁体３７のリフト指令
値）を決定し、その指令値に基づいて上記負圧制御弁４
２を駆動させる。
【００２４】一方、ＥＣＵ１０は、ディーゼルエンジン
２０の各気筒から排出される排ガス中の酸素濃度（排ガ
ス酸素濃度ΨＯ２）を検出し、その検出値をＥＧＲガス
酸素濃度メモリ１０ａに随時記憶する。図８に示すよう
に、同メモリ１０ａはメモリ番地「ｍ」〜「ｍ＋９」の
１０個の領域を有し、各領域には＃１〜＃４気筒の排気
行程毎に検出される排ガス酸素濃度ΨＯ２が記憶保持さ
れる。ここで、ΨＯ２値の添え字（気筒番号）が同じも
のは同一値（同じ排気行程で検出された値）であること
を表し、同一値が格納される領域の個数はＥＧＲ弁３６
を介して吸気管２２に還流されるＥＧＲガス量に相応す
る。メモリ番地ｍ〜ｍ＋９は、排気管２３との分岐点か
らＥＧＲ弁３６までのＥＧＲ通路３５内の位置を意味す
る。
２０の各気筒から排出される排ガス中の酸素濃度（排ガ
ス酸素濃度ΨＯ２）を検出し、その検出値をＥＧＲガス
酸素濃度メモリ１０ａに随時記憶する。図８に示すよう
に、同メモリ１０ａはメモリ番地「ｍ」〜「ｍ＋９」の
１０個の領域を有し、各領域には＃１〜＃４気筒の排気
行程毎に検出される排ガス酸素濃度ΨＯ２が記憶保持さ
れる。ここで、ΨＯ２値の添え字（気筒番号）が同じも
のは同一値（同じ排気行程で検出された値）であること
を表し、同一値が格納される領域の個数はＥＧＲ弁３６
を介して吸気管２２に還流されるＥＧＲガス量に相応す
る。メモリ番地ｍ〜ｍ＋９は、排気管２３との分岐点か
らＥＧＲ弁３６までのＥＧＲ通路３５内の位置を意味す
る。
【００２５】当該メモリ１０ａに記憶されている個々の
排ガス酸素濃度ΨＯ２は、ＥＧＲ通路３５内に存在し吸
気管２２に順次還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度（Ｅ
ＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２）に対応しており、ＥＣＵ１
０は、メモリ１０ａ内の「ΨＯ２値」を適宜読み出して
「ΨＥＯ２値」を演算する。なお、当該メモリ１０ａに
おけるｍ番地のΨＯ２値（図８左側のΨＯ２#3）は最も
古く、これは実質上ＥＧＲ弁３６に最も近い領域でのＥ
ＧＲガスの酸素濃度に相当する。また、ｍ＋９番地のΨ
Ｏ２値（図８左側のΨＯ２#2）は最も新しく、これは実
質上ＥＧＲ弁３６から最も遠い領域でのＥＧＲガスの酸
素濃度に相当する。
排ガス酸素濃度ΨＯ２は、ＥＧＲ通路３５内に存在し吸
気管２２に順次還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度（Ｅ
ＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２）に対応しており、ＥＣＵ１
０は、メモリ１０ａ内の「ΨＯ２値」を適宜読み出して
「ΨＥＯ２値」を演算する。なお、当該メモリ１０ａに
おけるｍ番地のΨＯ２値（図８左側のΨＯ２#3）は最も
古く、これは実質上ＥＧＲ弁３６に最も近い領域でのＥ
ＧＲガスの酸素濃度に相当する。また、ｍ＋９番地のΨ
Ｏ２値（図８左側のΨＯ２#2）は最も新しく、これは実
質上ＥＧＲ弁３６から最も遠い領域でのＥＧＲガスの酸
素濃度に相当する。
【００２６】次に、本実施の形態における電子制御シス
テムの作用を説明する。図３，４は、本実施の形態にお
ける制御動作を実現するためのＥＧＲ弁制御ルーチンを
示すフローチャートであり、同ルーチンは各気筒の燃料
噴射毎（４気筒であれば、１８０°ＣＡ毎）にＥＣＵ１
０により実行される。同ルーチンによれば、筒内吸入酸
素量を目標値に一致させるようＥＧＲ弁３６のリフト指
令値が算出され、該リフト指令値によりＥＧＲ弁３６の
開度が制御される。
テムの作用を説明する。図３，４は、本実施の形態にお
ける制御動作を実現するためのＥＧＲ弁制御ルーチンを
示すフローチャートであり、同ルーチンは各気筒の燃料
噴射毎（４気筒であれば、１８０°ＣＡ毎）にＥＣＵ１
０により実行される。同ルーチンによれば、筒内吸入酸
素量を目標値に一致させるようＥＧＲ弁３６のリフト指
令値が算出され、該リフト指令値によりＥＧＲ弁３６の
開度が制御される。
【００２７】さて、上記ルーチンがスタートすると、Ｅ
ＣＵ１０は、先ずステップ１１０でアクセル開度ＶＡ，
エンジン回転数ＮＥ，新気吸入量ＧＡ，吸気圧ＰＭ，新
気温度ＴＡ，ＥＧＲガス温度ＴＥを読み込む。また、Ｅ
ＣＵ１０は、続くステップ１２０で周知の方法により燃
料噴射量ＱＦを算出する。一般に、燃料噴射量ＱＦは、
ＥＣＵ１０のＲＯＭ内のマップ検索によりその時々のア
クセル開度ＶＡとエンジン回転数ＮＥとに応じて算出さ
れる。
ＣＵ１０は、先ずステップ１１０でアクセル開度ＶＡ，
エンジン回転数ＮＥ，新気吸入量ＧＡ，吸気圧ＰＭ，新
気温度ＴＡ，ＥＧＲガス温度ＴＥを読み込む。また、Ｅ
ＣＵ１０は、続くステップ１２０で周知の方法により燃
料噴射量ＱＦを算出する。一般に、燃料噴射量ＱＦは、
ＥＣＵ１０のＲＯＭ内のマップ検索によりその時々のア
クセル開度ＶＡとエンジン回転数ＮＥとに応じて算出さ
れる。
【００２８】その後、ＥＣＵ１０は、ステップ１３０，
１４０でＲＯＭ内のそれぞれ別のマップ検索によりＥＧ
Ｒ弁３６の基本リフト量（以下、基本リフト指令値ＳＢ
Ｓという）と、筒内への吸入酸素量の目標値（以下、目
標吸入酸素量ＧＴＴという）とを算出する。すなわち、
ステップ１３０，１４０では、その時々の燃料噴射量Ｑ
Ｆとエンジン回転数ＮＥとから基本リフト指令値ＳＢＳ
と目標吸入酸素量ＧＴＴとが算出される。ここで、目標
吸入酸素量ＧＴＴは、加速要求としてのアクセル開度Ｖ
Ａをも反映したマップ値として与えられるようにしても
よい。
１４０でＲＯＭ内のそれぞれ別のマップ検索によりＥＧ
Ｒ弁３６の基本リフト量（以下、基本リフト指令値ＳＢ
Ｓという）と、筒内への吸入酸素量の目標値（以下、目
標吸入酸素量ＧＴＴという）とを算出する。すなわち、
ステップ１３０，１４０では、その時々の燃料噴射量Ｑ
Ｆとエンジン回転数ＮＥとから基本リフト指令値ＳＢＳ
と目標吸入酸素量ＧＴＴとが算出される。ここで、目標
吸入酸素量ＧＴＴは、加速要求としてのアクセル開度Ｖ
Ａをも反映したマップ値として与えられるようにしても
よい。
【００２９】次に、ＥＣＵ１０は、ステップ１５０でＥ
ＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２を算出する。このとき、ＥＣ
Ｕ１０は後述する図５の手順に従い、ＥＧＲガス酸素濃
度メモリ１０ａ内の排ガス酸素濃度ΨＯ２や、その他エ
ンジン回転数ＮＥ、新気吸入量ＧＡ、吸気圧ＰＭ、新気
温度ＴＡ、ＥＧＲガス温度ＴＥなどを用いてＥＧＲガス
酸素濃度ΨＥＯ２を算出する。
ＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２を算出する。このとき、ＥＣ
Ｕ１０は後述する図５の手順に従い、ＥＧＲガス酸素濃
度メモリ１０ａ内の排ガス酸素濃度ΨＯ２や、その他エ
ンジン回転数ＮＥ、新気吸入量ＧＡ、吸気圧ＰＭ、新気
温度ＴＡ、ＥＧＲガス温度ＴＥなどを用いてＥＧＲガス
酸素濃度ΨＥＯ２を算出する。
【００３０】また、ＥＣＵ１０は、ステップ１６０で筒
内吸入酸素量ＧＴＯ２を算出する。このとき、ＥＣＵ１
０は後述する図６の手順に従い、前記ステップ１５０で
算出されるＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２などを用いて筒
内吸入酸素量ＧＴＯ２を算出する。
内吸入酸素量ＧＴＯ２を算出する。このとき、ＥＣＵ１
０は後述する図６の手順に従い、前記ステップ１５０で
算出されるＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２などを用いて筒
内吸入酸素量ＧＴＯ２を算出する。
【００３１】その後、ＥＣＵ１０は、ステップ１７０で
前記算出した筒内吸入酸素量ＧＴＯ２と目標吸入酸素量
ＧＴＴとを用い、両者の差の絶対値（｜ＧＴＯ２−ＧＴ
Ｔ｜）が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する。｜
ＧＴＯ２−ＧＴＴ｜が許容範囲外であれば、ＥＣＵ１０
はＥＧＲリフト指令値に補正が必要であるとみなす。こ
の場合、ＥＣＵ１０は、ステップ１７０を否定判別して
ステップ１８０，１９０の処理を実施し、その処理後に
図４のステップ２００に進む。
前記算出した筒内吸入酸素量ＧＴＯ２と目標吸入酸素量
ＧＴＴとを用い、両者の差の絶対値（｜ＧＴＯ２−ＧＴ
Ｔ｜）が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する。｜
ＧＴＯ２−ＧＴＴ｜が許容範囲外であれば、ＥＣＵ１０
はＥＧＲリフト指令値に補正が必要であるとみなす。こ
の場合、ＥＣＵ１０は、ステップ１７０を否定判別して
ステップ１８０，１９０の処理を実施し、その処理後に
図４のステップ２００に進む。
【００３２】すなわち、｜ＧＴＯ２−ＧＴＴ｜が許容範
囲外となる場合、ＥＣＵ１０はステップ１８０で筒内吸
入酸素量の目標値と実際値との偏差ΔＧＴ（＝ＧＴＯ２
−ＧＴＴ）を算出する。また、ＥＣＵ１０は、続くステ
ップ１９０で上記算出した偏差ΔＧＴを用い例えば周知
のＰＩＤ制御手法に則ってＥＧＲ弁３６のリフト指令補
正値ＳＫを算出する。
囲外となる場合、ＥＣＵ１０はステップ１８０で筒内吸
入酸素量の目標値と実際値との偏差ΔＧＴ（＝ＧＴＯ２
−ＧＴＴ）を算出する。また、ＥＣＵ１０は、続くステ
ップ１９０で上記算出した偏差ΔＧＴを用い例えば周知
のＰＩＤ制御手法に則ってＥＧＲ弁３６のリフト指令補
正値ＳＫを算出する。
【００３３】｜ＧＴＯ２−ＧＴＴ｜が許容範囲内であれ
ば、ＥＣＵ１０はＥＧＲリフト指令値の補正が不要であ
るとみなす。この場合、ＥＣＵ１０は、ステップ１７０
を肯定判別してステップ１８０，１９０を読み飛ばし、
そのまま図４のステップ２００に進む。
ば、ＥＣＵ１０はＥＧＲリフト指令値の補正が不要であ
るとみなす。この場合、ＥＣＵ１０は、ステップ１７０
を肯定判別してステップ１８０，１９０を読み飛ばし、
そのまま図４のステップ２００に進む。
【００３４】図４のステップ２００では、ＥＣＵ１０
は、ＥＧＲ弁３６の最終リフト指令値ＳＥＤを算出す
る。ここで、前記ステップ１７０がＹＥＳであれば、リ
フト指令補正値ＳＫが算出されていないため、ＥＣＵ１
０は、前記ステップ１３０で算出した基本リフト指令値
ＳＢＳを最終リフト指令値ＳＥＤとする（ＳＥＤ＝ＳＢ
Ｓ）。また、前記ステップ１７０がＮＯであれば、ＥＣ
Ｕ１０は、前記ステップ１９０のリフト指令補正値ＳＫ
を前記ステップ１３０の基本リフト指令値ＳＢＳに加算
して、最終リフト指令値ＳＥＤを算出する（ＳＥＤ＝Ｓ
ＢＳ＋ＳＫ）。
は、ＥＧＲ弁３６の最終リフト指令値ＳＥＤを算出す
る。ここで、前記ステップ１７０がＹＥＳであれば、リ
フト指令補正値ＳＫが算出されていないため、ＥＣＵ１
０は、前記ステップ１３０で算出した基本リフト指令値
ＳＢＳを最終リフト指令値ＳＥＤとする（ＳＥＤ＝ＳＢ
Ｓ）。また、前記ステップ１７０がＮＯであれば、ＥＣ
Ｕ１０は、前記ステップ１９０のリフト指令補正値ＳＫ
を前記ステップ１３０の基本リフト指令値ＳＢＳに加算
して、最終リフト指令値ＳＥＤを算出する（ＳＥＤ＝Ｓ
ＢＳ＋ＳＫ）。
【００３５】ＥＧＲ弁３６は、前記算出した最終リフト
指令値ＳＥＤに基づいてその開度が制御される。具体的
には、負圧制御弁４２により制御される負圧が最終リフ
ト指令値ＳＥＤに応じた値に制御され、該制御された負
圧がＥＧＲ弁３６の圧力室４０に導入される。そして、
該圧力室４０に導入された負圧分だけＥＧＲ弁３６が開
又は閉動作し、ＥＧＲガスが増量又は減量される。
指令値ＳＥＤに基づいてその開度が制御される。具体的
には、負圧制御弁４２により制御される負圧が最終リフ
ト指令値ＳＥＤに応じた値に制御され、該制御された負
圧がＥＧＲ弁３６の圧力室４０に導入される。そして、
該圧力室４０に導入された負圧分だけＥＧＲ弁３６が開
又は閉動作し、ＥＧＲガスが増量又は減量される。
【００３６】ＳＥＤ値の算出後のステップ２１０では、
ＥＣＵ１０は、燃焼後に排出される排ガス中の酸素濃度
（排ガス酸素濃度ΨＯ２）を算出する。このとき、ＥＣ
Ｕ１０は後述する図７の手順に従い、前記算出した燃料
噴射量ＱＦ、筒内吸入酸素量ＧＴＯ２などを用いて排ガ
ス酸素濃度ΨＯ２を算出する。
ＥＣＵ１０は、燃焼後に排出される排ガス中の酸素濃度
（排ガス酸素濃度ΨＯ２）を算出する。このとき、ＥＣ
Ｕ１０は後述する図７の手順に従い、前記算出した燃料
噴射量ＱＦ、筒内吸入酸素量ＧＴＯ２などを用いて排ガ
ス酸素濃度ΨＯ２を算出する。
【００３７】また、ＥＣＵ１０は、ステップ２２０で前
記算出した排ガス酸素濃度ΨＯ２を、その時点で排気行
程となる気筒番号（＃１〜＃４）を付してＥＧＲガス酸
素濃度メモリ１０ａに記憶し、その後本ルーチンを終了
する。その際、メモリ１０ａに記憶されるΨＯ２値は、
最新のΨＯ２値として図８のメモリ空き領域に格納され
る（例えば、図８右側のｍ＋８，ｍ＋９番地）。
記算出した排ガス酸素濃度ΨＯ２を、その時点で排気行
程となる気筒番号（＃１〜＃４）を付してＥＧＲガス酸
素濃度メモリ１０ａに記憶し、その後本ルーチンを終了
する。その際、メモリ１０ａに記憶されるΨＯ２値は、
最新のΨＯ２値として図８のメモリ空き領域に格納され
る（例えば、図８右側のｍ＋８，ｍ＋９番地）。
【００３８】図５は、前記図３におけるステップ１５０
でのＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２の算出サブルーチンを
示すフローチャートである。図５において、ＥＣＵ１０
は、先ずステップ１５１で前記読み込んだ新気吸入量Ｇ
Ａの単位を〔ｇ／ｃｙｌ〕から以降の演算に都合のよい
〔モル／ｃｙｌ〕に変換し、〔モル／ｃｙｌ〕単位での
新気吸入量ＧＡ’を算出する。また、ＥＣＵ１０は、続
くステップ１５２で筒内吸入ガス温度が３００〔Ｋ〕の
際の筒内吸入ガス量（筒内に吸入される全ガス量）ＧＴ
３００’〔モル／ｃｙｌ〕を算出する。このとき、ＲＯ
Ｍ内のマップ検索によりその時々のエンジン回転数ＮＥ
と吸気圧ＰＭとに応じてＧＴ３００’値が算出される。
でのＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２の算出サブルーチンを
示すフローチャートである。図５において、ＥＣＵ１０
は、先ずステップ１５１で前記読み込んだ新気吸入量Ｇ
Ａの単位を〔ｇ／ｃｙｌ〕から以降の演算に都合のよい
〔モル／ｃｙｌ〕に変換し、〔モル／ｃｙｌ〕単位での
新気吸入量ＧＡ’を算出する。また、ＥＣＵ１０は、続
くステップ１５２で筒内吸入ガス温度が３００〔Ｋ〕の
際の筒内吸入ガス量（筒内に吸入される全ガス量）ＧＴ
３００’〔モル／ｃｙｌ〕を算出する。このとき、ＲＯ
Ｍ内のマップ検索によりその時々のエンジン回転数ＮＥ
と吸気圧ＰＭとに応じてＧＴ３００’値が算出される。
【００３９】その後、ＥＣＵ１０は、ステップ１５３で
前記算出した新気吸入量ＧＡ’〔モル／ｃｙｌ〕と、３
００〔Ｋ〕での筒内吸入ガス量ＧＴ３００’〔モル／ｃ
ｙｌ〕とを用い、その時々の新気温度ＴＡとＥＧＲガス
温度ＴＥとに応じた筒内吸入ガス量ＧＴ’〔モル／ｃｙ
ｌ〕を算出する。詳細には、筒内吸入ガス量が筒内吸入
ガス温度に反比例する関係式と、筒内吸入ガス温度が新
気温度ＴＡ及びＥＧＲガス温度ＴＥのそれぞれのガス量
の比から求まる関係式とから導かれる次の式（１）に従
い、筒内吸入ガス量ＧＴ’〔モル／ｃｙｌ〕を算出す
る。
前記算出した新気吸入量ＧＡ’〔モル／ｃｙｌ〕と、３
００〔Ｋ〕での筒内吸入ガス量ＧＴ３００’〔モル／ｃ
ｙｌ〕とを用い、その時々の新気温度ＴＡとＥＧＲガス
温度ＴＥとに応じた筒内吸入ガス量ＧＴ’〔モル／ｃｙ
ｌ〕を算出する。詳細には、筒内吸入ガス量が筒内吸入
ガス温度に反比例する関係式と、筒内吸入ガス温度が新
気温度ＴＡ及びＥＧＲガス温度ＴＥのそれぞれのガス量
の比から求まる関係式とから導かれる次の式（１）に従
い、筒内吸入ガス量ＧＴ’〔モル／ｃｙｌ〕を算出す
る。
【００４０】
【数１】
【００４１】その後、ＥＣＵ１０は、ステップ１５４で
前記算出した新気吸入量ＧＡ’と、筒内吸入ガス量Ｇ
Ｔ’とから、筒内に吸入されるＥＧＲガス量ＧＥ’〔モ
ル／ｃｙｌ〕を、 ＧＥ’＝ＧＴ’−ＧＡ’ として算出する。
前記算出した新気吸入量ＧＡ’と、筒内吸入ガス量Ｇ
Ｔ’とから、筒内に吸入されるＥＧＲガス量ＧＥ’〔モ
ル／ｃｙｌ〕を、 ＧＥ’＝ＧＴ’−ＧＡ’ として算出する。
【００４２】次に、ＥＣＵ１０は、ステップ１５５で前
記算出したＥＧＲガス量ＧＥ’がＥＧＲ通路３５内にて
占める容積（ＥＧＲガス容積ＶＥ〔リットル〕）を算出
する。ここでは、ＲＯＭ内のマップ検索によりその時の
エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量ＱＦとから排気圧ＰＥ
〔ａｔｍ．ａｂｓ．〕を算出すると共に、次の式（２）
によりＥＧＲガス容積ＶＥ〔リットル〕を算出する。
記算出したＥＧＲガス量ＧＥ’がＥＧＲ通路３５内にて
占める容積（ＥＧＲガス容積ＶＥ〔リットル〕）を算出
する。ここでは、ＲＯＭ内のマップ検索によりその時の
エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量ＱＦとから排気圧ＰＥ
〔ａｔｍ．ａｂｓ．〕を算出すると共に、次の式（２）
によりＥＧＲガス容積ＶＥ〔リットル〕を算出する。
【００４３】
【数２】
【００４４】つまり、ＥＧＲガス容積ＶＥは、排気圧Ｐ
Ｅ、ＥＧＲガス量ＧＥ’及びＥＧＲガス温度ＴＥに基づ
き算出される。上記式（２）において、係数「２２．
４」は標準状態（大気圧）での１モル当たりのガス容積
に相当する。
Ｅ、ＥＧＲガス量ＧＥ’及びＥＧＲガス温度ＴＥに基づ
き算出される。上記式（２）において、係数「２２．
４」は標準状態（大気圧）での１モル当たりのガス容積
に相当する。
【００４５】その後ステップ１５６では、ＥＣＵ１０
は、今回の吸気行程で気筒に吸入されるＥＧＲガスがＥ
ＧＲ通路３５内で占める通路長さＬＥ〔ｍｍ〕を、前記
算出したＥＧＲガス容積ＶＥに基づき算出する。
は、今回の吸気行程で気筒に吸入されるＥＧＲガスがＥ
ＧＲ通路３５内で占める通路長さＬＥ〔ｍｍ〕を、前記
算出したＥＧＲガス容積ＶＥに基づき算出する。
【００４６】 ＬＥ＝ＶＥ・１０００／ＡＥ …（３） 上記式（３）において、「ＡＥ」はＥＧＲ通路３５の断
面積〔ｍｍ^2〕である。その後、ＥＣＵ１０は、ステッ
プ１５７で前記算出した通路長さＬＥと、ＥＧＲガス酸
素濃度メモリ１０ａの１番地当たりの通路長さΔＬとか
ら、当該メモリ１０ａから読み出されるべきΨＯ２値の
番地数Ｎを、次の式（４）により算出する。
面積〔ｍｍ^2〕である。その後、ＥＣＵ１０は、ステッ
プ１５７で前記算出した通路長さＬＥと、ＥＧＲガス酸
素濃度メモリ１０ａの１番地当たりの通路長さΔＬとか
ら、当該メモリ１０ａから読み出されるべきΨＯ２値の
番地数Ｎを、次の式（４）により算出する。
【００４７】 Ｎ＝ＬＥ／ΔＬ …（４） 但し、式（４）で算出されるＮ値において、小数点以下
は切り捨てる。ここで、図８に示すようにメモリ１０ａ
の領域の総数を「１０」とし、且つＥＧＲ通路３５の全
長（排気管２３との分岐点からＥＧＲ弁３６までの長
さ）を「Ｌ」とした場合、メモリ１番地当たりの通路長
さΔＬは、 ΔＬ＝Ｌ／１０ となる。因みに、ΔＬは、ＥＧＲ通路３５の全長Ｌとメ
モリ領域の総数とにて決定されるシステム毎の固有値で
ある。
は切り捨てる。ここで、図８に示すようにメモリ１０ａ
の領域の総数を「１０」とし、且つＥＧＲ通路３５の全
長（排気管２３との分岐点からＥＧＲ弁３６までの長
さ）を「Ｌ」とした場合、メモリ１番地当たりの通路長
さΔＬは、 ΔＬ＝Ｌ／１０ となる。因みに、ΔＬは、ＥＧＲ通路３５の全長Ｌとメ
モリ領域の総数とにて決定されるシステム毎の固有値で
ある。
【００４８】最後に、ＥＣＵ１０は、ステップ１５８で
前記算出した番地数Ｎ分のメモリ値（ΨＯ２値）に基づ
き、次の式（５）を用いてＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２
を算出する。
前記算出した番地数Ｎ分のメモリ値（ΨＯ２値）に基づ
き、次の式（５）を用いてＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２
を算出する。
【００４９】 ΨＥＯ２＝（ΨＯ２1 ＋ΨＯ２2 ＋・・・＋ΨＯ２N ）／Ｎ …（５） つまり、ＥＧＲガス酸素濃度メモリ１０ａの番地数Ｎ分
のΨＯ２値を古いものより読み出し、該読み出したΨＯ
２値を積算平均する。
のΨＯ２値を古いものより読み出し、該読み出したΨＯ
２値を積算平均する。
【００５０】図８に示すＥＧＲガス酸素濃度メモリ１０
ａにおいて、例えばＮ＝２の場合には、メモリ番地の小
さい２つのΨＯ２値、すなわちｍ，ｍ＋１番地の「ΨＯ
２#3」を読み出し同値を積算平均することで、ＥＧＲガ
ス酸素濃度ΨＥＯ２が算出される。
ａにおいて、例えばＮ＝２の場合には、メモリ番地の小
さい２つのΨＯ２値、すなわちｍ，ｍ＋１番地の「ΨＯ
２#3」を読み出し同値を積算平均することで、ＥＧＲガ
ス酸素濃度ΨＥＯ２が算出される。
【００５１】図６は、前記図３におけるステップ１６０
での筒内吸入酸素量ＧＴＯ２の算出サブルーチンを示す
フローチャートである。図６において、ＥＣＵ１０は、
ステップ１６１で〔モル／ｃｙｌ〕単位での筒内吸入酸
素量ＧＴＯ２’を算出する。このとき、筒内吸入酸素量
が新気中の酸素量とＥＧＲガス中の酸素量との和から求
まる関係より導かれた次の式（６）に従い、新気吸入量
ＧＡ’〔モル／ｃｙｌ〕と、筒内吸入ガス量ＧＴ’〔モ
ル／ｃｙｌ〕と、前記ステップ１５０で算出したＥＧＲ
ガス酸素濃度ΨＥＯ２とから、筒内吸入酸素量ＧＴＯ
２’を算出する。
での筒内吸入酸素量ＧＴＯ２の算出サブルーチンを示す
フローチャートである。図６において、ＥＣＵ１０は、
ステップ１６１で〔モル／ｃｙｌ〕単位での筒内吸入酸
素量ＧＴＯ２’を算出する。このとき、筒内吸入酸素量
が新気中の酸素量とＥＧＲガス中の酸素量との和から求
まる関係より導かれた次の式（６）に従い、新気吸入量
ＧＡ’〔モル／ｃｙｌ〕と、筒内吸入ガス量ＧＴ’〔モ
ル／ｃｙｌ〕と、前記ステップ１５０で算出したＥＧＲ
ガス酸素濃度ΨＥＯ２とから、筒内吸入酸素量ＧＴＯ
２’を算出する。
【００５２】 ＧＴＯ２’＝０．２１・ＧＡ’＋ΨＥＯ２・（ＧＴ’−ＧＡ’） …（６） 式（６）において、右辺の前項は新気吸入量ＧＡ’と当
該新気中の酸素濃度（約２１％）との積から新気中の酸
素量を算出するものであり、後項はＥＧＲガス量（Ｇ
Ｔ’−ＧＡ’）と当該ＥＧＲガス中の酸素濃度ΨＥＯ２
との積からＥＧＲガス中の酸素量を算出するものであ
る。
該新気中の酸素濃度（約２１％）との積から新気中の酸
素量を算出するものであり、後項はＥＧＲガス量（Ｇ
Ｔ’−ＧＡ’）と当該ＥＧＲガス中の酸素濃度ΨＥＯ２
との積からＥＧＲガス中の酸素量を算出するものであ
る。
【００５３】また、ＥＣＵ１０は、続くステップ１６２
で前記算出した筒内吸入酸素量ＧＴＯ２’の単位を、
〔モル／ｃｙｌ〕から〔ｇ／ｃｙｌ〕に変換して〔ｇ／
ｃｙｌ〕単位での筒内吸入酸素量ＧＴＯ２を算出する。
ＧＴＯ２値の単位換算後、本サブルーチンを終了する。
こうして算出した筒内吸入酸素量ＧＴＯ２は、前述した
通り筒内吸入酸素量のフィードバック制御に用いられる
（前記図３のステップ１７０〜１９０）。
で前記算出した筒内吸入酸素量ＧＴＯ２’の単位を、
〔モル／ｃｙｌ〕から〔ｇ／ｃｙｌ〕に変換して〔ｇ／
ｃｙｌ〕単位での筒内吸入酸素量ＧＴＯ２を算出する。
ＧＴＯ２値の単位換算後、本サブルーチンを終了する。
こうして算出した筒内吸入酸素量ＧＴＯ２は、前述した
通り筒内吸入酸素量のフィードバック制御に用いられる
（前記図３のステップ１７０〜１９０）。
【００５４】図７は、前記図４におけるステップ２１０
での排ガス酸素濃度ΨＯ２の算出サブルーチンを示すフ
ローチャートである。図７において、ＥＣＵ１０は、先
ずステップ２１１で燃料噴射量ＱＦの単位を〔ｇ／ｃｙ
ｌ〕からＣＨ2 換算での〔モル／ｃｙｌ〕単位に変換
し、ＣＨ2 換算での燃料噴射量ＱＣＨ２’〔モル／ｃｙ
ｌ〕を算出する。ここで、ＣＨ2 換算とは、「ＣＨn 」
で表される燃料（軽油）の組成を「ＣＨ2 」で置き換
え、燃料燃焼時の反応を簡便化して演算するためのもの
である。
での排ガス酸素濃度ΨＯ２の算出サブルーチンを示すフ
ローチャートである。図７において、ＥＣＵ１０は、先
ずステップ２１１で燃料噴射量ＱＦの単位を〔ｇ／ｃｙ
ｌ〕からＣＨ2 換算での〔モル／ｃｙｌ〕単位に変換
し、ＣＨ2 換算での燃料噴射量ＱＣＨ２’〔モル／ｃｙ
ｌ〕を算出する。ここで、ＣＨ2 換算とは、「ＣＨn 」
で表される燃料（軽油）の組成を「ＣＨ2 」で置き換
え、燃料燃焼時の反応を簡便化して演算するためのもの
である。
【００５５】続くステップ２１２では、ＥＣＵ１０は、
燃焼後の排気行程で排出される排ガス中の酸素濃度、す
なわち排ガス酸素濃度ΨＯ２を算出する。このとき、筒
内吸入ガスと筒内への噴射燃料とが完全燃焼すると仮定
して求めた次の式（７）に従い、筒内吸入酸素量ＧＴＯ
２’〔モル／ｃｙｌ〕と、筒内吸入ガス量ＧＴ’〔モル
／ｃｙｌ〕と、燃料噴射量ＱＣＨ２’〔モル／ｃｙｌ〕
とを用いて排ガス酸素濃度ΨＯ２を算出する。
燃焼後の排気行程で排出される排ガス中の酸素濃度、す
なわち排ガス酸素濃度ΨＯ２を算出する。このとき、筒
内吸入ガスと筒内への噴射燃料とが完全燃焼すると仮定
して求めた次の式（７）に従い、筒内吸入酸素量ＧＴＯ
２’〔モル／ｃｙｌ〕と、筒内吸入ガス量ＧＴ’〔モル
／ｃｙｌ〕と、燃料噴射量ＱＣＨ２’〔モル／ｃｙｌ〕
とを用いて排ガス酸素濃度ΨＯ２を算出する。
【００５６】
【数３】
【００５７】要するに、燃料「ＣＨ2 」１モルが完全燃
焼すると想定した場合、１モルのＣＨ2 と３／２モルの
Ｏ2 とが燃焼し、結果として１モルのＣＯ2 と１モルの
Ｈ2Ｏとが生成される（ＣＨ2 →ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ−３／
２Ｏ2 ）。かかる場合、前記の式（７）において、右辺
の分母は燃料が完全燃焼した際に排出される全ガス量に
相当し、分子は燃料が完全燃焼した際に排出される全酸
素量に相当する。従って、排ガス中の全酸素量を全ガス
量で除算することにより、排ガス酸素濃度ΨＯ２が算出
できる。
焼すると想定した場合、１モルのＣＨ2 と３／２モルの
Ｏ2 とが燃焼し、結果として１モルのＣＯ2 と１モルの
Ｈ2Ｏとが生成される（ＣＨ2 →ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ−３／
２Ｏ2 ）。かかる場合、前記の式（７）において、右辺
の分母は燃料が完全燃焼した際に排出される全ガス量に
相当し、分子は燃料が完全燃焼した際に排出される全酸
素量に相当する。従って、排ガス中の全酸素量を全ガス
量で除算することにより、排ガス酸素濃度ΨＯ２が算出
できる。
【００５８】ＥＣＵ１０は、上記の如く算出した排ガス
酸素濃度ΨＯ２をＥＧＲガス酸素濃度メモリ１０ａに随
時記憶する。このメモリ１０ａに記憶された排ガス酸素
濃度ΨＯ２は、前述した通りＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ
２の算出時において順次読み出される（前記図５のステ
ップ１５８）。
酸素濃度ΨＯ２をＥＧＲガス酸素濃度メモリ１０ａに随
時記憶する。このメモリ１０ａに記憶された排ガス酸素
濃度ΨＯ２は、前述した通りＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ
２の算出時において順次読み出される（前記図５のステ
ップ１５８）。
【００５９】ここで、ＥＧＲガス濃度濃度メモリ１０ａ
のデータ更新手順について説明する。図８に示すよう
に、更新前のメモリ１０ａ（図の左側）では例えばディ
ーゼルエンジン２０の燃焼順序に合わせて＃３，＃４，
＃２気筒の排ガス酸素濃度ΨＯ２#3，ΨＯ２#4，ΨＯ２
#2が記憶されている。ｍ〜ｍ＋３番地には同一の「ΨＯ
２#3」が、ｍ＋４〜ｍ＋６番地には同一の「ΨＯ２#4」
が、ｍ＋７〜ｍ＋９番地には同一の「ΨＯ２#2」が、そ
れぞれ記憶されている。同一値が記憶されている領域の
個数は、ΨＯ２値の検出時におけるＥＧＲガス量に対応
している。
のデータ更新手順について説明する。図８に示すよう
に、更新前のメモリ１０ａ（図の左側）では例えばディ
ーゼルエンジン２０の燃焼順序に合わせて＃３，＃４，
＃２気筒の排ガス酸素濃度ΨＯ２#3，ΨＯ２#4，ΨＯ２
#2が記憶されている。ｍ〜ｍ＋３番地には同一の「ΨＯ
２#3」が、ｍ＋４〜ｍ＋６番地には同一の「ΨＯ２#4」
が、ｍ＋７〜ｍ＋９番地には同一の「ΨＯ２#2」が、そ
れぞれ記憶されている。同一値が記憶されている領域の
個数は、ΨＯ２値の検出時におけるＥＧＲガス量に対応
している。
【００６０】次の燃焼気筒が＃２気筒である場合、当該
＃２気筒についてＥＧＲガス量ＧＥが算出されると共
に、当該ＥＧＲガスが占める排ガス通路長さＬＥと、同
ＬＥに対応するメモリ番地数Ｎとが算出される（前記図
５のステップ１５４〜１５７）。このとき、メモリ番地
数Ｎが「２」であれば、更新前のメモリ１０ａ（図８の
左側）からｍ，ｍ＋１番地の値（図では、共にΨＯ２#
3）が読み出されてＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２の算出
に用いられる（図５のステップ１５８）。ｍ，ｍ＋１番
地の値（ΨＯ２#3）が読み出されると同時に、その値が
消去される。そして、メモリ１０ａの空き領域を埋める
ようにｍ＋２〜ｍ＋９番地の値が繰り上げて格納され
る。
＃２気筒についてＥＧＲガス量ＧＥが算出されると共
に、当該ＥＧＲガスが占める排ガス通路長さＬＥと、同
ＬＥに対応するメモリ番地数Ｎとが算出される（前記図
５のステップ１５４〜１５７）。このとき、メモリ番地
数Ｎが「２」であれば、更新前のメモリ１０ａ（図８の
左側）からｍ，ｍ＋１番地の値（図では、共にΨＯ２#
3）が読み出されてＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２の算出
に用いられる（図５のステップ１５８）。ｍ，ｍ＋１番
地の値（ΨＯ２#3）が読み出されると同時に、その値が
消去される。そして、メモリ１０ａの空き領域を埋める
ようにｍ＋２〜ｍ＋９番地の値が繰り上げて格納され
る。
【００６１】その後、＃２気筒が吸気行程時に排気行程
となる気筒、すなわち＃１気筒についてその排ガス酸素
濃度ΨＯ２が算出される（前記図４のステップ２１
０）。そして、該算出された排ガス酸素濃度ΨＯ２#1
が、前記メモリ１０ａの空き領域（ｍ＋８，ｍ＋９番
地）に記憶される。このようにＥＧＲガス酸素濃度メモ
リ１０ａでは、ΨＯ２値の流出及び流入動作が繰り返し
実施される。
となる気筒、すなわち＃１気筒についてその排ガス酸素
濃度ΨＯ２が算出される（前記図４のステップ２１
０）。そして、該算出された排ガス酸素濃度ΨＯ２#1
が、前記メモリ１０ａの空き領域（ｍ＋８，ｍ＋９番
地）に記憶される。このようにＥＧＲガス酸素濃度メモ
リ１０ａでは、ΨＯ２値の流出及び流入動作が繰り返し
実施される。
【００６２】図２は、上記動作の概要をより具体的に示
すタイムチャートである。図２において、時刻ｔ１以前
（時刻ｔ２以降も同じ）は、アクセル開度ＶＡが略一定
に保持されて車両が定常走行されている。そのため、エ
ンジン回転数ＮＥ、燃料噴射量ＱＦ、ＥＧＲガス酸素濃
度ΨＥＯ２、ＥＧＲ開度（ＥＧＲ弁３６の開度）、筒内
吸入酸素量ＧＴＯ２、ＮＯx 発生量が略一定値のまま保
持されている。
すタイムチャートである。図２において、時刻ｔ１以前
（時刻ｔ２以降も同じ）は、アクセル開度ＶＡが略一定
に保持されて車両が定常走行されている。そのため、エ
ンジン回転数ＮＥ、燃料噴射量ＱＦ、ＥＧＲガス酸素濃
度ΨＥＯ２、ＥＧＲ開度（ＥＧＲ弁３６の開度）、筒内
吸入酸素量ＧＴＯ２、ＮＯx 発生量が略一定値のまま保
持されている。
【００６３】時刻ｔ１でアクセルペダル１５が踏み込み
操作されて加速が開始されると、それに伴って燃料噴射
量ＱＦが増大すると共にエンジン回転数ＮＥが上昇す
る。なお、アクセル操作に応じてエンジン回転数ＮＥが
変動する期間は、実際にはアクセル操作期間よりも幾分
遅れるものであるが、便宜上、図２ではアクセルの踏み
込み操作期間（時刻ｔ１〜ｔ２）とエンジン回転数ＮＥ
の変動期間とを同一にして示す。
操作されて加速が開始されると、それに伴って燃料噴射
量ＱＦが増大すると共にエンジン回転数ＮＥが上昇す
る。なお、アクセル操作に応じてエンジン回転数ＮＥが
変動する期間は、実際にはアクセル操作期間よりも幾分
遅れるものであるが、便宜上、図２ではアクセルの踏み
込み操作期間（時刻ｔ１〜ｔ２）とエンジン回転数ＮＥ
の変動期間とを同一にして示す。
【００６４】時刻ｔ１では、アクセル操作に伴いＥＧＲ
開度が減少し始める。また、燃料噴射量ＱＦの増加によ
り排気行程毎に検出される排ガス酸素濃度が低下するた
め、ＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２も低下し始める。この
とき、ＥＧＲ開度の減少により排ガスの還流遅れ時間が
増大し、この還流遅れ時間により実際にはＥＧＲガス酸
素濃度ΨＥＯ２が少しずつ減少するが、従来既存の装置
によれば１燃焼サイクル前のＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ
２（排ガス酸素濃度）が扱われるために還流遅れ時間が
反映されず、図の破線で示すように、真値（実線）より
も低くＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２を見積ってしまう。
そのため、同じく破線に示すように、ＥＧＲ開度が小さ
くなって筒内吸入酸素量ＧＴＯ２が最適値よりも多く制
御されてしまい、結果としてＮＯx 発生量が過剰に増大
する。
開度が減少し始める。また、燃料噴射量ＱＦの増加によ
り排気行程毎に検出される排ガス酸素濃度が低下するた
め、ＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２も低下し始める。この
とき、ＥＧＲ開度の減少により排ガスの還流遅れ時間が
増大し、この還流遅れ時間により実際にはＥＧＲガス酸
素濃度ΨＥＯ２が少しずつ減少するが、従来既存の装置
によれば１燃焼サイクル前のＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ
２（排ガス酸素濃度）が扱われるために還流遅れ時間が
反映されず、図の破線で示すように、真値（実線）より
も低くＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２を見積ってしまう。
そのため、同じく破線に示すように、ＥＧＲ開度が小さ
くなって筒内吸入酸素量ＧＴＯ２が最適値よりも多く制
御されてしまい、結果としてＮＯx 発生量が過剰に増大
する。
【００６５】これに対し本実施の形態では、時刻ｔ１〜
ｔ２において、ＥＧＲ通路３５内に滞留するＥＧＲガス
（排ガス）の還流遅れ時間を考慮してＥＧＲガス酸素濃
度ΨＥＯ２が算出される。そのため、ＥＧＲ開度の減少
時に排ガスの還流遅れ時間が増大するような場合であっ
ても、ΨＥＯ２値が真値から外れることはない。従っ
て、該ΨＥＯ２値に対応する筒内吸入酸素量ＧＴＯ２が
最適値に制御される。結果として、良好なる燃焼状態が
維持され、ＮＯx 発生量の過剰な増大が防止される。
ｔ２において、ＥＧＲ通路３５内に滞留するＥＧＲガス
（排ガス）の還流遅れ時間を考慮してＥＧＲガス酸素濃
度ΨＥＯ２が算出される。そのため、ＥＧＲ開度の減少
時に排ガスの還流遅れ時間が増大するような場合であっ
ても、ΨＥＯ２値が真値から外れることはない。従っ
て、該ΨＥＯ２値に対応する筒内吸入酸素量ＧＴＯ２が
最適値に制御される。結果として、良好なる燃焼状態が
維持され、ＮＯx 発生量の過剰な増大が防止される。
【００６６】なお本実施の形態では、前記図５のステッ
プ１５４が請求項記載の排ガス還流量検出手段に、前記
図４のステップ２１０が排ガス酸素濃度検出手段に、前
記図５のステップ１５８が還流ガス酸素濃度算出手段
に、前記図３，４のステップ１７０〜２００が排ガス還
流量制御手段に、それぞれ相当する。
プ１５４が請求項記載の排ガス還流量検出手段に、前記
図４のステップ２１０が排ガス酸素濃度検出手段に、前
記図５のステップ１５８が還流ガス酸素濃度算出手段
に、前記図３，４のステップ１７０〜２００が排ガス還
流量制御手段に、それぞれ相当する。
【００６７】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
の効果が得られる。 （ａ）本実施の形態では、排気行程毎に検出される排ガ
ス酸素濃度ΨＯ２の履歴を随時、ＥＧＲガス酸素濃度メ
モリ１０ａに記憶すると共に、その時々のＥＧＲガス量
が占めるＥＧＲ通路３５内の長さを求め、その長さに応
じた排ガスの還流遅れ時間だけ前に記憶したメモリ値か
ら、吸気管２２に還流される排ガス（ＥＧＲガス）の酸
素濃度（ＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２）を算出するよう
にした。そして、該算出したΨＥＯ２値を用いて排ガス
還流量（ＥＧＲ弁３６の開度）を制御するようにした。
従って、車両加減速などの過渡運転時においても筒内吸
入酸素量が適正に制御でき、ＮＯx 排出量が過剰に増大
するといった不具合が解消できる。結果として、ＥＧＲ
ガス酸素濃度を正確に把握し、ひいてはＥＧＲ制御を精
度良く実施することができる。
の効果が得られる。 （ａ）本実施の形態では、排気行程毎に検出される排ガ
ス酸素濃度ΨＯ２の履歴を随時、ＥＧＲガス酸素濃度メ
モリ１０ａに記憶すると共に、その時々のＥＧＲガス量
が占めるＥＧＲ通路３５内の長さを求め、その長さに応
じた排ガスの還流遅れ時間だけ前に記憶したメモリ値か
ら、吸気管２２に還流される排ガス（ＥＧＲガス）の酸
素濃度（ＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２）を算出するよう
にした。そして、該算出したΨＥＯ２値を用いて排ガス
還流量（ＥＧＲ弁３６の開度）を制御するようにした。
従って、車両加減速などの過渡運転時においても筒内吸
入酸素量が適正に制御でき、ＮＯx 排出量が過剰に増大
するといった不具合が解消できる。結果として、ＥＧＲ
ガス酸素濃度を正確に把握し、ひいてはＥＧＲ制御を精
度良く実施することができる。
【００６８】（ｂ）ＥＧＲガス酸素濃度メモリ１０ａに
複数の記憶領域を設け、ＥＧＲガス量に相当する個数の
メモリ値を読み出してＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２を算
出するようにした。この場合、還流遅れ時間を反映した
ＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２が容易且つ正確に算出でき
る。
複数の記憶領域を設け、ＥＧＲガス量に相当する個数の
メモリ値を読み出してＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２を算
出するようにした。この場合、還流遅れ時間を反映した
ＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２が容易且つ正確に算出でき
る。
【００６９】（ｃ）ＥＧＲ制御に際し、使用後の排ガス
酸素濃度ΨＯ２のメモリ値を消去し、代わりにその時点
で排気行程となる他の気筒の排ガス酸素濃度ΨＯ２にて
メモリ１０ａを更新するようにした。この場合、気筒毎
に検出される排ガス酸素濃度ΨＯ２が同一のメモリ１０
ａにて管理でき、メモリ容量の削減に貢献できる。
酸素濃度ΨＯ２のメモリ値を消去し、代わりにその時点
で排気行程となる他の気筒の排ガス酸素濃度ΨＯ２にて
メモリ１０ａを更新するようにした。この場合、気筒毎
に検出される排ガス酸素濃度ΨＯ２が同一のメモリ１０
ａにて管理でき、メモリ容量の削減に貢献できる。
【００７０】（ｄ）また本実施の形態では、筒内吸入酸
素量ＧＴＯ２がエンジン運転状態に応じた目標吸入酸素
量ＧＴＴになるよう、排ガス還流量（ＥＧＲ弁３６の開
度）を制御することとした。車両加速時には、目標吸入
酸素量ＧＴＴに応じて筒内吸入酸素量ＧＴＯ２を増加さ
せるべくＥＧＲガス量が抑えられ（ＥＧＲ弁３６が閉側
に制御され）、新気吸入量の増量が促される。かかる場
合、筒内への吸入酸素量が不足することなく理想燃焼が
実現できる。またこのとき、加速性能が損なわれること
もない。
素量ＧＴＯ２がエンジン運転状態に応じた目標吸入酸素
量ＧＴＴになるよう、排ガス還流量（ＥＧＲ弁３６の開
度）を制御することとした。車両加速時には、目標吸入
酸素量ＧＴＴに応じて筒内吸入酸素量ＧＴＯ２を増加さ
せるべくＥＧＲガス量が抑えられ（ＥＧＲ弁３６が閉側
に制御され）、新気吸入量の増量が促される。かかる場
合、筒内への吸入酸素量が不足することなく理想燃焼が
実現できる。またこのとき、加速性能が損なわれること
もない。
【００７１】（ｅ）ＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２、筒内
吸入酸素量ＧＴＯ２、排ガス酸素濃度ΨＯ２の算出に際
し、モル換算により演算を行うようにした。そのため、
ΨＥＯ２，ＧＴＯ２，ΨＯ２の各値が正確に算出でき
る。
吸入酸素量ＧＴＯ２、排ガス酸素濃度ΨＯ２の算出に際
し、モル換算により演算を行うようにした。そのため、
ΨＥＯ２，ＧＴＯ２，ΨＯ２の各値が正確に算出でき
る。
【００７２】なお、本発明の実施の形態は、上記以外に
次の形態にて実現できる。上記実施の形態では、ＥＧＲ
ガス酸素濃度メモリ１０ａに１０個の領域を設けたが、
この構成を変更する。同メモリ１０ａに１０個以上（例
えば２０個）の領域を設け、これら各領域に排ガス酸素
濃度ΨＯ２を随時記憶する。この場合、メモリ１番地当
たりの通路長さΔＬが短くなり、メモリ番地数Ｎが１〜
２０の範囲内で算出される（前記図５のステップ１５
７）。メモリ１０ａの領域の総数を多くすることによ
り、きめ細かな制御が可能となる。
次の形態にて実現できる。上記実施の形態では、ＥＧＲ
ガス酸素濃度メモリ１０ａに１０個の領域を設けたが、
この構成を変更する。同メモリ１０ａに１０個以上（例
えば２０個）の領域を設け、これら各領域に排ガス酸素
濃度ΨＯ２を随時記憶する。この場合、メモリ１番地当
たりの通路長さΔＬが短くなり、メモリ番地数Ｎが１〜
２０の範囲内で算出される（前記図５のステップ１５
７）。メモリ１０ａの領域の総数を多くすることによ
り、きめ細かな制御が可能となる。
【００７３】また、ＥＧＲガス酸素濃度メモリ１０ａの
使用領域の総数ｎを可変とし、メモリ１番地当たりの通
路長さΔＬ（＝全長Ｌ／ｎ）を適宜変更する。例えば定
常運転時には総数ｎを比較的小さな値とし、車両の加減
速等による過渡運転時には総数ｎを比較的大きな値とす
る。本実施の形態によれば、ＥＧＲ通路３５内の酸素濃
度が略均一な場合（定常運転時）において、使用するメ
モリ１０ａの領域を最小限に抑えることができる一方、
ＥＧＲ通路３５内の酸素濃度が排気管側と吸気管側とで
相違する場合（過渡運転時）において、還流遅れ時間を
考慮した高精度なＥＧＲ制御が実施できる。
使用領域の総数ｎを可変とし、メモリ１番地当たりの通
路長さΔＬ（＝全長Ｌ／ｎ）を適宜変更する。例えば定
常運転時には総数ｎを比較的小さな値とし、車両の加減
速等による過渡運転時には総数ｎを比較的大きな値とす
る。本実施の形態によれば、ＥＧＲ通路３５内の酸素濃
度が略均一な場合（定常運転時）において、使用するメ
モリ１０ａの領域を最小限に抑えることができる一方、
ＥＧＲ通路３５内の酸素濃度が排気管側と吸気管側とで
相違する場合（過渡運転時）において、還流遅れ時間を
考慮した高精度なＥＧＲ制御が実施できる。
【００７４】上記実施の形態では、前記図５のルーチン
において、ＥＧＲガス量に応じたメモリ１０ａの番地数
Ｎ分の排ガス酸素濃度ΨＯ２（ΨＯ２1 ，ΨＯ２2 ・・
・ΨＯ２N ）を読み出し、該読み出したΨＯ２値の積算
平均からＥＧＲガス濃度ΨＥＯ２を算出したが、この構
成を変更する。例えば前記図８に示すように、読み出さ
れる複数のメモリ値が同一の場合（図では共にΨＯ２#
3）、積算平均の処理を実施せず、ΨＯ２#3値をそのま
ま読み出す。読み出されるメモリ値が異なる場合にの
み、積算平均の処理を実施する。この場合、積算平均に
かかる演算負荷が軽減できる。
において、ＥＧＲガス量に応じたメモリ１０ａの番地数
Ｎ分の排ガス酸素濃度ΨＯ２（ΨＯ２1 ，ΨＯ２2 ・・
・ΨＯ２N ）を読み出し、該読み出したΨＯ２値の積算
平均からＥＧＲガス濃度ΨＥＯ２を算出したが、この構
成を変更する。例えば前記図８に示すように、読み出さ
れる複数のメモリ値が同一の場合（図では共にΨＯ２#
3）、積算平均の処理を実施せず、ΨＯ２#3値をそのま
ま読み出す。読み出されるメモリ値が異なる場合にの
み、積算平均の処理を実施する。この場合、積算平均に
かかる演算負荷が軽減できる。
【００７５】ＥＧＲガス酸素濃度メモリ１０ａに記憶さ
れるΨＯ２値に気筒判別データを付与せずに構成するこ
ともできる。また、上記実施の形態では、メモリ１０ａ
内における同一のΨＯ２値の数をＥＧＲガス量に対応さ
せていたが、この構成を変更する。例えばΨＯ２自身の
データと、ＥＧＲガス量に対応するΨＯ２の個数データ
とを別個に記憶する。
れるΨＯ２値に気筒判別データを付与せずに構成するこ
ともできる。また、上記実施の形態では、メモリ１０ａ
内における同一のΨＯ２値の数をＥＧＲガス量に対応さ
せていたが、この構成を変更する。例えばΨＯ２自身の
データと、ＥＧＲガス量に対応するΨＯ２の個数データ
とを別個に記憶する。
【００７６】上記実施の形態における前記図３のルーチ
ンにおいて、ステップ１７０の判別処理を削除する。こ
の場合、常に筒内吸入酸素量の偏差ΔＧＴとリフト指令
補正値ＳＫとが算出され、ＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２
が毎時のＥＧＲ制御に反映される。
ンにおいて、ステップ１７０の判別処理を削除する。こ
の場合、常に筒内吸入酸素量の偏差ΔＧＴとリフト指令
補正値ＳＫとが算出され、ＥＧＲガス酸素濃度ΨＥＯ２
が毎時のＥＧＲ制御に反映される。
【００７７】吸気行程毎のＥＧＲガス量を例えば流量計
にて検出する構成としたり、排気行程毎の排ガス酸素濃
度を酸素濃度センサ（例えば限界電流式酸素濃度セン
サ）にて検出する構成としたりしてもよい。この場合、
請求項記載の排ガス還流量検出手段、並びに排ガス酸素
濃度検出手段が上記各センサにて構成されることとな
る。
にて検出する構成としたり、排気行程毎の排ガス酸素濃
度を酸素濃度センサ（例えば限界電流式酸素濃度セン
サ）にて検出する構成としたりしてもよい。この場合、
請求項記載の排ガス還流量検出手段、並びに排ガス酸素
濃度検出手段が上記各センサにて構成されることとな
る。
【００７８】上記実施の形態では、ＥＧＲ弁３６の開度
を調整することにより筒内吸入酸素量ＧＴＯ２を目標値
に制御していたが、これを変更する。吸気絞り弁１６を
電子制御式のものにし、同吸気絞り弁１６の開度を調整
することにより筒内吸入酸素量ＧＴＯ２を目標値に制御
するようにしてもよい。かかる場合、例えばアクセルペ
ダルの踏み込み操作に伴う車両加速時には、吸気絞り弁
１６が開側に制御され、新気吸入量の増量が促されて筒
内吸入酸素量が増加する。本構成においても理想燃焼が
実現できる。
を調整することにより筒内吸入酸素量ＧＴＯ２を目標値
に制御していたが、これを変更する。吸気絞り弁１６を
電子制御式のものにし、同吸気絞り弁１６の開度を調整
することにより筒内吸入酸素量ＧＴＯ２を目標値に制御
するようにしてもよい。かかる場合、例えばアクセルペ
ダルの踏み込み操作に伴う車両加速時には、吸気絞り弁
１６が開側に制御され、新気吸入量の増量が促されて筒
内吸入酸素量が増加する。本構成においても理想燃焼が
実現できる。
【００７９】上記実施の形態では、４気筒ディーゼルエ
ンジンのＥＧＲ装置に本発明を具体化したが、これを変
更する。本発明を４気筒以外の多気筒エンジンに適用し
たり、単気筒エンジンに適用したり、或いはガソリンエ
ンジンに適用したりしてもよい。かかる場合にも、ＮＯ
x 排出量が低減でき、本発明の目的が達せられる。
ンジンのＥＧＲ装置に本発明を具体化したが、これを変
更する。本発明を４気筒以外の多気筒エンジンに適用し
たり、単気筒エンジンに適用したり、或いはガソリンエ
ンジンに適用したりしてもよい。かかる場合にも、ＮＯ
x 排出量が低減でき、本発明の目的が達せられる。
【図１】発明の実施の形態におけるエンジン制御システ
ムの概要を示す全体構成図。
ムの概要を示す全体構成図。
【図２】実施の形態における作用を説明するためのタイ
ムチャート。
ムチャート。
【図３】ＥＧＲ弁制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】図３に続き、ＥＧＲ弁制御ルーチンを示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図５】ＥＧＲガス酸素濃度の算出サブルーチンを示す
フローチャート。
フローチャート。
【図６】筒内吸入酸素量の算出サブルーチンを示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図７】排ガス酸素濃度の算出サブルーチンを示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図８】ＥＧＲガス酸素濃度メモリの構成を示す概略
図。
図。
１０…排ガス還流量検出手段，排ガス酸素濃度検出手
段，還流ガス酸素濃度算出手段，排ガス還流量制御手段
を構成するＥＣＵ（電子制御装置）、１０ａ…ＥＧＲガ
ス酸素濃度メモリ、２０…ディーゼルエンジン、２２…
吸気管、３５…ＥＧＲ通路（排ガス還流通路）、３６…
ＥＧＲ弁。
段，還流ガス酸素濃度算出手段，排ガス還流量制御手段
を構成するＥＣＵ（電子制御装置）、１０ａ…ＥＧＲガ
ス酸素濃度メモリ、２０…ディーゼルエンジン、２２…
吸気管、３５…ＥＧＲ通路（排ガス還流通路）、３６…
ＥＧＲ弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３５１ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３５１ 45/00 ３６８ 45/00 ３６８Ｆ ３７６ ３７６Ｂ
Claims (5)
- 【請求項１】内燃機関の排ガスの一部を排ガス還流通路
を介して吸気系に還流する内燃機関の排ガス還流制御装
置において、 前記排ガス還流通路を介して吸気行程毎に還流される排
ガス量を検出する排ガス還流量検出手段と、 排気行程毎に排ガス中の酸素濃度を検出する排ガス酸素
濃度検出手段と、 前記検出した排ガス中の酸素濃度の履歴を随時記憶する
メモリと、 前記検出した排ガス還流量が占める前記排ガス還流通路
内の長さを求め、その長さに応じた排ガスの還流遅れ時
間だけ前に記憶したメモリ値から、吸気系に還流される
排ガスの酸素濃度を算出する還流ガス酸素濃度算出手段
と、 該算出した還流排ガスの酸素濃度を用いて排ガス還流量
を制御する排ガス還流量制御手段とを備えることを特徴
とする内燃機関の排ガス還流制御装置。 - 【請求項２】前記メモリは複数の記憶領域を有し、その
領域毎に排ガス酸素濃度の履歴を記憶保持する装置であ
って、 前記還流ガス酸素濃度算出手段は、前記検出した排ガス
還流量に相当する個数の酸素濃度メモリ値を読み出し、
該読み出したメモリ値に基づき還流排ガスの酸素濃度を
算出する請求項１に記載の内燃機関の排ガス還流制御装
置。 - 【請求項３】請求項２に記載の排ガス還流制御装置にお
いて、 前記還流ガス酸素濃度算出手段は、前記酸素濃度のメモ
リ値を平均化して還流排ガスの酸素濃度を算出する内燃
機関の排ガス還流制御装置。 - 【請求項４】請求項２又は請求項３に記載の排ガス還流
制御装置において、 前記検出した排ガス還流量に相当する個数のメモリ領域
に、その時の排ガス酸素濃度の検出値を記憶させる内燃
機関の排ガス還流制御装置。 - 【請求項５】多気筒内燃機関に適用される排ガス還流制
御装置において、 前記排ガス酸素濃度のメモリ値を用いて排ガス還流量を
制御する際、当該用いた排ガス酸素濃度のメモリ値を消
去し、代わりにその時点で排気行程となる他の気筒の排
ガス酸素濃度にて前記メモリを更新する請求項１〜請求
項４のいずれかに記載の内燃機関の排ガス還流制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32451797A JP3329711B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 内燃機関の排ガス還流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32451797A JP3329711B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 内燃機関の排ガス還流制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11159404A true JPH11159404A (ja) | 1999-06-15 |
| JP3329711B2 JP3329711B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=18166692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32451797A Expired - Fee Related JP3329711B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 内燃機関の排ガス還流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329711B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007120455A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化システム |
| US7263428B2 (en) | 2002-12-17 | 2007-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cylinder inflow exhaust gas amount calculation system of internal combustion engine and intake passage inflow exhaust gas amount calculation system of internal combustion engine |
| JP2010229873A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Toyota Motor Corp | 内燃機関のｅｇｒ制御システム |
| JP2012154245A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Denso Corp | 内燃機関の制御装置 |
| JP2012241667A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Fujitsu Ltd | 目標値算出方法及び装置 |
| JP2020063740A (ja) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | マニエッティ・マレリ・エッセ・ピ・ア | 内燃エンジンのシリンダー内に存在する再循環排気ガスの濃度を特定するための推定方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4197336B2 (ja) | 2003-10-23 | 2008-12-17 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の排気ガス還流装置 |
-
1997
- 1997-11-26 JP JP32451797A patent/JP3329711B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7263428B2 (en) | 2002-12-17 | 2007-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cylinder inflow exhaust gas amount calculation system of internal combustion engine and intake passage inflow exhaust gas amount calculation system of internal combustion engine |
| JP2007120455A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化システム |
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| JP2012241667A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | Fujitsu Ltd | 目標値算出方法及び装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3329711B2 (ja) | 2002-09-30 |
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