JP2001059447A - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＥＧＲ、過給圧の各制御の環境、劣化に対す
るロバスト性を確保する。 【解決手段】 過給機６１とＥＧＲ量を制御可能なＥＧ
Ｒ弁６２を備える。この場合に、目標ＥＧＲ量と目標Ｅ
ＧＲ率に基づいてＥＧＲ流速を演算手段６６が演算し、
このＥＧＲ流速と目標ＥＧＲ量からＥＧＲ弁６２の開口
面積を演算手段６７が演算し、このＥＧＲ弁開口面積と
なるように制御手段６８がＥＧＲ弁６２を制御する。目
標吸入空気量が得られるように過給機６１を制御手段７
０が制御する。実吸入空気量と目標吸入空気量の差また
は比に基づいてＥＧＲ流速またはＥＧＲ流速の演算に用
いるパラメータを補正手段７２がフィードバック補正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はディーゼルエンジ
ンの制御装置、特にＥＧＲ装置（排気の一部を吸気通路
へ再循環させる装置）と過給機を備えるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ターボ過給機とＥＧＲ流量を制御可能な
ＥＧＲ弁とを備え、ターボ過給機を作動させて過給を行
う領域とＥＧＲ弁を開いてＥＧＲを行う領域とを分ける
ようにしたものがある（特開平７−１３９４１３号公報
参照）。

【０００３】また、タービン内に可変ノズルを有する可
変容量ターボ過給機とＥＧＲ弁を備え、特に過渡時にお
けるＥＧＲ量および可変ノズルのノズル開度の制御法を
検討したもの（ＩＭｅｃｈＥ １９９７ Ｃ５２４／１２
７／９７参照）や可変容量ターボ過給機と、設定が連続
的でなく数段の段階的設定が可能なＥＧＲ弁とを備え、
可変ノズルの開口面積でＥＧＲ量を制御するようにした
もの等がある（社団法人 自動車技術会 発行『学術講演
会前刷集９６５ １９９６−１０』 第１９３頁〜第１９
６頁参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの従
来装置は、どれも基本的に、ＥＧＲ量を変化させる際に
可変ノズルのノズル開度を一定値にホールドし、また過
給圧を変化させる際にＥＧＲ弁開度を一定値にホールド
して、排気エミッションの最適値を得ようとするもので
ある。

【０００５】ここで、ノズル開度とＥＧＲ弁開度の一方
をホールドした状態で他方を変化させるようにしている
のは次の理由による。過給圧制御という観点からみる
と、ＥＧＲ制御も、過給圧制御の役割を物理的に果たし
ている。つまり、ＥＧＲ量を変化させることにより過給
圧も変化する。逆に、過給圧を変化させると、排気圧力
が変化するため、ＥＧＲ量も変化することになり、過給
圧とＥＧＲ量とは独立に制御できないこと、また、やや
もするとお互いに制御上の外乱となっていることにあ
る。この結果、従来技術では、ある程度妥協した使い方
にならざるを得ない。

【０００６】なお、一方を変化させた場合に、制御精度
を確保するには、他方を適合し直すことであるが、他方
を適合し直した後には、もう一方を再適合しなければな
らなくなるので、この方法では、過渡時の制御精度を確
保することが困難である。

【０００７】このように、過給圧とＥＧＲ量とはお互い
に影響を与えるため、ＥＧＲ量を変えると、ノズル開度
を変える必要があるなど適切な適合が困難な上に、特に
過渡時は双方の制御精度が低下する。

【０００８】その一方で、ディーゼルエンジンの場合、
過給圧とＥＧＲ量それぞれが排気中の有害物の排出量に
感度をもち、排気中の有害排出物の低減のためにはこれ
らを最適な値に設定することが必要である。特に、過渡
時にこれらお互いの目標値を達成して、排気エミッショ
ンと運転性を両立するためには、それぞれをアクティブ
に変化させることが望まれる。

【０００９】また、排気通路にＮＯｘ還元触媒などの触
媒を備える場合に、その触媒が劣化してくると、排気圧
が上昇し、こうした排気圧の上昇や可変容量ターボ過給
機の作動バラツキによる吸入空気量の変動でＥＧＲ量が
増大すると、空気過剰率が小さくなり、スモーク特性が
悪くなる。そこで、実吸入空気量が目標吸入空気量と一
致するようにフィードバック制御を行うもの（特開平１
１−８２１８３号公報参照）や実ＥＧＲ量が目標ＥＧＲ
量と一致するようにフィードバック制御を行うものがあ
る（特開平１１−５０９１７号公報参照）。

【００１０】しかしながら、単なるフィードバック制御
だけでは、過渡時の目標追従性が不十分である上に、フ
ィードバックゲインの設定が煩雑となる。

【００１１】また、実吸入空気量の目標吸入空気量から
の偏差とＥＧＲ弁開度の関係は、線型でなくそのときの
ＥＧＲ弁前後の差圧やＥＧＲ流量によって変化するた
め、運転条件に応じてフィードバックゲインを変化させ
る必要があり、条件によっては大きなフィードバック量
が生じてしまい、制御精度を十分確保できにくい。

【００１２】このため、各種の実験を行ってみたとこ
ろ、図６５に示したようにシリンダＥＧＲ量Ｑｅｃと目
標ＥＧＲ率ＭｅｇｒとＥＧＲガス（ＥＧＲ弁を流れるガ
ス）の流速（このＥＧＲガスの流速を以下、単に「ＥＧ
Ｒ流速」という）Ｃｑｅの間には、可変ノズルのノズル
開度に関係なく強い相関があることを新たに発見した。

【００１３】そこで本発明は、目標ＥＧＲ量と目標ＥＧ
Ｒ率に基づいてＥＧＲ流速（またはこの流速と一定の関
係にあるＥＧＲ弁の前後差圧）を予測し、この予測値に
基づいてＥＧＲ弁を制御するとともに、実吸入空気量と
目標吸入空気量の差（誤差量）や比（誤差割合）に基づ
いて前記ＥＧＲ流速またはＥＧＲ流速の演算に用いるパ
ラメータ（目標ＥＧＲ量や目標ＥＧＲ率）をフィードバ
ック補正することにより、触媒の劣化による排気圧上昇
や可変容量ターボ過給機を使用した場合の作動バラツキ
による吸入空気量の変動があっても、空気過剰率の低下
を確実に防止して、排気へのロバスト性を一段と向上す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図７５に
示すように、過給機６１とＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ
弁６２を備え、エンジンの運転条件（たとえば回転数と
負荷）を検出する手段６３と、この運転条件の検出値に
基づいて目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算する手段６４と、
この目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒと前記運転条件の検出値に基
づいて目標ＥＧＲ量を設定する手段６５と、この目標Ｅ
ＧＲ量と前記目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに基づいてＥＧＲ流
速Ｃｑｅを演算する手段６６と、このＥＧＲ流速Ｃｑｅ
と前記目標ＥＧＲ量から前記ＥＧＲ弁６２の開口面積Ａ
ｅｖを演算する手段６７と、このＥＧＲ弁開口面積Ａｅ
ｖとなるように前記ＥＧＲ弁６２を制御する手段６８
と、目標吸入空気量ｔＱａｃを演算する手段６９と、こ
の目標吸入空気量ｔＱａｃが得られるように前記過給機
６１を制御する手段７０と、実吸入空気量Ｑａｃを演算
する手段７１と、この実吸入空気量と前記目標吸入空気
量の差（誤差量）または比（誤差割合）に基づいて前記
ＥＧＲ流速ＣｑｅまたはＥＧＲ流速Ｃｑｅの演算に用い
るパラメータ（つまり目標ＥＧＲ量または目標ＥＧＲ
率）をフィードバック補正する手段７２とを設けた。

【００１５】第２の発明は、図７６に示すように、過給
機６１とＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁６２を備え、エ
ンジンの運転条件（たとえば回転数と負荷）を検出する
手段６３と、この運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧ
Ｒ率Ｍｅｇｒを演算する手段６４と、この目標ＥＧＲ率
Ｍｅｇｒと前記運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ
量を設定する手段６５と、この目標ＥＧＲ量と前記目標
ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに基づいてＥＧＲ流速Ｃｑｅを演算す
る手段６６と、このＥＧＲ流速Ｃｑｅと前記目標ＥＧＲ
量から前記ＥＧＲ弁６２の開口面積Ａｅｖを演算する手
段６７と、このＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖとなるように前
記ＥＧＲ弁６２を制御する手段６８と、運転領域毎に学
習値を格納する手段８１と、この学習値で前記ＥＧＲ流
速ＣｑｅまたはＥＧＲ流速の演算に用いるパラメータ
（つまり目標ＥＧＲ量または目標ＥＧＲ率）を補正する
手段８２と、目標吸入空気量ｔＱａｃを演算する手段６
９と、この目標吸入空気量ｔＱａｃが得られるように前
記過給機６１を制御する手段７０と、実吸入空気量Ｑａ
ｃを演算する手段７１と、この実吸入空気量Ｑａｃと前
記目標吸入空気量ｔＱａｃの差（誤差量）または比（誤
差割合）に基づいて前記学習値を更新する手段８３とを
設けた。

【００１６】第３の発明は、図７７に示すように、過給
機６１とＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁６１を備え、エ
ンジンの運転条件（たとえば回転数と負荷）を検出する
手段６３と、この運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧ
Ｒ率を演算する手段６４と、この目標ＥＧＲ率と前記運
転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ量を設定する手段
６５と、この目標ＥＧＲ量と前記目標ＥＧＲ率に基づい
てＥＧＲ流速を演算する手段６６と、このＥＧＲ流速と
前記目標ＥＧＲ量から前記ＥＧＲ弁６２の開口面積を演
算する手段６７と、このＥＧＲ弁開口面積となるように
前記ＥＧＲ弁６２を制御する手段６８と、目標吸入空気
量を演算する手段６９と、この目標吸入空気量ｔＱａｃ
が得られるように前記過給機６１を制御する手段７０
と、実吸入空気量を演算する手段７１と、この実吸入空
気量と前記目標吸入空気量の差（誤差量）や比（誤差割
合）に基づいて前記目標ＥＧＲ量をフィードバック補正
する手段９１とを設けた。

【００１７】第４の発明では、第１または第３の発明に
おいて前記フィードバック補正するのに用いる目標吸入
空気量ｔＱａｃに代えて、この目標吸入空気量ｔＱａｃ
に対して吸気系の遅れ処理を施した値ｔＱａｃｄを用い
る。

【００１８】第５の発明では、第２の発明において前記
学習値を更新するのに用いる目標吸入空気量に代えて、
この目標吸入空気量ｔＱａｃに対して吸気系の遅れ処理
を施した値ｔＱａｃｄを用いる。

【００１９】第６の発明では、第１の発明において前記
フィードバック補正する際のフィードバック補正量が前
記差または比（瞬時誤差量または瞬時誤差割合）の積分
値に比例した値である。

【００２０】第７の発明では、第３の発明において前記
フィードバック補正する際のフィードバック補正量Ｋｑ
ａｃ００が前記差または比（瞬時誤差量または瞬時誤差
割合）に比例した値である。

【００２１】

【発明の効果】第１、第６の発明では実吸入空気量が目
標吸入空気量と一致するようにフィードバック補正を行
うので、排気通路に触媒を備える場合にその触媒の劣化
による排気圧上昇や可変容量ターボ過給機を使用した場
合の作動バラツキによる吸入空気量の変動があっても、
空気過剰率の低下を防止して、排気へのロバスト性を向
上させることができるのであるが、さらに第１、第６の
発明ではフィードバック補正の対象を、従来技術と相違
してＥＧＲ流速としている。

【００２２】ここで、図６５に示したようにシリンダＥ
ＧＲ量Ｑｅｃと目標ＥＧＲ率ＭｅｇｒとＥＧＲ流速Ｃｑ
ｅの間には、可変ノズルのノズル開度に関係なく強い相
関がある、という初めての知見を得たことより、第１、
第６の発明のように、ＥＧＲ流速を予測し、この予測値
に基づいてＥＧＲ弁を制御することで、可変容量ターボ
過給機を備えるエンジンにおいても、可変ノズルのノズ
ル開度に関係なく目標ＥＧＲ量を精度よく演算でき、か
つ、ＥＧＲガス流速は、定常と過渡とに関係のない値で
あるため、過渡を含めて目標ＥＧＲ量を精度よく演算で
きる。

【００２３】この結果、第１、第６の発明ではフィード
バックゲインを設定するに当たって、定常と過渡を一律
に扱えるため、フィードバック補正の対象をＥＧＲ量や
吸入空気量とする従来技術よりもフィードバックゲイン
の設定が容易になり、排気へのロバスト性が一段と向上
する。

【００２４】第２の発明によれば、運転領域毎の学習値
により実吸入空気量と目標吸入空気量の差がゼロとなる
ようにまたは実吸入空気量と目標吸入空気量の比が１と
なるように吸収され、そのぶんフィードバック補正量の
変化が縮小するので、制御性が向上する。

【００２５】目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率をパラメータ
とするＥＧＲ流速の特性は、図６４のようになり、同図
において特性の傾きが急になる右端に近い部分は、適合
誤差が生じ勝ちな領域であるため、適合誤差があると、
その適合誤差の影響を受けてＥＧＲ弁開口面積が変化し
てしまうのであるが、第３、第７の発明によれば、適合
誤差があっても、実吸入空気量を目標吸入空気量へと収
束させることができる。

【００２６】過渡時には実吸入空気量が目標吸入空気量
からずれる。このずれは吸気系容積分の遅れによるもの
であるため、過渡時にも実吸入空気量と目標吸入空気量
の差または比に基づいてＥＧＲ流速、ＥＧＲ流速の演算
に用いるパラメータまたは目標ＥＧＲ量をフィードバッ
ク補正したり、ＥＧＲ流速のフィードバック補正量を演
算したりするのでは、吸気系容積分の遅れに伴い、フィ
ードバック量が過大になってしまうのであるが、第４、
第５の発明によれば、過渡時にもフィードバック量を過
大にすることがない。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１に、熱発生のパターンが単段
燃焼となる、いわゆる低温予混合燃焼を行わせるための
構成を示す。なお、この構成そのものは特開平８−８６
２５１号公報などにより公知である。

【００２８】さて、ＮＯｘの生成は燃焼温度に大きく依
存し、その低減には燃焼温度の低温化が有効である。低
温予混合燃焼では、ＥＧＲによる酸素濃度の低減で、低
温燃焼を実現するため、排気通路２と吸気通路３のコレ
クタ部３ａとを結ぶＥＧＲ通路４に、負圧制御弁５から
の制御負圧に応動するダイヤフラム式のＥＧＲ弁６を備
えている。

【００２９】負圧制御弁５は、コントロールユニット４
１からのデューティ制御信号により駆動されるもので、
これによって運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るよ
うにしている。たとえば、低回転低負荷域でＥＧＲ率を
最大の１００パーセントとし、回転数、負荷が高くなる
に従い、ＥＧＲ率を減少させる。高負荷側では排気温度
が上昇するため、多量のＥＧＲガスを還流すると、吸気
温度の上昇によってＮＯｘ低減の効果が減少したり、噴
射燃料の着火遅れ期間が短くなって予混合燃焼が実現で
きなくなる等のため、ＥＧＲ率を段階的に減少させてい
る。

【００３０】ＥＧＲ通路４の途中には、ＥＧＲガスの冷
却装置７を備える。これは、ＥＧＲ通路４の周りに形成
されエンジン冷却水の一部が循環されるウォータジャケ
ット８と、冷却水の導入口７ａに設けられ冷却水の循環
量を調整可能な流量制御弁９とからなり、コントロール
ユニット４１からの指令により、制御弁９を介して循環
量を増やすほどＥＧＲガスの冷却度が増す。

【００３１】燃焼促進のため吸気ポート近傍の吸気通路
に所定の切欠を有するスワールコントロールバルブ（図
示しない）を備える。コントロールユニット４１によ
り、このスワールコントロールバルブが低回転低負荷域
で閉じられると、燃焼室に吸入される吸気の流速が高ま
り燃焼室にスワールが生成される。

【００３２】燃焼室は大径トロイダル燃焼室（図示しな
い）である。これは、ピストンキャビティを、入口を絞
らずピストンの冠面から底部まで円筒状に形成したもの
で、その底部中央には、圧縮行程後期にピストンキャビ
ティの外部から旋回しながら流れ込むスワールに抵抗を
与えないように、さらに空気と燃料の混合を良好にする
ため、円錐部が形成されている。この入口を絞らない円
筒状のピストンキャビティにより、前述のスワールバル
ブ等によって生成されたスワールは、燃焼過程でピスト
ンが下降していくのに伴い、ピストンキャビティ内から
キャビティ外に拡散され、キャビティ外でもスワールが
持続される。

【００３３】エンジンにはコモンレール式の燃料噴射装
置１０を備える。コモンレール式の燃料噴射装置１０の
構成も公知（第１３回内燃機関シンポジウム講演論文集
第７３頁〜第７７頁参照）であり、図２により概説す
る。

【００３４】この燃料噴射装置１０は、主に燃料タンク
１１、燃料供給通路１２、サプライポンプ１４、コモン
レール（蓄圧室）１６、気筒毎に設けられるノズル１７
からなり、サプライポンプ１４により加圧された燃料は
燃料供給通路１５を介して蓄圧室１６にいったん蓄えら
れたあと、蓄圧室１６の高圧燃料が気筒数分のノズル１
７に分配される。

【００３５】ノズル１７は、針弁１８、ノズル室１９、
ノズル室１９への燃料供給通路２０、リテーナ２１、油
圧ピストン２２、針弁１８を閉弁方向（図で下方）に付
勢するリターンスプリング２３、油圧ピストン２２への
燃料供給通路２４、この通路２４に介装される三方弁
（電磁弁）２５などからなり、ノズル内の通路２０と２
４が連通して油圧ピストン２２上部とノズル室１９にと
もに高圧燃料が導かれる三方弁２５のＯＦＦ時（ポート
ＡとＢが連通、ポートＢとＣが遮断）には、油圧ピスト
ン２２の受圧面積が針弁１８の受圧面積より大きいこと
から、針弁１８が着座状態にあるが、三方弁２５がＯＮ
状態（ポートＡとＢが遮断、ポートＢとＣが連通）にな
ると、油圧ピストン２２上部の燃料が戻し通路２８を介
して燃料タンク１１に戻され、油圧ピストン２２に作用
する燃料圧力が低下する。これによって針弁１８が上昇
してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。三方弁２
５をふたたびＯＦＦ状態に戻せば、油圧ピストン２２に
蓄圧室１６の高圧燃料が導びかれて燃料噴射が終了す
る。つまり、三方弁２５のＯＦＦからＯＮへの切換時期
により燃料の噴射開始時期が、またＯＮ時間により燃料
噴射量が調整され、蓄圧室１６の圧力が同じであれば、
ＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。２６は
逆止弁、２７はオリフィスである。

【００３６】この燃料噴射装置１０にはさらに、蓄圧室
圧力を調整するため、サプライポンプ１４から吐出され
た燃料を戻す通路１３に圧力調整弁３１を備える。この
調整弁３１は通路１３の流路を開閉するもので、蓄圧室
１６への燃料吐出量を調整することにより蓄圧室圧力を
調整する。蓄圧室１６の燃料圧力（噴射圧）によって燃
料噴射率が変化し、蓄圧室１６の燃料圧力が高くなるほ
ど燃料噴射率が高くなる。

【００３７】アクセル開度センサ３３、エンジン回転数
とクランク角度を検出するセンサ３４、気筒判別のため
のセンサ３５、水温センサ３６からの信号が入力される
コントロールユニット４１では、エンジン回転数とアク
セル開度に応じて目標燃料噴射量と蓄圧室１６の目標圧
力を演算し、圧力センサ３２により検出される蓄圧室圧
力がこの目標圧力と一致するように圧力調整弁３１を介
して蓄圧室１６の燃料圧力をフィードバック制御する。

【００３８】また、演算した目標燃料噴射量に対応して
三方弁２５のＯＮ時間を制御するほか、三方弁２５のＯ
Ｎへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所
定の噴射開始時期を得るようにしている。たとえば、高
ＥＧＲ率の低回転低負荷側で噴射燃料の着火遅れ期間が
長くなるように燃料の噴射時期（噴射開始時期）をピス
トン上死点（ＴＤＣ）にまで遅延している。この遅延に
より、着火時期の燃焼室内の温度を低温状態にし、予混
合燃焼比率を増大させることにより、高ＥＧＲ率域での
スモークの発生を抑える。これに対して、回転数、負荷
が高くなるにしたがい、噴射時期を進めている。これ
は、着火遅れの時間が一定であっても、着火遅れクラン
ク角度（着火遅れの時間をクランク角度に換算した値）
がエンジン回転数の増加に比例して大きくなり、低ＥＧ
Ｒ率時に所定の着火時期を得るために、噴射時期を進め
るのである。

【００３９】図１に戻り、ＥＧＲ通路４の開口部下流の
排気通路２に可変容量ターボ過給機を備える。これは、
排気タービン５２のスクロール入口に、負圧アクチュエ
ータ５４により駆動される可変ノズル５３を設けたもの
で、コントロールユニット４１により、可変ノズル５３
は低回転域から所定の過給圧が得られるように、低回転
側では排気タービン５２に導入される排気の流速を高め
るノズル開度（傾動状態）に、高回転側では排気を抵抗
なく排気タービン５２に導入させノズル開度（全開状
態）に制御する。

【００４０】上記の負圧アクチュエータ５４は、制御負
圧に応動して可変ノズル５３を駆動するダイヤフラムア
クチュエータ５５と、このアクチュエータ５５への制御
負圧を調整する負圧制御弁５６とからなり、可変ノズル
５３の開口割合が、後述するようにして得られる目標開
口割合Ｒｖｎｔとなるように、デューティ制御信号が作
られ、このデューティ制御信号が負圧制御弁５６に出力
される。

【００４１】さて、過給圧制御という観点からみると、
ＥＧＲ制御も、過給圧制御の役割を物理的に果たしてい
る。つまり、ＥＧＲ量を変化させることにより過給圧も
変化する。逆に、過給圧を変化させると、排気圧力が変
化するため、ＥＧＲ量も変化することになり、過給圧と
ＥＧＲ量とは独立に制御できない。また、ややもすると
お互いに制御上の外乱となっている。なお、一方を変化
させた場合に、制御精度を確保するには、他方を適合し
直すことであるが、他方を適合し直した後には、もう一
方を再適合しなければならなくなるので、この方法で
は、過渡時の制御精度を確保することが困難である。

【００４２】このように、過給圧とＥＧＲ量とはお互い
に影響を与え、ＥＧＲ量を変えると、ノズル開度を変え
る必要があるなど適切な適合が困難な上に、特に過渡時
は双方の制御精度が低下するので、コントロールユニッ
ト４１では、運転条件に応じて目標吸入空気量ｔＱａｃ
を演算し、この目標吸入空気量ｔＱａｃと目標ＥＧＲ量
や目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに遅れ処理を施した値である実
ＥＧＲ量Ｑｅｃや実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄからターボ過給
機の作動目標値である可変ノズル５３の目標開口割合Ｒ
ｖｎｔを設定する。

【００４３】また、ＥＧＲ流速Ｃｑｅを予測し、この予
測値に基づいてＥＧＲ弁６の開度Ａｅｖを制御する。

【００４４】さらに、実吸入空気量Ｑａｃが目標吸入空
気量遅れ処理値ｔＱａｃｄと一致するようにＥＧＲ流速
フィードバック補正係数Ｋｑａｃ０を演算し、このフィ
ードバック補正係数Ｋｑａｃ０とＥＧＲ流速学習補正係
数Ｋｑａｃ（＝Ｒｑａｃ＋１）とでＥＧＲ流速Ｃｑｅの
演算に用いるパラメータである実ＥＧＲ量Ｑｅｃを補正
する。その際、運転領域毎の誤差割合学習値Ｒｑａｃ
は、ＥＧＲ流速フィードバック補正量Ｋｑａｃ０に基づ
いて更新する。

【００４５】また、実吸入空気量Ｑａｃが目標吸入空気
量遅れ処理値ｔＱａｃｄと一致するようにＥＧＲ量フィ
ードバック補正係数Ｋｑａｃ００を演算し、このフィー
ドバック補正係数Ｋｑａｃ０で目標ＥＧＲ量を補正す
る。

【００４６】コントロールユニット４１で実行されるこ
れらの制御の内容を、以下のフローチャートにしたがっ
て説明する。なお、後述する図３、図４、図８〜図１４
は先願装置（特願平９−９２３０６号参照）で、また図
７（ただしステップ６でＫｑａｃ００を導入する点を除
く）は別の先願装置（特願平９−１２５８９２号参照）
ですでに提案しているところと同様である。

【００４７】まず、図３は目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを演
算するためのもので、ＲＥＦ信号（クランク角の基準位
置信号で、４気筒エンジンでは１８０度毎、６気筒エン
ジンでは１２０度毎の各信号）の入力毎に実行する。

【００４８】ステップ１、２でエンジン回転数Ｎｅとア
クセル開度Ｃｌを読み込み、ステップ３では、これらＮ
ｅとＣｌに基づいて、図４を内容とするマップを検索す
ること等により、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを演算し、
ステップ４ではこの基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖに対して
エンジン冷却水温等による増量補正を行い、補正後の値
を目標燃料噴射量Ｑｓｏｌとして設定する。

【００４９】図５はＥＧＲ弁６の開口面積Ａｅｖを演算
するためのもので、ＲＥＦ信号の入力毎に実行する。ス
テップ１では目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋを演算する。このＴ
ｑｅｋの演算については図７のフローにより説明する。

【００５０】図７（図５ステップ１のサブルーチン）に
おいて、ステップ１、２では１シリンダ当たりの吸入空
気量Ｑａｃｎと目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算する。

【００５１】ここで、Ｑａｃｎの演算については図８の
フローにより、またＭｅｇｒの演算については図１１の
フローにより説明する。

【００５２】まず、図８において、ステップ１ではエン
ジン回転数Ｎｅを読み込み、このエンジン回転数Ｎｅと
エアフローメータより得られる吸入空気量Ｑａｓ０とか
ら

【００５３】

【数１】Ｑａｃ０＝（Ｑａｓ０／Ｎｅ）×ＫＣＯＮ＃ ただし、ＫＣＯＮ＃：定数、 の式により１シリンダ当たりの吸入空気量Ｑａｃ０を演
算する。

【００５４】上記のエアフローメータ３９（図１参照）
は、コンプレッサ上流の吸気通路３に設けており、エア
フローメータ３９からコレクタ部３ａまでの輸送遅れ分
のディレイ処理を行うため、ステップ３ではＬ（ただし
Ｌは定数）回前のＱａｃ０の値をコレクタ入口部３ａ位
置における１シリンダ当たりの吸入空気量Ｑａｃｎとし
て求めている。そして、ステップ４ではこのＱａｃｎに
対して

【００５５】

【数２】Ｑａｃ＝Ｑａｃ_n-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯ
Ｌ）＋Ｑａｃｎ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 Ｑａｃ_n-1：前回のＱａｃ、 の式（一次遅れの式）により吸気弁位置における１シリ
ンダ当たりの吸入空気量（この吸入空気量を、以下「シ
リンダ吸入空気量」で略称する。）Ｑａｃを演算する。
これはコレクタ入口部３ａから吸気弁までのダイナミク
スを補償するためのものである。

【００５６】上記数１式右辺の吸入空気量Ｑａｓ０の検
出については図９のフローにより説明する。図９のフロ
ーは４ｍｓｅｃ毎に実行する。

【００５７】ステップ１ではエアフローメータ３９の出
力電圧Ｕｓを読み込み、このＵｓからステップ２で図１
０を内容とする電圧−流量変換テーブルを検索すること
等により吸入空気量Ｑａｓ０ ｄを演算する。さらに、
ステップ３でこのＱａｓ０ ｄに対して加重平均処理を行
い、その加重平均処理値を吸入空気量Ｑａｓ０として設
定する。

【００５８】次に、図１１において、ステップ１ではエ
ンジン回転数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、エンジン
冷却水温Ｔｗを読み込む。ステップ２ではエンジン回転
数Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｓｏｌから図１２を内容とす
るマップを検索すること等により基本目標ＥＧＲ率Ｍｅ
ｇｒｂを演算する。この場合、基本目標ＥＧＲ率は、エ
ンジンの使用頻度の高い領域、つまり低回点、低負荷
（低噴射量）になるほど大きくなり、スモークが発生し
やすい高出力時には小さくする。

【００５９】次にステップ３で冷却水温Ｔｗから図１３
を内容とするテーブルを検索すること等により、基本目
標ＥＧＲ率の水温補正係数Ｋｅｇｒ ｔｗを演算する。
そして、ステップ４において、基本目標ＥＧＲ率とこの
水温補正係数とから、

【００６０】

【数３】Ｍｅｇｒ＝Ｍｅｇｒｂ×Ｋｅｇｒ ｔｗ の式により目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを算出する。

【００６１】ステップ５ではエンジンの状態が完爆状態
であるか否かを判定する。ただし、この完爆の判定は、
図１４のフローで後述する。

【００６２】ステップ６では完爆状態かどうかみて、完
爆状態のときは、今回の処理をそのまま終了し、完爆状
態でないと判定されたときは、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを
０として今回の処理を終了する。

【００６３】これにより、エンジンの完爆後にＥＧＲ制
御が行われ、完爆前は安定した始動性を確保するために
もＥＧＲは行われない。

【００６４】図１４はエンジンの完爆を判定するための
ものである。ステップ１でエンジン回転数Ｎｅを読み込
み、このエンジン回転数Ｎｅと完爆回転数に相当する完
爆判定スライスレベルＮＲＰＭＫとをステップ２におい
て比較する。Ｎｅのほうが大きいときは完爆と判断し、
ステップ３に進む。ここでは、カウンタＴｍｒｋｂと所
定時間ＴＭＲＫＢＰとを比較し、カウンタＴｍｒｋｂが
所定時間よりも大きいときは、ステップ４に進み、完爆
したものとして処理を終了する。

【００６５】これに対して、ステップ２でＮｅのほうが
小さいときは、ステップ６に進み、カウンタＴｍｒｋｂ
をクリアし、ステップ７で完爆状態にはないものとして
処理を終了する。また、ステップ２でＮｅよりも大きい
ときでも、ステップ３でカウンタＴｍｒｋｂが所定時間
よりも小さいときは、ステップ５でカウンタをインクリ
メントし、完爆でないと判断する。

【００６６】これらにより、エンジン回転数が所定値
（たとえば４００ｒｐｍ）以上であって、かつこの状態
が所定時間にわたり継続されたときに完爆したものと判
定するのである。

【００６７】このようにして図８によりシリンダ吸入空
気量Ｑａｃｎ、図１１により目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒの演
算を終了したら、図７のステップ３に戻り、両者から

【００６８】

【数４】Ｍｑｅｃ＝Ｑａｃｎ×Ｍｅｇｒ の式により要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃを演算する。

【００６９】ステップ４ではこのＭｑｅｃに対して、Ｋ
ＩＮ×ＫＶＯＬを加重平均係数とする

【００７０】

【数５】Ｒｑｅｃ＝Ｍｑｅｃ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ＋Ｒｑ
ｅｃ_n-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ） ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 Ｒｑｅｃ_n-1：前回の中間処理値、 の式により、中間処理値（加重平均値）Ｒｑｅｃを演算
し、このＲｑｅｃと要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃを用いてステ
ップ５で

【００７１】

【数６】Ｔｑｅｃ＝Ｍｑｅｃ×ＧＫＱＥＣ＋Ｒｑｅｃ
_n-1×（１−ＧＫＱＥＣ） ただし、ＧＫＱＥＣ：進み補正ゲイン、 の式により進み補正を行って、１シリンダ当たりの目標
ＥＧＲ量Ｔｑｅｃを演算する。要求値に対して吸気系の
遅れ（すなわちＥＧＲ弁６→コレクタ部３ａ→吸気マニ
ホールド→吸気弁の容量分の遅れ）があるので、ステッ
プ４、５はこの遅れ分の進み処理を行うものである。

【００７２】ステップ６では

【００７３】

【数７】Ｔｑｅｋ＝Ｔｑｅｃ×（Ｎｅ／ＫＣＯＮ＃）／
Ｋｑａｃ００ ただし、Ｋｑａｃ００：ＥＧＲ量フィードバック補正係
数、 ＫＣＯＮ＃：定数、 の式により単位変換（１シリンダ当たり→単位時間当た
り）を行って、目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋを求める。なお、
ＥＧＲ量フィードバック補正係数Ｋｑａｃ００の演算に
ついては後述する（図５４参照）。

【００７４】このようにして目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋの演
算を終了したら、図５のステップ２に戻り、ＥＧＲ流速
Ｃｑｅを演算し、このＥＧＲ流速Ｃｑｅと目標ＥＧＲ量
Ｔｑｅｋとから

【００７５】

【数８】Ａｅｖ＝Ｔｑｅｋ／Ｃｑｅ の式でＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖを演算する。なお、ＥＧ
Ｒ流速Ｃｑｅの演算については後述する（図６３により
参照）。

【００７６】このようにして得られたＥＧＲ弁開口面積
Ａｅｖは、図示しないフローにおいて図６を内容とする
テーブルを検索する等によりＥＧＲ弁６のリフト量に変
換され、このＥＧＲ弁リフト量になるように、負圧制御
弁５へのデューティ制御信号が作られ、このデューティ
制御信号が負圧制御弁５に出力される。

【００７７】次に、図１５、図１６はターボ過給機駆動
用の負圧制御弁５６に与える制御指令デューティ値Ｄｔ
ｙｖｎｔを演算するためのもので、一定時間毎（たとえ
ば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。

【００７８】図１５を第１実施形態、図１６を第２実施
形態とすると、２つの実施形態では可変ノズル５３の目
標開口割合Ｒｖｎｔを演算するのに用いるパラメータに
違いがある（図１５の第１実施形態では実ＥＧＲ量Ｑｅ
ｃに基づいて、また図１６の第２実施形態では実ＥＧＲ
率Ｍｅｇｒｄに基づいて可変ノズル５３の目標開口割合
Ｒｖｎｔを演算する）。

【００７９】なお、図１５、図１６はメインルーチン
で、制御の大きな流れは図示のステップに従うものであ
り、各ステップの処理に対してサブルーチンが用意され
ている。したがって、以下ではサブルーチンを中心に説
明していく。

【００８０】図１７（図１５、図１６のステップ１のサ
ブルーチン）は実ＥＧＲ率を演算するためのもので、Ｒ
ＥＦ信号の入力毎に実行する。ステップ１で目標ＥＧＲ
率Ｍｅｇｒ（図１１で既に得ている）を読み込み、ステ
ップ２でコレクタ容量分の時定数相当値Ｋｋｉｎを演算
する。このＫｋｉｎの演算については図１８のフローに
より説明する。

【００８１】図１８（図１７のステップ２のサブルーチ
ン）において、ステップ１でエンジン回転数Ｎｅ、目標
燃料噴射量Ｑｓｏｌ、後述する実ＥＧＲ率の前回値であ
るＭｅｇｒｄ_n-1［％］を読み込み、このうちＮｅとＱ
ｓｏｌからステップ２において図１９を内容とするマッ
プを検索すること等により体積効率相当基本値Ｋｉｎｂ
を演算し、ステップ３では

【００８２】

【数９】Ｋｉｎ＝Ｋｉｎｂ×１／（１＋Ｍｅｇｒｄ_n-1
／１００） の式により体積効率相当値Ｋｉｎを演算する。これはＥ
ＧＲによって体積効率が減少するので、その分の補正を
行うようにしたものである。

【００８３】このようにして求めたＫｉｎに対し、ステ
ップ４において吸気系容積とシリンダ容積の比相当の定
数であるＫＶＯＬ（図８のステップ４参照）を乗じた値
をコレクタ容量分の時定数相当値Ｋｋｉｎとして演算す
る。

【００８４】このようにしてＫｋｉｎの演算を終了した
ら図１７のステップ３に戻り、このＫｋｉｎと目標ＥＧ
Ｒ率Ｍｅｇｒを用い、

【００８５】

【数１０】Ｍｅｇｒｄ＝Ｍｅｇｒ×Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×Ｋ
Ｅ２＃＋Ｍｅｇｒｄ_n-1×（１−Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×ＫＥ
２＃） ただし、Ｋｋｉｎ：Ｋｉｎ×ＫＶＯＬ＃、 ＫＥ２＃：定数、 Ｍｅｇｒｄ_n-1：前回のＭｅｇｒｄ、 の式で遅れ処理と単位変換（１シリンダ当たり→単位時
間当たり）を同時に行って吸気弁位置におけるＥＧＲ率
Ｍｅｇｒｄを演算する。数１０式の右辺のＮｅ×ＫＥ２
＃が単位変換のための値である。目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ
に対してこのＭｅｇｒｄは一次遅れで応答するため、こ
のＭｅｇｒｄを、以下「実ＥＧＲ率」という。

【００８６】図２０（図１５、図１６のステップ２のサ
ブルーチン）は目標吸入空気量ｔＱａｃを演算するため
のものである。ステップ１でエンジン回転数Ｎｅ、実Ｅ
ＧＲ率Ｍｅｇｒｄ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを読み込
み、ステップ２でＭｅｇｒｄと所定値ＭＥＧＲＬＶ＃を
比較する。

【００８７】ここで、所定値ＭＥＧＲＬＶ＃はＥＧＲの
作動の有無を判定するための値（たとえば０．５）で、
Ｍｅｇｒｄ＞ＭＥＧＲＬＶ＃であるときはＥＧＲの作動
域であると判断してステップ３、４、５に進み、これに
対してＭｅｇｒｄ≦ＭＥＧＲＬＶ＃であるときはＥＧＲ
の非作動域であると判断してステップ６に進む。ＭＥＧ
ＲＬＶ＃が０でないのは、微量のＥＧＲが行われる場合
にも、ＥＧＲが行われない場合と同一に扱いたいという
要求があるので、これに応じるものである。

【００８８】ＥＧＲの作動域であるときは、ステップ３
でエンジン回転数Ｎｅと実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄよりたと
えば図２１を内容とするマップを検索すること等により
目標吸入空気量基本値ｔＱａｃｂを演算する。エンジン
回転が一定の条件であれば、図２１のように実ＥＧＲ率
が大きいときほど目標吸入空気量を増やすのである。

【００８９】ステップ４ではＮｅとＱｓｏｌよりたとえ
ば図２２を内容とするマップを検索すること等により目
標吸入空気量の補正係数ｋｔＱａｃを演算し、この補正
係数を上記の目標吸入空気量基本値に掛けた値を目標吸
入空気量ｔＱａｃとして算出する。補正係数ｋｔＱａｃ
は運転条件（Ｎｅ、Ｑｓｏｌ）により目標吸入空気量を
変えたいという要求に応えるためのものである。

【００９０】一方、ＥＧＲの非作動域であるときは、ス
テップ６に進み、ＮｅとＱｓｏｌよりたとえば図２３を
内容とするマップを検索すること等により目標吸入空気
量ｔＱａｃを演算する。

【００９１】図２４(図１５のステップ３のサブルーチ
ン）は実ＥＧＲ量を演算するためのものである。ステッ
プ１でコレクタ入口部３ａ位置における１シリンダ当た
りの吸入空気量Ｑａｃｎ（図８のステップ３で既に得て
いる）、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ、コレクタ容量分の時定
数相当値Ｋｋｉｎを読み込む。このうちＱａｃｎとＭｅ
ｇｒからステップ２で

【００９２】

【数１１】Ｑｅｃ０＝Ｑａｃｎ×Ｍｅｇｒ の式によりコレクタ入口部３ａ位置における１シリンダ
当たりのＥＧＲ量Ｑｅｃ０を演算し、このＱｅｃ０とＫ
ｋｉｎを用いステップ３において、

【００９３】

【数１２】Ｑｅｃ＝Ｑｅｃ０×Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×ＫＥ＃
＋Ｑｅｃ_n-1×（１−Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×ＫＥ＃） ただし、Ｋｋｉｎ：Ｋｉｎ×ＫＶＯＬ、 ＫＥ＃：定数、 Ｑｅｃ_n-1：前回のＱｅｃ、 の式により、上記の数１０式と同様に遅れ処理と単位変
換（１シリンダ当たり→単位時間当たり）を同時に行っ
てシリンダ吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃを演算する。数１２式の
右辺のＮｅ×ＫＥ＃が単位変換のための値である。この
Ｑｅｃは目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋに対して一次遅れで応答
するため、以下このＱｅｃを「実ＥＧＲ量」という。ま
た、目標吸入空気量ｔＱａｃに対して一次遅れで応答す
る上記のＱａｃを、以下「実吸入空気量」という。

【００９４】図２５（図１５のステップ４のサブルーチ
ン）、図２７（図１６のステップ３のサブルーチン）は
可変ノズル５３の目標開口割合Ｒｖｎｔを演算するため
のものである（図２５が第１実施形態、図２７が第２実
施形態）。

【００９５】ここで、可変ノズル５３の開口割合とは、
可変ノズル５３の全開時のノズル面積に対する現在のノ
ズル面積の比のことである。したがって、可変ノズル５
３の全開時に開口割合は１００％、全閉時に開口割合は
０％となる。開口割合を採用する理由は汎用性を持たせ
る（ターボ過給機の容量と関係ない値とする）ためであ
る。もちろん、可変ノズルの開口面積を採用してもかま
わわない。

【００９６】なお、実施形態のターボ過給機は、全開時
に過給圧が最も小さく、全閉時に過給圧が最も高くなる
タイプのものであるため、開口割合が小さいほど過給圧
が高くなる。

【００９７】まず、第１実施形態の図２５のほうから説
明すると、ステップ１で目標吸入空気量ｔＱａｃ、実Ｅ
ＧＲ量Ｑｅｃ、エンジン回転数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑ
ｓｏｌを読み込む。

【００９８】ステップ２、３では

【００９９】

【数１３】ｔＱａｓ０＝（ｔＱａｃ＋Ｑｓｏｌ×ＱＦＧ
ＡＮ＃）×Ｎｅ／ＫＣＯＮ＃ Ｑｅｓ０＝（Ｑｅｃ＋Ｑｓｏｌ×ＱＦＧＡＮ＃）×Ｎｅ
／ＫＣＯＮ＃ ただし、ＱＦＧＡＮ＃：ゲイン、 ＫＣＯＮ＃：定数、 の２つの式により、目標開口割合を設定するための吸入
空気量相当値ｔＱａｓ０（以下、この吸入空気量相当値
を「設定吸入空気量相当値」という）と同じく目標開口
割合を設定するためのＥＧＲ量相当値Ｑｅｓ０（以下、
このＥＧＲ量相当値を「設定ＥＧＲ量相当値」という）
を演算する。数１３式において、ｔＱａｃ、ＱｅｃにＱ
ｓｏｌ×ＱＦＧＡＮ＃を加算しているのは、設定吸入空
気量相当値、設定ＥＧＲ量相当値に対して負荷補正を行
えるようにし、かつその感度をゲインＱＦＧＡＮ＃で調
整するようにしたものである。また、Ｎｅ／ＫＣＯＮ＃
は単位時間当たりの吸入空気量、ＥＧＲ量に変換するた
めの値である。

【０１００】このようにして求めた設定吸入空気量相当
値ｔＱａｓ０と設定ＥＧＲ量相当値ｔＱｅｓ０からステ
ップ４ではたとえば図２６を内容とするマップを検索す
ることにより可変ノズル５３の目標開口割合Ｒｖｎｔを
設定する。

【０１０１】一方、第２実施形態の図２７のほうでは、
ステップ１で目標吸入空気量ｔＱａｃ、実ＥＧＲ率Ｍｅ
ｇｒｄ、エンジン回転数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ
を読み込み、ステップ２において、上記数１３式のうち
上段の式により設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を演算
し、この設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ率
Ｍｅｇｒｄからステップ３でたとえば図２８を内容とす
るマップを検索することにより可変ノズル５３の目標開
口割合Ｒｖｎｔを設定する。

【０１０２】図２６、図２８に示した特性は燃費重視で
設定したものである。ただし、後述する排気重視の設定
例との違いは具体的な数値にしかないので、両者に共通
する特性を先に説明し、その後に両者の違いについて説
明する。なお、図２８の特性は、縦軸が図２６と相違す
るものの（図２６において原点からの傾斜がＥＧＲ率を
示す）、基本的に図２６と変わるものでないため、図２
６のほうで説明する。

【０１０３】図２６に示すように、設定吸入空気量相当
値ｔＱａｓ０の大きな右側の領域において設定ＥＧＲ量
相当値Ｑｅｓ０が増えるほど目標開口割合を小さくして
いる。これは次の理由からである。ＥＧＲ量が多くなる
と、そのぶん新気が減り、これによって空燃比がリッチ
側に傾くとスモークが発生する。そこで、ＥＧＲ量が多
くなるほど、目標開口割合を小さくして過給圧を高める
必要があるからである。

【０１０４】これに対して、ｔＱａｓ０の小さな左側の
領域では過給効果があまり得られない。この領域でｔＱ
ａｓ０が小さくなるほど目標開口割合を小さくしてい
る。これは次の理由からである。この領域でも目標開口
割合を大きくすると、排気圧が立ち上がりにくいのでこ
れを避けたいこと、また全開加速のためにはその初期に
おいて開口割合が小さいほうがよいことのためである。
このように、異なる２つの要求から図２６の特性が基本
的に定まっている。このため、目標吸入空気量の変化が
小さい場合と大きい場合とでは、目標開口割合の変化が
異なる。

【０１０５】さて、図２６で代表させた目標開口割合の
傾向は、燃費重視と排気重視に共通のもので、両者の違
いは具体的な数値にある。同図において「小」とある位
置の数値は、ターボ過給機が効率よく働く最小の値であ
るため、燃費重視の設定例、排気重視の設定例とも同じ
で、たとえば２０程度である。一方、「大」とある位置
の数値が両者で異なり、燃費重視の設定例の場合に６０
程度、排気重視の設定例になると３０程度になる。

【０１０６】なお、目標開口割合の設定は上記のものに
限られるものでない。第１実施形態では設定吸入空気量
相当値ｔＱａｓ０と設定ＥＧＲ量相当値ｔＱｅｓ０とか
ら目標開口割合を設定しているが、これに代えて、目標
吸入空気量ｔＱａｃと実ＥＧＲ量Ｑｅｃから設定しても
かまわない。さらに、これに代えて目標吸入空気量ｔＱ
ａｃと目標ＥＧＲ量（Ｑｅｃ０）から設定してもかまわ
ない。同様にして、第２実施形態では設定吸入空気量相
当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄから目標開口割
合を設定しているが、これに代えて、目標吸入空気量ｔ
Ｑａｃと実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄから設定してもかまわな
い。さらに、これに代えて目標吸入空気量ｔＱａｃと目
標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒから設定してもかまわない。

【０１０７】図２９（図１５のステップ５、図１６のス
テップ４のサブルーチン）は、上記のようにして求めた
目標開口割合Ｒｖｎｔに対して、可変ノズル駆動用の負
圧アクチュエータ５４（負圧制御弁５６とダイヤフラム
アクチュエータ５５からなる）のダイナミクスを補償す
るため、進み処理を行うものである。これは、可変ノズ
ル５３のアクチュエータが負圧アクチュエータである場
合には、ステップモータである場合と異なり、無視でき
ないほどの応答遅れがあるためである。

【０１０８】ステップ１で目標開口割合Ｒｖｎｔを読み
込み、このＲｖｎｔと前回の予想開口割合であるＣａｖ
ｎｔ_n-1をステップ２において比較する。ここで、予想
開口割合Ｃａｖｎｔとは、すぐ後で述べるように、目標
開口割合Ｒｖｎｔの加重平均値である（ステップ１０参
照）。

【０１０９】Ｒｖｎｔ＞Ｃａｖｎｔ_n-1であれば（可変
ノズル５３を開く側に動かしているとき）、ステップ
３、４に進み、所定値ＧＫＶＮＴＯ＃を進み補正ゲイン
Ｇｋｖｎｔ、所定値ＴＣＶＮＴＯ＃を進み補正の時定数
相当値Ｔｃｖｎｔとして設定し、これに対して、Ｒｖｎ
ｔ＜Ｃａｖｎｔ_n-1であるとき（可変ノズル５３を閉じ
る側に動かしているとき）は、ステップ６、７に進み、
所定値ＧＫＶＮＴＣ＃を進み補正ゲインＧｋｖｎｔ、所
定値ＴＣＶＮＴＣ＃を進み補正の時定数相当値Ｔｃｖｎ
ｔとして設定する。また、ＲｖｎｔとＣａｖｎｔ_n-1が
同一であればステップ８、９に進み、前回の進み補正ゲ
イン、進み補正の時定数相当値を維持する。

【０１１０】可変ノズル５３を開き側に動かしていると
きと閉じ側に動かしているときとで進み補正ゲインＧｋ
ｖｎｔ、進み補正の時定数相当値Ｔｃｖｎｔを相違さ
せ、ＧＫＶＮＴＯ＃＜ＧＫＶＮＴＣ＃、ＴＣＶＮＴＯ＃
＜ＴＣＶＮＴＣ＃としている。これは、可変ノズル５３
を閉じ側に動かすときは、排気圧に抗する必要があるの
で、そのぶんゲインＧｋｖｎｔを大きくし、かつ時定数
を小さくする（時定数と逆数の関係にある時定数相当値
Ｔｃｖｎｔは大きくする）必要があるからである。

【０１１１】ステップ１０ではこのようにして求めた進
み補正の時定数相当値Ｔｃｖｎｔと目標開口割合Ｒｖｎ
ｔを用いて、

【０１１２】

【数１４】Ｃａｖｎｔ＝Ｒｖｎｔ×Ｔｃｖｎｔ＋Ｃａｖ
ｎｔ_n-1×（１−Ｔｃｖｎｔ） ただし、Ｃａｖｎｔ_n-1：前回のＣａｖｎｔ、 の式により予想開口割合Ｃａｖｎｔを演算し、この値と
目標開口割合Ｒｖｎｔからステップ１１において、

【０１１３】

【数１５】Ａｖｎｔ ｆ＝Ｇｋｖｎｔ×Ｒｖｎｔ−（Ｇ
ｋｖｎｔ−１）×Ｃａｖｎｔ_n-1 ただし、Ｃａｖｎｔ_n-1：前回のＣａｖｎｔ、 の式により進み補正を行い、目標開口割合のフィードフ
ォワード量Ａｖｎｔ ｆを演算する。ステップ１０、１
１の進み処理そのものは、図７のステップ４、５に示し
た進み処理と基本的に同様である。

【０１１４】図３０（図１５のステップ６、図１６のス
テップ５の各サブルーチン）は目標開口割合のフィード
バック量Ａｖｎｔ ｆｂを演算するためのものである。
ステップ１で目標吸入空気量ｔＱａｃ、目標ＥＧＲ率Ｍ
ｅｇｒ、エンジン回転数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏ
ｌ、実吸入空気量Ｑａｃを読み込み、ステップ２では目
標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒと所定値ＭＥＧＲＬＶ＃を比較す
る。

【０１１５】Ｍｅｇｒ≧ＭＥＧＲＬＶ＃であるとき（Ｅ
ＧＲの作動域であるとき）は、ステップ４において

【０１１６】

【数１６】ｄＱａｃ＝ｔＱａｃ／Ｑａｃ−１ の式により目標吸入空気量からの誤差割合ｄＱａｃを演
算する。ｄＱａｃの値は０を中心とし、実際値としての
Ｑａｃが目標値としてのｔＱａｃより小さいとき正の値
に、この逆にＱａｃがｔＱａｃより大きいとき負の値に
なる。

【０１１７】一方、Ｍｅｇｒ＜ＭＥＧＲＬＶ＃であると
き（ＥＧＲの非作動域であるとき）は、ステップ３に進
み、誤差割合ｄＱａｃ＝０とする（すなわち、フィード
バックを禁止する）。

【０１１８】ステップ５ではＮｅとＱｓｏｌから所定の
マップを検索することによりフィードバックゲインの補
正係数Ｋｈを演算し、この値をステップ６において各定
数（比例定数ＫＰＢ＃、積分定数ＫＩＢ＃、微分定数Ｋ
ＤＢ＃）に掛けることによってフィードバックゲインＫ
ｐ、Ｋｉ、Ｋｄを算出し、これらの値を用いて目標開口
割合のフィードバック量Ａｖｎｔ ｆｂをステップ７に
おいて演算する。このフィードバック量の演算方法は周
知のＰＩＤ処理である。

【０１１９】上記の補正係数Ｋｈは、運転条件（Ｎｅ、
Ｑｓｏｌ）により適正なフィードバックゲインが変化す
るのに対応して導入したもので、負荷および回転数が大
きくなるほど大きくなる。

【０１２０】図３１（図１５のステップ７、図１６のス
テップ６の各サブルーチン）は、目標開口割合に対して
線型化処理を行うためのものである。ステップ１で目標
開口割合のフィードフォワード量Ａｖｎｔ ｆとフィー
ドバック量Ａｖｎｔ ｆｂを読み込み、この両者をステ
ップ２において加算した値を指令開口割合Ａｖｎｔとし
て算出する。ステップ３ではこの指令開口割合Ａｖｎｔ
からたとえば図３２を内容とするテーブル（線型化テー
ブル）を検索することにより指令開口割合線型化処理値
Ｒａｔｄｔｙを設定する。

【０１２１】この線型化処理は、図３２のように開口割
合（あるいは開口面積）に対して、ターボ過給機を駆動
するアクチュエータへの指令信号が非線型な特性を有す
る場合に必要となるものである。たとえば、図３３に示
したように空気量（過給圧）の変化幅が同じでも、空気
量の小さな領域と空気量の大きな領域とでは、開口面積
の変化幅がｄＡ０、ｄＡ１と大きく異なる（ただしＥＧ
Ｒなしのとき）。さらにＥＧＲの有無（図では「ｗ／ｏ
ＥＧＲ」がＥＧＲなし、「ｗ／ ＥＧＲ」がＥＧＲあり
を表す）によっても開口面積の変化幅が変わる。したが
って、運転条件に関係なく同じフィードバックゲインと
したのでは目標の吸入空気量（過給圧）が得られない。
そこで、フィードバックゲインの適合を容易にするた
め、上記のように運転条件に応じたフィードバックゲイ
ンの補正係数Ｋｈを導入しているのである。

【０１２２】図３４（図１５のステップ８、図１６のス
テップ７の各サブルーチン）は負圧制御弁５６に与える
ＯＮデューティ値（以下、単に「デューティ値」とい
う）である制御指令値Ｄｔｙｖｎｔを設定するためのも
のである。まず、ステップ１でエンジン回転数Ｎｅ、目
標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、指令開口割合線型化処理値Ｒａ
ｔｄｔｙ、進み補正の時定数相当値Ｔｃｖｎｔ、水温Ｔ
ｗを読み込む。

【０１２３】ステップ２ではデューティ選択信号フラグ
の設定を行う。このフラグ設定については図３５のフロ
ーより説明する。図３５において、ステップ１で指令開
口割合Ａｖｎｔと進み補正の時定数相当値Ｔｃｖｎｔを
読み込み、これらからステップ２において、

【０１２４】

【数１７】Ａｄｌｙｖｎｔ＝Ａｖｎｔ×Ｔｃｖｎｔ＋Ａ
ｄｌｙｖｎｔ_n-1×（１−Ｔｃｖｎｔ） ただし、Ａｄｌｙｖｎｔ_n-1：前回のＡｄｌｙｖｎｔ、 の式により遅れ処理を行って予想開口割合Ａｄｌｙｖｎ
ｔを演算し、この値と前回の予想開口割合のＭ（ただし
Ｍは定数）回前の値であるＡｄｌｙｖｎｔ_n-Mとをステ
ップ３において比較する。

【０１２５】Ａｄｌｙｖｎｔ≧Ａｄｌｙｖｎｔ_n-Mであ
るとき（増加傾向または定常状態にあるとき）は、増加
傾向または定常状態にあることを示すためステップ４で
作動方向指令フラグｆｖｎｔ＝１とし、それ以外ではス
テップ５で作動方向指令フラグｆｖｎｔ＝０とする。ス
テップ６ではさらに増加傾向である場合と定常状態とを
分離するため、ＡｄｌｙｖｎｔとＡｄｌｙｖｎｔ_n-Mを
比較し、Ａｄｌｙｖｎｔ＝Ａｄｌｙｖｎｔ_n-Mであると
きは、ステップ７でデューティ保持フラグｆｖｎｔ２＝
１とし、それ以外ではステップ８でデューティ保持フラ
グｆｖｎｔ２＝０とする。

【０１２６】このようにして２つのフラグｆｖｎｔ、ｆ
ｖｎｔ２の設定を終了したら、図３４のステップ３に戻
り、デューティ値の温度補正量Ｄｔｙ ｔを演算する。
この演算については図３６のフローより説明する。

【０１２７】図３６において、ステップ１でエンジン回
転数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、水温Ｔｗを読み込
み、このうちＮｅとＱｓｏｌからステップ２においてた
とえば図３７を内容とするマップを検索すること等によ
り基本排気温度Ｔｅｘｈｂを演算する。ここで、Ｔｅｘ
ｈｂは暖機完了後の排気温度である。これに対して暖機
途中であれば暖機完了後の排気温度とは異なってくるた
め、ステップ３で水温Ｔｗよりたとえば図３８を内容と
するテーブルを検索すること等により排気温度の水温補
正係数Ｋｔｅｘｈ ｔｗを演算し、この値をステップ４
において上記の基本排気温度に乗算した値を排気温度Ｔ
ｅｘｈｉとして演算する。

【０１２８】ステップ５ではこの排気温度Ｔｅｘｈｉか
ら

【０１２９】

【数１８】Ｔｅｘｈｄｌｙ＝Ｔｅｘｈｉ×ＫＥＸＨ＃＋
Ｔｅｘｈｄｌｙ_n-1×（１−ＫＥＸＨ＃） ただし、ＫＥＸＨ＃：定数、 Ｔｅｘｈｄｌｙ_n-1：前回のＴｅｘｈｄｌｙ、 の式により遅れ処理を行った値を実排気温度Ｔｅｘｈｄ
ｌｙとして演算する。これは、熱慣性分の遅れ処理を行
うものである。

【０１３０】ステップ６では基本排気温度Ｔｅｘｈｂと
この実排気温度Ｔｅｘｈｄｌｙとの差ｄＴｅｘｈを演算
し、この差ｄＴｅｘｈからステップ７においてたとえば
図３９を内容とするテーブルを検索すること等によりデ
ューティ値の温度補正量Ｄｔｙ ｔを演算する。ステッ
プ６、７は、後述するヒステリシス対応に用いるマップ
（Ｄｕｔｙ ｈ ｐ、Ｄｕｔｙ ｈ ｎ、Ｄｕｔｙ ｌ
ｐ、Ｄｕｔｙ ｌ ｎのマップ）を暖機完了後に対して
設定することを念頭に置き、その状態からの差分（つま
りｄＴｅｘｈ）に応じた補正量を持たせるものである。
なお、温度補正量Ｄｔｙ ｔによる補正は、雰囲気温度
による温度特性を有するターボ過給機駆動用アクチュエ
ータを使用する場合に必要となる処理である（図４０参
照）。

【０１３１】このようにして温度補正量Ｄｔｙ ｔの演
算が終了したら、図３４のステップ４に戻る。

【０１３２】図３４のステップ４〜９はヒステリシス処
理を行うものである。この処理を図４５を用いて先に説
明しておくと、これは、指令開口割合線型化処理値Ｒａ
ｔｄｔｙが増加傾向にあるときに上側の特性（Ｄｕｔｙ
ｌ ｐを可変ノズル全開時の指令信号、Ｄｕｔｙ ｈ
ｐを可変ノズル全閉時の指令信号とする直線特性）を
用いるのに対して、指令開口割合線型化処理値Ｒａｔｄ
ｔｙが減少傾向にあるときには、もう一つの下側の特性
（Ｄｕｔｙ ｌ ｎを可変ノズル全開時の指令信号、Ｄ
ｕｔｙ ｈ ｎを可変ノズル全閉時の指令信号とする直
線特性）を用いるものである。なお、Ｒａｔｄｔｙが１
に近い領域で２つの特性がひっくり返っている領域があ
るが、この領域が実際に使われることはない。

【０１３３】図３４に戻り、ステップ４でフラグｆｖｎ
ｔ１をみる。ｆｖｎｔ＝１のとき（すなわち開口割合が
増加傾向にあるかまたは定常状態にあるとき）は、ステ
ップ５、６に進み、たとえば図４１を内容とするマップ
（Ｄｕｔｙ ｈ ｐマップ）と図４２を内容とするマッ
プ(Ｄｕｔｙ ｌ ｐマップ）を検索することにより可
変ノズル全閉時のデューティ値Ｄｕｔｙ ｈと可変ノズ
ル全開時のデューティ値Ｄｕｔｙ ｌをそれぞれ設定す
る。一方、ｆｖｎｔ＝０のとき（すなわち開口割合が減
少傾向にあるとき）は、ステップ７、８に進み、たとえ
ば図４３を内容とするマップ（Ｄｕｔｙ ｈ ｎマッ
プ）と図４４を内容とするマップ(Ｄｕｔｙ ｌ ｎマ
ップ）を検索することにより可変ノズル全閉時のデュー
ティ値Ｄｕｔｙ ｈと可変ノズル全開時のデューティ値
Ｄｕｔｙ ｌをそれぞれ設定する。

【０１３４】このようにして設定した可変ノズル全閉時
のデューティ値Ｄｕｔｙ ｈ、可変ノズル全開時のデュ
ーティ値Ｄｕｔｙ ｌと上記の指令開口割合線型化処理
値Ｒａｔｄｔｙを用いステップ９において、

【０１３５】

【数１８】Ｄｔｙ ｈ＝（Ｄｕｔｙ ｈ−Ｄｕｔｙ
ｌ）×Ｒａｔｄｔｙ＋Ｄｕｔｙ ｌ＋Ｄｔｙ ｔ の式により線型補間計算を行って指令デューティ値基本
値Ｄｔｙ ｈを演算する。つまり、線型補間計算に用い
る直線の特性を、指令開口割合線型化処理値が増加傾向
にあるかまたは定常状態にあるときと指令開口割合線型
化処理値が減少傾向にあるときとで変更する（ヒステリ
シス処理を行う）ことで、指令開口割合線型化処理値が
同じであっても、指令開口割合線型化処理値が増加傾向
（または定常状態）にあるときのほうが、減少傾向にあ
るときより指令デューティ値基本値Ｄｔｙ ｈが大きく
なる。

【０１３６】ステップ１０ではもう一つのフラグｆｖｎ
ｔ２をみる。ｆｖｎｔ２＝１（すなわち指令開口割合線
型化処理値の変化がない）ときは、ステップ１１に進
み、前回の制御指令デューティ値（後述する）であるＤ
ｔｙｖｎｔ_n-1を通常指令デューティ値Ｄｔｙｖに入れ
（デューティ値をホールドし）、ｆｖｎｔ２＝０（すな
わち開口割合が減少傾向にある）ときは、ステップ１２
に進み、最新の演算値であるＤｔｙ ｈをＤｔｙｖとす
る。

【０１３７】ステップ１３では動作確認制御処理を行
う。この処理については図４６のフローより説明する。
図４６において、ステップ１で通常指令デューティ値Ｄ
ｔｙｖ、エンジン回転数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏ
ｌ、水温Ｔｗを読み込む。

【０１３８】動作確認制御に入るための条件判定は、ス
テップ２、３、４、５の内容を一つずつチェックするこ
とにより行い、各項目のすべてが満たされたときにさら
に制御実行までの時間の計測に入る。すなわち、 ステップ２：Ｑｓｏｌが所定値ＱＳＯＬＤＩＺ＃未満
（つまり燃料カット時）である、 ステップ３：Ｎｅが所定値ＮＥＤＩＺ＃未満（つまり中
回転域）である、 ステップ４：Ｔｗが所定値ＴＷＤＩＺ＃未満（つまり暖
機完了前）である、 ステップ５：動作確認制御済みフラグｆｄｉｚ＝０であ
る（まだ動作確認制御を行っていない）、 とき、ステップ６で動作確認制御カウンタＣｔｒｄｉｚ
をインクリメントする。

【０１３９】ステップ７ではこの動作確認制御カウンタ
と所定値ＣＴＲＤＩＺＨ＃、ＣＴＲＤＩＺＬ＃を比較す
る。ここで、所定値ＣＴＲＤＩＺＬ＃、ＣＴＲＤＩＺＨ
＃は動作確認制御カウンタの下限リミット、上限リミッ
トをそれぞれ定めるもので、ＣＴＲＤＩＺＬ＃はたとえ
ば２秒程度、ＣＴＲＤＩＺＨ＃はたとえば７秒程度の値
である。したがって、動作確認制御カウンタが下限リミ
ットであるＣＴＲＤＩＺＬ＃と一致したタイミングよ
り、動作確認制御カウンタが上限リミットであるＣＴＲ
ＤＩＺＨ＃未満であるあいだ、ステップ９に進み、動作
確認制御指令デューティ値を設定する。つまり、ＣＴＲ
ＤＩＺＨ＃−ＣＴＲＤＩＺＬ＃が動作確認制御実行時間
となる。

【０１４０】動作確認制御指令デューティ値の設定につ
いては図４７のフローにより説明する。図４７において
ステップ１で動作確認制御カウンタＣｔｒｄｉｚ、エン
ジン回転数Ｎｅを読み込み、ステップ２においてＣｔｒ
ｄｉｚ−ＣＴＲＤＩＺＬ＃（≧０）よりたとえば図４８
を内容とするテーブルを検索することにより制御パター
ンＤｕｔｙ ｐｕを設定する。これは、短い周期で可変
ノズル５３を全閉位置と全開位置とに動かすものであ
る。

【０１４１】ステップ３では、エンジン回転数Ｎｅから
たとえば図４９を内容とするテーブルを検索することに
よりデューティ値Ｄｕｔｙ ｐ ｎｅを設定し、このＤ
ｕｔｙ ｐ ｎｅにステップ４において上記の制御パタ
ーンＤｕｔｙ ｐｕを乗じた値を制御指令デューティ値
Ｄｔｙｖｎｔとして演算する。図４９のように、制御パ
ターンＤｕｔｙ ｐｕに乗じるデューティ値Ｄｕｔｙ
ｐ ｎｅをエンジン回転数Ｎｅに応じた値としている。
これは、エンジン回転数により可変ノズル５３の開閉動
作を確認するデューティの指令値が異なることを想定し
たものである。たとえば、可変ノズル５３は排気圧に抗
して閉じる必要があるが、その排気圧は高回転になるほ
ど高くなるので、これに対応してデューティの指令値を
大きくしている。また、さらに高回転側では当制御によ
る悪影響を受けないようにその値を下げるようにしてい
る。

【０１４２】図４６に戻り、動作確認制御カウンタが下
限リミットとしてのＣＴＲＤＩＺＬ＃未満のときは、ス
テップ８よりステップ１５に進み、通常指令デューティ
値Ｄｔｙｖを制御指令デューティ値Ｄｔｙｖｎｔとす
る。

【０１４３】また、動作確認制御カウンタが上限リミッ
トとしてのＣＴＲＤＩＺＨ＃以上になると、ステップ７
よりステップ１０に進み、前回の動作確認制御カウンタ
であるＣｔｒｄｉｚ_n-1と上限リミットとしてのＣＴＲ
ＤＩＺＨ＃を比較する。Ｃｔｒｄｉｚ_n-1＜ＣＴＲＤＩ
ＺＨ＃であれば、動作確認制御カウンタが上限リミット
としてのＣＴＲＤＩＺＨ＃以上になった直後と判断し、
動作確認制御を終了するため、ステップ１１で制御指令
デューティ値Ｄｔｙｖｎｔ＝０とする。これは、動作確
認制御終了時に一度、可変ノズル５３を全開にして、通
常制御時の制御精度を確保するためである。ステップ１
２では、動作確認制御済みフラグｆｄｉｚ＝１として、
今回の処理を終了する。このフラグｆｄｉｚ＝１によ
り、次回以降ステップ６以降に進むことができないの
で、エンジンを始動した後に動作確認制御が２度行われ
ることはない。

【０１４４】動作確認制御カウンタが上限リミットとし
てのＣＴＲＤＩＺＨ＃以上になった直後でないときは、
ステップ１０よりステップ１４に進み、次回に備えるた
め動作確認制御カウンタＣｔｒｄｉｚ＝０とした後、ス
テップ１５の処理を実行する。

【０１４５】一方、Ｑｓｏｌが所定値ＱＳＯＬＤＩＺ＃
以上（燃料カット時でない）であるとき、Ｎｅが所定値
ＮＥＤＩＺ＃以上（高回転域）であるとき、Ｔｗが所定
値ＴＷＤＩＺ＃以上（暖機完了後）であるときは動作確
認制御を禁止するため、ステップ２、３、４よりステッ
プ１３に進み、フラグｆｄｉｚ＝０としたあと、ステッ
プ１４、１５の処理を実行する。

【０１４６】このように、特に低温時など、ターボ過給
機駆動用アクチュエータの動作が不安定な場合に動作確
認制御を行わせることで、可変ノズルの動きが滑らかと
なり、ターボ過給機駆動用アクチュエータの動作をより
確実にすることができる。

【０１４７】以上で、図１５、図１６の説明を終了す
る。

【０１４８】次に、図５０はＥＧＲ量の演算とＥＧＲ流
速の演算に用いる２つのフィードバック補正係数Ｋｑａ
ｃ００、Ｋｑａｃ０とＥＧＲ流速学習補正係数Ｋｑａｃ
を演算するためのもので、ＲＥＦ信号の入力毎に実行す
る。

【０１４９】まず、ステップ１で目標吸入空気量ｔＱａ
ｃ、実吸入空気量Ｑａｃ、エンジン回転数Ｎｅ、目標燃
料噴射量Ｑｓｏｌを読み込む。ステップ２では、目標吸
入空気量ｔＱａｃから

【０１５０】

【数１９】ｔＱａｃｄ＝ｔＱａｃ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×
ＫＱＡ＃＋ｔＱａｃｄ_n-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×
ＫＱＡ＃） ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 ＫＱＡ＃：定数、 ｔＱａｃｄ_n-1：前回のＱａｃｄ、 の式（一次遅れの式）により目標吸入空気量遅れ処理値
ｔＱａｃｄを演算する。これは、吸気系容積分の存在に
伴う空気の供給遅れのために、後述する２つのフィード
バック補正係数Ｋｑａｃ００、Ｋｑａｃ０や誤差割合学
習値Ｒｑａｃが大きくならないように遅れ処理を施した
ものである。

【０１５１】ステップ３ではフィードバック関連の各種
フラグを読み込む。これらの設定については図５１、図
５２、図５３のフローより説明する。

【０１５２】図５１、図５２、図５３は図５０と独立に
一定時間毎（たとえば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。

【０１５３】図５１はフィードバック許可フラグｆｅｆ
ｂを設定するためのものである。ステップ１でエンジン
回転数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、実ＥＧＲ率Ｍｅ
ｇｒｄ、水温Ｔｗを読み込む。

【０１５４】フィードバック許可条件の判定は、ステッ
プ２〜５、８の内容を一つずつチェックすることにより
行い、各項目のすべてが満たされたときにフィードバッ
クを許可し、一つでも反するときはフィードバックを禁
止する。すなわち、 ステップ２：Ｍｅｇｒｄが所定値ＭＥＧＲＦＢ＃を超え
ている（つまりＥＧＲの作動域）、 ステップ３：Ｔｗが所定値ＴＷＦＢＬ＃（たとえば３０
℃程度）を超えている、 ステップ４：Ｑｓｏｌが所定値ＱＳＯＬＦＢＬ＃を超え
ている（燃料カットしていない）、 ステップ５：Ｎｅが所定値ＮＥＦＢＬ＃を超えている
（エンストになる回転域でない）、 ステップ８：フィードバック開始カウンタＣｔｒｆｂが
所定値ＴＭＲＦＢ＃（たとえば１秒未満の値）を超えて
いる とき、ステップ９でフィードバックを許可するためフィ
ードバック許可フラグｆｅｆｂ＝１とし、そうでなけれ
ばステップ１０に移行し、フィードバックを禁止するた
めフィードバック許可フラグｆｅｆｂ＝０とする。

【０１５５】なお、フィードバック開始カウンタはステ
ップ２〜５の成立時にカウントアップし（ステップ
６）、ステップ２〜５の不成立時にフィードバック開始
カウンタをリセットする（ステップ７）。

【０１５６】図５２は学習値反映許可フラグｆｅｌｒｎ
２を設定するためのものである。ステップ１でエンジン
回転数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、実ＥＧＲ率Ｍｅ
ｇｒｄ、水温Ｔｗを読み込む。

【０１５７】学習値反映許可条件の判定も、ステップ２
〜５、８の内容を一つずつチェックすることにより行
い、各項目のすべてが満たされたときに学習値の反映を
許可し、一つでも反するときは学習値の反映を禁止す
る。すなわち、 ステップ２：Ｍｅｇｒｄが所定値ＭＥＧＲＬＮ２＃を超
えている（つまりＥＧＲの作動域）、 ステップ３：Ｔｗが所定値ＴＷＬＮＬ２＃（たとえば２
０℃程度）を超えている、 ステップ４：Ｑｓｏｌが所定値ＱＳＯＬＬＮＬ２＃を超
えている（燃料カットしていない）、 ステップ５：Ｎｅが所定値ＮＥＬＮＬ２＃を超えている
（エンストになる回転域でない）、 ステップ８：学習値反映カウンタＣｔｒｌｎ２が所定値
ＴＭＲＬＮ２＃（たとえば０．５秒程度）を超えている とき、ステップ９で学習値の反映を許可するため学習値
反映許可フラグｆｅｌｎ２＝１とし、そうでなければス
テップ１０に移行し、学習値の反映を禁止するため学習
値反映許可フラグｆｅｌｎ２＝０とする。

【０１５８】なお、学習値反映カウンタはステップ２〜
５の成立時にカウントアップし（ステップ６）、ステッ
プ２〜５の不成立時にリセットする（ステップ７）。

【０１５９】図５３は学習許可フラグｆｅｌｒｎを設定
するためのものである。ステップ１でエンジン回転数Ｎ
ｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ、
水温Ｔｗを読み込む。

【０１６０】学習許可条件の判定は、ステップ２〜７、
１０の内容を一つずつチェックすることにより行い、各
項目のすべてが満たされたときに学習を許可し、一つで
も反するときは学習を禁止する。すなわち、 ステップ２：Ｍｅｇｒｄが所定値ＭＥＧＲＬＮ＃を超え
ている（つまりＥＧＲの作動域）、 ステップ３：Ｔｗが所定値ＴＷＬＮＬ＃（たとえば７０
〜８０℃程度）を超えている、 ステップ４：Ｑｓｏｌが所定値ＱＳＯＬＬＮＬ＃を超え
ている（燃料カットしていない）、 ステップ５：Ｎｅが所定値ＮＥＬＮＬ＃を超えている
（エンストになる回転域でない）、 ステップ６：フィードバック許可フラグｆｅｆｂ＝１で
ある、 ステップ７：学習値反映許可フラグｆｅｌｒｎ２＝１で
ある、 ステップ１０：学習ディレイカウンタＣｔｒｌｎが所定
値ＴＭＲＬＮ＃（たとえば４秒程度）を超えている とき、ステップ１１で学習を許可するため学習許可フラ
グｆｅｌｎ＝１とし、そうでなければステップ１２に移
行し、学習を禁止するため学習許可フラグｆｅｌｎ＝０
とする。

【０１６１】なお、学習ディレイカウンタはステップ２
〜７の成立時にカウントアップし（ステップ８）、ステ
ップ２〜７の不成立時にリセットする（ステップ９）。

【０１６２】図５０に戻り、このようにして設定される
３つのフラグのうち、ステップ４でフィードバック許可
フラグｆｅｆｂをみる。ｆｅｆｂ＝１のときはステップ
５、６でＥＧＲ量のフィードバック補正係数Ｋｑａｃ０
０とＥＧＲ流速のフィードバック補正係数Ｋｑａｃ０を
演算する。一方、ｆｅｆｂ＝０のとき（フィードバック
を禁止するとき）はステップ４よりステップ７、８に進
み、Ｋｑａｃ００＝１、Ｋｑａｃ０＝１とする。

【０１６３】ここで、ＥＧＲ量フィードバック補正係数
Ｋｑａｃ００の演算については図５４のフローにより、
またＥＧＲ流速フィードバック補正係数Ｋｑａｃ０の演
算については図５７のフローにより説明する。

【０１６４】まず図５４（図５０のステップ５のサブル
ーチン）において、ステップ１で目標吸入空気量遅れ処
理値ｔＱａｃｄ、実吸入空気量Ｑａｃ、エンジン回転数
Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、水温Ｔｗを読み込む。

【０１６５】ステップ２ではＮｅとＱｓｏｌからたとえ
ば図５５を内容とするマップを検索すること等によりＥ
ＧＲ流量の補正ゲインＧｋｆｂを、またステップ３では
補正ゲインの水温補正係数ＫｇｆｂｔｗをＴｗからたと
えば図５４を内容とするテーブルを検索すること等によ
りそれぞれ演算し、これらを用いステップ４において

【０１６６】

【数２０】Ｋｑａｃ００＝（ｔＱａｃｄ／Ｑａｃ−１）
×Ｇｋｆｂ×Ｋｇｆｂｔｗ＋１の式によりＥＧＲ量フィ
ードバック補正係数Ｋｑａｃ００を演算する。

【０１６７】この式の右辺第１項の（ｔＱａｃｄ／Ｑａ
ｃ−１）は目標吸入空気量遅れ処理値からの誤差割合で
あり、これに１を加えることで、Ｋｑａｃ００は１を中
心とする値になる。数２０式は、目標吸入空気量遅れ処
理値からの誤差割合に比例させてＥＧＲ量フィードバッ
ク補正係数Ｋｑａｃ００を演算するものである。

【０１６８】次に、図５７（図５０のステップ６のサブ
ルーチン）において、ステップ１で目標吸入空気量遅れ
処理値ｔＱａｃｄ、実吸入空気量Ｑａｃ、エンジン回転
数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、水温Ｔｗを読み込
む。

【０１６９】ステップ２ではＮｅとＱｓｏｌからたとえ
ば図５８を内容とするマップを検索すること等によりＥ
ＧＲ流速の補正ゲインＧｋｆｂｉを、またステップ３で
は補正ゲインの水温補正係数ＫｇｆｂｉｔｗをＴｗから
たとえば図５９を内容とするテーブルを検索すること等
によりそれぞれ演算し、これらを用いステップ４におい
て

【０１７０】

【数２１】Ｒｑａｃ０＝（ｔＱａｃｄ／Ｑａｃ−１）×
Ｇｋｆｂｉ×ｋＧｆｂｉｔｗ＋Ｒｑａｃ０_n-1 ただし、Ｒｑａｃ０_n-1：前回のＲｑａｃ０、 の式により誤差割合Ｒｑａｃ０を更新し、この誤差割合
Ｒｑａｃ０に対してステップ５において１を加えた値を
ＥＧＲ流速フィードバック補正係数Ｋｑａｃ０として算
出する。

【０１７１】これは、目標吸入空気量遅れ処理値からの
誤差割合（ｔＱａｃｄ／Ｑａｃ−１）の積算値（積分
値）に比例させてＥＧＲ流速フィードバック補正係数Ｋ
ｑａｃ０を演算する（積分制御）ものである。

【０１７２】図５５、図５８のように、補正ゲインを運
転条件（Ｎｅ、Ｑｓｏｌ）に応じた値としたのは次の理
由による。同じゲインでも運転条件によりハンチングを
生じたり生じなかったりするので、ハンチングを生じる
領域では補正ゲインを小さくするためである。図５６、
図５９のように低水温のとき（暖機完了前）に値を小さ
くしているのは、エンジン回転の不安定な低水温域での
エンジンの安定化を図るためである。

【０１７３】このようにしてＥＧＲ量フィードバック補
正係数Ｋｑａｃ００とＥＧＲ流速フィードバック補正係
数Ｋｑａｃ０の演算を終了したら、図５０に戻り、ステ
ップ９で学習値反映許可フラグｆｅｌｒｎ２をみる。学
習反映許可フラグｆｅｌｒｎ２＝１のとき（学習値の反
映を許可するとき）は、ステップ１０に進み、ＮｅとＱ
ｓｏｌよりたとえば図６０の学習マップを検索すること
により誤差割合学習値Ｒｑａｃを読み出し、これに１を
足した値をＥＧＲ流速学習補正係数Ｋｑａｃとして演算
する。一方、学習反映許可フラグｆｅｌｒｎ２＝０のと
き（学習値の反映を禁止するとき）は、ステップ９より
ステップ１２に進み、ＥＧＲ流速学習補正係数Ｋｑａｃ
＝１とする。

【０１７４】続いてステップ１３では、学習許可フラグ
ｆｅｌｒｎをみる。学習許可フラグｆｅｌｒｎ＝１であ
れば（学習を許可するとき）、ステップ１４に進み、Ｅ
ＧＲ流速フィードバック補正係数Ｋｑａｃ０から１を減
算して誤差割合Ｒｑａｃｎとする。一方、学習許可フラ
グｆｅｌｒｎ＝０であるとき（学習を禁止するとき）
は、ステップ１３よりステップ１５に進み、誤差割合Ｒ
ｑａｃｎ＝０とする。

【０１７５】このようにして求めた誤差割合Ｒｑａｃｎ
に基づいてステップ１６では誤差割合学習値Ｒｑａｃの
更新を行う。この学習値の更新については図６１のフロ
ーにより説明する。

【０１７６】図６１（図５０のステップ１６のサブルー
チン）において、ステップ１で誤差割合Ｒｑａｃｎ、エ
ンジン回転数Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを読み込
む。ＮｅとＱｓｏｌからステップ２で学習速度Ｔｃｌｒ
ｎをたとえば図６２を内容とするマップを検索すること
等により演算する。ステップ３ではＮｅ、Ｑｓｏｌより
上記図６０の学習マップから誤差割合学習値Ｒｑａｃを
読み出す。ステップ４で

【０１７７】

【数２２】Ｒｑａｃ_n＝Ｒｑａｃｎ×Ｔｃｌｒｎ＋Ｒｑ
ａｃ_n-1×（１−Ｔｃｌｒｎ） ただし、Ｒｑａｃ_n：更新後の誤差割合学習値、 Ｒｑａｃ_n-1：更新前の誤差割合学習値（＝学習値読み
出し値）、 の式により加重平均処理を行い、更新後の学習値をステ
ップ５で図６０の学習マップにストアする（更新前の値
に対して更新後の値を上書きする）。

【０１７８】図６３（図５のステップ２のサブルーチ
ン）はＥＧＲ流速Ｃｑｅを演算するためのものである。

【０１７９】ステップ１、２で実ＥＧＲ量Ｑｅｃ、実Ｅ
ＧＲ率Ｍｅｇｒｄ、実吸入空気量Ｑａｃ、ＥＧＲ流速フ
ィードバック補正係数Ｋｑａｃ０、ＥＧＲ流速学習補正
係数Ｋｑａｃを読み込み、ステップ３において

【０１８０】

【数２３】Ｑｅｃ ｈ＝Ｑｅｃ×Ｋｑａｃ×Ｋｑａｃ０ の式により、Ｋｑａｃ０とＫｑａｃで実ＥＧＲ量Ｑｅｃ
を補正した値を補正実ＥＧＲ量Ｑｅｃ ｈとして算出
し、この補正実ＥＧＲ量Ｑｅｃ ｈと実ＥＧＲ率Ｍｅｇ
ｒｄよりステップ８において、たとえば図６４を内容と
するマップを検索することにより、ＥＧＲ流速Ｃｑｅを
演算する。なお、説明しなかったステップ４〜７は後述
する。

【０１８１】図６４のＥＧＲ流速の特性は、非線型性が
強く運転条件に応じてＥＧＲのフィードバックの感度が
相違することを示しているため、運転条件に対するフィ
ードバック量の差が小さくなるように、ＥＧＲ流速フィ
ードバック補正係数Ｋｑａｃ０は、流速マップの検索に
用いる実ＥＧＲ量Ｑｅｃへのフィードバックとしてい
る。

【０１８２】ただし、図６４において特性の傾きが急に
なる右端に近い部分は、マップの適合誤差が生じ勝ちな
領域であるため、適合誤差があると、その適合誤差の影
響を受けてＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖが変化してしまう。
つまり、ＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖを演算する式であるＡ
ｅｖ＝Ｔｑｅｋ／ＣｑｅにおいてＣｑｅには適合誤差が
生じるのであるから、これに対処するには、目標ＥＧＲ
量Ｔｑｅｋに対しても流速誤差分の補正を行う必要があ
る。そのため新たに導入したのが上記のＥＧＲ量フィー
ドバック補正係数Ｋｑａｃ００で、このＫｑａｃ００に
より図７のステップ６で目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋを補正し
ている。

【０１８３】この場合、Ｋｑａｃ００を演算する式であ
る上記数２０式は、目標吸入空気量遅れ処理値からの誤
差割合に比例させてＫｑａｃ００を演算するので、この
比例制御により図６４のＥＧＲ流速マップの適合誤差に
対して即座に補正できることになる。たとえば、簡単の
ため数２０式において、補正ゲインＧｋｆｂ＝１かつ暖
機完了後で考えると、Ｋｑａｃ００＝（ｔＱａｃｄ／Ｑ
ａｃ−１）＋１となる。この場合に、目標値としてのｔ
Ｑａｃｄより実吸入空気量Ｑａｃが小さいと、Ｋｑａｃ
００が１より大きな値となり、これによってＴｑｅｃが
即座に減量される。目標ＥＧＲ量が即座に減量される
と、相対的に新気量（吸入空気量）が増え、これによっ
て実吸入空気量Ｑａｃが目標値としてのｔＱａｃｄへと
収束する。

【０１８４】説明しなかった図６３のステップ４〜７は
ＥＧＲの作動開始時の初期値を設定する部分である。具
体的には、ステップ４では補正実ＥＧＲ量Ｑｅｃ ｈと
０を比較する。Ｑｅｃ ｈ＝０（つまりＥＧＲの非作動
時）であるときは、ステップ５に進み、

【０１８５】

【数２４】Ｑｅｃ ｈ＝Ｑａｃ×ＭＥＧＲＬ＃ ただし、ＭＥＧＲＬ＃：定数、 の式により、補正実ＥＧＲ量Ｑｅｃ ｈを設定する。同
様にして、ステップ６では実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄと０を
比較し、Ｍｅｇｒｄ＝０のときはステップ７で

【０１８６】

【数２５】Ｍｅｇｒｄ＝ＭＥＧＲＬ＃ の式により実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄを設定する。

【０１８７】ＥＧＲ弁６の全閉時にＥＧＲ弁６を通過す
るＥＧＲ流速は当然のことながらゼロであるが、数２４
式、数２５式はＥＧＲの作動開始時のことを考えて、流
速の演算に用いるパラメータの初期値を設定する。ＭＥ
ＧＲＬ＃の値は前述したようにたとえば０．５である。
さらに述べると、運転条件によってＥＧＲの作動開始時
のＥＧＲ弁前後の差圧（したがってＥＧＲ流速も）が異
なるため、これに対処するものである。この場合、ＥＧ
Ｒの作動開始時のＥＧＲ弁前後の差圧は実吸入空気量Ｑ
ａｃに関係する。そこで、数２４式によりＱａｃに比例
してＱｅｃ ｈの初期値を与えることで、ＥＧＲの作動
開始時のＥＧＲ流速の演算精度が向上する。

【０１８８】ここで、本実施形態の作用を説明する。

【０１８９】運転条件（Ｎｅ、Ｑｓｏｌ）に応じて目標
吸入空気量ｔＱａｃを演算し、第１実施形態ではこの目
標吸入空気量ｔＱａｃと実ＥＧＲ量Ｑｅｃとに基づい
て、また第２実施形態ではこの目標吸入空気量ｔＱａｃ
と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとに基づいて過給機の作動目標
値である目標開口割合Ｒｖｎｔを設定するようにしたの
で、ＥＧＲ装置の制御目標値である目標ＥＧＲ量（Ｑｅ
ｃ０）や目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒが変化しても、燃費を最
適にする目標吸入空気量が得られることになり、過渡を
含めたターボ過給機とＥＧＲ装置の制御性が向上し、こ
れによってお互いの性能を十分に発揮させることができ
る。また、適合の簡易化、ロジックの簡易化も可能であ
る。

【０１９０】特に過渡時には、目標ＥＧＲ量や目標ＥＧ
Ｒ率Ｍｅｇｒがステップ的に変化しても、実ＥＧＲ量Ｑ
ｅｃや実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄが目標ＥＧＲ量や目標ＥＧ
Ｒ率Ｍｅｇｒに追いつくまでに遅れがあり、目標ＥＧＲ
量や目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒからのずれ分だけ目標開口割
合Ｒｖｎｔに誤差が生じ、燃費を最適にする目標吸入空
気量が得られなくなる可能性があるが、目標開口割合Ｒ
ｖｎｔを設定するに際して、第１実施形態によれば目標
ＥＧＲ量に遅れ処理を施した値である実ＥＧＲ量Ｑｅｃ
を、また第２実施形態によれば目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに
遅れ処理を施した値である実ＥＧＲ量Ｍｅｇｒｄを用い
るので、過渡時においても、燃費を最適にする目標吸入
空気量が得られるようにターボ過給機を制御できる。

【０１９１】また、実吸入空気量Ｑａｃが目標吸入空気
量遅れ処理値ｔＱａｃｄと一致するようにフィードバッ
ク補正を行うので、排気通路に触媒を備える場合にその
触媒の劣化による排気圧上昇や可変容量ターボ過給機を
使用した場合の作動バラツキによる吸入空気量の変動が
あっても、空気過剰率の低下を防止して、排気へのロバ
スト性を向上させることができるのであるが、２つの実
施形態ではさらにフィードバック補正の対象を、従来技
術と相違してＥＧＲ流速Ｃｑｅとしている。

【０１９２】ここで、図６５に示したようにシリンダＥ
ＧＲ量Ｑｅｃと目標ＥＧＲ率ＭｅｇｒとＥＧＲ流速Ｃｑ
ｅの間には、可変ノズルのノズル開度に関係なく強い相
関がある、という初めての知見を得たことより、本実施
形態のように、ＥＧＲ流速Ｃｑｅを予測し、この予測値
に基づいてＥＧＲ弁開度を制御することで、可変容量タ
ーボ過給機を備えるエンジンにおいても、可変ノズルの
ノズル開度に関係なく目標ＥＧＲ量を精度よく演算で
き、かつ、ＥＧＲガス流速Ｃｑｅは、定常と過渡とに関
係のない値であるため、過渡を含めて目標ＥＧＲ量を精
度よく演算できる。

【０１９３】この結果、フィードバックゲインを設定す
るに当たって、定常と過渡を一律に扱えるため、フィー
ドバック補正の対象をＥＧＲ量や吸入空気量とする従来
技術よりもフィードバックゲインの設定が容易になり、
排気へのロバスト性が一段と向上する。

【０１９４】たとえば、排気圧が標準（ベース）の場合
と、個体バラツキ等に起因してこれより排気圧が高い場
合とを対象にして、１０−１５モードで運転したときの
シミュレーション結果を図６６、図６７に示すと、制御
精度が悪い場合には、両者で実ＥＧＲ率と実吸入空気量
Ｑａｃの波形が大きく異なるはずである。しかしなが
ら、本実施形態によれば、実ＥＧＲ率と実吸入空気量Ｑ
ａｃの波形が両者でほぼ重なっている（実ＥＧＲ率につ
いて図６６の最下段、実吸入空気量Ｑａｃについて図６
７の最上段参照）。つまり、個体バラツキ等に起因して
排気圧が高い場合であっても、ベースのものと同じ実Ｅ
ＧＲ率と実吸入空気量Ｑａｃとが得られるわけである。

【０１９５】また、運転領域毎の誤差割合学習値Ｒｑａ
ｃを導入して、これから作られるＥＧＲ流速学習補正係
数ＫｑａｃによってもＥＧＲ流速Ｃｑｅの演算に用いる
パラメータである実ＥＧＲ量Ｑｅｃを補正し、この運転
領域毎の誤差割合学習値Ｒｑａｃは、ＥＧＲ流速フィー
ドバック補正量Ｋｑａｃ０に基づいて更新するので、運
転領域毎の学習値により実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入
空気量遅れ処理値ｔＱａｃｄの比（誤差割合）が１とな
るように吸収され、そのぶんフィードバック補正係数Ｋ
ｑａｃ０の変化が縮小し、これによってＥＧＲと過給圧
の制御性が向上する。

【０１９６】また、実ＥＧＲ量と実ＥＧＲ率をパラメー
タとするＥＧＲ流速のマップ特性は、図６４のようにな
り、同図において特性の傾きが急になる右端に近い部分
は、マップの適合誤差が生じ勝ちな領域であるため、適
合誤差があると、その適合誤差の影響を受けてＥＧＲ弁
開口面積Ａｅｖが変化してしまうのであるが、本実施形
態では、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気量遅れ処理
値ｔＱａｃｄの比（誤差割合）に基づいて目標ＥＧＲ量
Ｔｑｅｋをフィードバック補正するので、ＥＧＲ流速マ
ップに適合誤差があっても、実吸入空気量Ｑａｃを目標
吸入空気量遅れ処理値ｔＱａｃｄへと収束させることが
できる。

【０１９７】また、過渡時には実際のＥＧＲ量が目標Ｅ
ＧＲ量から、また実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率からず
れる。このずれは吸気系容積分の遅れによるものである
ため、過渡時にも目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率からＥＧ
Ｒ流速を演算したのでは、吸気系容積分の遅れに伴うＥ
ＧＲ流速誤差が生じてしまうのであるが、本実施形態に
よれば、目標ＥＧＲ量と目標ＥＧＲ率に対して吸気系の
遅れ処理を施した値である実ＥＧＲ量Ｑｅｃと実ＥＧＲ
率ＭｅｇｒｄからＥＧＲ流速Ｃｑｅを演算するので、過
渡時にもＥＧＲ流速Ｃｑｅを精度よく演算することがで
きる。

【０１９８】図６８のフローチャートは第３実施形態
で、第１、第２の２つの実施形態に共通の図６３と置き
換わるものである。この実施形態は、ＥＧＲ流速学習補
正係数Ｋｑａｃのみを与える点で、第１、第２実施形態
と相違する。このため、実ＥＧＲ量Ｑｅｃにこの学習補
正係数Ｋｑａｃを乗算した値を補正実ＥＧＲ量Ｑｅｃ ｈ
として、ＥＧＲ流速Ｃｑｅを演算することになる（図６
８のステップ４、５）。図示しないが、図７に対応する
目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋの演算フローではＫｑａｃ００＝
１である。

【０１９９】また、実ＥＧＲ率と実ＥＧＲ量の求め方が
第１、第２の２つの実施形態と少し相違している。これ
を説明すると、図６８のステップ１で要求ＥＧＲ量Ｍｑ
ｅｃ（図７のステップ３で既に得ている）、目標ＥＧＲ
率Ｍｅｇｒ（図１１で既に得ている）、シリンダ吸入空
気量Ｑａｃ（図８で既に得ている）を読み込み、このう
ち要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃと目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒから、
ステップ２、３において、

【０２００】

【数２６】Ｑｅｃ＝Ｍｑｅｃ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×ＫＱ
Ｅ＃＋Ｑｅｃ_n-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×ＫＱＥ
＃） Ｒｅｇｒ＝Ｍｅｇｒ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×ＫＭＥ＃＋Ｒ
ｅｇｒ_n-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×ＫＭＥ＃） ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 ＫＱＥ＃：定数、 ＫＭＥ＃：定数、 Ｑｅｃ_n-1：前回のＱｅｃ、 Ｒｅｇｒ_n-1：前回のＲｅｇｒ、 の式（一次遅れの式）により、吸気弁位置における１シ
リンダ当たりのＥＧＲ量Ｑｅｃと、同じく吸気弁位置に
おけるＥＧＲ率Ｒｅｇｒを演算する。

【０２０１】ここで、数２６式の第２式と図１７ステッ
プ３におけるＭｅｇｒｄの演算式を比べればわかるよう
に、ＭｅｇｒｄとＲｅｇｒの違いは、Ｍｅｇｒｄが単位
変換（１シリンダ当たり→単位時間当たり）後の値であ
るのに対して、Ｒｅｇｒが単位変換前の値である点にし
かない。したがって、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに対して一
次遅れで応答するこのＲｅｇｒも実ＥＧＲ率である。同
様にして、数２６式の第１式のＱｅｃも目標値としての
Ｍｑｅｃに対して一次遅れで応答するため、実ＥＧＲ量
とみなすことができる。

【０２０２】上記の学習補正係数Ｋｑａｃの演算につい
ては図６９のフローにより説明する。図６９においてス
テップ１〜４は図２０と同様に目標吸入空気量を演算す
る部分である。ステップ１では目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ、
目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、エンジン回転数Ｎｅ、実吸入
空気量Ｑａｃを読み込み、このうちＭｅｇｒとＮｅより
ステップ２においてたとえば図７０を内容とするマップ
を検索すること等により目標吸入空気量基本値ｔＱａｃ
ｂを、またステップ３においてＱｓｏｌよりたとえば図
７１を内容とするテーブルを検索すること等により目標
吸入空気量の補正係数Ｋｑａｑｆを演算し、この補正係
数を上記の目標吸入空気量基本値に掛けた値を目標吸入
空気量Ｑａｃｔ０として算出する。ステップ５では、こ
の目標吸入空気量Ｑａｃｔ０から

【０２０３】

【数２７】Ｑａｃｔ＝Ｑａｃｔ０×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×
ＫＱＡ＃＋Ｑａｃｔ_n-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×Ｋ
ＱＡ＃） ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 ＫＱＡ＃：定数、 Ｑａｃｔ_n-1：前回のＱａｃｔ、 の式（一次遅れの式）により目標吸入空気量遅れ処理値
Ｑａｃｔを演算する。これは、吸気系容積分の存在に伴
う空気の供給遅れのために、後述する誤差割合学習値Ｒ
ｑａｃ１が大きくならないように遅れ処理を施したもの
である。

【０２０４】ステップ６では実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ（図６
８ステップ３より既に得ている）と０を比較する。実Ｅ
ＧＲ率Ｒｅｇｒが０でないとき（ＥＧＲの作動時）は、
ステップ７、８に進み、

【０２０５】

【数２８】Ｒｑａｃ０＝Ｑａｃｔ／Ｑａｃ−１ の式により誤差割合Ｒｑａｃ０を算出し、この誤差割合
Ｒｑａｃ０から

【０２０６】

【数２９】Ｒｑａｃ１＝Ｒｑａｃ０×Ｔｃｌｒｎ１＋Ｒ
ｑａｃ１_n-1×（１−Ｔｃｌｒｎ１） ただし、Ｔｃｌｒｎ１：学習速度（固定値）、 Ｒｑａｃ１_n-1：前回の誤差割合学習値、 の式により加重平均処理を行って誤差割合学習値Ｒｑａ
ｃ１を更新する。ステップ９ではこれに１を加えた値を
ＥＧＲ流速学習補正係数Ｋｑａｃとして算出する。

【０２０７】一方、実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＝０のとき（Ｅ
ＧＲの非作動時）は、補正は必要ないので、ステップ６
よりステップ１０に進み、Ｋｑａｃ＝０として今回の処
理を終了する。

【０２０８】図７２のフローチャートは第４実施形態
で、第３実施形態の図６９と置き換わるものである。図
７２において、実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが０でないとき（Ｅ
ＧＲの作動時）は、ステップ７よりステップ２２、２３
に進み、Ｎｅ、Ｑｓｏｌより図７４の学習マップから誤
差割合学習値Ｒｑａｃ２を読み出し、これに１を加えた
値をＥＧＲ流速学習補正係数Ｋｑａｃとして算出する。
なお、図７２において、図６９と同一部分には同一のス
テップ番号をつけて、その説明を省略する。

【０２０９】図７３のフローチャートは学習値を更新す
るためのものである。ステップ１〜７は第３実施形態の
図６９と同じである。ステップ８ではＮｅ、Ｑｓｏｌよ
り図７４の学習マップから誤差割合学習値Ｒｑａｃ２を
読み出し、ステップ９で

【０２１０】

【数２９】Ｒｑａｃ２_n＝Ｒｑａｃ０×Ｔｃｌｒｎ２＋
Ｒｑａｃ２_n-1×（１−Ｔｃｌｒｎ２） ただし、Ｔｃｌｒｎ２：学習速度（固定値）、 Ｒｑａｃ２_n：更新後の誤差割合学習値、 Ｒｑａｃ２_n-1：更新前の誤差割合学習値（＝学習値読
み出し値）、 の式により加重平均処理を行い、更新後の学習値をステ
ップ１０で図７４の学習マップにストアする（更新前の
値に対して更新後の値を上書きする）。

【０２１１】第３実施形態の誤差割合学習値Ｒｑａｃ１
が運転の全域で１つであったのに対して、第４実施形態
は、運転条件毎に異なる誤差割合学習値Ｒｑａｃ２を持
たせるようにしたもので、第１、第２の各実施形態と同
様の作用効果が生じる。

【０２１２】実施形態では、ＥＧＲ流速を予測し、この
予測値に基づいてＥＧＲ弁を制御する場合で説明した
が、ＥＧＲ流速と一定の関係にあるＥＧＲ弁の前後差圧
（前後差圧は流速の二乗に比例する）を予測するように
してもかまわない。

【０２１３】実施形態では、実吸入空気量Ｑａｃが目標
吸入空気量遅れ処理値ｔＱａｃｄと一致するようにＥＧ
Ｒ流速フィードバック補正係数Ｋｑａｃ０を演算し、こ
のフィードバック補正係数Ｋｑａｃ０とＥＧＲ流速学習
補正係数Ｋｑａｃ（＝Ｒｑａｃ＋１）とでＥＧＲ流速Ｃ
ｑｅの演算に用いるパラメータであるシリンダＥＧＲ量
Ｑｅｃを補正する場合で説明したが、ＥＧＲ流速フィー
ドバック補正係数Ｋｑａｃ０とＥＧＲ流速学習補正係数
Ｋｑａｃとでもう一つのパラメータである実ＥＧＲ率Ｍ
ｅｇｒｄを補正するようにしても、また実吸入空気量Ｑ
ａｃが目標吸入空気量ｔＱａｃと一致するようにＥＧＲ
流速フィードバック補正係数Ｋｑａｃ０を演算し、この
フィードバック補正係数Ｋｑａｃ０とＥＧＲ流速学習補
正係数ＫｑａｃとでＥＧＲ流速Ｃｑｅの演算に用いるシ
リンダＥＧＲ量Ｑｅｃや実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ、さらに
はＥＧＲ流速Ｃｑｅそのものを補正するようにしてもか
まわない。学習値については、学習補正係数を学習値と
することもできる。

【０２１４】また、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気
量遅れ処理値ｔＱａｃｄの比（誤差割合）に基づいてフ
ィードバック補正係数Ｋｑａｃ０、Ｋｑａｃ００を演算
したが、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気量遅れ処理
値ｔＱａｃｄ（あるいは目標吸入空気量ｔＱａ）の差
（誤差量）に基づいてフィードバック補正係数Ｋｑａｃ
０、Ｋｑａｃ００を演算するようにしてもかまわない。

【０２１５】実施形態では、熱発生のパターンが単段燃
焼となる、いわゆる低温予混合燃焼を行わせる場合で説
明したが、予混合燃焼の後に拡散燃焼が付加される、通
常のディーゼル燃焼の場合でも、本発明を適用できるこ
とはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の制御システム図。

【図２】コモンレール式燃料噴射装置の概略構成図。

【図３】目標燃料噴射量の演算を説明するためのフロー
チャート。

【図４】基本燃料噴射量のマップ特性図。

【図５】ＥＧＲ弁開口面積の演算を説明するためのフロ
ーチャート。

【図６】ＥＧＲ弁開口面積に対するＥＧＲ弁駆動信号の
特性図。

【図７】目標ＥＧＲ量の演算を説明するためのフローチ
ャート。

【図８】シリンダ吸入空気量の演算を説明するためのフ
ローチャート。

【図９】吸入空気量の検出を説明するためのフローチャ
ート。

【図１０】エアフローメータ出力電圧に対する吸入空気
量の特性図。

【図１１】目標ＥＧＲ率の演算を説明するためのフロー
チャート。

【図１２】基本目標ＥＧＲ率のマップ特性図。

【図１３】水温補正係数のテーブル特性図。

【図１４】完爆判定を説明するためのフローチャート。

【図１５】第１実施形態の負圧制御弁に与える制御指令
デューティ値の演算を説明するためのフローチャート。

【図１６】第２実施形態の負圧制御弁に与える制御指令
デューティ値の演算を説明するためのフローチャート。

【図１７】実ＥＧＲ率の演算を説明するためのフローチ
ャート。

【図１８】コレクタ容量分の時定数相当値の演算を説明
するためのフローチャート。

【図１９】体積効率相当基本値のマップ特性図。

【図２０】目標吸入空気量の演算を説明するためのフロ
ーチャート。

【図２１】ＥＧＲ作動時の目標吸入空気量基本値のマッ
プ特性図。

【図２２】目標吸入空気量補正係数のマップ特性図。

【図２３】ＥＧＲ非作動時の目標吸入空気量のマップ特
性図。

【図２４】実ＥＧＲ量の演算を説明するためのフローチ
ャート。

【図２５】第１実施形態の目標開口割合の演算を説明す
るためのフローチャート。

【図２６】目標開口割合のマップ特性図。

【図２７】第２実施形態の目標開口割合の演算を説明す
るためのフローチャート。

【図２８】目標開口割合のマップ特性図。

【図２９】目標開口割合のフィードフォワード量の演算
を説明するためのフローチャート。

【図３０】目標開口割合のフィードバック量の演算を説
明するためのフローチャート。

【図３１】線型化処理を説明するためのフローチャー
ト。

【図３２】線型化のテーブル特性図。

【図３３】開口面積と過給圧の関係を示す特性図。

【図３４】信号変換を説明するためのフローチャート。

【図３５】デューティ選択信号フラグの設定を説明する
ためのフローチャート。

【図３６】デューティ値の温度補正量の演算を説明する
ためのフローチャート。

【図３７】基本排気温度のマップ特性図。

【図３８】水温補正係数のテーブル特性図。

【図３９】温度補正量のテーブル特性図。

【図４０】ターボ過給機駆動用アクチュエータの温度特
性図。

【図４１】可変ノズル全閉時のデューティ値のマップ特
性図。

【図４２】可変ノズル全開時のデューティ値のマップ特
性図。

【図４３】可変ノズル全閉時のデューティ値のマップ特
性図。

【図４４】可変ノズル全開時のデューティ値のマップ特
性図。

【図４５】指令開口割合線型化処理値をデューティ値に
変換するときのヒステリシス図。

【図４６】動作確認制御を説明するためのフローチャー
ト。

【図４７】動作確認制御指令デューティ値の設定を説明
するためのフローチャート。

【図４８】制御パターンのテーブル特性図。

【図４９】動作確認制御時のデューティ値のテーブル特
性図。

【図５０】ＥＧＲ制御の２つのフィードバック補正係数
と学習補正係数の演算を説明するためのフローチャー
ト。

【図５１】フィードバック許可フラグの設定を説明する
ためのフローチャート。

【図５２】学習値反映許可フラグの設定を説明するため
のフローチャート。

【図５３】学習許可フラグの設定を説明するためのフロ
ーチャート。

【図５４】ＥＧＲ量フィードバック補正係数の演算を説
明するためのフローチャート。

【図５５】ＥＧＲ流量の補正ゲインのマップ特性図。

【図５６】水温補正係数のテーブル特性図。

【図５７】ＥＧＲ流速フィードバック補正係数の演算を
説明するためのフローチャート。

【図５８】ＥＧＲ流速の補正ゲインのマップ特性図。

【図５９】水温補正係数のテーブル特性図。

【図６０】誤差割合学習値の学習マップの表図。

【図６１】学習値の更新を説明するためのフローチャー
ト。

【図６２】学習速度のマップ特性図。

【図６３】ＥＧＲ流速の演算を説明するためのフローチ
ャート。

【図６４】ＥＧＲ流速のマップ特性図。

【図６５】ＥＧＲ量、ＥＧＲ率、ＥＧＲ流速の関係を示
す特性図。

【図６６】１０−１５モードで運転したときのシミュレ
ーション結果を示す波形図。

【図６７】１０−１５モードで運転したときのシミュレ
ーション結果を示す波形図。

【図６８】第３実施形態のＥＧＲ流速の演算を説明する
ためのフローチャート。

【図６９】第３実施形態のＥＧＲ流量学習補正係数の演
算を説明するためのフローチャート。

【図７０】目標吸入空気量基本値のマップ特性図。

【図７１】目標吸入空気量補正係数のテーブル特性図。
チャート。

【図７２】第４実施形態のＥＧＲ流速学習補正係数の演
算を説明するためのフローチャート。

【図７３】第４実施形態の学習値の更新を説明するため
のフローチャート。

【図７４】第４実施形態の誤差割合学習値の学習マップ
の表図。

【図７５】第１の発明のクレーム対応図。

【図７６】第２の発明のクレーム対応図。

【図７７】第３の発明のクレーム対応図。

【符号の説明】

４ ＥＧＲ通路 ６ ＥＧＲ弁 ４１ コントロールユニット ５２ 排気タービン ５３ 可変ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/02 ３６０ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３６０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ ５７０ ５７０Ｐ (72)発明者 白河 暁 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 三浦 学 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G005 DA02 EA04 EA16 FA60 GA03 GB24 GC04 GE01 GE03 GE07 GE08 GE09 GE10 HA05 HA12 JA06 JA12 JA16 JA39 JA45 3G062 AA01 AA05 BA00 BA04 FA06 FA08 FA15 GA01 GA04 GA06 GA08 GA09 3G084 AA01 BA07 BA13 BA20 DA22 EA08 EA11 EB09 EB14 EB15 EB20 EB25 EC04 EC06 FA07 FA10 FA20 FA27 FA33 3G092 AA02 AA06 AA17 AA18 AB03 BB01 DB03 DC08 EA08 EA16 EB01 EB02 EB03 EC02 EC05 EC10 FA36 HA01Z HA06Z HC07Z HD01Z HD07Z HE01Z HE03Z HE08Z 3G301 HA02 HA04 HA11 HA13 JA15 LA00 LC04 MA11 NA02 NA03 NA04 NA08 NA09 NB05 NC04 ND03 ND04 ND05 ND25 ND41 PA01Z PA11Z PD11Z PE01Z PE03Z PE08Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】過給機とＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁を
   備え、 エンジンの運転条件を検出する手段と、 この運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ率を演算す
   る手段と、 この目標ＥＧＲ率と前記運転条件の検出値に基づいて目
   標ＥＧＲ量を設定する手段と、 この目標ＥＧＲ量と前記目標ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ
   流速を演算する手段と、 このＥＧＲ流速と前記目標ＥＧＲ量から前記ＥＧＲ弁の
   開口面積を演算する手段と、 このＥＧＲ弁開口面積となるように前記ＥＧＲ弁を制御
   する手段と、 目標吸入空気量を演算する手段と、 この目標吸入空気量が得られるように前記過給機を制御
   する手段と、 実吸入空気量を演算する手段と、 この実吸入空気量と前記目標吸入空気量の差または比に
   基づいて前記ＥＧＲ流速またはＥＧＲ流速の演算に用い
   るパラメータをフィードバック補正する手段とを設けた
   ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
2. 【請求項２】過給機とＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁を
   備え、 エンジンの運転条件を検出する手段と、 この運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ率を演算す
   る手段と、 この目標ＥＧＲ率と前記運転条件の検出値に基づいて目
   標ＥＧＲ量を設定する手段と、 この目標ＥＧＲ量と前記目標ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ
   流速を演算する手段と、 このＥＧＲ流速と前記目標ＥＧＲ量から前記ＥＧＲ弁の
   開口面積を演算する手段と、 このＥＧＲ弁開口面積となるように前記ＥＧＲ弁を制御
   する手段と、 運転領域毎に学習値を格納する手段と、 この学習値で前記ＥＧＲ流速またはＥＧＲ流速の演算に
   用いるパラメータを補正する手段と、 目標吸入空気量を演算する手段と、 この目標吸入空気量が得られるように前記過給機を制御
   する手段と、 実吸入空気量を演算する手段と、 この実吸入空気量と前記目標吸入空気量の差または比に
   基づいて前記学習値を更新する手段とを設けたことを特
   徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
3. 【請求項３】過給機とＥＧＲ量を制御可能なＥＧＲ弁を
   備え、 エンジンの運転条件を検出する手段と、 この運転条件の検出値に基づいて目標ＥＧＲ率を演算す
   る手段と、 この目標ＥＧＲ率と前記運転条件の検出値に基づいて目
   標ＥＧＲ量を設定する手段と、 この目標ＥＧＲ量と前記目標ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ
   流速を演算する手段と、 このＥＧＲ流速と前記目標ＥＧＲ量から前記ＥＧＲ弁の
   開口面積を演算する手段と、 このＥＧＲ弁開口面積となるように前記ＥＧＲ弁を制御
   する手段と、 目標吸入空気量を演算する手段と、 この目標吸入空気量が得られるように前記過給機を制御
   する手段と、 実吸入空気量を演算する手段と、 この実吸入空気量と前記目標吸入空気量の差や比に基づ
   いて前記目標ＥＧＲ量をフィードバック補正する手段と
   を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装
   置。
4. 【請求項４】前記フィードバック補正するのに用いる目
   標吸入空気量に代えて、この目標吸入空気量に対して吸
   気系の遅れ処理を施した値を用いることを特徴とする請
   求項１または３に記載のディーゼルエンジンの制御装
   置。
5. 【請求項５】前記学習値を更新するのに用いる目標吸入
   空気量に代えて、この目標吸入空気量に対して吸気系の
   遅れ処理を施した値を用いることを特徴とする請求項２
   に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
6. 【請求項６】前記フィードバック補正する際のフィード
   バック補正量が前記差または比の積分値に比例した値で
   あることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエン
   ジンの制御装置。
7. 【請求項７】前記フィードバック補正する際のフィード
   バック補正量が前記差または比に比例した値であること
   を特徴とする請求項３に記載のディーゼルエンジンの制
   御装置。