JP2001280199A

JP2001280199A - エンジンの排気ガス還流装置

Info

Publication number: JP2001280199A
Application number: JP2000099299A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiro Sato; 恒博佐藤; Naomoto Okada; 直基岡田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】エアフロー・フィードバックＥＧＲにおい
て、変速中のフィードバックによるＥＧＲの増量あるい
は減量によって変速後のＥＧＲ量が要求ＥＧＲ量からず
れるのを防止する。【解決手段】例えば低負荷からアクセルを踏み込ん
で、変速機がシフトアップし、そこからまた加速して高
負荷に移行するような加速時の変速において、変速時に
目標空気量が直ちに減少するのに対し、エアフローメー
タによって検出される実空気量の減少には時間遅れがあ
り、そのため、実空気量が目標空気量よりも多い状態と
なって、フィードバックによりＥＧＲ量が増量されるの
を防止するよう、変速を検出して、変速中はＥＧＲ実行
を禁止する。あるいは、変速中はＥＧＲフィードバック
制御のフィードバックゲインを小さくする。

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、エンジンの排気
ガス還流装置、特に、エアフローメータで検出される実
空気量が目標空気量に一致するよう排気ガス還流バルブ
の開度をフィードバック制御するエンジンの排気ガス還
流装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用等のエンジンにおいては、排気ガ
ス中のＮＯｘ成分を低減するため、所定運転状態におい
て排気ガスの一部を吸気側に還流させる所謂ＥＧＲ（排
気ガス還流）が従来から行われている。そして、従来の
ＥＧＲ制御（排気ガス還流制御）は、例えばポジション
センサで検出したＥＧＲバルブ（排気ガス還流バルブ）
のリフト量がエンジン運転状態に応じて設定した目標リ
フト量となるようフィードバック制御するというのが一
般的であった。しかしながら、そのような所謂ポジショ
ン・フィードバックでは、ＥＧＲ通路の詰まりや、吸気
通路の抵抗によって還流量が左右されるため、実際に還
流される排気ガス量を正確に制御することは難しいとい
うことから、特に多量のＥＧＲを行う場合に、例えば特
開平８−１９３５３４号公報に開示されているような所
謂エアフロー・フィードバックＥＧＲが採用されてい
る。

【０００３】エアフロー・フィードバックＥＧＲは、エ
アフローセンサによって検出される空気量が目標空気量
に一致するようＥＧＲバルブの開度をフィードバック制
御するものである。ＮＯｘを最大限に低減するためには
多量のＥＧＲを行う必要があるが、ＥＧＲ量が増える
と、その分新気の入る量が減ることになって、失火等の
問題が発生する。そのため、ＥＧＲ導入部の上流におい
てエアフローメータで検出される吸入空気量に目標値
（目標空気量）を設定して、その目標空気量となるよう
に、ＥＧＲバルブ２４の開度をフィードバック制御する
ことにより、必要な新気吸入量を確保するのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な、エアフローセンサによって検出される空気量が目標
空気量に一致するようＥＧＲバルブの開度をフィードバ
ック制御するエアフロー・フィードバックＥＧＲを採用
する場合に、従来の技術では、エンジンによって駆動さ
れる車両の変速直後にＥＧＲ量が要求ＥＧＲ量からず
れ、ＥＧＲ量が過大となって、その結果、スモークが出
たり、走行性が悪化するといった問題が発生する。

【０００５】すなわち、例えば低負荷からアクセルを踏
み込んで、変速機がシフトアップ（変速）し、そこから
また加速して高負荷に移行するような加速時の変速の場
合に、変速時にはアクセルが戻り、エンジン回転が落ち
るので、それらをパラメータとして設定される目標空気
量は直ちに減少するのに対し、エアフローメータによっ
て検出される実空気量は、吸気系のボリューム等がある
ために直ちには変化せず、そのため、検出された実空気
量が目標空気量よりも多い、つまりＥＧＲ量が要求ＥＧ
Ｒ量より少ないということになって、実空気量を目標空
気量に近づけるようＥＧＲバルブの開度が補正され、Ｅ
ＧＲ量が増える。そして、こうして変速中にＥＧＲ量が
増大した状態で変速が終わると、変速直後はその増量さ
れたＥＧＲガスが残り、また、変速中にＥＧＲ増量側に
設定されたフィードバック補正量が直ぐには戻らないた
め、変速終了後しばらくはＥＧＲ量が多くなって、要求
ＥＧＲ量からずれることになる。また、要求ＥＧＲ量
は、エンジン回転数とエンジン負荷（アクセル開度等）
をパラメータとして設定するもので、通常は、高回転、
高負荷側では走行性を悪化させないようＥＧＲ量を減ら
す必要があるということから、低回転、低負荷側で要求
ＥＧＲ量を大きくし、高回転、高負荷側で要求ＥＧＲ量
を小さくするという設定にするが、そうした場合に、変
速後加速して高負荷に移行すると、要求ＥＧＲ量は減少
するため、本来はＥＧＲ量を寧ろ減らしたいにも拘わら
ず、上述のように変速中に増量したＥＧＲガスが直ちに
はなくならず、また、変速の間にＥＧＲを増量する方向
に補正が進んでいることによって、一層要求ＥＧＲ量か
らずれたＥＧＲとなるのである。こうして変速後のＥＧ
Ｒ量が過大となり、スモークや、加速性等、走行性の悪
化を招く。また、目標空気量等の設定によっては、変速
中にＥＧＲ量が減量される場合もあり得るし、要求ＥＧ
Ｒ量の設定も、高回転、高負荷側で増量させる場合もあ
り得るが、そういった条件が重なると、場合によっては
変速後にＥＧＲ量が足りない側にずれてしまう。

【０００６】そこで、変速中のフィードバックによるＥ
ＧＲの増量あるいは減量によって変速後のＥＧＲ量が要
求ＥＧＲ量からずれるのを防止することが課題である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
エンジンの排気通路と吸気通路との間に設けられ、上記
排気通路から吸気通路へ排気ガスの一部を還流させる排
気ガス還流通路と、該排気ガス還流通路に設けられ、該
排気ガス還流通路を介して上記排気通路から上記吸気通
路へ還流する排気ガス還流量を調整する排気ガス還流バ
ルブと、上記吸気通路の上記排気ガス還流通路との接続
部より上流側に設けられ、エンジンの吸入空気量を検出
する吸入空気量検出手段と、該吸入空気量検出手段によ
り検出される空気量に、エンジンの運転状態に応じた目
標値を設定する目標空気量設定手段と、上記吸入空気量
検出手段により検出される空気量が上記目標空気量設定
手段により設定された目標空気量に一致するよう上記排
気ガス還流バルブの開度をフィードバック制御するフィ
ードバック制御手段とを備えたエンジンの排気ガス還流
装置において、当該エンジンにより駆動される車両の変
速状態を検出する変速検出手段と、該変速検出手段によ
り変速状態が検出された時は上記フィードバック制御手
段の作動を抑制する作動抑制手段を設けたことを特徴と
する。

【０００８】この場合、エンジン運転状態に応じて要求
ＥＧＲ量から目標空気量が設定され、空気量（新気量）
の検出値が目標空気量に一致するように排気ガス還流制
御のフィードバック補正量が設定され、排気ガス還流バ
ルブの開度がフィードバック制御される。そして、変速
時には、そのＥＧＲのフィードバック制御が抑制される
ことにより、変速中のＥＧＲの増量あるいは減量が抑制
され、その結果、変速中の増量あるいは減量によって変
速後のＥＧＲ量が要求ＥＧＲ量からずれるのが防止され
る。

【０００９】請求項２に係る発明は、上記構成の排気ガ
ス還流装置において、上記吸気通路の、上記排気ガス還
流通路との接続部よりも上流に吸気絞り弁を設け、該吸
気絞り弁を所定の運転領域における上記フィードバック
制御手段の作動時に閉作動させるとともに、上記変速検
出手段により変速状態が検出された時は該吸気絞り弁を
強制的に開放するよう構成したものである。

【００１０】この場合、ＥＧＲ量の増大が要求される領
域において、上記吸気絞り弁を閉作動させることによ
り、該吸気絞り弁下流の負圧が大きくなって、ＥＧＲ通
路の入口側と出口側との差圧が大きくなり、ＥＧＲ量が
増大する。また、変速時には、吸気絞り弁が開放され、
それにより、ＥＧＲ通路の入口側と出口側との差圧が小
さくなって、変速中のＥＧＲ量の増量が抑制される。ま
た、変速時にこうして吸気絞り弁を開放すると、新気吸
入量が増え、それによってもＥＧＲ量の増大が抑制され
る。

【００１１】また、請求項３に係る発明は、上記構成の
排気ガス還流装置において、上記作動抑制手段は、排気
ガスの還流を禁止するというものである。変速時のＥＧ
Ｒフィードバック制御の抑制は、例えばこのように排気
ガスの還流を禁止するものであってよい。

【００１２】また、請求項４に係る発明は、上記構成の
排気ガス還流装置において、上記作動抑制手段は、上記
フィードバック制御手段による制御のフィードバックゲ
インを小さくするというものである。この場合、変速時
にはＥＧＲフィードバック制御のフィードバックゲイン
が小さくなることによって、変速中のフィードバックに
よるＥＧＲ量の増大あるいは減量が抑制される。

【００１３】また、請求項５に係る発明は、上記構成の
排気ガス還流装置において、上記目標空気量設定手段
は、上記目標空気量をエンジン回転数およびエンジン負
荷が大きい程大きい値に設定するというものである。こ
の場合は、例えば低負荷からアクセルを踏み込んで、変
速機がシフトアップ（変速）し、そこからまた加速して
高負荷に移行するような加速時の変速に際して、変速中
にＥＧＲ量が増大するのが抑制され、変速後にＥＧＲ量
が過大となって、スモークや、加速性が悪化するのが防
止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１５】図１は実施の形態の全体系統図、図２は実
施の形態における排気ターボ過給機の可動ベーン機構を
示す要部拡大断面図、図３は制御系統図、図４は制御領
域図、図５はＥＧＲフィードバック補正値演算のテーブ
ル特性図、図６は要求ＥＧＲ量のマップ特性の一例を示
す図、図７は要求ＥＧＲ量のマップ特性の他の例を示す
図、図８はエアフロー・フィードバックＥＧＲの変速時
の制御の一例を示すタイムチャート、図９は図８に示す
エアフロー・フィードバックＥＧＲの変速時の制御にお
ける変速検出の判定条件を示す説明図、図１０はエアフ
ロー・フィードバックＥＧＲの制御の一例を示すフロー
チャート、図１１はエアフロー・フィードバックＥＧＲ
の制御の他の例を示すフローチャートである。

【００１６】この実施の形態のエンジンは、自動車用の
多気筒直噴式ディーゼルエンジンで、図１において、１
はエンジン本体である。また、２はシリンダブロック、
３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃料噴射弁、
６はグロープラグ、７は吸気弁、８は排気弁である。吸
気弁７および排気弁８は、各気筒にそれぞれ２個づつ設
けられている（図１では一方の吸気弁７と排気弁８のみ
が示されている）。

【００１７】エンジン本体１の一側には吸気通路１０が
延設されている。そして、吸気通路１０は、途中にサー
ジタンク１１を有し、サージタンク１１よりも上流側が
各気筒に共通の共通吸気通路１２とされて、その上流側
から下流側へ順次、エアクリーナ１３、空気量検出手段
としてのエアフローメータ１４、排気ターボ過給機１５
のブロア１５ａ、インタークーラ１６、過給圧検出手段
としての吸気圧センサ１７、吸気絞り弁１８が配設され
ている。

【００１８】吸気絞り弁１８は、全閉時でも共通吸気通
路１２を完全には閉じないで、所定の小さな有効開口面
積でもって共通吸気通路１２を開通させておくように設
定されている。

【００１９】サージタンク１１と各気筒とは、個々の独
立吸気通路１９によりそれぞれ独立して接続されてい
る。そして、気筒毎のそれら独立吸気通路１９は、それ
ぞれが隔壁１９ｃによって並列な２本の分岐独立吸気通
路１９ａ、１９ｂに区画されている。上記各気筒の２個
の吸気弁７は、これら気筒毎の２本の分岐独立吸気通路
１９ａ、１９ｂをそれぞれ開閉する。

【００２０】各気筒の独立吸気通路１９は、一方の分岐
独立吸気通路１９ａが、燃焼室内で吸気のスワールを生
成すべく、略シリンダ接線方向に指向するように燃焼室
内に開口され、他方の分岐独立吸気通路１９ｂには、ス
ワール弁２０が配設されている。スワール弁２０が閉じ
られたとき、上記他方の分岐独立吸気通路１９ｂが完全
に閉じられ、吸気は上記一方の分岐独立吸気通路１９ａ
にのみ流れて、勢いよく燃焼室へと供給され、それによ
り、吸気流動が大となり、スワールが強化される。

【００２１】エンジン本体１には、また、上記吸気通路
１０とは反対側に排気通路２１が延設され、該排気通路
２１には、その上流側から下流側へ向け順次、排気ター
ボ過給機１５のタービン１５ｂ，排気ガス浄化用の触媒
装置（プレキャタ）２２が配設されている。エンジンの
排気ガスは、上記触媒装置２２を経由した後、排気ガス
浄化用のもう一つの触媒装置（メインキャタ）およびサ
イレンサ（共に図示せず）を経て、大気へ排出される。

【００２２】排気ターボ過給機１５は、ブロア１５ａと
タービン１５ｂの各ホイールが、軸１５ｃを介して一体
回転するように連結されている。この排気ターボ過給機
１５は、可変ベーン機構を備えた所謂ＶＧＴで、後述す
るように、過給能力（過給効率）を連続的に変更可能で
ある。

【００２３】吸気通路１０と排気通路２１の間には、所
定運転状態において排気通路２１から排気ガスの一部を
共通吸気通路１２へと還流するＥＧＲ通路２３が設けら
れ、該ＥＧＲ通路の途中には、ＥＧＲ量（排気ガス還流
量）を調整可能とするようＥＧＲバルブ２４が配設され
ている。ＥＧＲ通路２３は、排気通路２１に対しては、
タービン１５ｂの上流側に開口するＥＧＲガス取入口２
３ａにて接続し、共通吸気通路１２に対しては、吸気絞
り弁１８とサージタンク１１との間に開口するＥＧＲガ
ス導入口２３ｂにて接続する。また、ＥＧＲ通路２３の
外周には、ＥＧＲバルブ２４よりも排気通路２１側で、
所定長さに亙ってＥＧＲガス冷却用の冷却フィン２５が
形成されている。

【００２４】上記吸気絞り弁１８、スワール弁２０、排
気ターボ過給機１５の可変ベーン機構は、いずれも負圧
応動式で駆動するもので、そのため、吸気絞り弁１８に
負圧アクチュエータ３１が連結され、スワール弁２０に
別の負荷アクチュエータ３２が連結され、また、排気タ
ーボ過給機１５の可変ベーン機構には、さらに別の負圧
アクチュエータ３３が連結されている。また、ＥＧＲバ
ルブ２４も、負圧応動式で、それ自体が負圧アクチュエ
ータ２４ａを備えている。

【００２５】そして、負圧源として、エンジンにより駆
動されるバキュームポンプ３４が設けられ、このバキュ
ームポンプ３４に、上記各負圧アクチュエータ３１〜３
３およびＥＧＲバルブ２４の負圧アクチュエータ２４ａ
が連通されている。

【００２６】すなわち、バキュームポンプ３４によって
常時負圧とされた負圧供給用通路３５に対して、負圧通
路３６を介して吸気絞り弁１８駆動用の負圧アクチュエ
ータ３１が接続され、その負圧通路３６の途中には、電
磁式の切換弁３７が配設されている。この切換弁３７
は、負圧アクチュエータ３１に対して負圧を供給し吸気
絞り弁１８を閉とするよう、負圧通路３５を負圧供給用
通路３５に接続する状態と、負圧アクチュエータ３１を
大気へ開放して吸気絞り弁１８を開とするよう負圧通路
３５と負圧供給用通路３５との接続を遮断する状態と
に、オン、オフ式に切換える。

【００２７】また、上記負圧供給用通路３５に対して、
負圧通路３８を介してスワール弁２０駆動用の負圧アク
チュエータ３２が接続され、その負圧通路３８の途中に
電磁式の切換弁３９が接続されている。この切換弁３９
は、負圧アクチュエータ３２に対して負圧を供給しスワ
ール弁２０を閉とするよう、負圧通路３８を負圧供給用
通路３５に接続する状態と、負圧アクチュエータ３２を
大気へ開放してスワール弁２０を開とするよう負圧通路
３８と負圧供給用通路３５との接続を遮断する状態と
に、オン、オフ式に切換える。

【００２８】また、上記排気ターボ過給機１５の可変ベ
ーン機構を駆動する負圧アクチュエータ３３は、デュー
ティ制御される電磁式の調整弁４０によって連続可変式
に作動負圧が調整される。調整弁４０は、三方弁であっ
て、負圧通路４１を介して負圧アクチュエータ３３に接
続されるとともに、他の負圧通路４２を介して負圧供給
用通路３５に接続され、さらに大気圧通路４３を介し
て、エアクリーナ１３から延びる大気圧供給用通路４４
に接続されている。また、負圧供給用通路３５に接続す
る負圧通路４２には、負圧貯溜室４５が配設されてい
る。

【００２９】そして、調整弁４０によって、負圧アクチ
ュエータ３３側の負圧通路４１の、負圧供給用通路３５
側の負圧通路４２と、大気圧供給用通路４４側の大気圧
通路４３とに対する連通度合を連続可変式に変更するこ
とにより、排気ターボ過給機１５の可変ベーン機構が制
御され、過給能力が連続可変式に変更される。

【００３０】また、上記調整弁４０をバイパスして、負
圧アクチュエータ３３側の負圧通路４１を大気供給用通
路４４に接続するバイパス通路４６が設けられ、このバ
イパス通路４６には、電磁式の開閉弁４７が接続されて
いる。

【００３１】上記負圧アクチュエータ３３は、供給され
る負圧が大きいほど過給能力が高くなるように可変ベー
ン機構を駆動するよう設定されたもので、上記開閉弁４
７を開くことにより、負圧アクチュエータ３３に作用す
る負圧が下がり、排気ターボ過給機１５の過給能力が応
答よく一気に低下する。

【００３２】ＥＧＲバルブ２４は、デューティ式の二つ
の調整弁５０、５１によって開度調整されるもので、一
方の調整弁５０は三方弁とされて、負圧通路５２を介し
てＥＧＲバルブ２４の負圧アクチュエータ２４ａに接続
されるとともに、他の負圧通路５３を介して負圧供給用
通路３５に接続され、また、大気圧通路５４を介して大
気供給用通路４４に接続されている。また、もう一つの
調整弁５１は、負圧供給用通路３５側の上記負荷通路５
３に接続されている。

【００３３】そして、上記一方の調整弁５０によって、
負圧アクチュエータ２４ａ側の負圧通路５２の、負圧供
給用通路３５側の負圧通路５３と大気圧通路５４とに対
する連通度合が連続可変式に変更され、もう一つの調整
弁５１によって、上記一方の調整弁５０へ供給される負
圧の大きさが連続可変式に調整される。

【００３４】ＥＧＲバルブ２４の負圧アクチュエータ２
４ａは、供給される負圧が大きいほどＥＧＲバルブ２４
の開度が大きくし、ＥＧＲ量を増大させるもので、上記
一方の調整弁５０によって負圧アクチュエータ２４ａ側
の通路５２を大気供給用通路５４のみに接続することに
より、ＥＧＲバルブ２４が応答よく一気に閉弁される。

【００３５】図２は、排気ターボ過給機１５の可変ベー
ン機構の要部を示すものである。図２において、６１は
スクロール部であり、タービン１５ｂのホイール周囲
に、周方向等間隔に多数の可動ベーン６２が配設されて
いる。各可動ベーン６２は、それぞれの回転軸６３を中
心に揺動可能で、揺動しベーン角度が変わることによっ
て、排気ガスのタービン１５ｂに対する流入方向を変え
る。そして、可動ベーン６２が、例えば図２の波線で示
す角度位置にあるときには、図２の実線で示す角度位置
にあるときに比べて、タービン１５ｂに作用する排気ガ
ス流速が増大し、、過給効率が増大する。その可動ベー
ン６２の角度位置が、前述した負圧アクチュエータ３３
によって変更されるのである。

【００３６】図３は、制御系統例を示すものであり、図
中Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコ
ントローラである。このコントローラＵには、前述した
エアフローメータ１４からの実際の空気量を示す信号、
吸気圧センサ１７からの吸気圧を示す信号が入力される
他、アクセル開度センサＳ１からのアクセル開度を示す
信号、およびエンジン回転数センサＳ２からのエンジン
回転数を示す信号が入力される。また、コントローラＵ
からは、前述した各電磁式の弁３７、３９、４０、４
７、５０、５１に対して所定の制御信号が出力される。

【００３７】次に、コントローラＵによる制御の概要に
ついて説明する。

【００３８】この実施の形態の制御では、図４に示すよ
うに、エンジン回転数とエンジン負荷（燃料噴射量）と
をパラメータとして、エンジンの運転領域をＸ１〜Ｘ４
の４つの領域に分けている。領域Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ
４は、その順に、低回転、低負荷側から高回転、高負荷
側となるように設定されたものである。吸気絞り弁１８
およびスワール弁２０の開閉制御、ＥＧＲ制御、過給圧
制御は、それぞれ、領域Ｘ１〜Ｘ４に対し次のように設
定されている。

【００３９】吸気絞り弁１８およびスワール弁２０の制
御では、領域Ｘ１では、吸気絞り弁１８およびスワール
弁２０はそれぞれ閉とされ、領域Ｘ２〜Ｘ４では、それ
ぞれ開とされる。

【００４０】ＥＧＲ制御では、領域Ｘ１とＸ２では、エ
アフローメータ１４で検出される実際の空気量が目標空
気量となるように、ＥＧＲバルブ２４の開度がフィード
バック制御される。また、領域Ｘ３とＸ４では、ＥＧＲ
が停止される。

【００４１】過給圧制御では、全領域Ｘ１〜Ｘ４で過給
が行われるが、領域Ｘ４では、吸気圧センサ１７で検出
される実際の過給圧が目標過給圧となるように、排気タ
ーボ過給機１５の可動ベーンの角度位置がフィードバッ
ク制御される。また、領域Ｘ１〜Ｘ３では、実際の過給
圧が目標過給圧となるように、オープンループ制御され
る。

【００４２】ＥＧＲ制御は、所謂エアフロー・フィード
バックＥＧＲで、エンジンの運転状態に応じて要求ＥＧ
Ｒ量から目標空気量を設定し、エアフローメータ１４で
検出される実際の空気量が目標空気量となるように、Ｅ
ＧＲバルブ２４の開度をフィードバック制御する。エミ
ッション改善の要求に沿ってＮＯｘを最大限低減するに
は、ＥＧＲ量を増やす必要があるが、ＥＧＲ量が増える
と、その分新気の入る量が減ることになって、失火等の
問題が発生するため、新気吸入量すなわちエアフローメ
ータ１４で検出される空気量に目標値を設定して、その
目標空気量となるように、ＥＧＲバルブ２４の開度をフ
ィードバック制御するのである。

【００４３】そして、そのＥＧＲフィードバック制御に
おいては、実際の空気量と目標空気量との偏差が所定値
よりも小さい状態では、フィードバック補正値の更新を
行わないよう、図５に示すように不感帯が設定され、不
感帯ではフィードバック補正値として前回値がそのまま
ホールドされる。そして、この不感帯は、吸気脈動の大
きさに関連したパラメータに基づいて変更され、吸気脈
動が大きいほど不感帯が拡大される。例えば、吸気絞り
弁１８が開弁されたとき（スワール弁２０が開弁された
とき）は、閉弁されているときに比して吸気脈動が大き
いとして、不感帯が拡大されるのである。

【００４４】ＥＧＲフィードバック制御は、不感帯を設
定した上記図５のマップによってフィードバック補正値
を演算する。図５は、横軸に実際の空気量から目標空気
量を差し引いた偏差ＤＡＦＳをとり、縦軸にフィードバ
ック補正値（ＥＧＲバルブ２４の開度補正値）に相当す
るデューティ制御値（Ｄｕｔｙ）を設定するものであっ
て、上記偏差ＤＡＦＳがプラスの値で大きいときは、実
際の空気量が多すぎるということで、このときはフィー
ドバック補正値（デューティ制御値）を大きくする（フ
ィードバック補正値が大きくなると、ＥＧＲバルブ２４
の開度が大きくなる）。また、逆に、上記偏差ＤＡＦＳ
がマイナスの値で大きいときは、実際の空気量が少なす
ぎるということで、このときはフィードバック補正値を
小さくする（フィードバック補正値が小さくなると、Ｅ
ＧＲバルブ２４の開度が小さくなる）。偏差ＤＡＦＳ
が、図５に示す不感帯範囲となるような小さな値のとき
は、フィードバック補正値は前回値にホールドする。

【００４５】領域Ｘ１は、ＥＧＲガス量の増大が要求さ
れる領域であり、このため吸気絞り弁１８が閉じられ
（吸気通路１２の有効開口面積が最小となる）、ＥＧＲ
量増大に伴う燃焼性確保のためにスワール弁２０が閉じ
られて吸気流動が強化される。目標空気量は、例えば燃
料噴射量とエンジン回転数とに応じてあらかじめ設定さ
れたマップに照合して決定されるが、吸気絞り弁１８が
閉じられたとき、目標空気量が減量される（小さい値に
変更される）。その際の目標空気量の減量分は、吸気絞
り弁１８が閉じられたことによる実際の空気量の減量分
相当である。吸気通路１２を流れることのできる最大空
気量は、吸気絞り弁１８の開度が小さいほど小さくな
る。そこで、吸気絞り弁１８が全開のときに確保可能な
最大空気量と、吸気絞り弁１８が全閉のときに確保可能
な最大空気量との差分が、上記目標空気量の減量分とさ
れるのである。

【００４６】上記エアフロー・フィードバックＥＧＲに
おいて、要求ＥＧＲ量は、エンジン回転数とエンジン負
荷（アクセル開度等）をパラメータとして設定されるも
ので、例えば図６に示すように、高回転、高負荷側では
走行性を悪化させないよう要求ＥＧＲ量が少ない設定と
され、低回転、低負荷側では要求ＥＧＲ量が多い設定と
される。また、逆に、図７に示すように、高回転、高負
荷側で要求ＥＧＲ量を多くし、低回転、低負荷側で少な
くする設定とすることも可能である。

【００４７】そして、例えば上記図６のように、要求Ｅ
ＧＲ量を高回転、高負荷側では少なく、低回転、低負荷
側で多い設定にした場合、例えば低負荷からアクセルを
踏み込んで、変速機がシフトアップ（変速）し、そこか
らまた加速して高負荷に移行するような加速時の変速に
おいては、図８に示すように、変速時にはアクセルが戻
り、エンジン回転が落ちることによって、それらをパラ
メータとして設定される目標空気量が直ちに減少するの
に対し、エアフローメータ１４によって検出される実空
気量は、吸気系のボリューム等があるために直ちには変
化せず、そのため、検出された実空気量が目標空気量よ
りも多い状態、つまりＥＧＲ量が要求ＥＧＲ量より少な
い状態となる。そこで、この実施の形態のエアフロー・
フィードバックＥＧＲでは、例えば図８に示すように、
変速を検出し（変速検出フラグ＝１）、変速中はＥＧＲ
実行を禁止する（ＥＧＲ実行フラグ＝０）。あるいは、
他の制御例としては、変速中はＥＧＲフィードバック制
御のフィードバックゲインを小さくする。こうした変速
時の制御により、変速中のフィードバックによるＥＧＲ
の増量あるいは減量によって変速後のＥＧＲ量が要求Ｅ
ＧＲ量からずれるのを防止することができる。

【００４８】なお、上記変速時の制御のための変速検出
では、例えば図９に示すように、ギアニュートラルまた
はクラッチ・スイッチがＯＮであることによって無負荷
と判定し、かつ、アクセル開度の減少量が一定値以上、
エンジン回転数（Ｎｅ）の減少量が一定値以上、燃料噴
射量の減少量が一定値以上といった条件のいずれかひと
つ、または複数の条件が成立した時に、変速状態である
と判断する。

【００４９】上述のように吸気絞り弁１８は領域Ｘ１で
閉じられるが、変速が検出された時は、この吸気絞り弁
１８が強制的に開放される。それにより、ＥＧＲ通路２
３の入口側と出口側との差圧が小さくなって、変速中の
ＥＧＲ量の増量が抑制される。また、変速時にこうして
吸気絞り弁１８が開放されることにより、新気吸入量が
増え、それによってもＥＧＲ量の増大が抑制される。

【００５０】つぎに、この実施の形態におけるエアフロ
ー・フィードバックＥＧＲの上記二つの制御例のフロー
チャートを説明する。

【００５１】図１０は、変速中はＥＧＲ実行を禁止する
場合のフローチャートであって、スタートすると、ステ
ップＳ１で、エンジン回転数、アクセル開度、実際の吸
気量等各種データを入力する。そして、ステップＳ２で
アクセル開度とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射量
を演算する。

【００５２】つぎに、ステップＳ３で、図４に示すマッ
プに照合して、現在の運転状態がＥＧＲガス量のフィー
ドバック制御を実行すべき領域かどうか判定する（図４
の領域Ｘ１、Ｘ２であるか否かの判定）。そして、この
ステップＳ３の判別でＮＯのときは、ステップＳ４にお
いて、吸気絞り弁１８およびスワール弁２０をそれぞれ
開くとともに、ＥＧＲバルブ２４を閉じ、リターンす
る。

【００５３】ステップＳ３の判定でＹＥＳのときは、ス
テップＳ５で、変速時かどうかを判定する（図９に示す
判定条件によって判定）。そして、変速時であれば、ス
テップＳ４に進み、吸気絞り弁１８およびスワール弁２
０を開き、ＥＧＲバルブ２４を閉じて、リターンする。

【００５４】ステップＳ５の判定でＮＯのときは、ステ
ップＳ６において、現在の運転状態が領域Ｘ１であるか
どうかを判定する。そして、このステップＳ６の判定で
ＹＥＳのときは、ステップＳ７において、吸気絞り弁１
８およびスワール弁２０をそれぞれ閉じ。次いで、ステ
ップＳ８において、目標空気量（吸気量）を、エンジン
の運転状態（例えば燃料噴射量とエンジン回転数）に応
じた要求ＥＧＲ量に基づいて設定されるベース値から、
補正値（正の値）を差し引いた値に設定する。この補正
値は、吸気絞り弁１８を閉じたことにより、実際の空気
量が大幅に減少されることに起因して、ＥＧＲバルブ２
４の開度が小さくなり過ぎるのを防止するためのもので
ある（目標空気量を補正しないままの場合、実際の空気
量を目標空気量とするためにＥＧＲバルブ２４が最終的
に閉弁されてしまうような事態となってしまうおそれを
防止する）。

【００５５】そして、ステップＳ９において、不感帯
（図５参照）を予め設定された小さい値に設定し、ステ
ップＳ１３へ進む。

【００５６】上記ステップＳ６の判定でＮＯのときは、
ステップＳ１０において、吸気絞り弁１８およびスワー
ル弁２０をそれぞれ全開とし、次いで、ステップＳ１１
において、目標空気量を、エンジンの運転状態に応じた
要求ＥＧＲ量に基づいて設定されるベース値に設定する
（ステップＳ８とは異なり、目標空気量の補正はな
し）。

【００５７】そして、ステップＳ１２において、不感帯
を予め設定された大きい値に設定し、ステップＳ１３へ
進む。

【００５８】ステップＳ１３では、実際の空気量から目
標空気量を差し引いた偏差ＤＡＦＳを算出する。そし
て、ステップＳ１４において、偏差ＤＡＦＳが、上記不
感帯の範囲を越えた大きい値であるかどうかを判定し、
この判定でＹＥＳのときは、ステップＳ１５において、
図５に示すテーブルにより、偏差ＤＡＦＳに基づいてフ
ィードバック補正値を更新する。

【００５９】また、ステップＳ１４の判定でＮＯのとき
は、ステップＳ１６において、フィードバック補正値の
更新を禁止し、フィードバック補正値を前回の値にホー
ルドする。

【００６０】そして、ステップＳ１５あるいはステップ
Ｓ１６の後は、ステップＳ１７において、フィードバッ
ク補正値に対応したデューテイ値をが出力する。

【００６１】図１１は、変速中はフィードバックゲイン
を小さくする場合のフローチャートであって、スタート
すると、ステップＴ１で、エンジン回転数、アクセル開
度、実際の吸気量等各種データを入力する。そして、ス
テップＴ２でアクセル開度とエンジン回転数とに基づい
て燃料噴射量を演算する。

【００６２】つぎに、ステップＴ３で、現在の運転状態
がＥＧＲガス量のフィードバック制御を実行すべき領域
かどうか判定する。そして、このステップＴ３の判別で
ＮＯのときは、ステップＴ４において、吸気絞り弁１８
およびスワール弁２０を開き、ＥＧＲバルブ２４を閉じ
て、リターンする。

【００６３】ステップＴ３の判定でＹＥＳのときは、ス
テップＴ５において、現在の運転状態が領域Ｘ１である
かどうかを判定する。そして、このステップＴ５の判定
でＹＥＳのときは、ステップＴ６において、吸気絞り弁
１８およびスワール弁２０をそれぞれ閉じ。次いで、ス
テップＴ７において、目標空気量を、エンジンの運転状
態に応じた要求ＥＧＲ量に基づいて設定されるベース値
から、補正値を差し引いた値に設定する。

【００６４】そして、ステップＴ８において、不感帯を
予め設定された小さい値に設定し、ステップＴ１２へ進
む。

【００６５】上記ステップＴ５の判定でＮＯのときは、
ステップＴ９において、吸気絞り弁１８およびスワール
弁２０を全開とし、次いで、ステップＴ１０において、
目標空気量を、エンジンの運転状態に応じた要求ＥＧＲ
量に基づいて設定されるベース値に設定する。

【００６６】そして、ステップＴ１１において、不感帯
を予め設定された大きい値に設定し、ステップＴ１２へ
進む。

【００６７】ステップＴ８あるいはステップＴ１１の後
は、ステップＴ１２において、変速時かどうかを判定す
る。そして、変速時でなければ、ステップＴ１３におい
て、ＥＧＲ制御のフィードバックゲインを大きい値に設
定する。

【００６８】また、ステップＴ１２で変速時と判定した
時は、ステップＴ１４において、ＥＧＲ制御のフィード
バックゲインを小さい値に設定する。

【００６９】ステップＴ１３あるいはステップＴ１４の
後は、ステップＴ１５において、実際の空気量から目標
空気量を差し引いた偏差ＤＡＦＳを算出する。そして、
ステップＴ１６において、偏差ＤＡＦＳが、上記不感帯
の範囲を越えた大きい値であるかどうかを判定し、この
判定でＹＥＳのときは、ステップＴ１７において、偏差
ＤＡＦＳに基づいてフィードバック補正値を更新する。

【００７０】また、ステップＴ１６の判定でＮＯのとき
は、ステップＴ１８において、フィードバック補正値の
更新を禁止し、フィードバック補正値を前回の値にホー
ルドする。

【００７１】そして、ステップＴ１７あるいはステップ
Ｔ１８の後は、ステップＴ１９において、フィードバッ
ク補正値に対応したデューテイ値をが出力する。

【００７２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
の排気ガス還流装置によれば、変速中のフィードバック
によるＥＧＲの増量あるいは減量によって変速後のＥＧ
Ｒ量が要求ＥＧＲ量からずれるのを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の全体系統図

【図２】実施の形態における排気ターボ過給機の可動ベ
ーン機構を示す要部拡大断面図

【図３】実施の形態における制御系統図

【図４】実施の形態における制御領域図

【図５】実施の形態におけるＥＧＲフィードバック補正
値演算のテーブル特性図

【図６】実施の形態における要求ＥＧＲ量のマップ特性
の一例を示す図

【図７】実施の形態における要求ＥＧＲ量のマップ特性
の他の例を示す図

【図８】実施の形態におけるエアフロー・フィードバッ
クＥＧＲの変速時の制御の一例を示すタイムチャート

【図９】図８に示すエアフロー・フィードバックＥＧＲ
の変速時の制御における変速検出の判定条件を示す説明
図

【図１０】実施の形態におけるエアフロー・フィードバ
ックＥＧＲの制御の一例を示すフローチャート

【図１１】実施の形態におけるエアフロー・フィードバ
ックＥＧＲの制御の他の例を示すフローチャート

【符号の説明】

１エンジン本体１０吸気通路１４エアフローセンサ１８吸気絞り弁２１排気通路２３ＥＧＲ通路２４ＥＧＲバルブＵ制御ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの排気通路と吸気通路との間に
設けられ、上記排気通路から吸気通路へ排気ガスの一部
を還流させる排気ガス還流通路と、該排気ガス還流通路に設けられ、該排気ガス還流通路を
介して上記排気通路から上記吸気通路へ還流する排気ガ
ス還流量を調整する排気ガス還流バルブと、上記吸気通路の上記排気ガス還流通路との接続部より上
流側に設けられ、エンジンの吸入空気量を検出する吸入
空気量検出手段と、該吸入空気量検出手段により検出される空気量に、エン
ジンの運転状態に応じた目標値を設定する目標空気量設
定手段と、上記吸入空気量検出手段により検出される空気量が上記
目標空気量設定手段により設定された目標空気量に一致
するよう上記排気ガス還流バルブの開度をフィードバッ
ク制御するフィードバック制御手段とを備えたエンジン
の排気ガス還流装置において、当該エンジンにより駆動される車両の変速状態を検出す
る変速検出手段と、該変速検出手段により変速状態が検出された時は上記フ
ィードバック制御手段の作動を抑制する作動抑制手段を
設けたことを特徴とするエンジンの排気ガス還流装置。
【請求項２】上記吸気通路の、上記排気ガス還流通路
との接続部よりも上流に吸気絞り弁を設け、該吸気絞り
弁を所定の運転領域における上記フィードバック制御手
段の作動時に閉作動させるとともに、上記変速検出手段
により変速状態が検出された時は該吸気絞り弁を強制的
に開放する請求項１記載のエンジンの排気ガス還流装
置。
【請求項３】上記作動抑制手段は、排気ガスの還流を
禁止する請求項１記載のエンジンの排気ガス還流装置。
【請求項４】上記作動抑制手段は、上記フィードバッ
ク制御手段による制御のフィードバックゲインを小さく
する請求項１記載のエンジンの排気ガス還流装置。
【請求項５】上記目標空気量設定手段は、上記目標空
気量をエンジン回転数およびエンジン負荷が大きい程大
きい値に設定する請求項１記載のエンジンの排気ガス還
流装置。