JP2007182836A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲ弁の流量が変動した場合であっても、ＥＧＲ量を最良燃費点に制御した上でＭＢＴ相当の点火時期を達成できる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＧＲ量を最良燃費点に制御すると共に、ＥＧＲ量に対応して設定されたＭＢＴ相当の点火時期に制御する。カーボンの堆積などでＥＧＲ量が低下したときには、そのままの点火時期制御を継続した上で、筒内圧が最大値に達する最大筒内圧クランク角θＰmaxが最適クランク角となるようにＥＧＲ開度θegrを補正することにより、ＥＧＲ量を最良燃費点に制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は内燃機関（以下、エンジンと称する）の制御装置に係り、詳しくは機関の運転状態に応じてＥＧＲ量及び点火時期を制御する制御装置に関するものである。

ガソリンエンジンの部分負荷運転域ではＥＧＲ量の増加に応じて機関のポンプ損失が低下する傾向があり、この現象に着目して、ポンプ損失の低下により最良の燃費が得られる最良燃費点として目標ＥＧＲ量を設定してＥＧＲ制御を実行する技術がある。この種のＥＧＲ制御を行った場合にはＥＧＲ量の増加により燃焼速度が低下してドライバビリティ悪化を招く場合があることから、点火時期制御側ではＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque）相当の点火時期を実現すべく、ＥＧＲ量に対応してより進角側に目標点火時期を設定している。

ところで、ＥＧＲ弁の流量はカーボンなどの堆積により次第に低下する傾向があり、このような兆候が生じると、図５に実線矢印で示すようにＥＧＲ量が最良燃費点から減少して燃費悪化を生じると共に、最良燃費点のＥＧＲ量に対応する目標点火時期ではＭＢＴ相当の点火時期を達成できず、点火時期制御が不適切になるという問題が生じた。
そこで、ＥＧＲ量の変動に応じて点火時期を補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。当該特許文献１の技術では、Ｏ₂センサにより検出される排ガスのＯ₂濃度に基づいて実ＥＧＲ量を推定し、推定した実ＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量よりも少ない場合に点火時期を進角側に制御している。

また、特許文献１の技術とは別に、筒内圧を検出する筒内圧センサを備えたエンジンでは、筒内圧が最大値に達するクランク角からＭＢＴ相当の点火時期を特定可能であることから、最大筒内圧のクランク角に基づいて点火時期をＭＢＴ相当にフィードバック制御する対策も考えられる。
特開平８−１２１２６１号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術及び筒内圧センサを利用した先行技術では、図５中に破線矢印で示すように、ＥＧＲ弁の流量低下に起因して減少したＥＧＲ量に対応してＭＢＴ相当に点火時期を制御することは可能であるものの、元々のＥＧＲ量自体が最良燃費点を外れていることから燃費悪化の問題を解消することはできなかった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＥＧＲ弁の流量が変動した場合であっても、ＥＧＲ量を最良燃費点に制御した上でＭＢＴ相当の点火時期を達成でき、もって燃費向上及び良好なドライバビリティの確保を実現することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、ＥＧＲ弁の開度を制御して内燃機関のＥＧＲ量を所定の目標点に調整するＥＧＲ制御手段と、ＥＧＲ制御手段により制御されるＥＧＲ量に対応して予め設定された最適点火時期に基づき内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御手段と、内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、ＥＧＲ制御手段によるＥＧＲ導入中において筒内圧検出手段により検出された筒内圧の変動状況と予め最適値として設定された筒内圧の変動状況とのクランク角の差を算出し、クランク角の差に基づいてＥＧＲ制御手段によるＥＧＲ弁の開度を補正するＥＧＲ開度補正手段とを備えたものである。

従って、ＥＧＲ制御手段によりＥＧＲ弁の開度が制御され、所定の目標点、例えば内燃機関のポンプ損失の低下により燃費向上する最良燃費点近傍にＥＧＲ量が調整される一方、ＥＧＲ量に対応して最適点火時期、例えば良好なドライバビリティが得られるＭＢＴ相当の点火時期に基づき点火時期制御手段により点火時期が制御される。カーボンの堆積によるＥＧＲ弁の流量低下のように、何らかの要因によりＥＧＲ開度に対して実際のＥＧＲ量が変動したときにはＥＧＲ量が目標点から外れることになり、変動した点火時期に対して点火時期制御による点火時期も最適点火時期ではなくなる。

ＥＧＲ弁を開弁させたＥＧＲ導入中には、筒内圧検出手段により検出された筒内圧の変動状況と最適値として設定された筒内圧の変動状況とのクランク角の差が算出され、クランク角の差に基づいてＥＧＲ弁の開度が補正される。筒内圧の変動状況としては、例えば筒内圧が最大値に達するときの最大筒内圧クランク角を適用可能であり、最大筒内圧クランク角にはピストンの直線運動を効率よくクランク軸の回転運動に変換できる最適クランク角が存在する。検出された最大筒内圧クランク角と最適クランク角との差に基づき、例えば差が０となるようにＥＧＲ開度補正手段によりＥＧＲ弁の開度が補正されると、点火時期制御では目標点のＥＧＲ量に対応する点火時期制御が継続されていることから、ＥＧＲ量は目標点に制御されることになり必然的に最適点火時期が達成される。

請求項２の発明は、請求項１において、ＥＧＲ制御手段によるＥＧＲ導入を中止し、筒内圧検出手段により検出された筒内圧の変動状況と最適値として設定された筒内圧の変動状況とのクランク角の差が所定範囲内にあるときにＥＧＲ弁の開度の学習を許可する学習許可判定手段を備え、ＥＧＲ開度補正手段が、学習許可判定手段によりＥＧＲ弁開度の学習処理が許可されたときに、検出された筒内圧の変動状況と最適値の筒内圧の変動状況とのクランク角の差に基づいてＥＧＲ弁の開度の補正値を学習して記憶すると共に、補正値に基づいてＥＧＲ弁の開度を補正するものである。

従って、ＥＧＲ導入を中止した運転状態において、検出した筒内圧の変動状況と最適値の筒内圧の変動状況とのクランク角の差が所定範囲を越える場合、ＥＧＲ制御以外に筒内圧の変動状況を最適値の筒内圧の変動状況から外す制御要因が存在することを意味するが、このような運転状態でのＥＧＲ弁開度の補正値の誤学習が未然に防止され、適切な運転状態で学習された補正値に基づいてＥＧＲ弁の開度が補正される。

好ましい態様として、点火時期制御手段によりＭＢＴ相当の最適点火時期に基づき点火時期が制御される非ノック領域のときに、学習許可判定手段が学習許可の判定を実行するように構成することが望ましい。この場合には、ノッキング回避のために点火時期をＭＢＴ相当の最適点火時期から遅角させるノック領域での学習許可の誤判定を未然に防止することができる。

請求項３の発明は、請求項２において、学習許可手段によりＥＧＲ弁開度の学習処理が許可されないときには、ＥＧＲ弁の開度補正をＥＧＲ開度補正手段が実行する一方、検出された筒内圧の変動状況と最適値の筒内圧の変動状況とのクランク角の差に基づいて点火時期制御手段が点火時期を最適点火時期にフィードバック制御するものである。
従って、ＥＧＲ弁開度の学習処理が許可されない状況では、ＥＧＲ弁の開度補正を実行してもＥＧＲ量は目標点に制御されない可能性があるが、点火時期フィードバックを行うことで点火時期を最適点火時期に制御することができる。

請求項４の発明は、請求項２において、ＥＧＲ開度補正手段が、学習許可判定手段によりＥＧＲ弁開度の学習処理が許可され、且つ内燃機関が定常運転のときに、ＥＧＲ弁の開度の補正値を学習するものである。
従って、ＥＧＲ弁の開度の補正値が定常運転で学習され、一層正確な補正値が得られる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４において、点火時期制御手段が、ＥＧＲ開度補正手段によるＥＧＲ弁の開度補正が全開近傍に達したときに、検出された筒内圧の変動状況と最適値の筒内圧の変動状況とのクランク角の差に基づいて点火時期を最適点火時期にフィードバック制御するものである。
従って、カーボンなどの堆積によりＥＧＲ弁の流量が低下したときにはＥＧＲ弁の開度は開方向に補正されるが、ＥＧＲ弁が全開に達した時点で対応不能となる。このときには点火時期制御手段の点火時期フィードバックにより点火時期が最適点火時期に保持されるため、不適切な点火時期によるドライバビリティや排ガス特性の悪化などが防止される。

以上説明したように請求項１の発明の内燃機関の制御装置によれば、ＥＧＲ弁の流量が変動したときに目標点のＥＧＲ量に対応する点火時期制御を継続した上で、筒内圧の変動状況と最適値の筒内圧の変動状況とのクランク角の差に基づいてＥＧＲ弁の開度を補正するようにしたため、ＥＧＲ量を目標点に制御した上で最適点火時期を達成でき、もって燃費向上及び良好なドライバビリティの確保を実現することができる。

請求項２の発明の内燃機関の制御装置によれば、請求項１に加えて、適切な運転状態で学習された補正値に基づいてＥＧＲ弁の開度を補正することができる。
請求項３の発明の内燃機関の制御装置によれば、請求項２に加えて、ＥＧＲ弁の開度補正を実行してもＥＧＲ量は目標点に制御されない可能性がある時は、点火時期を最適点火時期に制御してドライバビリティや排ガス特性の悪化などの弊害を未然に防止することができる。

請求項４の発明の内燃機関の制御装置によれば、請求項２に加えて、ＥＧＲ弁開度の補正値を定常運転で学習することにより一層正確な補正値を得ることができる。
請求項５の発明の内燃機関の制御装置によれば、請求項１乃至４に加えて、ＥＧＲ弁が全開に達して開度補正では対応不能となっても、点火時期を最適点火時期に制御してドライバビリティや排ガス特性の悪化などの弊害を未然に防止することができる。

以下、本発明を吸気管噴射型ガソリンエンジンの制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は実施形態のエンジンの制御装置を示す全体構成図であり、エンジン１のシリンダヘッド２の吸気側に接続された吸気マニホールド３には各気筒毎に燃料噴射弁４が設けられ、吸気マニホールド３に接続された吸気通路５には上流側よりエアクリーナ６、エアフローセンサ７、スロットル弁８、サージタンク９が設けられている。エアクリーナ６から吸気通路５内に取り入れられた吸気は、エアフローセンサ７を経てスロットル弁８により流量調整された後にサージタンク９から吸気マニホールド３の各気筒に分配され、所定タイミングで燃料噴射弁４から燃料を噴射されて混合気として燃焼室１０内に導入される。

シリンダヘッド２の排気側には排気マニホールド１１が接続され、この排気マニホールド１１に接続された排気通路１２には三元触媒１３ａを内蔵した触媒コンバータ１３や図示しない消音器が設けられている。各気筒の燃焼室１０内で混合気は点火プラグ１４により所定タイミングで点火され、燃焼に伴って増加した筒内圧によりピストン１５を介してクランク軸１６を回転させ、各気筒で燃焼後の排ガスは排気マニホールド１１から排気通路１２に案内されて触媒コンバータ１３及び消音器を経て外部に排出される。

サージタンク９と排気マニホールド１１とはＥＧＲ通路１７により接続され、ＥＧＲ通路１７にはＥＧＲ弁１８が設けられている。排気マニホールド１１を通過する排ガスの一部はＥＧＲ通路１７を経てＥＧＲガスとして吸気側のサージタンク９に導入され、ＥＧＲ量はＥＧＲ弁１８の開度に応じて調整される。
車室内には入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（電子コントロールユニット）２１が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、上記エアフローセンサ７、エンジン１の冷却水温Ｔwを検出する水温センサ２２、スロットル弁８の開度θthを検出するスロットルセンサ２３、エンジン１の回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ２４、アクセル非操作時にオンされるアイドルスイッチ２５、吸気圧Ｐbを検出する吸気圧センサ２６、特定気筒（例えば、＃1気筒）の筒内圧を検出する筒内圧センサ２７などのセンサ類が接続されている。また、ＥＣＵ２１の出力側には、上記した燃料噴射弁４、点火プラグ１４、ＥＧＲ弁１８などのデバイス類が接続されている。

そして、ＥＣＵ２１は各種センサ類からの検出情報に基づいて燃料噴射量、点火時期、ＥＧＲ弁１８の開度などの目標値を設定し、目標値に基づいて燃料噴射弁４、点火プラグ１４、ＥＧＲ弁１８を駆動制御する（ＥＧＲ制御手段、点火時期制御手段）。
ＥＧＲ制御に関しては、エンジン１のポンプ損失を考慮した最良燃費点（目標点）のＥＧＲ量を達成可能な値としてマップ設定されたＥＧＲ開度θegrに基づいてＥＧＲ弁１８を制御する一方、点火時期制御では、ＥＧＲ開度θegrに対応してマップ設定されたＭＢＴ相当の点火時期θig（ＭＢＴ相当の点火時期ではノッキングが発生するノック領域では可能な限りＭＢＴに近い点火時期）に基づいて点火プラグ１４を制御する。そして、カーボンなどの堆積によるＥＧＲ弁１８の流量低下に起因してＥＧＲ量が減少したときの対策として、本実施形態では、筒内圧センサ２７により検出された筒内圧が最大値に達するときの最大筒内圧クランク角θＰmaxに基づいてＥＧＲ開度θegrの学習及び補正処理を実行しており、以下、当該処理について詳述する。

最大筒内圧クランク角θＰmaxは筒内圧がピストン１５に作用するタイミングを表す指標であり、ピストン１５の直線運動を効率よくクランク軸１６の回転運動に変換できる最適クランク角が存在する。本実施形態では最大筒内圧クランク角θＰmaxの最適クランク角としてATDC１５°CAが設定されており、この最適クランク角を達成できるように上記ＭＢＴ相当の点火時期θigが設定されている。無論、点火時期θigから最大筒内圧クランク角θＰmaxに達するまでの所要時間はエンジン回転速度Ｎeなどに依存することから、エンジン１の運転領域に対応した値として上記ＭＢＴ相当の点火時期θigがマップ設定されている。

図２はＥＣＵ２１が実行する学習フラグ設定ルーチンを示すフローチャートである。当該ルーチンはＥＧＲ開度θegrの学習処理を実行可能か否かを判定する処理であり、エンジン１の運転中に所定の制御インターバルで実行される。
まず、ステップＳ２で各センサ類から検出情報を入力し、続くステップＳ４で冷却水温Ｔwに基づきエンジン１が暖機完了しているか否かを判定し、判定がＮｏ（否定）のときには燃焼不安定によりＥＧＲ開度θegrの学習には不適当と見なしてルーチンを終了する。ステップＳ４の判定がＹｅｓ（肯定）のときにはステップＳ６に移行し、学習フラグＦの設定処理が既に完了しているか否かを判定し、判定がＹｅｓのときにはルーチンを終了する。

ステップＳ６の判定がＮｏのときにはステップＳ８に移行してＥＧＲ弁１８を全閉保持してＥＧＲ導入を中止し、続くステップＳ１０で非ノック領域での運転中において筒内圧センサ２７により検出された筒内圧から最大筒内圧クランク角θＰmaxを求めた上で、最大筒内圧クランク角θＰmaxを平均化した平均最大筒内圧クランク角θＰmax aveが上記最適クランク角であるATDC１５°CAを中心とした所定範囲内、例えばATDC１５±２°CAの範囲内にあるか否かを判定する。

ステップＳ１０での判定処理を非ノック領域に限っているのは、ノック領域ではノッキング回避のために点火時期θigをＭＢＴ相当から遅角させて適切な判定が望めない点を配慮したものである。なお、最大筒内圧クランク角θＰmaxの平均化は、後述する下式(2)に基づくステップＳ３８，４０の処理を適用してもよいし、他の周知の平均化処理を適用してもよい。ステップＳ１０の判定がＹｅｓのときにはステップＳ１２で学習フラグＦをセットし、判定がＮｏのときにはステップＳ１４で学習フラグＦをリセットした後にルーチンを終了する（学習許可判定手段）。

ＥＧＲ導入を中止した運転状態において最大筒内圧クランク角θＰmaxが最適クランク角から大きく外れている場合、ＥＧＲ制御以外に最大筒内圧クランク角θＰmaxを最適クランク角から外す制御要因が存在することを意味し、このような運転状態ではＥＧＲ開度θegrが誤学習される虞があるため、ＥＧＲ制御以外の制御が正常に実行されている運転状態に限って学習フラグＦのセットによりＥＧＲ開度θegrの学習に行うように配慮しているのである。

一方、学習フラグ設定ルーチンと並行してＥＣＵ２１は図３，４に示すＥＧＲ開度学習・補正ルーチンを所定の制御インターバルで実行しており、ステップＳ２２で各センサ類から検出情報を入力し、ステップＳ２４で冷却水温Ｔwに基づきエンジン暖機完了か否かを判定し、続くステップＳ２６で現在の運転領域が非ノック領域にあるか否かを判定する。ステップＳ２４の判定がＮｏで燃焼不安定なとき、及びステップＳ２６の判定がＮｏで現在の運転領域がノッキング回避のために点火時期θigをＭＢＴ相当に制御できないノック領域にあるときには、ステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８では次式(1)に従ってマップから読み出したＥＧＲ開度マップ値mapθegrを開度補正値θaにより補正してＥＧＲ開度θegrを求めた後、ルーチンを終了する。開度補正値θaはＥＧＲ開度θegrの学習処理により設定される学習値であり、その詳細は後述する。

θegr＝mapθegr＋θa ………(1)
上記ステップＳ２４，２６の判定が共にＹｅｓのとき、即ちエンジン１の燃焼が安定し、非ノック領域においてＭＢＴ相当の点火時期θigに制御されているときには、ステップＳ３０に移行して学習フラグＦがセットされているか否かを判定する。判定がＹｅｓのときにはステップＳ３２でＥＧＲ導入中か否かを判定し、判定がＹｅｓのときにはＥＧＲ開度θegrを学習可能と見なしてステップＳ３４に移行する。

ステップ３４ではスロットル開度θthの単位時間当たりの変化量Δθthが所定範囲内であるか否かを判定し、ステップ３６ではエンジン回転速度Ｎeの単位時間当たりの変化量ΔＮeが所定範囲内であるか否かを判定し、ステップＳ３８では現在非アイドル運転中か否かを判定する。ステップＳ３４，３６の判定がＮｏでエンジン１が過渡運転にあるとき、或いはステップＳ３８の判定がＮｏでアイドル運転中でＥＧＲ開度θegrを学習不能なときには上記ステップＳ２８に移行する。また、ステップＳ３４，３６の判定がＹｅｓでエンジン１が定常運転であり、且つ、ステップＳ３８の判定がＹｅｓで非アイドル運転のときには、ＥＧＲ開度θegrを学習すべくステップＳ４０に移行する。なお、学習可能か否かの判定は上記条件に限るものではなく、例えば大気圧や吸気温が標準条件として設定された所定範囲内にあることを学習の実行条件として加えてもよい。

ステップＳ４０では筒内圧センサ２７により検出された筒内圧から最大筒内圧クランク角θＰmaxを求めた上で、次式(2)に従って最大筒内圧クランク角θＰmaxを平均化して平均最大筒内圧クランク角θＰmax ave(n)を求める。
θＰmax ave(n)＝ｋ×θＰmax ave(n-1）＋（1-k）×θＰmax ………(2)
同式(2)は一般的なフィルタ処理に適用されるものであり、ｋはフィルタ定数である。

続くステップＳ４２ではステップＳ４０での平均化回数ｎが所定値ｎ0に達したか否かを判定し、判定がＮｏの間は上記ステップＳ２８に移行し、判定がＹｅｓになるとステップＳ４４に移行する。ステップＳ４４では次式(3)に従って平均最大筒内圧クランク角θＰmax ave(n)と最大筒内圧クランク角θＰmaxの最適クランク角であるATDC１５°CAとの差としてクランク角差ΔθＰmax aveを求める。

ΔθＰmax ave＝θＰmax ave(n)−１５ ………(3)
その後、ステップＳ４６でクランク角差ΔθＰmax aveの絶対値がエンジン１を運転する上で許容可能な所定値、例えば２°CAを越えるか否かを判定し、判定がＮｏのときには上記ステップＳ２８に移行し、判定がＹｅｓのときにはステップＳ４８に移行する。ＥＧＲ制御ではマップから読み出された最良燃費点のＥＧＲ量を達成可能なＥＧＲ開度θegrに基づいてＥＧＲ弁１８の開度が制御されており、このＥＧＲ開度θegrを前提として非ノック領域ではマップから読み出されたＭＢＴ相当に点火時期θigが制御されており、且つ、学習フラグＦのセットに基づきＥＧＲ制御以外の制御は正常に実行されている。よって、ステップＳ４６の判定がＹｅｓのときには、図５に示すようにＥＧＲ弁１８の開度に対応する最良燃費点のＥＧＲ量が達成できず（カーボンの堆積による減少側か他要因による増加側かに関わらず）、結果としてマップから読み出されたＭＢＴ相当に点火時期θigを制御しても、最大筒内圧クランク角θＰmaxが最適クランク角近傍（ATDC１５±２°CA）を外れる事態（換言すれば、実際の点火時期θigがＭＢＴ相当から外れる事態）が発生したものと推測できる。

ＥＣＵ２１はステップＳ４６からステップＳ４８に移行してクランク角偏差ΔθＰmax aveが負であるか否かを判定し、判定がＹｅｓで最大筒内圧クランク角θＰmaxがATDC１５°CAより進角側にあるとき、即ち、ＥＧＲ量が減少側に変動していると推測されるときには、ステップＳ５０で開度補正値θaを１ステップ増加させる。また、ステップＳ４６の判定がＮｏで最大筒内圧クランク角θＰmaxがATDC１５°CAより遅角側にあるとき、即ち、ＥＧＲ量が増加側に変動していると推測されるときには、ステップＳ５２で開度補正値θaを１ステップ減少させる。

ステップＳ５０，５２では、設定した開度補正値θaをその時点のエンジン１の運転領域（例えばＮe，Ｐb）に対応した学習値として記憶し、学習フラグＦのセット、非ノック領域、ＥＧＲ領域などの諸条件が満たされている限り、開度補正値θaは運転領域毎に順次学習・記憶される。その後、ＥＣＵ２１は上記ステップＳ２８に移行し、設定した開度補正値θaを適用して上式(1)に基づくＥＧＲ開度θegrの補正処理を実行した後にルーチンを終了する（ＥＧＲ開度補正手段）。

図６は開度補正値θaの学習及び開度補正値θaに基づくＥＧＲ弁１８の開度補正の状況を示すタイムチャートであり、同図ではカーボンなどの堆積により図５に実線矢印で示すようにＥＧＲ量が最良燃費点から減少側に外れ、燃焼速度の増加に伴って最大筒内圧クランク角θＰmaxが最適クランク角より進角側に変動した場合を表している。このような状況に至ると、上記ステップＳ３４，３６でのエンジン定常判定などの処理を終えた後に（図中のポイントａ−ｂ）、ステップＳ５０，５２の開度補正値θaの学習処理及びステップＳ２８の開度補正値θaに基づくＥＧＲ開度θegrの補正が開始され（図中のポイントｂ）、開度補正値θaが次第に増加側に学習されてＥＧＲ開度θegrは開側に補正される。

よって、燃焼速度の低下に伴って最大筒内圧クランク角θＰmaxが次第に遅角側に制御されて最終的に最適クランク角近傍に到達し（図中のポイントｃ）、ＥＧＲ量は図５の実線矢印と反対方向に制御されて最良燃費点に達する。結果として開度補正値θaは、最良燃費点から外れたＥＧＲ量を最良燃費点に制御可能な値として学習される。一方、点火時期制御では最良燃費点のＥＧＲ量に対応するＭＢＴ相当の点火時期制御が継続されていることから、ＥＧＲ量が最良燃費点に制御されることで必然的にＭＢＴ相当の点火時期θigが達成される。無論、ＥＧＲ量が最良燃費点から増加側に外れた場合には、以上と逆の過程を経て各制御が行われる。

一方、学習フラグＦがセットされずに上記ステップＳ３０でＮｏの判定を下したときにはステップＳ５４に移行し、上記ステップＳ２８と同様に上式(1)に基づくＥＧＲ開度θegrの補正処理を実行する。このときには直前で開度補正値θaの学習は行われていないため、現在のエンジン１の運転領域と対応して既に学習されている開度補正値θaを読み出してＥＧＲ開度θegrの補正に適用する。その後、ステップＳ５６で最大筒内圧クランク角θＰmaxが最適クランク角であるATDC１５°CAとなるように点火時期θigをフィードバック制御してルーチンを終了する。

学習フラグＦがセットされない状態では、ＥＧＲ制御以外に最大筒内圧クランク角θＰmaxを最適クランク角から外す制御要因が存在することから、ステップＳ５４で開度補正値θaに基づくＥＧＲ開度θegrの補正を行ってもＥＧＲ量は最良燃費点に制御されない可能性があるが、ＥＧＲ量をより最良燃費点に接近させることはできる。そして、ステップＳ５６での点火時期フィードバックにより現在のＥＧＲ量に対してＭＢＴ相当となるように点火時期θigが制御される。

一方、ＥＧＲ導入中でないとして上記ステップＳ３２でＮｏの判定を下したときには、ステップＳ５６に移行して最大筒内圧クランク角θＰmaxを最適クランク角とすべく点火時期θigをフィードバック制御する。従って、このＥＧＲ非導入時においても点火時期θigはＭＢＴ相当に制御される。
以上のように本実施形態のエンジン１の制御装置では、筒内圧が最大値に達するときの最大筒内圧クランク角θＰmaxと最適クランク角（ATDC１５°CA）との差としてクランク角差ΔθＰmax aveを求め（ステップＳ４４）、最大筒内圧クランク角θＰmaxを最適クランク角近傍に補正可能な開度補正値θaを学習し（ステップＳ５０，５２）、この開度補正値θaによりＥＧＲ弁１８の開度を補正するようにした（ステップＳ２８）。即ち、[背景技術]で説明した特許文献１の技術及び筒内圧センサを利用した先行技術のように、ＥＧＲ量が変動したときに、変動後のＥＧＲ量に応じて点火時期側を制御してＭＢＴ相当の点火時期θigを達成する（図５に破線矢印で示す）ものとは異なり、最良燃費点のＥＧＲ量に対応する点火時期制御を継続した上で、最大筒内圧クランク角θＰmaxから学習した開度補正値θaによりＥＧＲ開度θegrを補正することでＥＧＲ量を最良燃費点に制御している。よって、ＥＧＲ量を最良燃費点に制御した上でＭＢＴ相当の点火時期θigを達成でき、もって燃費向上及び良好なドライバビリティの確保を実現することができる。

また、学習フラグＦがセットされ（ステップＳ３０がＹｅｓ）、ＥＧＲ制御以外の制御が正常に実行されている運転状態に限って開度補正値θaの学習を行うため、ＥＧＲ制御以外の制御要因による誤学習を未然に防止して、適切な運転状態で学習された開度補正値θaに基づいてＥＧＲ開度θegrを補正することができる。加えてスロットル開度θthやエンジン回転速度Ｎeの変化が少ない定常運転で（ステップＳ３４，３６がＹｅｓ）開度補正値θaを学習している点も、正確な開度補正値θaを得るために貢献する。

ところで、本実施形態が想定しているＥＧＲ弁１８の流量変動は、特にカーボンなどの堆積により流量低下方向に発生する場合が多いが、流量低下に応じたＥＧＲ弁１８の開方向の補正は全開に達した時点で対応不能となる。学習フラグＦがセットされない場合は、ステップＳ５４でのＥＧＲ開度θegrの補正後にステップＳ５６の点火時期フィードバックによりＭＢＴ相当の点火時期θigが達成されるが、学習フラグＦがセットされた場合は点火時期フィードバックを行っていないため、ステップＳ２８の補正によりＥＧＲ開度θegrが全開に達した後はＥＧＲ量の低下に伴って点火時期θigはＭＢＴ相当から外れる一方になる。

そこで、ステップＳ２８の後にステップＳ５６と同様の点火時期フィードバックの処理を加え、ＥＧＲ弁１８が全開に達した後は点火時期フィードバックにより点火時期θigをＭＢＴ相当に保持するようにしてもよい。この場合、ＥＧＲ量が最良燃費点を外れることで燃費は若干悪化するものの、不適切な点火時期θigによるドライバビリティや排ガス特性の悪化などのより重要な弊害を防止することができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では吸気管噴射型ガソリンエンジン１に具体化したが、最良燃費点近傍にＥＧＲ量を制御する一方、ＥＧＲ量に対応する最適点火時期に基づいて点火時期θigを制御するガソリンエンジンであれば形式はこれに限ることはなく、例えば筒内噴射型ガソリンエンジンに適用してもよい。

また、上記実施形態では、筒内圧が最大値に達するときの最大筒内圧クランク角θＰmaxに基づいて開度補正値θaを学習したが、最大値に限ることはない。現在のＥＧＲ量が最良燃費点からどの程度外れているかは、検出した筒内圧の波形（変動状況）、つまり筒内圧から求めた燃焼を特徴づける指標と、予め最適値として設定した筒内圧の波形（変動状況）、つまり予め最適値として設定された指標との相互に対応するポイント間のクランク角の差から判断できるため、当該ポイントを最大値以外の箇所、例えば最大値の1/2、或いは筒内圧の波形の立上がりや立下がりに設定しても開度補正値θaを学習することができる。但し、筒内圧が増加から低下に反転する最大値最大筒内圧クランク角θＰmaxは比較的容易に特定できるため、ひいては正確なクランク角の差（ΔθＰmax ave）基づいて一層適切に開度補正値θaを学習できるという利点が得られる。

また、上記実施形態では、最良の燃費が得られる最良燃費点を目標点としてＥＧＲ量を調整したが、ＥＧＲ量の目標点は最良燃費点に限ることはなく、他の要因を考慮して最良燃費点以外に目標点を設定してもよい。
また、上記実施形態では、筒内圧センサ２７により検出された特定気筒の筒内圧に基づいてＥＧＲ開度θegrを学習したが、全気筒に筒内圧センサ２７を設けて各検出値の平均値を用いて開度補正値θaを学習してもよい。

実施形態のエンジンの制御装置を示す全体構成図である。 ＥＣＵが実行する学習フラグ設定ルーチンを示すフローチャートである。 ＥＣＵが実行するＥＧＲ開度学習・補正ルーチンを示すフローチャートである。 ＥＣＵが実行するＥＧＲ開度学習・補正ルーチンを示すフローチャートである。 ＥＧＲ量に対する点火時期及び燃費率の特性を示す図である。 開度補正値の学習及び開度補正値に基づくＥＧＲ弁の開度補正の状況を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
１８ ＥＧＲ弁
２１ ＥＣＵ
（ＥＧＲ制御手段、点火時期制御手段、ＥＧＲ開度補正手段、学習許可判定手段）
２７ 筒内圧センサ（筒内圧検出手段）

Claims (5)

1. ＥＧＲ弁の開度を制御して内燃機関のＥＧＲ量を所定の目標点に調整するＥＧＲ制御手段と、
   上記ＥＧＲ制御手段により制御されるＥＧＲ量に対応して予め設定された最適点火時期に基づき上記内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御手段と、
   上記内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、
   上記ＥＧＲ制御手段によるＥＧＲ導入中において上記筒内圧検出手段により検出された筒内圧の変動状況と予め最適値として設定された筒内圧の変動状況とのクランク角の差を算出し、該クランク角の差に基づいて上記ＥＧＲ制御手段によるＥＧＲ弁の開度を補正するＥＧＲ開度補正手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 上記ＥＧＲ制御手段によるＥＧＲ導入を中止し、上記筒内圧検出手段により検出された筒内圧の変動状況と上記最適値として設定された筒内圧の変動状況とのクランク角の差が所定範囲内にあるときに上記ＥＧＲ弁の開度の学習を許可する学習許可判定手段を備え、
   上記ＥＧＲ開度補正手段は、上記学習許可判定手段によりＥＧＲ弁開度の学習処理が許可されたときに、上記検出された筒内圧の変動状況と上記最適値の筒内圧の変動状況とのクランク角の差に基づいてＥＧＲ弁の開度の補正値を学習して記憶すると共に、該補正値に基づいてＥＧＲ弁の開度を補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 上記学習許可判定手段によりＥＧＲ弁開度の学習処理が許可されないときには、上記検出された筒内圧の変動状況と上記最適値の筒内圧の変動状況とのクランク角の差に基づいて点火時期を上記最適点火時期にフィードバック制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 上記ＥＧＲ開度補正手段は、上記学習許可判定手段によりＥＧＲ弁開度の学習処理が許可され、且つ上記内燃機関が定常運転のときに、上記ＥＧＲ弁の開度の補正値を学習することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
5. 上記点火時期制御手段は、上記ＥＧＲ開度補正手段による上記ＥＧＲ弁の開度補正が全開近傍に達したときに、上記検出された筒内圧の変動状況と上記最適値の筒内圧の変動状況とのクランク角の差に基づいて点火時期を上記最適点火時期にフィードバック制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の内燃機関の制御装置。

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