JP2010090856A

JP2010090856A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2010090856A
Application number: JP2008263693A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Goto; 喜幸後藤
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2010-04-22

Abstract

【課題】この発明は、トルク変動を抑制するためにＥＧＲガス供給量の調節を行う際にトルク変動が却って悪化してしまう事態が発生するのを抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】内燃機関１０が、トルク変動量算出部５２と、ＥＧＲ過不足判定部５４と、ＥＧＲバルブ開度補正量算出部５６とを備える。ＥＧＲ過不足判定部５４が、ＥＧＲガス供給量の変化に応じたトルク変動量の増減を検知する。ＥＧＲ過不足判定部５４の判定結果に基づいて、トルク変動量が減少するようにＥＧＲガス供給量を増加または減少する。
【選択図】図５

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば、下記の特許文献１に開示されているように、内燃機関のトルク変動を抑制するように排気ガス循環量を調節する機能を備えた内燃機関が知られている。排気ガス循環量、すなわちＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）量が多いほど、燃焼状態は悪化する傾向にある。燃焼状態の悪化に起因して、トルク変動量が増加することになる。特許文献１の発明によれば、トルク変動量が所定値を超えて増大した場合に、ＥＧＲガスの供給量を低減してトルク変動を抑制することができる。

実公平３−３０６０１号公報特開平１０−１５３１４６号公報特開平６−２８８３０３号公報特表ＷＯ９８/２６１６９号国際公開パンフレット

しかしながら、本願発明者は、鋭意研究を進めた結果、次のような問題点を見出した。従来は、特許文献１にも開示されているように、ＥＧＲガスの供給量が多いほど燃焼状態が悪化することに着目し、トルク変動を抑制したい場合にはＥＧＲガス供給量を低減している。一方、本願発明者が研究を進める中で、ＥＧＲガス供給量を低減した時にトルク変動量が増加してしまう場合があることが見出された。このトルク変動量の増大は、ＥＧＲガス供給量の低減によるノッキングの発生に起因すると考えられる。従来の技術では、この点が考慮に入れられていない。その結果、従来の技術では、ＥＧＲガス供給量低減によりトルク変動量が増加してしまう環境下にも係らず、一律に、ＥＧＲガス供給量が低減されてしまうおそれがある。そのような場合、トルク変動抑制用の制御が、本来果たすべき役割に反してトルク変動量を増加させてしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、トルク変動を抑制するためにＥＧＲガス供給量の調節を行う際に、トルク変動が却って悪化してしまう事態が発生するのを抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、
ＥＧＲガスを供給するためのＥＧＲ機構を備えた内燃機関を制御する装置であって、
前記内燃機関のトルク変動量を検知するトルク変動量検知手段と、
前記ＥＧＲ機構のＥＧＲガス供給量の変化に応じた前記内燃機関のトルク変動量の増減の方向を検知する増減方向検知手段と、
前記増減方向検知手段の検知結果に基づいて、前記内燃機関のトルク変動を抑制するように前記ＥＧＲ機構を制御するＥＧＲ制御手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記ＥＧＲ制御手段は、ＥＧＲガス供給量が多いほどトルク変動量が大きくなる増減方向を前記増減方向検知手段の検知結果が示した場合に、ＥＧＲガス供給量が低減されるように前記ＥＧＲ機構を制御することを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記ＥＧＲ制御手段は、ＥＧＲガス供給量が少ないほどトルク変動量が大きくなる増減方向を前記増減方向検知手段の検知結果が示した場合に、ＥＧＲガス供給量が増加されるように前記ＥＧＲ機構を制御することを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれか１つにおいて、
前記ＥＧＲ機構は、ＥＧＲガス供給量を調節するためのＥＧＲバルブを含み、
前記ＥＧＲ制御手段が、
前記内燃機関のトルク変動量を所定値以下にするように、或いは、前記内燃機関のトルク変動量を特定のトルク変動量に近づけるように、ＥＧＲガス供給量の目標変化量を決定する目標変化量決定手段と、
前記目標変化量決定手段が決定した目標変化量に基づいて、前記ＥＧＲ機構を制御するＥＧＲ機構制御手段と、
前記目標変化量決定手段において目標とされたトルク変動量と、前記ＥＧＲ機構制御手段が制御を行った後のトルク変動量と、の間の乖離を抑制するように、前記増減方向検知手段の検知結果に基づいて、前記ＥＧＲバルブの開度を補正するバルブ開度補正手段と、
を含むことを特徴とする。

また、第５の発明は、第１乃至４の発明のいずれか１つにおいて、
前記増減方向決定手段が、ＥＧＲガス供給量を所定の第１の割合で変化させたときのトルク変動量の増減を検出することにより、前記ＥＧＲ機構のＥＧＲガス供給量の変化に応じた前記内燃機関のトルク変動量の増減の方向を検知するものであり、
前記ＥＧＲ制御手段が、前記内燃機関のトルク変動を抑制するように前記ＥＧＲ機構を制御するときに、前記第１の割合に比して大きな第２の割合でＥＧＲガス供給量を変化させることを特徴とする。

第１の発明によれば、ＥＧＲガス供給量を変化させた場合にトルク変動が増加するのか或いは減少するのかを、増減方向検知手段によって検知することができる。増減方向検知手段の検知結果に基づいてＥＧＲ機構を制御することにより、トルク変動を抑制するためにＥＧＲガス供給量の調節を行う際に、トルク変動が却って悪化してしまう事態が発生するのを抑制することができる。

第２の発明によれば、ＥＧＲガス供給量が多いほどトルク変動量が大きくなることが確認された上で、ＥＧＲガス供給量を低減することができる。これにより、ＥＧＲ制御手段がトルク変動を抑制するようにＥＧＲ機構を制御した時に、所期の効果を得ることができる。

第３の発明によれば、ＥＧＲガス供給量が少ないほどトルク変動量が大きくなることが検知された場合に、ＥＧＲガス供給量を増加することができる。これにより、ＥＧＲガス供給量に応じたトルク変動の増減方向が、通常の場合（ＥＧＲガス供給量が多いほどトルク変動量が大きくなる場合）とは逆の方向を示す状況でも、ＥＧＲガス供給量の調節によってトルク変動の抑制を実現することができる。

第４の発明によれば、製品公差や経年変化などに起因するＥＧＲガス流量バラツキに対処することを目的としたＥＧＲバルブの開度補正を、トルク変動の悪化を抑制しながら行うことができる。

第５の発明によれば、ＥＧＲ機構を調節すべき方向を特定する際には、内燃機関への燃焼影響を極力抑えることができる。また、ＥＧＲ機構を調節すべき方向が特定された後は、ＥＧＲガス供給量の調節を高速に行うことができる。

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置の構成を示す。図１には、ＥＧＲ機構１４を備えた内燃機関１０と、この内燃機関１０を制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０とが記載されている。内燃機関１０の気筒数や方式には限定は無い。

内燃機関１０は、前述したように、ＥＧＲを行うためのＥＧＲ機構１４を備えている。ＥＧＲ機構１４は、内燃機関１０の排気ガスを、内燃機関１０の吸気系（図示せず）へと供給（循環）させることができる、いわゆる外部ＥＧＲシステムである。ＥＧＲ機構１４は、排気ガスの循環量を調節するためのＥＧＲバルブ１６を備えている。以下、ＥＧＲ機構１４を介して循環されるガスを、「ＥＧＲガス」とも呼称する。また、内燃機関１０は、クランク角センサ１２を備えている。

ＥＣＵ５０は、トルク変動量算出部５２と、ＥＧＲ過不足判定部５４と、ＥＧＲバルブ開度補正量算出部５６と、を備えている。

トルク変動量算出部５２へは、クランク角センサ１２の出力信号が入力される。トルク変動量算出部５２は、クランク角センサ１２の出力信号から得られるエンジン回転角の情報に基づいて、内燃機関１０のトルク変動量を算出する。具体的な計算内容などは、後述する「実施の形態１の具体的制御」において述べる。但し、トルク変動量の算出手法は、既に各種の手法が公知となっており新規な事項ではない。この実施の形態で例示する算出手法に限定されず、各種の公知の手法で代替してもよい。

ＥＧＲ過不足判定部５４は、内燃機関１０のトルク変動が大きすぎる場合に、ＥＧＲガス供給量を増加させるべきか或いは低減するべきかを、判定する。ＥＧＲバルブ開度補正量算出部５６は、ＥＧＲ過不足判定部５４の判定結果に従って、ＥＧＲガスの量が所望量まで増加或いは低減されるように、ＥＧＲバルブ１６を制御する。ＥＧＲ過不足判定部５４とＥＧＲバルブ開度補正量算出部５６の詳細な内容については、後述する。

［実施の形態１の動作］
以下、図２乃至４を用いて、実施の形態１の内燃機関の制御装置の動作を説明する。以下の説明では、先ず、実施の形態１において想定される課題を述べる。その後、この課題を解決するための、実施の形態１の特徴動作を説明する。

（実施の形態１において想定される課題）
トルク変動が大きすぎることは好ましくないため、通常、トルク変動が抑制されるように内燃機関の制御が行われる。具体的には、例えば、特定のトルク変動目標値に収束するように、或いは、トルク変動が所定範囲内に収まるように、内燃機関の運転条件が随時修正される。

一般的に、排気ガス循環量、すなわちＥＧＲガス供給量が多いほど、燃焼状態は悪化する傾向にある。この燃焼状態の悪化に起因して、トルク変動量が増加することになる。そこで、ＥＧＲを行っている際にトルク変動を抑制したい場合には、ＥＧＲガス供給量を低減するという方針を採用することが考えられる。具体的には、ＥＧＲを行っている際にトルク変動量が過大になった場合には、ＥＧＲガス供給量を低減するようにＥＧＲバルブ１６の開度を絞り気味に制御することが考えられる。

しかしながら、本願発明者が研究を進める中で、上記の場合とは逆に、ＥＧＲガス供給量を低減するほどトルク変動量が増加してしまう場合があることが見出された。このトルク変動量の増大は、ＥＧＲガス供給量の低減によるノッキングの発生に起因すると考えられる。本願発明者の知見によれば、１つの具体的状況として、次の状況が考えられる。例えば燃費向上効果を享受すべく、中負荷域から高負荷域まで広くＥＧＲを行っている場合が考えられる。この場合においてＥＧＲガス供給量が減らされた際に、ノッキングの発生が懸念される。このノッキングによって、トルク変動量の増大を招来してしまう。このような状況下においてトルク変動抑制を目的として一律にＥＧＲバルブ１６を絞る制御が行われると、トルク変動抑制用の制御が、本来果たすべき役割に反してトルク変動量を増加させてしまう。

以上の事項が考慮されていないと、ＥＧＲガス供給量の調節によってトルク変動を適切に抑制できない場合が生じてしまう。

具体的には、本願発明者は、一例として次のような不具合の発生を想定する。図２は、実施の形態１において想定する課題を説明するための図である。図２では、トルク変動の検出値が図示されている。ここでは、トルク変動がこの検出値以下に収まるように、内燃機関１０が制御される場合を考える。

ＥＧＲ機構１４の製品公差・経年変化などに起因して、実際のＥＧＲ率がばらついてしまうことが予想される。つまり、中央品の設定値或いは初期設定値によるＥＧＲ率が図２のＡ_０である場合に、製品公差・経年変化などに起因して、実際のＥＧＲ率がＡ_１やＡ_２にずれてしまうことが想定される。その結果、図２の点Ｐ_１や点Ｐ_２に示すように、トルク変動量が検出値に達するまで大きくなってしまう場合がある。ここで、点Ｐ_１は、ＥＧＲガス供給量が多いほど燃焼状態が悪化する状況下で、トルク変動量が過大になっている場合を示している。逆に、点Ｐ_２は、ＥＧＲガス供給量が少ないほど燃焼状態が悪化する状況下で、トルク変動量が過大になっている場合を示している。

点Ｐ_１の場合には、現在のＥＧＲ率（図２のＡ_１）からＥＧＲ率がより少な目に調節されるように、ＥＧＲバルブ１６を絞ることが適切である。言い換えれば、点Ｐ_１の場合には、ＥＧＲガス供給量が、本来供給されるべき量に比して多い側にずれている、すなわちＥＧＲ過多であると考えることができる。

一方、点Ｐ_２のようにＥＧＲガス供給量を低減するほどトルク変動量が増加してしまう状況下では、点Ｐ_１と同じようにＥＧＲバルブ１６を絞ると、却ってトルク変動量が増加してしまう。つまり、点Ｐ_２では、点Ｐ_１とは異なり、当該時点のＥＧＲ率（図２のＡ_２）よりも、さらにＥＧＲ率を増加すべきである。言い換えれば、点Ｐ_２の場合には、ＥＧＲガス供給量が、本来供給されるべき量に比して少ない側にずれている、すなわちＥＧＲ過少と判断すべきである。なお、ノックコントロールシステム（Knock Control System）がノッキングの発生を感知し、点火時期が遅角させられると、ＥＧＲガス供給量の増加が困難になってしまう。

以上述べた２つの状況が生じうるにも係らず一律にトルク変動抑制のためにＥＧＲバルブ１６を絞ってしまうと、トルク変動抑制用の制御が、本来果たすべき役割に反してトルク変動量を増加させてしまう。すなわち、トルク変動を抑制しようとする際にＥＧＲガス供給量を増加すべきか低減すべきかが不明であっては、ＥＧＲガス供給量の調節によってトルク変動抑制を実現することができない。

（実施の形態１の特徴動作）
そこで、実施の形態１では、ＥＧＲガス供給量を増加させた場合にこれに応じてトルク変動量が増加するのか或いは減少するのかを、検知することとした。この検知によって、ＥＧＲバルブ１６を閉と開の何れの方向に調節すればよいのかを、判別することとした。実施の形態１では、ＥＧＲ過不足判定部５４に、この役割を担わせることにした。そして、ＥＧＲバルブ１６を調節すべき方向が既知となった状態で、ＥＧＲバルブ１６の開度の補正量を、ＥＧＲバルブ開度補正量算出部５６に算出させることとした。

（i）ＥＧＲ過不足判定部５４による動作
図３は、実施の形態１において行われる制御動作の内容を模式的に示す図であって、ＥＧＲガス供給量に応じたトルク変動の増減方向の判別手法を模式的に示す図である。実施の形態１では、先ず、ＥＧＲバルブ１６の開度が第１の開度に設定された状態で、トルク変動量算出部５２がこのときのトルク変動量を算出する。このトルク変動量をＴＦ_０とする。続いて、第１の開度に所定の微小ゲインαを増じた第２の開度において、トルク変動量算出部５２が再びトルク変動量を算出する。このトルク変動量をＴＦ_１とする。微小ゲインαは、内燃機関１０の燃焼状態への影響をできるだけ少なくするように、微小な値に設定することが望ましい。図３（ａ）に示すように、ＴＦ_０からＴＦ_１へとトルク変動量が増加していれば、ＥＧＲ過不足判定部５４は、ＥＧＲガス供給量を低減することでトルク変動抑制が可能であると判断する。逆に、図３（ｂ）に示すように、ＴＦ_０からＴＦ_１へとトルク変動量が減少しているならば、ＥＧＲ過不足判定部５４は、ＥＧＲガス供給量を増加することでトルク変動抑制が可能であると判断する。

（ii）ＥＧＲバルブ開度補正量算出部５６による動作
図４は、実施の形態１において行われる制御動作の内容を模式的に示す図であって、トルク変動を抑制するようにＥＧＲ機構１４を制御する動作を模式的に示す図である。上述したように、図３に示した判別手法によって、トルク変動を抑制可能なＥＧＲガス供給量の調節方向（増加と減少のどちらか）が既知となる。ここで既知となった調節方向に、ＥＧＲバルブ１６の開度が制御される。その結果、図４に示すように、点Ｐ_１の場合には矢印６０のようにトルク変動量を点Ｐ_０まで低下させることができ、かつ、点Ｐ_２の場合には矢印６２のようにトルク変動量を点Ｐ_０まで低下させることができる。従って、トルク変動量の増減方向が変化しうる環境下にあっても、確実にトルク変動量を減少させることができる。

なお、実施の形態１では、点Ｐ_１から点Ｐ_０までのＥＧＲバルブ１６の開度補正を行った際に、ＥＧＲバルブ１６の開度の補正量を、内燃機関１０の運転条件に関連づけて記録する。実施の形態１では、機関回転数と吸入空気量のマップ（図４のマップ７０）に対して、随時、ＥＧＲバルブ１６の開度の補正量を記録していく。同様に、点Ｐ_２から点Ｐ_０までのＥＧＲバルブ１６の開度補正を行った際にも、ＥＧＲバルブ１６の開度の補正量をマップ７０に記録する。これにより、例えば、同じ運転条件にて２回目以降の補正が行われる際には、前回の記録値を参照して活用することができる。

以上説明したように、実施の形態１によれば、ＥＧＲガス供給量を変化させた場合にトルク変動が増加するのか或いは減少するのかを検知することができる。この検知結果に基づいてＥＧＲ機構１４を制御することにより、トルク変動を抑制するためにＥＧＲガス供給量の調節を行う際に、トルク変動が却って悪化してしまう事態が発生するのを抑制することができる。

［実施の形態１の具体的処理］
以下、図５を用いて、実施の形態１にかかる具体的処理を説明する。図５は、実施の形態１においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、実施の形態１では、トルク変動量算出部５２の算出値（言い換えれば、トルク変動の計測値）が所定値（図２の検出値）以上になった場合に、下記のルーチンが実行されるものとする。

図５に示すルーチンでは、先ず、エンジン回転角速度を検出する処理が実行される（ステップＳ１００）。このステップでは、先ず、クランク角センサ１２の出力を利用して、内燃機関１０のエンジン回転角速度が検出される。次いで、このエンジン回転角速度から角加速度が算出され、エンジンイナーシャ（設計値）を積算することにより、最終的にトルクが算出される。なお、下記に、ここでの計算の基礎式である、回転角の運動方程式を記載しておく。

上記の式において、ωは回転角速度、Ｊはイナーシャ、Ｔ_ｐは筒内ガス圧トルク、Ｔ_ｍは往復質量慣性トルク、Ｔ_ｆはフリクショントルク、Ｔ_ｌｅはエンジン以降負荷トルクである。

ステップＳ１００に引き続いて、エンジントルクを算出する処理が実行され（ステップＳ１０２）、更に、ＢＰＦ（Band Pass Filter）によるフィルタリングが施される（ステップＳ１０４）。実施の形態１では、ここで得られるフィルタリング後のデータとトルク変動量との統計的な関係を予め求めておき、この統計的な関係をＥＣＵ５０に記憶しておく。毎回のルーチン実行時に、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ５０からトルク変動量が読み出され、トルク変動量が算出される。

なお、トルク変動量を求める手法は、ステップＳ１００〜Ｓ１０６までの一連の処理で行われた手法に限られない。トルク変動量を把握するための各種の手法が既に公知となっている。ステップＳ１００〜Ｓ１０６の内容に代えて、他の公知のトルク変動量取得手法を用いてもよい。

なお、便宜上図示を省略しているが、実施の形態１では、ステップＳ１００〜Ｓ１０６までの処理が先ず１回行われ、ここで算出されたトルク変動値がＴＦ_０に設定される。続いて、１回目の処理時のＥＧＲバルブ開度１６から微小ゲインα分だけＥＧＲバルブ１６が開き側に制御される。その後、再度、ステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理が行われ、この２回目のトルク変動値の算出により得られたトルク変動値がＴＦ_１に設定される。

次に、ＴＦ_１からＴＦ_０を減じた値であるΔＴＦが、ゼロであるか否かが判定される（ステップＳ１０８）。このステップの条件が成立している場合には、ＴＦ_１とＴＦ_０が同じ値である。よって、図３を用いて述べたＥＧＲバルブ１６の調節方向判別を行うための情報、すなわちΔＴＦの正負の情報が得られていない。この場合には、ＥＧＲバルブ１６の開度がさらに微小変更され（ステップＳ１２０）、その後、ステップＳ１００からＳ１０６までの処理が実行されて、ＴＦ_１が更新される。

ステップＳ１０８の条件が否定された場合には、ＴＦ_１とＴＦ_０が相違しているから、ＴＦ_１とＴＦ_０の差分ΔＴＦに基づいて、図３を用いて述べたＥＧＲバルブ１６の調節方向判別を行うことができる。この場合には、ステップＳ１１０へと進む。

ステップＳ１１０では、ΔＴＦがゼロよりも大きいか否かが判定される。この条件が成立している場合には、ＥＧＲバルブ１６の開度の増大に伴ってトルク変動量が増大したと判断できる。つまり、現在の内燃機関１０の状態が、図２でいうところの点Ｐ１の場合に該当すると判断できる。言い換えれば、この場合には、ＥＧＲガス供給量が過多であるためにトルク変動量が過大になっていると考えることができる。この場合には、ＥＧＲバルブ１６を閉じる方向への補正用ゲインがセットされる（ステップＳ１１２）。

ステップＳ１１０の条件が不成立の場合には、ＥＧＲバルブ１６の開度の増大に伴ってトルク変動量が減少したと判断できる。つまり、現在の内燃機関１０の状態が、図２でいうところの点Ｐ２の場合に該当すると判断できる。言い換えれば、この場合には、ＥＧＲガス供給量が過少であるためにトルク変動量が過大になっていると考えることができる。よって、ＥＧＲバルブ１６を開く方向への補正用ゲインがセットされる（ステップＳ１２２）。実施の形態１では、ステップＳ１１２およびＳ１２２で設定される補正用ゲインは、大きさが同じで正負が逆とし、以下、＋βあるいは−βと示す。

続いて、ＥＧＲバルブ１６の開度の補正量を算出する処理が実行される（ステップＳ１１４）。このステップでは、先ず、セットされた補正用ゲイン（＋βまたは−β）に従って、ＥＧＲバルブ１６の目標開度が算出される。次いで、この目標開度を実現するためのＥＧＲバルブ１６の開き側（或いは閉き側）操作量が算出される。なお、ステップＳ１１４から分岐して、マップ７０に補正量が記憶される（ステップＳ１２４）。その後、バルブ開度制御（ステップＳ１１６）、目標トルク変動量と現在のトルク変動量との間の乖離（偏差）が許容範囲内かの判定（ステップＳ１１８）が、順次行われる。ステップＳ１１８の「検出ＴＦ」は、制御ステップがステップＳ１１８に達した段階で、前出のステップＳ１００〜Ｓ１０６を行うことで取得される値である。これらステップＳ１１４〜Ｓ１１８のフィードバック制御が繰り返し行われることで、最終的に、トルク変動量が目標トルク変動量へと収束する。その後、今回のルーチンが終了する。

なお、実施の形態１では、補正用ゲインβの大きさを、微小ゲインαに比して、大きめの値にしておく。微小ゲインαを相対的に小さくすることで、内燃機関１０への燃焼影響を極力抑えつつＥＧＲバルブ１６を調節すべき方向を特定できる。また、ＥＧＲバルブ１６を調節すべき方向が特定された後は、相対的に大きな補正用ゲインβを用いて、ＥＧＲバルブ１６の開度補正を高速に行うことができる。これにより、速やかに目標のトルク変動量へと収束させることができる。

以上の処理によれば、トルク変動を抑制するためにＥＧＲガス供給量の調節を行う際に、トルク変動が却って悪化してしまう事態が発生するのを抑制することができる。

尚、図５のルーチンのステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理が、トルク変動量算出部５２において、図５のルーチンのステップＳ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１２０の処理が、ＥＧＲ過不足判定部５４において、図５のルーチンのステップＳ１１２〜Ｓ１１８、Ｓ１２２およびＳ１２４の処理が、ＥＧＲバルブ開度補正量算出部５６において、それぞれ実行される。

なお、図５のルーチンでは、ステップＳ１１８の条件が否定された場合にはステップＳ１１２にループしたが、本発明はこれに限られない。図５のルーチンにおいて、ステップＳ１１８の条件が否定された場合に、ステップＳ１００へとループしてもよい。この場合には、複数のＥＧＲバルブ１６開度補正処理について、毎回、ＥＧＲガス供給量の変化に応じたトルク変動量の増減方向が、検知される。

尚、上述した実施の形態１では、ＥＧＲ機構１４が前記第１の発明における「ＥＧＲ機構」に、トルク変動量算出部５２が前記第１の発明における「トルク変動量検知手段」に、ＥＧＲ過不足判定部５４が前記第１の発明における「増減方向検知手段」に、ＥＧＲバルブ開度補正量算出部５６が前記第１の発明における「ＥＧＲ制御手段」に、それぞれ相当している。

なお、上述した実施の形態１では、ＥＧＲバルブ１６が、前記第４の発明における「ＥＧＲバルブ」に相当している。また、実施の形態１では、図５のルーチンのステップＳ１１２，Ｓ１２２，Ｓ１１４の処理が実行されることにより、前記第４の発明における「目標変化量決定手段」が、図５のルーチンのステップＳ１１６の処理が実行されることにより、前記第４の発明における「ＥＧＲ機構制御手段」が、図５のルーチンのステップＳ１１８以降のフィードバック制御が実行されることにより、前記第４の発明における「バルブ開度補正手段」が、それぞれ実現されている。

［実施の形態１の変形例］
（第１変形例）
実施の形態１では、ＥＧＲ過不足の判定の際、微小ゲインαを正の値としてＥＧＲバルブ１６を開き気味に微小量だけ変更している。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。実施の形態１とは逆に、微小ゲインαを負の値として、ＥＧＲバルブ１６を閉じ気味にしてもよい。つまり、ＥＧＲガス供給量を微小量だけ減少させてもよい。この場合にも、トルク変動ＴＦ_０とＴＦ_１との差分が正か負かを判別すれば、実施の形態１と同様に、ＥＧＲガス供給量に応じたトルク変動の増減方向を特定できる。

（第２変形例）
実施の形態１では、微小ゲインαを用いてＥＧＲ過不足判定が行われ、微小ゲインαより大きく設定された補正用ゲインβを用いてＥＧＲバルブ開度の補正が行われている。しかしながら、本発明は、必ずしもこれに限られるものではない。ＥＧＲ過不足判定用のゲインと、ＥＧＲバルブ開度補正用のゲインとが、同じ値に設定されても良い。

（第３変形例）
実施の形態１では、ＥＧＲガス供給量が多いほどトルク変動量が大きくなることが特定された場合には（点Ｐ_１の場合）、ＥＧＲガス供給量を低減することにより内燃機関１０のトルク変動が抑制される。尚且つ、実施の形態１では、ＥＧＲガス供給量が少ないほどトルク変動量が大きくなることが特定された場合には（点Ｐ_２の場合）、ＥＧＲガス供給量を増加することにより内燃機関１０のトルク変動が抑制される。これにより、実施の形態１では、継続的に、ＥＧＲガス供給量の変化に応じたトルク変動量の増減の方向を検知しつつ、トルク変動量を小さくするようにＥＧＲガス供給量が最適化される。

しかしながら、内燃機関１０のトルク変動を抑制するようにＥＧＲ機構１４を制御する場合、次のような変形も採用できる。

例えば、ＥＧＲガス供給量が多いほどトルク変動量が大きくなる場合には（点Ｐ_１の場合）、実施の形態１と同様に、ＥＧＲガス供給量を低減する。一方、ＥＧＲガス供給量が少ないほどトルク変動量が大きくなることが特定された場合には（点Ｐ_２の場合）、ＥＧＲガス供給量の低減を禁止したうえで他の運転条件の変更によりトルク変動の抑制を行ってもよい。これにより、少なくとも、トルク変動を悪化させるような、ＥＧＲガス供給量の誤った調節を防止できる。

また、前段落で述べた変形例とは対称的に、点Ｐ_２の場合にＥＧＲガス供給量を増大し、点Ｐ_１の場合にＥＧＲガス供給量の増大を禁止したうえで他の運転条件の変更によりトルク変動の抑制を行ってもよい。いずれにせよ、実施の形態１のようにＥＧＲガス供給量に応じたトルク変動量の増減の方向を特定した上で、ＥＧＲ機構１４に与える制御内容を、トルク変動量をできるだけ増加させないような制御内容に変更・補正すればよい。

なお、実施の形態１では、図５のルーチンを実行する運転領域は、特に限定していない。しかしながら、例えば、図２を用いて述べた点Ｐ_２のようなトルク変動量増減挙動が発生しうる状況下でのみ、図５のルーチンを実行させてもよい。前述したように、本願発明者の知見によれば、内燃機関が中負荷域から高負荷域で運転されていて、ＥＧＲを行っておりかつＥＧＲガス供給量を低減するような場合、ノッキングに起因したトルク変動増大が予想される。これを踏まえて、点Ｐ_２の状況が発生しうるか否かを確認しつつ、必要に応じて図５のルーチンを実行させることができる。

本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置の構成を示す図である。実施の形態１において想定する課題を説明するための図である。実施の形態１において行われる制御動作の内容を模式的に示す図である。実施の形態１において行われる制御動作の内容を模式的に示す図である。実施の形態１においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１０内燃機関１２クランク角センサ
１４ＥＧＲ機構１６ＥＧＲバルブ
５２トルク変動量算出部５４ＥＧＲ過不足判定部
５６バルブ開度補正量算出部７０マップ

Claims

ＥＧＲガスを供給するためのＥＧＲ機構を備えた内燃機関を制御する装置であって、
前記内燃機関のトルク変動量を検知するトルク変動量検知手段と、
前記ＥＧＲ機構のＥＧＲガス供給量の変化に応じた前記内燃機関のトルク変動量の増減の方向を検知する増減方向検知手段と、
前記増減方向検知手段の検知結果に基づいて、前記内燃機関のトルク変動を抑制するように前記ＥＧＲ機構を制御するＥＧＲ制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記ＥＧＲ制御手段は、ＥＧＲガス供給量が多いほどトルク変動量が大きくなる増減方向を前記増減方向検知手段の検知結果が示した場合に、ＥＧＲガス供給量が低減されるように前記ＥＧＲ機構を制御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。
前記ＥＧＲ制御手段は、ＥＧＲガス供給量が少ないほどトルク変動量が大きくなる増減方向を前記増減方向検知手段の検知結果が示した場合に、ＥＧＲガス供給量が増加されるように前記ＥＧＲ機構を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
前記ＥＧＲ機構は、ＥＧＲガス供給量を調節するためのＥＧＲバルブを含み、
前記ＥＧＲ制御手段が、
前記内燃機関のトルク変動量を所定値以下にするように、或いは、前記内燃機関のトルク変動量を特定のトルク変動量に近づけるように、ＥＧＲガス供給量の目標変化量を決定する目標変化量決定手段と、
前記目標変化量決定手段が決定した目標変化量に基づいて、前記ＥＧＲ機構を制御するＥＧＲ機構制御手段と、
前記目標変化量決定手段において目標とされたトルク変動量と、前記ＥＧＲ機構制御手段が制御を行った後のトルク変動量と、の間の乖離を抑制するように、前記増減方向検知手段の検知結果に基づいて、前記ＥＧＲバルブの開度を補正するバルブ開度補正手段と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
前記増減方向決定手段が、ＥＧＲガス供給量を所定の第１の割合で変化させたときのトルク変動量の増減を検出することにより、前記ＥＧＲ機構のＥＧＲガス供給量の変化に応じた前記内燃機関のトルク変動量の増減の方向を検知するものであり、
前記ＥＧＲ制御手段が、前記内燃機関のトルク変動を抑制するように前記ＥＧＲ機構を制御するときに、前記第１の割合に比して大きな第２の割合でＥＧＲガス供給量を変化させることを特徴とする請求項１乃至４に記載の内燃機関の制御装置。