JP2020153255A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの体積効率係数を精度よく演算する。【解決手段】排気還流装置と、エンジンの負荷に基づいて排気還流弁を制御するコントロールユニットを備えたエンジン２の制御装置であって、排気還流率が目標排気還流状態でのエンジンの体積効率係数ｗｏＥＧＲを演算する目標ＥＧＲ導入時体積効率係数演算部２３と、目標排気還流状態のＥＧＲ率ｂを演算する体積効率係数補正用ＥＧＲ率演算部２５と、現状のＥＧＲ率ａを演算する筒内ＥＧＲ率演算部２６と、現状のＥＧＲ率ａと目標排気還流状態のＥＧＲ率ｂとの比に基づいて、目標排気還流状態での体積効率係数ｗＥＧＲを補正して、現状のエンジンの体積効率係数Ｋve1を演算する体積効率係数演算部２７と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、排気還流装置を備えたエンジンの制御技術に関する。

エンジンの燃料噴射を適切に制御するために、筒内への吸気量を正確に演算する必要がある。筒内への吸気量については、例えば吸気スロットルバルブの上流部に設けられたフローセンサを用いて計測したり、スロットルバルブの下流側の吸気圧であるインマニ圧とエンジン回転速度から推定演算したりする方法が知られている。
また、特許文献１には、エンジンの定常運転時において、インマニ圧と体積効率相当値とを用いて筒内への吸気量を算出するとともにスロットル開度と吸気量との関係を学習し、過渡運転時においては、学習結果を用いて筒内への吸入空気量を算出することが開示されている。

特開２０１４−８４８１７号公報

しかしながら、エンジンの多くには、ＮＯｘ排出量を低減させるため、または燃費向上のためにＥＧＲ装置(排気還流装置)が搭載されている。ＥＧＲ装置は、エンジンの排気の一部を吸気側に還流させて、筒内での燃焼温度を低下させることで、ＮＯｘの排出量を低減させ、また、ポンピングロスを低減し燃費を向上させる。したがって、ＥＧＲ装置により排気を還流させると、燃焼に寄与する空気量である筒内への新気量が減少し、燃料制御するために必要な筒内への吸気量（新気量）を正確に演算することが困難となってしまう。

特に、ＥＧＲ装置は例えば吸気量に基づいて設定された排気還流率となるようにオンオフ制御されるが、過渡運転時のように排気の還流のオンオフが切り替わる際には、排気還流率が変化し、吸気量に基づいて設定された排気還流率よりも小さくなる可能性があるだけでなく、切り替え直後においては大きくなる可能性もあり、筒内への吸気量を正確に演算することが困難となってしまう。

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、排気還流装置を備えたエンジンにおいて、排気の還流が行われても広い状況で精度よく吸入空気量を演算することが可能となるエンジンの制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のエンジンの制御装置は、エンジンの排気の一部を吸気通路に還流する排気還流路と、前記排気還流路を開閉する排気還流弁と、前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気還流弁を制御する排気還流制御部と、を備えたエンジンの制御装置であって、前記排気還流路による排気還流率が前記エンジンの運転状態に基づいて設定される目標排気還流率である目標排気還流状態での前記エンジンの体積効率係数を演算する目標排気還流時体積効率係数演算部と、前記目標排気還流状態の排気還流率を演算する目標排気還流時排気還流率演算部と、前記エンジンの運転状態に基づいて、現状の排気還流率を演算する現排気還流率演算部と、前記現状の排気還流率と前記目標排気還流状態の排気還流率との比に基づいて、前記目標排気還流状態での前記体積効率係数を補正して、現状の前記エンジンの体積効率係数を演算する第１の体積効率係数演算部と、を備えたことを特徴とする。

これにより、現状の排気還流率と前記目標排気還流状態の排気還流率との比に基づいて、目標排気還流状態での前記体積効率係数を補正して、現状の前記エンジンの体積効率係数が演算されるので、目標排気還流状態でない排気還流状態であっても、体積効率係数を精度よく演算することができる。
また、好ましくは、前記第１の体積効率係数演算部は、前記現状の排気還流率をａ、前記目標排気還流状態の排気還流率をｂ、前記目標排気還流状態での体積効率係数をｗＥＧＲとした場合、Ｋve1＝ｗＥＧＲ×（１＋ｂ）／（１＋ａ）によって、第１の現状のエンジンの体積効率係数Ｋve1を演算するとよい。

これにより、目標排気還流状態でない排気還流状態でのエンジンの体積効率係数を、現状の排気還流率と目標排気還流状態の排気還流率との比に基づいて、容易にかつ精度よく演算することが可能となる。
また、好ましくは、前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出器と、前記エンジンの吸気圧を検出する吸気圧検出器と、を備え、前記目標排気還流時体積効率係数演算部は、前記エンジンの回転速度と吸気圧とに基づいて、前記目標排気還流状態での前記エンジンの体積効率係数を演算するとよい。

これにより、目標排気還流時体積効率係数演算部は、エンジンの回転速度と吸気圧を用いて、目標排気還流状態でのエンジンの体積効率係数を容易に演算することが可能となる。
また、好ましくは、前記排気還流率が０である非排気還流状態での前記エンジンの体積効率係数を演算する非排気還流時体積効率係数演算部と、前記目標排気還流状態の排気還流率と前記現状の排気還流率との比に基づいて、前記目標排気還流状態での前記体積効率係数と前記非排気還流状態での前記体積効率係数とを補間して、現状の前記エンジンの体積効率係数を演算する第２の体積効率係数演算部と、を備え、前記現状の排気還流率が前記前記目標排気還流状態の排気還流率以上である場合には、前記第１の体積効率係数演算部で前記現状の前記エンジンの体積効率係数を演算し、前記現状の排気還流率が前記目標排気還流状態の排気還流率未満である場合には、前記第２の体積効率係数演算部で前記現状の前記エンジンの体積効率係数を演算するとよい。

これにより、現状の排気還流率が目標排気還流状態の排気還流率未満である場合には、第２の体積効率係数演算部によって、目標排気還流状態の体積効率係数と非排気還流状態での体積効率係数との間に、現状の体積効率係数が精度よく演算される。一方、現状の排気還流率が目標排気還流状態の排気還流率以上である場合には、第１の体積効率係数演算部で現状のエンジンの体積効率係数が演算されるので、幅広い排気還流率で現状の体積効率係数を演算することができる。

好ましくは、前記第２の体積効率係数演算部は、前記現状の排気還流率をａ、前記目標排気還流状態の排気還流率をｂ、前記目標排気還流状態での体積効率係数をｗＥＧＲ、前記非排気還流状態での体積効率係数をｗｏＥＧＲとした場合、Ｋve2＝（ｗＥＧＲ×（ａ／ｂ）＋（ｗｏＥＧＲ×（１−（ａ／ｂ）））によって、前記現状のエンジンの体積効率係数Ｋve2を演算するとよい。

これにより、現状の排気還流率が目標排気還流状態の排気還流率未満である場合に、目標排気還流状態でない排気還流状態でのエンジンの体積効率係数を、目標排気還流状態の排気還流率と現状の排気還流率との比に基づいて、容易に演算することが可能となる。

本発明のエンジンの制御装置によれば、目標排気還流状態でない排気還流状態であっても、体積効率係数を精度よく演算することができるので、排気還流弁の切替直後のような過渡運転状態においても体積効率係数を精度よく演算し、筒内への新気の吸入量を精度よく演算することができる。これにより、新気の吸入量に応じて燃料供給量を精度よく制御することが可能となり、燃費の向上または排ガス低減を図ることができる。

本発明の実施形態におけるエンジンの制御装置の概略構成図である。 エンジンの負荷とＥＧＲ率との関係を示すマップの一例である。 エンジンの負荷と体積効率係数との関係を示すマップの一例である。 エンジンコントロールユニットにおける第１の実施形態の体積効率係数演算ユニットの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるエンジンの負荷に対するＥＧＲ率、体積効率係数の関係を示すマップの一例である。 エンジンコントロールユニットにおける第２の実施形態の体積効率係数演算ユニットの構成を示すブロック図である。 第２の実施形態におけるエンジンの負荷に対するＥＧＲ率、インマニ圧、体積効率係数の関係を示すマップの一例である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の制御装置１が適用されたエンジン２の概略構成図である。
エンジン２は、走行駆動源として車両に搭載されており、例えば多気筒のガソリンエンジンであって、図１では簡略して１つの気筒のみ記載している。エンジン２は、各気筒に設けられた燃料噴射弁３から、任意の噴射時期及び噴射量で各気筒の吸気ポート内に燃料を噴射し、点火プラグ４によって燃焼室５内の混合気を点火して燃焼可能な構成となっている。

エンジン２の吸気通路６には、新気の流量を調整するための電子制御スロットルバルブ７が設けられている。
また、エンジン２には、ＥＧＲ装置１０が備えられている。ＥＧＲ装置１０は、エンジン２の吸気通路６と排気通路８とを連通するＥＧＲ通路１１（排気還流路）と、ＥＧＲ通路１１を開閉するＥＧＲバルブ１２（排気還流弁）とにより構成されている。ＥＧＲ装置１０は、排気通路８からＥＧＲ通路１１を介して排気の一部を吸気通路６に還流させる。このように排気の一部（ＥＧＲガス）を吸気通路６に流入させることで、筒内の燃焼温度を低下させ、エンジン２からのＮＯｘの排出量を低減させ、また、燃費を向上させる。

更に、エンジン２には、エンジン２の回転速度を検出する回転速度センサ１５（エンジン回転速度検出器）が設けられている。吸気通路６のエンジン２側の端部である吸気マニホールド１７には、吸気圧（インマニ圧)を検出するインマニ圧センサ１８（吸気圧検出器）を備えている。また、ＥＧＲバルブ１２には、ＥＧＲバルブの開度を検出するＥＧＲ開度センサ１９が設けられている。

エンジンコントロールユニット２０（排気還流制御部）は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、タイマ及び中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成され、回転速度センサ１５、インマニ圧センサ１８、ＥＧＲ開度センサ１９等の各種センサの検出情報を入力し、当該各種情報に基づいて体積効率係数を演算する。なお、体積効率係数は、吸気通路６から筒内への新気の入りやすさの指標となるものであり、吸気管内と同じ密度の空気が行程容積を満たす場合の空気量に対する、シリンダーが吸入した空気量の割合である。

エンジンコントロールユニット２０は、更に、体積効率係数を用いて新気の筒内への吸気量を演算し、当該吸気量に基づいて各気筒の燃料噴射量を演算して、燃料噴射弁３からの燃料噴射を制御する。また、エンジンコントロールユニット２０は、点火プラグ４による点火、電子制御スロットルバルブ７の開度、ＥＧＲバルブ１２の開度を制御して、エンジン２の運転制御を行う。

図２は、エンジン２の負荷とＥＧＲ率との関係を示すマップの一例である。図３はエンジン２の負荷と体積効率係数との関係を示すマップの一例である。
エンジンコントロールユニット２０は、エンジン２の負荷に基づいて目標ＥＧＲ率(目標排気還流率)を設定して、ＥＧＲバルブ１２の開度を制御する。ＥＧＲ率（排気還流率）は、新気の流量に対するＥＧＲガスの流量の割合である。エンジン２の負荷は、例えば回転速度センサ１５により検出したエンジン回転速度とインマニ圧センサ１８により検出したインマニ圧とに基づいて演算すればよい。

例えば図２に示すように、目標ＥＧＲ率は、エンジン２の負荷に基づいて変化し、低負荷時及び高負荷時に減少し、中負荷時において増加するように設定される。これは、低負荷時においてはエンジン２の燃焼安定性を確保するためであり、高負荷時においてはインマニ圧が上昇することから排気が還流し難くなるためである。
また、エンジン２の体積効率係数は、負荷に応じて変化する。例えば図３に示すように、体積効率係数は、エンジン２の負荷が増加するに伴って増加する。また、体積効率係数は、ＥＧＲ非導入時とＥＧＲ導入時とで異なる値となり、目標ＥＧＲ率のＥＧＲ導入時である目標ＥＧＲ導入時（目標排気還流状態）では、吸気中に排気の割合が増加するため、ＥＧＲ非導入時（非排気還流状態）よりも小さい値となる。

次に、図４及び図５を用いて、本発明の第１の実施形態のＥＧＲ導入時における体積効率係数の演算方法について説明する。本実施形態のエンジンコントロールユニット２０は、ＥＧＲ非導入時及び目標ＥＧＲ導入時だけでなく、目標ＥＧＲ率でないＥＧＲ導入状態での体積効率係数について演算する。
図４は、エンジンコントロールユニット２０における第１の実施形態の体積効率係数演算ユニット２１の構成を示すブロック図である。図５は、第１の実施形態におけるエンジン２の負荷に対するＥＧＲ率、体積効率係数の関係を示すマップの一例であり、実線が目標ＥＧＲ率導入時を示す。なお、図５中のＥＧＲ率のマップは図２に該当し、体積効率係数のマップは図３の目標ＥＧＲ導入時のマップに該当する。

図４に示すように、エンジンコントロールユニット２０には、エンジン２の現状の運転状態（現運転点）における体積効率係数Ｋveを演算する体積効率係数演算ユニット２１として、目標ＥＧＲ導入時体積効率係数演算部２３（目標排気還流時体積効率係数演算部）、筒内空気量演算部２４（目標排気還流時排気還流率演算部）、体積効率係数補正用ＥＧＲ率演算部２５（目標排気還流時排気還流率演算部）、筒内ＥＧＲ率演算部２６（現排気還流率演算部）、体積効率係数演算部２７（第１の体積効率係数演算部）を備えている。

目標ＥＧＲ導入時体積効率係数演算部２３は、インマニ圧センサ１８からから入力したインマニ圧Ｐｂと、回転速度センサ１５から入力したエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて、あらかじめ試験等によって確認し記憶しているマップを用いて目標ＥＧＲ導入時の体積効率係数ｗＥＧＲを演算する。
なお、目標ＥＧＲ導入時においては、負荷とインマニ圧との関係は、例えばエンジン回転速度Ｎｅを一定とした場合に、負荷が増加するに伴ってインマニ圧も増加する。そして、エンジン回転速度Ｎｅ毎に設けられたマップを用いて、インマニ圧センサ１８からから入力したインマニ圧Ｐｂに対応する負荷ｆに基づいてＥＧＲ導入時の体積効率係数ｗＥＧＲが求められる。

筒内空気量演算部２４は、目標ＥＧＲ導入時体積効率係数演算部２３により演算した目標ＥＧＲ率導入時の体積効率係数ｗＥＧＲとインマニ圧センサ１８から入力したインマニ圧Ｐｂに基づいて、目標ＥＧＲ率導入時における負荷（充填効率Ｅｃ）を演算する。負荷（充填効率Ｅｃ）は、例えば下記（1）式によって演算すればよい。
負荷（充填効率Ｅｃ）＝ｗＥＧＲ×（Ｐｂ／大気圧）×１００（％）・・・（1）
体積効率係数補正用ＥＧＲ率演算部２５は、筒内空気量演算部２４で演算された負荷（充填効率Ｅｃ）とエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて、目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率である体積効率係数補正用ＥＧＲ率ｂ（目標排気還流状態の排気還流率）を演算する。

筒内ＥＧＲ率演算部２６は、回転速度センサ１５から入力したエンジン回転速度Ｎｅとインマニ圧センサ１８からから入力したインマニ圧Ｐｂ、更にＥＧＲ開度センサ１９から入力したＥＧＲバルブ１２の開度θegrに基づいて、例えばあらかじめ記憶しているマップを用いて現運転点でのＥＧＲ率ａ（現状の排気還流率）を演算する。
体積効率係数演算部２７は、目標ＥＧＲ導入時体積効率係数演算部２３において演算した目標ＥＧＲ導入時における体積効率係数ｗＥＧＲと、体積効率係数補正用ＥＧＲ率演算部２５において演算した目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂと、筒内ＥＧＲ率演算部２６において演算した現運転点でのＥＧＲ率ａとに基づいて、現運転点での体積効率係数ｋve1を演算する。

現運転点での体積効率係数Ｋve1は、以下の式（２）によって演算される。
Ｋve1＝ｗＥＧＲ×（１＋ｂ）/（１＋ａ）・・・（２）
そして、この演算した体積効率係数Ｋve1を、現運転点での体積効率係数Ｋveとする。
以上のように、目標ＥＧＲ率導入時の体積効率係数ｗＥＧＲを補正して、エンジン２の吸気量を演算するために使用する体積効率係数ｋveが演算される。

エンジン２の吸気量を演算するために使用する体積効率係数ｋveとして、通常は目標ＥＧＲ率導入時の体積効率係数ｗＥＧＲが用いられる。しかし、ＥＧＲ非導入時には、体積効率係数Ｋveは目標ＥＧＲ率導入時の体積効率係数ｗＥＧＲよりも増加する。また、ＥＧＲバルブ１２を非導入(閉弁)から導入（開弁）に切り替えた直後に、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも瞬間的に大きくなり、体積効率係数Ｋveが目標ＥＧＲ率導入時の体積効率係数ｗＥＧＲよりも小さくなる場合もある。

これに対し、本実施形態では、現運転点でのＥＧＲ率ａと目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂとの比の割合で、目標ＥＧＲ率導入時の体積効率係数ｗＥＧＲを補正して、現運転点での体積効率係数Ｋve1を求める。
詳しくは、体積効率係数演算部２７は、Ｋve＝Ｋve1＝ｗＥＧＲ×（１＋ｂ）/（１＋ａ）の演算によって現状のエンジンの体積効率係数Ｋveを演算するので、現状のエンジンの体積効率係数Ｋveを容易にかつ精度よく求めることができる。

特に、目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂに対して現運転点でのＥＧＲ率ａが高い場合に、現運転点での体積効率係数Ｋve1は目標ＥＧＲ率導入時の体積効率係数ｗＥＧＲよりも低下するが、このような場合に現運転点での体積効率係数Ｋve1を精度良く求めることができる。
一方、目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂに対して現運転点でのＥＧＲ率ａが低い場合には、現運転点での体積効率係数Ｋve1は目標ＥＧＲ率導入時の体積効率係数ｗＥＧＲよりも高くなるが、このような場合でも現運転点での体積効率係数Ｋve1を精度良く求めることができる。

これにより、エンジン２の過渡運転状態のようにＥＧＲバルブ１２の開度が変化している状況においても、体積効率係数Ｋve（＝Ｋve1）を用いて筒内への新気の吸入量を精度よく演算することができ、当該新気の吸入量に基づいて燃料供給量を精度よく制御することが可能となり、燃費の向上を図ることができる。
次に、図６及び図７を用いて、本発明の第２の実施形態のＥＧＲ導入時における体積効率係数の演算方法について説明する。

図６は、エンジンコントロールユニット２０における第２の実施形態の体積効率係数演算ユニット３１のブロック図である。図７は、第２の実施形態におけるエンジン２の負荷に対するＥＧＲ率、インマニ圧、体積効率係数の関係を示すマップの一例であり、実線が目標ＥＧＲ率導入時、破線がＥＧＲ非導入時を示す。なお、図７中のＥＧＲ率のマップは図２に該当し、体積効率係数のマップは図３に該当する。

図６に示すように、第２の実施形態の体積効率係数演算ユニット３１は、第１の実施形態の体積効率係数演算ユニット２１に対して、ＥＧＲ非導入時体積効率係数演算部２２（非排気還流時体積効率係数演算部）を更に備えている。
ＥＧＲ非導入時体積効率係数演算部２２は、インマニ圧センサ１８からから入力したインマニ圧Ｐｂと、回転速度センサ１５から入力したエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて、あらかじめ試験等によって確認し記憶しているマップを用いて、ＥＧＲ非導入時の体積効率係数ｗｏＥＧＲを演算する。

なお、負荷とインマニ圧との関係は、例えばエンジン回転速度Ｎｅが一定の場合に、図７中の破線ｃに示すように、ＥＧＲ非導入時においては負荷が増加するに伴ってインマニ圧も増加する比例関係となる。そして、エンジン回転速度Ｎｅ毎に設けられたマップを用いて、インマニ圧Ｐｂに対応する負荷ｄに基づいて、ＥＧＲ非導入時の体積効率係数ｗｏＥＧＲが求められる。一方、エンジン回転速度Ｎｅが一定である場合、目標ＥＧＲ導入時における負荷ｆは、ＥＧＲ非導入時における負荷ｄよりも小さくなるので、目標ＥＧＲ導入時の体積効率係数ｗＥＧＲは、ＥＧＲ非導入時の体積効率係数ｗｏＥＧＲよりも小さい値となる。

第２の実施形態における体積効率係数演算部３２（第１の体積効率係数演算部、第２の体積効率係数演算部）は、筒内ＥＧＲ率演算部２６において演算した現運転点でのＥＧＲ率ａと体積効率係数補正用ＥＧＲ率演算部２５において演算した目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂとに基づいて、体積効率係数Ｋveの演算方法を切り換える。
現運転点でのＥＧＲ率ａが目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂ以上である場合には、上記第１の実施形態のように現運転点でのＥＧＲ率ａ、目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂ及び目標ＥＧＲ率導入時の体積効率係数ｗＥＧＲに基づいて演算した現運転点での体積効率係数Ｋve1を体積効率係数Ｋveとする。一方、現運転点でのＥＧＲ率ａが目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂ未満の場合には、運転点でのＥＧＲ率ａ、目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂ、目標ＥＧＲ率導入時の体積効率係数ｗＥＧＲと、更にＥＧＲ非導入時体積効率係数演算部２２において演算したＥＧＲ非導入時における体積効率係数ｗｏＥＧＲと、に基づいて現運転点での体積効率係数Ｋve2を演算し、この体積効率係数Ｋve2を体積効率係数Ｋveとする。なお、体積効率係数演算部３２において、現運転点での体積効率係数Ｋve1を演算する機能が本発明の第１の体積効率係数演算部に該当し、現運転点での体積効率係数Ｋve2を演算する機能が本発明の第２の体積効率係数演算部に該当する。

現運転点での体積効率係数Ｋve2は、以下の式（３）によって演算される。
Ｋve2＝ｗＥＧＲ×（ａ／ｂ）＋（ｗｏＥＧＲ×（１−（ａ／ｂ））・・・（３）
そして、この演算した体積効率係数Ｋve1を、現運転点での体積効率係数Ｋveとする。
以上のように、第２の実施形態では、現運転点でのＥＧＲ率ａが目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂ以上である場合には、上記第１の実施形態と同様に体積効率係数Ｋveを演算するが、現運転点でのＥＧＲ率ａが目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂ未満の場合には、ＥＧＲ非導入時における体積効率係数ｗｏＥＧＲを加えて体積効率係数Ｋveを演算する。

例えばＥＧＲバルブ１２を非導入(閉弁)と導入（開弁）との間で切り替えた直後のように、体積効率係数はＥＧＲ非導入時の値ｗｏＥＧＲと目標ＥＧＲ率導入時の値ｗＥＧＲとの間を移行しているときには、体積効率係数は目標ＥＧＲ率導入時の値ｗＥＧＲやＥＧＲ非導入時の値ｗｏＥＧＲとは異なる値となる。
これに対し、本実施形態では、現運転点でのＥＧＲ率ａが目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂ未満の場合には、ＥＧＲ非導入時における体積効率係数ｗｏＥＧＲと、目標ＥＧＲ導入時における体積効率係数ｗＥＧＲとを補間して、ＥＧＲ低導入時における体積効率係数Ｋve2を演算する。

詳しくは、エンジン２の現状の運転点を表すインマニ圧Ｐｂ及びエンジン回転速度Ｎｅより、ＥＧＲ非導入時の体積効率係数ｗｏＥＧＲと、目標ＥＧＲ率導入時の体積効率係数ｗＥＧＲとを夫々演算して、ＥＧＲ導入時と非導入時とで選択して現運転点での体積効率係数Ｋve2として使用するのではなく、目標ＥＧＲ導入時のＥＧＲ率ｂと現運転点でのＥＧＲ率ａとの比に対応して、ＥＧＲ非導入時の体積効率係数ｗｏＥＧＲと目標ＥＧＲ導入時の体積効率係数ｗＥＧＲとの間の値に現状の体積効率係数Ｋve2を設定する。

このようにＥＧＲ低導入時における体積効率係数Ｋve2を、エンジン２の運転状態に基づいてＥＧＲ非導入時の体積効率係数ｗｏＥＧＲと目標ＥＧＲ導入時の体積効率係数ｗＥＧＲとの間の値に設定するので、現運転点でのＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となっていない状況でも、体積効率係数Ｋve2を精度よく演算することができる。
これにより、現運転点でのＥＧＲ率ａが目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂ未満の場合、例えばＥＧＲバルブ１２を非導入(閉弁)のと導入（開弁）との間で切り替えた直後のように、体積効率係数がＥＧＲ非導入時の値ｗｏＥＧＲと目標ＥＧＲ率導入時の値ｗＥＧＲとの間を推移している状態において、体積効率係数Ｋve2を精度よく演算することができる。

また、体積効率係数演算部３２は、現運転点でのＥＧＲ率ａが目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂ未満の場合に、Ｋve＝Ｋve2＝（ｗＥＧＲ×（ａ／ｂ）＋（ｗｏＥＧＲ×（１−（ａ／ｂ）））の演算によって現状のエンジンの体積効率係数Ｋveを演算するので、現状のエンジンの体積効率係数Ｋveを容易にかつ精度よく求めることができる。
このように、ＥＧＲ非導入時の体積効率係数ｗｏＥＧＲと目標ＥＧＲ導入時の体積効率係数ｗＥＧＲとの間に体積効率係数Ｋve2を設定する際に、目標ＥＧＲ導入時のＥＧＲ率ｂと現運転点でのＥＧＲ率ａとの比（ａ/ｂ）を用いることで、ＥＧＲ非導入時の体積効率係数ｗｏＥＧＲと目標ＥＧＲ導入時の体積効率係数ｗＥＧＲとの間で適切な重みづけをした加重平均を取り、現状のエンジンの体積効率係数Ｋve2をより正確に演算することができる。

そして、エンジン２の過渡運転状態のようにＥＧＲバルブ１２の開度が変化している状況において、体積効率係数Ｋveを用いて筒内への新気の吸入量を更に精度よく演算することができ、当該新気の吸入量に基づいて燃料供給量を更に精度よく制御することが可能となり、燃費の向上を更に図ることができる。
また、現運転点でのＥＧＲ率ａが目標ＥＧＲ導入時におけるＥＧＲ率ｂ以上の場合には、体積効率係数Ｋve1を演算し、体積効率係数Ｋveとすることで、広い範囲で体積効率係数Ｋveを精度よく演算することができる。

なお、本願発明は、上記実施形態に限定するものではない。
例えば上記実施形態において、ＥＧＲ非導入時体積効率係数演算部２２や目標ＥＧＲ導入時体積効率係数演算部２３にてエンジン２の回転速度Ｎｅとインマニ圧Ｐｂを用いて体積効率係数ｗｏＥＧＲあるいはｗＥＧＲを演算しているが、エンジン２の負荷あるいは負荷に相当する指標を代わりに用いて演算してもよい。

また、本実施形態は、吸気ポートに燃料を噴射するガソリンエンジンに本発明を適用しているが、筒内に燃料を噴射するエンジンや、圧縮着火するディーゼルエンジン等のようなＥＧＲ装置を備えた各種エンジンに本発明を広く適用することができる。

２ エンジン
１１ ＥＧＲ通路（排気還流路）
１３ ＥＧＲバルブ（排気還流弁）
１５ 回転速度センサ（エンジン回転速度検出器）
１８ インマニ圧センサ（吸気圧検出器）
２０ エンジンコントロールユニット（排気還流制御部）
２２ ＥＧＲ非導入時体積効率係数演算部（非排気還流時体積効率係数演算部）
２３ 目標ＥＧＲ導入時体積効率係数演算部（目標排気還流時体積効率係数演算部）
２４ 筒内空気量演算部（目標排気還流時排気還流率演算部）
２５ 体積効率係数補正用ＥＧＲ率演算部（目標排気還流時排気還流率演算部）
２６ 筒内ＥＧＲ率演算部（現排気還流率演算部）
２７ 体積効率係数演算部（第１の体積効率係数演算部）
３２ 体積効率係数演算部（第１の体積効率係数演算部、第２の体積効率係数演算部）

Claims (5)

1. エンジンの排気の一部を吸気通路に還流する排気還流路と、前記排気還流路を開閉する排気還流弁と、前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気還流弁を制御する排気還流制御部と、を備えたエンジンの制御装置であって、
   前記排気還流路による排気還流率が前記エンジンの運転状態に基づいて設定される目標排気還流率である目標排気還流状態での前記エンジンの体積効率係数を演算する目標排気還流時体積効率係数演算部と、
   前記目標排気還流状態の排気還流率を演算する目標排気還流時排気還流率演算部と、
   前記エンジンの運転状態に基づいて、現状の排気還流率を演算する現排気還流率演算部と、
   前記現状の排気還流率と前記目標排気還流状態の排気還流率との比に基づいて、前記目標排気還流状態での前記体積効率係数を補正して、現状の前記エンジンの体積効率係数を演算する第１の体積効率係数演算部と、を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 前記第１の体積効率係数演算部は、前記現状の排気還流率をａ、前記目標排気還流状態の排気還流率をｂ、前記目標排気還流状態での体積効率係数をｗＥＧＲとした場合、
   Ｋve1＝ｗＥＧＲ×（１＋ｂ）／（１＋ａ）
   によって、現状のエンジンの体積効率係数Ｋve1を演算することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出器と、
   前記エンジンの吸気圧を検出する吸気圧検出器と、を備え、
   前記目標排気還流時体積効率係数演算部は、前記エンジンの回転速度と吸気圧とに基づいて、前記目標排気還流状態での前記エンジンの体積効率係数を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
4. 前記排気還流率が０である非排気還流状態での前記エンジンの体積効率係数を演算する非排気還流時体積効率係数演算部と、
   前記目標排気還流状態の排気還流率と前記現状の排気還流率との比に基づいて、前記目標排気還流状態での前記体積効率係数と前記非排気還流状態での前記体積効率係数とを補間して、現状の前記エンジンの体積効率係数を演算する第２の体積効率係数演算部と、を備え、
   前記現状の排気還流率が前記目標排気還流状態の排気還流率以上である場合には、前記第１の体積効率係数演算部で前記現状の前記エンジンの体積効率係数を演算し、
   前記現状の排気還流率が前記目標排気還流状態の排気還流率未満である場合には、前記第２の体積効率係数演算部で前記現状の前記エンジンの体積効率係数を演算することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
5. 前記第２の体積効率係数演算部は、前記現状の排気還流率をａ、前記目標排気還流状態の排気還流率をｂ、前記目標排気還流状態での体積効率係数をｗＥＧＲ、前記非排気還流状態での体積効率係数をｗｏＥＧＲとした場合、
   Ｋve2＝（ｗＥＧＲ×（ａ／ｂ）＋（ｗｏＥＧＲ×（１−（ａ／ｂ）））
   によって、前記現状のエンジンの体積効率係数Ｋve2を演算することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの制御装置。

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