JP3417262B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
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- JP3417262B2 JP3417262B2 JP20043297A JP20043297A JP3417262B2 JP 3417262 B2 JP3417262 B2 JP 3417262B2 JP 20043297 A JP20043297 A JP 20043297A JP 20043297 A JP20043297 A JP 20043297A JP 3417262 B2 JP3417262 B2 JP 3417262B2
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関し、特に、空気量と排気還流ガス量の制御技術に
関する。
置に関し、特に、空気量と排気還流ガス量の制御技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、排気の一部を吸気系に還流する排
気還流（以下、ＥＧＲ）装置を備えた内燃機関におい
て、スロットル弁の開口面積に目標ＥＧＲ率を乗じて、
ＥＧＲ制御弁の基本開口面積を求め、排気ガスの圧力又
は温度によってＥＧＲガス量が変化する分を補正し、Ｅ
ＧＲ制御弁の実開口面積を設定し、この実開口面積に基
づいてＥＧＲ制御弁を制御する技術が知られている。
気還流（以下、ＥＧＲ）装置を備えた内燃機関におい
て、スロットル弁の開口面積に目標ＥＧＲ率を乗じて、
ＥＧＲ制御弁の基本開口面積を求め、排気ガスの圧力又
は温度によってＥＧＲガス量が変化する分を補正し、Ｅ
ＧＲ制御弁の実開口面積を設定し、この実開口面積に基
づいてＥＧＲ制御弁を制御する技術が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術にあっては、次のような問題がある。即
ち、吸気系内の状態（圧力，温度）は、ＥＧＲガスによ
って変化する。このため、スロットル弁開度が同一の場
合でも、ＥＧＲの有無、ＥＧＲ率によって吸入空気量が
変化してしまい、ＥＧＲ率を精度良く制御することがで
きなかったり、トルク段差を生じる。
うな従来技術にあっては、次のような問題がある。即
ち、吸気系内の状態（圧力，温度）は、ＥＧＲガスによ
って変化する。このため、スロットル弁開度が同一の場
合でも、ＥＧＲの有無、ＥＧＲ率によって吸入空気量が
変化してしまい、ＥＧＲ率を精度良く制御することがで
きなかったり、トルク段差を生じる。
【０００４】ＥＧＲ率が例えば１０％未満の場合には、
そのＥＧＲ率の制御誤差は僅かであるが、高いＥＧＲ率
の場合には、その影響が大きい。一方、スロットル弁開
度を電子制御されるスロットルアクチュエータにて制御
するようにした所謂電制御スロットル弁を備えた内燃機
関において、アクセル操作量と機関回転速度等から機関
の目標トルクを設定し、この目標トルクが得られるよう
に、スロットル弁開度を制御するトルクデマンド制御技
術が知られている（特開平２−２９１４３７号公報参
照）。
そのＥＧＲ率の制御誤差は僅かであるが、高いＥＧＲ率
の場合には、その影響が大きい。一方、スロットル弁開
度を電子制御されるスロットルアクチュエータにて制御
するようにした所謂電制御スロットル弁を備えた内燃機
関において、アクセル操作量と機関回転速度等から機関
の目標トルクを設定し、この目標トルクが得られるよう
に、スロットル弁開度を制御するトルクデマンド制御技
術が知られている（特開平２−２９１４３７号公報参
照）。
【０００５】このようなトルクデマンド制御技術の、要
求されるトルクを実現するのに必要な空気量を吸入する
ためのスロットル弁開口面積を設定する制御仕様におい
ては、ＥＧＲ率によって吸入空気量が変化することによ
り、要求されるトルクを実現するのに必要な目標とする
空気量に制御するのが困難となる。そこで、本発明は以
上のような従来の問題点に鑑み、ＥＧＲガスによって吸
気系内の状態（圧力，温度）が変化しても、スロットル
弁開度とＥＧＲ制御弁夫々の開口面積を最適に演算設定
でき、要求される空気量とＥＧＲガス量に容易に制御し
得る内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
求されるトルクを実現するのに必要な空気量を吸入する
ためのスロットル弁開口面積を設定する制御仕様におい
ては、ＥＧＲ率によって吸入空気量が変化することによ
り、要求されるトルクを実現するのに必要な目標とする
空気量に制御するのが困難となる。そこで、本発明は以
上のような従来の問題点に鑑み、ＥＧＲガスによって吸
気系内の状態（圧力，温度）が変化しても、スロットル
弁開度とＥＧＲ制御弁夫々の開口面積を最適に演算設定
でき、要求される空気量とＥＧＲガス量に容易に制御し
得る内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、図１に示すように、機関の吸気系に介装され
たスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、排
気の一部を吸気系に還流する排気還流通路に排気還流制
御弁を介装して構成した排気還流手段と、機関回転速度
を検出する機関回転速度検出手段と、機関への吸入空気
量を検出する吸入空気量検出手段と、吸気系に還流され
る排気還流ガス量をその状態量に基づいて新気量に換算
して排気還流ガス量新気換算値を得る新気量換算手段
と、前記排気還流ガス量をその状態量に基づいて新気量
に換算するための換算係数の吸気系内温度に関する補正
項を少なくとも機関回転速度に基づいて演算する温度補
正項演算手段と、前記換算係数の吸気系内圧力に関する
補正項を少なくとも吸入空気量に基づいて演算する圧力
補正項演算手段と、前記吸入空気量と前記排気還流ガス
量新気換算値とから機関への総空気量を演算する総空気
量演算手段と、前記総空気量に基づいてスロットル弁と
排気還流制御弁の総開口面積を演算する総開口面積演算
手段と、前記排気還流ガス量新気換算値及び前記吸入空
気量夫々の前記総空気量との比率を演算する比率演算手
段と、前記スロットル弁と排気還流制御弁夫々の開口面
積を、前記比率に基づいて総開口面積を配分することに
より演算する開口面積演算手段と、前記スロットル弁と
排気還流制御弁夫々の開口面積に基づいて夫々の目標開
度を演算する目標開度演算部と、前記スロットル弁開度
が演算された目標開度となるように、前記スロットル弁
駆動手段を制御するスロットル弁開度制御手段と、前記
排気還流制御弁開度が演算された目標開度となるよう
に、前記排気還流制御弁を制御する排気還流制御弁開度
制御手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
る発明は、図１に示すように、機関の吸気系に介装され
たスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、排
気の一部を吸気系に還流する排気還流通路に排気還流制
御弁を介装して構成した排気還流手段と、機関回転速度
を検出する機関回転速度検出手段と、機関への吸入空気
量を検出する吸入空気量検出手段と、吸気系に還流され
る排気還流ガス量をその状態量に基づいて新気量に換算
して排気還流ガス量新気換算値を得る新気量換算手段
と、前記排気還流ガス量をその状態量に基づいて新気量
に換算するための換算係数の吸気系内温度に関する補正
項を少なくとも機関回転速度に基づいて演算する温度補
正項演算手段と、前記換算係数の吸気系内圧力に関する
補正項を少なくとも吸入空気量に基づいて演算する圧力
補正項演算手段と、前記吸入空気量と前記排気還流ガス
量新気換算値とから機関への総空気量を演算する総空気
量演算手段と、前記総空気量に基づいてスロットル弁と
排気還流制御弁の総開口面積を演算する総開口面積演算
手段と、前記排気還流ガス量新気換算値及び前記吸入空
気量夫々の前記総空気量との比率を演算する比率演算手
段と、前記スロットル弁と排気還流制御弁夫々の開口面
積を、前記比率に基づいて総開口面積を配分することに
より演算する開口面積演算手段と、前記スロットル弁と
排気還流制御弁夫々の開口面積に基づいて夫々の目標開
度を演算する目標開度演算部と、前記スロットル弁開度
が演算された目標開度となるように、前記スロットル弁
駆動手段を制御するスロットル弁開度制御手段と、前記
排気還流制御弁開度が演算された目標開度となるよう
に、前記排気還流制御弁を制御する排気還流制御弁開度
制御手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００７】請求項２に係る発明は、目標空燃比に対応
する目標空気量を演算する目標空気量演算手段を含んで
構成され、前記総空気量演算手段及び比率演算手段に代
えて、前記目標空気量と排気還流ガス量新気換算値とか
ら機関への総空気量を演算する総空気量演算手段と、前
記排気還流ガス量新気換算値及び前記目標空気量夫々の
前記総空気量との比率を演算する比率演算手段と、を含
んで構成されたことを特徴とする。
する目標空気量を演算する目標空気量演算手段を含んで
構成され、前記総空気量演算手段及び比率演算手段に代
えて、前記目標空気量と排気還流ガス量新気換算値とか
ら機関への総空気量を演算する総空気量演算手段と、前
記排気還流ガス量新気換算値及び前記目標空気量夫々の
前記総空気量との比率を演算する比率演算手段と、を含
んで構成されたことを特徴とする。
【０００８】請求項３に係る発明は、前記内燃機関は、
電子制御式スロットル弁を備え、機関運転状態から機関
の目標トルクを設定し、この目標トルクが得られるよう
に、スロットル弁開度を制御するトルクデマンド制御機
能を有する内燃機関であることを特徴とする。請求項４
に係る発明は、前記換算係数の新気と排気還流ガスの物
性に関する補正項を演算する物性補正項演算手段を含む
ことを特徴とする。
電子制御式スロットル弁を備え、機関運転状態から機関
の目標トルクを設定し、この目標トルクが得られるよう
に、スロットル弁開度を制御するトルクデマンド制御機
能を有する内燃機関であることを特徴とする。請求項４
に係る発明は、前記換算係数の新気と排気還流ガスの物
性に関する補正項を演算する物性補正項演算手段を含む
ことを特徴とする。
【０００９】請求項５に係る発明は、前記物性値を一定
値で近似して設定したことを特徴とする。請求項６に係
る発明は、前記温度補正項演算手段は、前記換算係数の
吸気系内温度に関する補正項を燃焼状態に基づいて演算
することを特徴とする。
値で近似して設定したことを特徴とする。請求項６に係
る発明は、前記温度補正項演算手段は、前記換算係数の
吸気系内温度に関する補正項を燃焼状態に基づいて演算
することを特徴とする。
【００１０】請求項７に係る発明は、前記内燃機関は、
燃焼室内の燃料濃度分布が不均質な成層燃焼と燃焼室内
の燃料濃度分布が均質な均質燃焼とに切換可能な内燃機
関であり、前記温度補正項演算手段は、換算係数の温度
補正項を成層燃焼と均質燃焼に応じて演算することを特
徴とする。
燃焼室内の燃料濃度分布が不均質な成層燃焼と燃焼室内
の燃料濃度分布が均質な均質燃焼とに切換可能な内燃機
関であり、前記温度補正項演算手段は、換算係数の温度
補正項を成層燃焼と均質燃焼に応じて演算することを特
徴とする。
【００１１】請求項８に係る発明は、前記内燃機関は、
燃料噴射弁により、ピストン冠面とシリンダボア内周面
とシリンダヘッド下面との間に形成された燃焼室内に燃
料を直接噴射し、点火プラグによって火花点火を行う筒
内直接噴射式火花点火内燃機関であることを特徴とす
る。
燃料噴射弁により、ピストン冠面とシリンダボア内周面
とシリンダヘッド下面との間に形成された燃焼室内に燃
料を直接噴射し、点火プラグによって火花点火を行う筒
内直接噴射式火花点火内燃機関であることを特徴とす
る。
【００１２】請求項９に係る発明は、排気還流ガス量
を、排気還流ガスの状態量を基に少なくとも吸気系内温
度と吸気系内圧力に関する補正項から演算される換算係
数に基づいて新気量に換算し、この排気還流ガス量新気
換算値と吸入空気量若しくは目標空気量とから全てが空
気と見なした場合の総空気量を求め、これを基にスロッ
トル弁と排気還流制御弁の総開口面積を求め、排気還流
ガス量新気換算値及び吸入空気量若しくは目標空気量夫
々と総空気量との比率により総開口面積を配分し、スロ
ットル弁と排気還流制御弁夫々の開口面積を求めること
を特徴とする。
を、排気還流ガスの状態量を基に少なくとも吸気系内温
度と吸気系内圧力に関する補正項から演算される換算係
数に基づいて新気量に換算し、この排気還流ガス量新気
換算値と吸入空気量若しくは目標空気量とから全てが空
気と見なした場合の総空気量を求め、これを基にスロッ
トル弁と排気還流制御弁の総開口面積を求め、排気還流
ガス量新気換算値及び吸入空気量若しくは目標空気量夫
々と総空気量との比率により総開口面積を配分し、スロ
ットル弁と排気還流制御弁夫々の開口面積を求めること
を特徴とする。
【００１３】かかる本発明の作用について説明する。吸
気系内の状態（圧力，温度）は、排気還流ガスによって
変化し、スロットル弁開度が同一の場合でも、排気還流
の有無、排気還流率によって吸入空気量が変化してしま
い、排気還流率を精度良く制御することができなかった
り、トルク段差を生じる。
気系内の状態（圧力，温度）は、排気還流ガスによって
変化し、スロットル弁開度が同一の場合でも、排気還流
の有無、排気還流率によって吸入空気量が変化してしま
い、排気還流率を精度良く制御することができなかった
り、トルク段差を生じる。
【００１４】請求項１，２及び９に係る発明において、
排気還流ガスをその状態量を基に新気量に換算し、吸入
空気量若しくは目標空気量との和を求める際の換算係数
の温度補正項を、少なくとも機関回転速度より求め、圧
力補正項を、少なくとも吸入空気量で求めることによっ
て、排気還流ガスによって吸気系内状態（圧力，温度）
が変化しても、スロットル弁と排気還流制御弁夫々の開
口面積を最適に演算して設定でき、要求される空気量と
排気還流ガス量を的確に求めることができる。
排気還流ガスをその状態量を基に新気量に換算し、吸入
空気量若しくは目標空気量との和を求める際の換算係数
の温度補正項を、少なくとも機関回転速度より求め、圧
力補正項を、少なくとも吸入空気量で求めることによっ
て、排気還流ガスによって吸気系内状態（圧力，温度）
が変化しても、スロットル弁と排気還流制御弁夫々の開
口面積を最適に演算して設定でき、要求される空気量と
排気還流ガス量を的確に求めることができる。
【００１５】特に、請求項３に係る発明において、トル
クデマンド制御技術の、要求されるトルクを実現するの
に必要な空気量を吸入するためのスロットル弁開口面積
を設定する制御仕様においては、排気還流率によって吸
入空気量が変化することにより、要求されるトルクを実
現するのに必要な目標とする空気量に制御するのが困難
となる。
クデマンド制御技術の、要求されるトルクを実現するの
に必要な空気量を吸入するためのスロットル弁開口面積
を設定する制御仕様においては、排気還流率によって吸
入空気量が変化することにより、要求されるトルクを実
現するのに必要な目標とする空気量に制御するのが困難
となる。
【００１６】この発明においては、トルクデマンド制御
技術において、要求されるトルクを実現するのに必要な
目標とする空気量に制御するのが容易となる。請求項４
に係る発明において、温度やガス組成等によって変化す
る新気と排気還流ガスの比熱比，平均分子量等の物性値
に関する補正項を付加したことにより、換算係数をより
精度良く演算できる。
技術において、要求されるトルクを実現するのに必要な
目標とする空気量に制御するのが容易となる。請求項４
に係る発明において、温度やガス組成等によって変化す
る新気と排気還流ガスの比熱比，平均分子量等の物性値
に関する補正項を付加したことにより、換算係数をより
精度良く演算できる。
【００１７】特に、請求項５に係る発明において、物性
値を一定値で近似して設定するようにしたから、換算係
数を演算するための各補正項の演算を簡略化することが
できる。請求項６及び７に係る発明において、換算係数
の吸気系内温度に関する補正項を燃焼状態に基づいて演
算することにより、例えば、燃焼室内の燃料濃度分布が
不均質な成層燃焼と燃焼室内の燃料濃度分布が均質な均
質燃焼とに切換可能な内燃機関において、燃焼状態に応
じて換算係数をより精度良く演算できる。
値を一定値で近似して設定するようにしたから、換算係
数を演算するための各補正項の演算を簡略化することが
できる。請求項６及び７に係る発明において、換算係数
の吸気系内温度に関する補正項を燃焼状態に基づいて演
算することにより、例えば、燃焼室内の燃料濃度分布が
不均質な成層燃焼と燃焼室内の燃料濃度分布が均質な均
質燃焼とに切換可能な内燃機関において、燃焼状態に応
じて換算係数をより精度良く演算できる。
【００１８】請求項８に係る発明において、燃料噴射弁
により、ピストン冠面とシリンダボア内周面とシリンダ
ヘッド下面との間に形成された燃焼室内に燃料が直接噴
射され、燃料は点火プラグによって火花点火される。
により、ピストン冠面とシリンダボア内周面とシリンダ
ヘッド下面との間に形成された燃焼室内に燃料が直接噴
射され、燃料は点火プラグによって火花点火される。
【００１９】
【発明の効果】請求項１，２及び９に係る発明によれ
ば、要求される空気量と排気還流ガス量を的確に求める
ことができる結果、排気還流率を精度良く制御できると
共に、トルク段差を解消できる。特に、請求項３に係る
発明によれば、トルクデマンド制御技術において、要求
されるトルクを実現するのに必要な目標とする空気量に
制御するのが容易となる。
ば、要求される空気量と排気還流ガス量を的確に求める
ことができる結果、排気還流率を精度良く制御できると
共に、トルク段差を解消できる。特に、請求項３に係る
発明によれば、トルクデマンド制御技術において、要求
されるトルクを実現するのに必要な目標とする空気量に
制御するのが容易となる。
【００２０】請求項４に係る発明によれば、排気還流ガ
ス量をその状態量に基づいて新気量に換算するための換
算係数をより精度良く演算できる。特に、請求項５に係
る発明によれば、物性値を一定値で近似して設定するよ
うにしたから、換算係数を演算するための各補正項の演
算を簡略化することができ、演算速度を速めることがで
き、演算に要する時間短縮化を図ることができる。
ス量をその状態量に基づいて新気量に換算するための換
算係数をより精度良く演算できる。特に、請求項５に係
る発明によれば、物性値を一定値で近似して設定するよ
うにしたから、換算係数を演算するための各補正項の演
算を簡略化することができ、演算速度を速めることがで
き、演算に要する時間短縮化を図ることができる。
【００２１】請求項６〜８に係る発明によれば、例え
ば、燃焼室内の燃料濃度分布が不均質な成層燃焼と燃焼
室内の燃料濃度分布が均質な均質燃焼とに切換可能な筒
内直接噴射式火花点火内燃機関等の内燃機関において、
燃焼状態に応じて換算係数をより精度良く演算できる。
ば、燃焼室内の燃料濃度分布が不均質な成層燃焼と燃焼
室内の燃料濃度分布が均質な均質燃焼とに切換可能な筒
内直接噴射式火花点火内燃機関等の内燃機関において、
燃焼状態に応じて換算係数をより精度良く演算できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図２は、本発明に係る内燃機関の一
実施形態としての筒内直接噴射式火花点火内燃機関のシ
ステム図である。この図において、機関４のシリンダ部
には、燃焼室１２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁
６、燃焼室１２内で火花点火を行う点火栓７が設けられ
ている。
本発明を詳述する。図２は、本発明に係る内燃機関の一
実施形態としての筒内直接噴射式火花点火内燃機関のシ
ステム図である。この図において、機関４のシリンダ部
には、燃焼室１２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁
６、燃焼室１２内で火花点火を行う点火栓７が設けられ
ている。
【００２３】そして、低・中負荷領域では、燃焼室１２
内に圧縮行程で燃料噴射することにより、燃焼室１２内
の点火栓７周囲に可燃混合気を層状に形成して、燃料濃
度分布が不均質な成層燃焼領域を行い、高負荷領域で
は、燃焼室１２内に吸気行程で燃料噴射することによ
り、シリンダ全体に略均質な混合比の混合気を形成して
燃焼室１２内の燃料濃度分布が均質な均質燃焼を行うよ
うになっている。
内に圧縮行程で燃料噴射することにより、燃焼室１２内
の点火栓７周囲に可燃混合気を層状に形成して、燃料濃
度分布が不均質な成層燃焼領域を行い、高負荷領域で
は、燃焼室１２内に吸気行程で燃料噴射することによ
り、シリンダ全体に略均質な混合比の混合気を形成して
燃焼室１２内の燃料濃度分布が均質な均質燃焼を行うよ
うになっている。
【００２４】吸気通路８には、スロットル弁９が介装さ
れ、該スロットル弁９の開度を電子制御可能なスロット
ル弁開度駆動手段としてのスロットルアクチュエータ１
０が備えられている。アクセル操作量検出手段としての
アクセルセンサ１は、運転者によって踏み込まれたアク
セルペダルの踏み込み量を、運転者が所望する機関負荷
（機関トルク）として検出する。
れ、該スロットル弁９の開度を電子制御可能なスロット
ル弁開度駆動手段としてのスロットルアクチュエータ１
０が備えられている。アクセル操作量検出手段としての
アクセルセンサ１は、運転者によって踏み込まれたアク
セルペダルの踏み込み量を、運転者が所望する機関負荷
（機関トルク）として検出する。
【００２５】機関回転速度検出手段としての前記クラン
ク角センサ２は、単位クランク角毎のポジション信号及
び気筒行程位相差毎の基準信号を発生し、ポジション信
号の単位時間当たりの発生数を計測することにより、或
いは基準信号発生周期を計測することにより、機関回転
速度を検出できる。吸入空気量検出手段としての前記エ
アフローメータ３は、機関への吸入空気量（単位時間当
たりの吸入空気量）を検出する。
ク角センサ２は、単位クランク角毎のポジション信号及
び気筒行程位相差毎の基準信号を発生し、ポジション信
号の単位時間当たりの発生数を計測することにより、或
いは基準信号発生周期を計測することにより、機関回転
速度を検出できる。吸入空気量検出手段としての前記エ
アフローメータ３は、機関への吸入空気量（単位時間当
たりの吸入空気量）を検出する。
【００２６】５は水温センサである。コントロールユニ
ット１１は、前記センサ類からの信号に基づいて検出さ
れる運転状態に応じてスロットルアクチュエータ１０を
介してスロットル弁９の開度を制御し、燃料噴射弁６を
駆動して燃料噴射量を制御し、かつ点火時期を設定して
該点火時期で前記点火栓４を点火させる制御を実行す
る。
ット１１は、前記センサ類からの信号に基づいて検出さ
れる運転状態に応じてスロットルアクチュエータ１０を
介してスロットル弁９の開度を制御し、燃料噴射弁６を
駆動して燃料噴射量を制御し、かつ点火時期を設定して
該点火時期で前記点火栓４を点火させる制御を実行す
る。
【００２７】更に、機関の排気通路１３から吸気通路８
に排気の一部を還流するＥＧＲ通路１４と、該ＥＧＲ通
路１４に介装されたＥＧＲ制御弁１５とからなるＥＧＲ
手段としてのＥＧＲ装置が設けられている。ＥＧＲ制御
は、前記コントロールユニット１１からの制御信号に基
づいて行われ、、前記成層燃焼時に実行され、成層燃焼
から切り換えられる均質リーン燃焼では禁止される。
尚、理論空燃比でのフィードバック制御による均質燃焼
時にはＥＧＲ制御が実行される。
に排気の一部を還流するＥＧＲ通路１４と、該ＥＧＲ通
路１４に介装されたＥＧＲ制御弁１５とからなるＥＧＲ
手段としてのＥＧＲ装置が設けられている。ＥＧＲ制御
は、前記コントロールユニット１１からの制御信号に基
づいて行われ、、前記成層燃焼時に実行され、成層燃焼
から切り換えられる均質リーン燃焼では禁止される。
尚、理論空燃比でのフィードバック制御による均質燃焼
時にはＥＧＲ制御が実行される。
【００２８】図３は、本発明の一実施形態の機能構成を
示している。この実施形態は、電制御スロットル弁を備
えた内燃機関において、アクセル操作量と機関回転速度
等から機関の目標トルクを設定し、この目標トルクが得
られるように、スロットル弁開度を制御するトルクデマ
ンド制御仕様である。即ち、新気量換算手段としての新
気量換算部Ａは、吸気系に還流されるＥＧＲガス量をそ
の状態量に基づいて新気量に換算してＥＧＲガス量新気
換算値を得る。
示している。この実施形態は、電制御スロットル弁を備
えた内燃機関において、アクセル操作量と機関回転速度
等から機関の目標トルクを設定し、この目標トルクが得
られるように、スロットル弁開度を制御するトルクデマ
ンド制御仕様である。即ち、新気量換算手段としての新
気量換算部Ａは、吸気系に還流されるＥＧＲガス量をそ
の状態量に基づいて新気量に換算してＥＧＲガス量新気
換算値を得る。
【００２９】温度補正項演算手段としての温度補正項演
算部Ｂは、前記ＥＧＲガス量をその状態量に基づいて新
気量に換算するための換算係数の吸気系内温度に関する
補正項を少なくとも機関回転速度Ｎｅに基づいて演算す
る。圧力補正項演算手段としての圧力補正項演算部Ｃ
は、前記換算係数の吸気系圧力に関する圧力補正項を少
なくとも吸入空気量Ｑａに基づいて演算する。
算部Ｂは、前記ＥＧＲガス量をその状態量に基づいて新
気量に換算するための換算係数の吸気系内温度に関する
補正項を少なくとも機関回転速度Ｎｅに基づいて演算す
る。圧力補正項演算手段としての圧力補正項演算部Ｃ
は、前記換算係数の吸気系圧力に関する圧力補正項を少
なくとも吸入空気量Ｑａに基づいて演算する。
【００３０】総空気量演算手段としての総空気量演算部
Ｄは、目標空燃比に対応する目標空気量と前記ＥＧＲガ
ス量新気換算値とから機関への総空気量を演算する。前
記目標空気量は、アクセル操作量と機関回転速度とに基
づいて基準空燃比に対応した目標基本空気量を求め、こ
れを目標当量比で除して求める。総開口面積演算手段と
しての総開口面積演算部Ｅは、前記総空気量に基づいて
スロットル弁９とＥＧＲ制御弁１５の総開口面積を演算
する。
Ｄは、目標空燃比に対応する目標空気量と前記ＥＧＲガ
ス量新気換算値とから機関への総空気量を演算する。前
記目標空気量は、アクセル操作量と機関回転速度とに基
づいて基準空燃比に対応した目標基本空気量を求め、こ
れを目標当量比で除して求める。総開口面積演算手段と
しての総開口面積演算部Ｅは、前記総空気量に基づいて
スロットル弁９とＥＧＲ制御弁１５の総開口面積を演算
する。
【００３１】比率演算手段としての比率演算部Ｆは、前
記ＥＧＲガス量新気換算値及び目標空気量夫々と総空気
量との比率を演算する。開口面積演算手段としての開口
面積演算部Ｇは、前記スロットル弁９とＥＧＲ制御弁１
５夫々の開口面積を前記比率に基づいて配分して演算す
る。目標開度演算手段としての目標開度演算部Ｈは、前
記スロットル弁９とＥＧＲ制御弁１５夫々の開口面積に
基づいて夫々の目標開度を演算する。
記ＥＧＲガス量新気換算値及び目標空気量夫々と総空気
量との比率を演算する。開口面積演算手段としての開口
面積演算部Ｇは、前記スロットル弁９とＥＧＲ制御弁１
５夫々の開口面積を前記比率に基づいて配分して演算す
る。目標開度演算手段としての目標開度演算部Ｈは、前
記スロットル弁９とＥＧＲ制御弁１５夫々の開口面積に
基づいて夫々の目標開度を演算する。
【００３２】スロットル弁開度制御手段としてのスロッ
トル弁開度制御部Ｉは、前記スロットル弁開度が演算さ
れた目標スロットル弁開度となるように、前記スロット
ル弁駆動手段としてのスロットルアクチュエータ１０を
制御する、ＥＧＲ制御弁開度制御手段としてのＥＧＲ制
御弁開度制御部Ｊは、前記ＥＧＲ制御弁開度が演算され
た目標ＥＧＲ制御弁開度となるように、前記ＥＧＲ制御
弁１５を制御する。
トル弁開度制御部Ｉは、前記スロットル弁開度が演算さ
れた目標スロットル弁開度となるように、前記スロット
ル弁駆動手段としてのスロットルアクチュエータ１０を
制御する、ＥＧＲ制御弁開度制御手段としてのＥＧＲ制
御弁開度制御部Ｊは、前記ＥＧＲ制御弁開度が演算され
た目標ＥＧＲ制御弁開度となるように、前記ＥＧＲ制御
弁１５を制御する。
【００３３】次に、前記新気量換算部、温度補正項演算
部及び圧力補正項演算部の具体的機能について説明す
る。先ず、ＥＧＲガス量をその状態量に基づいて新気量
に換算するための換算係数を演算するための理論式を次
に示す。
部及び圧力補正項演算部の具体的機能について説明す
る。先ず、ＥＧＲガス量をその状態量に基づいて新気量
に換算するための換算係数を演算するための理論式を次
に示す。
【００３４】
【数１】
【００３５】尚、上記の理論式並びに以下に参照する数
式において、 ρａＯ；空気密度 ρｅＯ；ＥＧＲガス密度 κａ；新気比熱比 κｅ；ＥＧＲガス比熱比 ＣＰａ；新気比熱 ＣＰｅ；ＥＧＲガス比熱 Ｍａ；新気平均分子量 Ｍｅ；ＥＧＲガス平均分子量 ＴａＯ；新気温度 ＴｅＯ；ＥＧＲガス温度 Ｔｍ；吸気管内ガス温度 ＰａＯ；大気圧力 ＰｅＯ；排気圧力 Ｐｍ；吸気管内圧力 かかる理論式に基づいて、前記換算係数を演算して、ス
ロットル弁とＥＧＲ制御弁夫々の目標開度を演算する機
能を、図４及び図５のフローチャート及び図６の機能構
成図に基づいて説明する。
式において、 ρａＯ；空気密度 ρｅＯ；ＥＧＲガス密度 κａ；新気比熱比 κｅ；ＥＧＲガス比熱比 ＣＰａ；新気比熱 ＣＰｅ；ＥＧＲガス比熱 Ｍａ；新気平均分子量 Ｍｅ；ＥＧＲガス平均分子量 ＴａＯ；新気温度 ＴｅＯ；ＥＧＲガス温度 Ｔｍ；吸気管内ガス温度 ＰａＯ；大気圧力 ＰｅＯ；排気圧力 Ｐｍ；吸気管内圧力 かかる理論式に基づいて、前記換算係数を演算して、ス
ロットル弁とＥＧＲ制御弁夫々の目標開度を演算する機
能を、図４及び図５のフローチャート及び図６の機能構
成図に基づいて説明する。
【００３６】図６の機能構成図を参照しつつ図４及び図
５のフローチャートの各ステップについて説明すると、
ステップ１（図では、Ｓ１と略記する。以下同様）で
は、アクセルセンサによるアクセル操作量とクランク角
センサによる機関回転速度に基づいて、目標トルクＴＴ
Ｃを演算する。ステップ２においては、成層燃焼か均質
燃焼かを判定し、成層燃焼の場合は、ステップ３Ａに
て、均質燃焼の場合は、ステップ３Ｂにて、夫々目標Ｅ
ＧＲ率ＴＥＧＲを演算する。
５のフローチャートの各ステップについて説明すると、
ステップ１（図では、Ｓ１と略記する。以下同様）で
は、アクセルセンサによるアクセル操作量とクランク角
センサによる機関回転速度に基づいて、目標トルクＴＴ
Ｃを演算する。ステップ２においては、成層燃焼か均質
燃焼かを判定し、成層燃焼の場合は、ステップ３Ａに
て、均質燃焼の場合は、ステップ３Ｂにて、夫々目標Ｅ
ＧＲ率ＴＥＧＲを演算する。
【００３７】ステップ４にでは、成層用温度比（排気と
新気の温度比）のマップに切り換え、ステップ５では、
均質用温度比（排気と新気の温度比）のマップに切り換
える。ステップ６においては、図６の温度比演算部ａに
て、成層用温度比（排気と新気の温度比）のマップを参
照して、機関回転速度と前記目標トルクとに基づいて温
度比ＲＥＸＴＭＰを検索し、ステップ７においては、同
じく図６の温度比演算部ａにて、均質用温度比（排気と
新気の温度比）のマップを参照して、機関回転速度と前
記目標トルクとに基づいて温度比ＲＥＸＴＭＰを検索す
る。
新気の温度比）のマップに切り換え、ステップ５では、
均質用温度比（排気と新気の温度比）のマップに切り換
える。ステップ６においては、図６の温度比演算部ａに
て、成層用温度比（排気と新気の温度比）のマップを参
照して、機関回転速度と前記目標トルクとに基づいて温
度比ＲＥＸＴＭＰを検索し、ステップ７においては、同
じく図６の温度比演算部ａにて、均質用温度比（排気と
新気の温度比）のマップを参照して、機関回転速度と前
記目標トルクとに基づいて温度比ＲＥＸＴＭＰを検索す
る。
【００３８】尚、このように燃焼状態に応じてマップを
切り換えているのは、筒内直接噴射式火花点火内燃機関
の如く広範囲にわたって空燃比を制御する機関にあって
は、同一機関回転速度、目標トルク若しくはシリンダ吸
入空気量相当パルス幅ＴＰであっても、燃焼状態（成層
燃焼，均質燃焼）によって排気温度が変化するためであ
るが、マップを１つにし、このマップ検索値に燃焼状態
に応じて補正を加える処理を行っても良い。尚、この処
理を行っている実施形態については後述する。
切り換えているのは、筒内直接噴射式火花点火内燃機関
の如く広範囲にわたって空燃比を制御する機関にあって
は、同一機関回転速度、目標トルク若しくはシリンダ吸
入空気量相当パルス幅ＴＰであっても、燃焼状態（成層
燃焼，均質燃焼）によって排気温度が変化するためであ
るが、マップを１つにし、このマップ検索値に燃焼状態
に応じて補正を加える処理を行っても良い。尚、この処
理を行っている実施形態については後述する。
【００３９】ステップ８においては、図６の温度比平方
根演算部ｂにて、前記排気と新気の温度比の平方根のテ
ーブルを参照して、温度比に基づいて温度比の平方根Ｋ
ＴＲＴを検索する。ステップ９においては、新気比熱Ｃ
Ｐａ／ＥＧＲガス比熱ＣＰｅのデータＲＰＡＰＥをロー
ドする。
根演算部ｂにて、前記排気と新気の温度比の平方根のテ
ーブルを参照して、温度比に基づいて温度比の平方根Ｋ
ＴＲＴを検索する。ステップ９においては、新気比熱Ｃ
Ｐａ／ＥＧＲガス比熱ＣＰｅのデータＲＰＡＰＥをロー
ドする。
【００４０】ステップ１０においては、図６の吸気マニ
ホールド内温度と新気温度の比演算部ｃにて、吸気マニ
ホールド内温度と新気温度の比（吸気マニホールド内温
度／新気温度）ＫＴＭＡを次式に基づいて演算する。 ＫＴＭＡ＝（ＲＰＡＰＥ＋ＴＥＧＲ・ＲＥＸＴＭＰ）／
（ＲＰＡＰＥ＋ＴＥＧＲ） ステップ１１では、充填効率比ＩＴＡＣ（＝ＴＰ／ＴＰ
１００，吸入空気量相当パルス幅ＴＰと予め設定してお
い充填効率１００％時の空気量相当パルス幅ＴＰ１００
との比）を演算する。
ホールド内温度と新気温度の比演算部ｃにて、吸気マニ
ホールド内温度と新気温度の比（吸気マニホールド内温
度／新気温度）ＫＴＭＡを次式に基づいて演算する。 ＫＴＭＡ＝（ＲＰＡＰＥ＋ＴＥＧＲ・ＲＥＸＴＭＰ）／
（ＲＰＡＰＥ＋ＴＥＧＲ） ステップ１１では、充填効率比ＩＴＡＣ（＝ＴＰ／ＴＰ
１００，吸入空気量相当パルス幅ＴＰと予め設定してお
い充填効率１００％時の空気量相当パルス幅ＴＰ１００
との比）を演算する。
【００４１】ステップ１２では、新気割合ＩＴＡＮ（η
ｎ）をマップ検索する。この新気割合ＩＴＡＮ（ηｎ）
は、行程容積に対する吸気マニホールド内状態での新気
体積の比で、機関回転速度と機関負荷とで割り付けたマ
ップを予め設けておいて、これを検索する。ステップ１
３においては、図６の吸気マニホールド内圧力と新気圧
力の比演算部ｄにて、吸気マニホールド内圧力と新気圧
力の比（吸気マニホールド内圧力／新気圧力）ＲＭＡＲ
を次式に基づいて演算する。
ｎ）をマップ検索する。この新気割合ＩＴＡＮ（ηｎ）
は、行程容積に対する吸気マニホールド内状態での新気
体積の比で、機関回転速度と機関負荷とで割り付けたマ
ップを予め設けておいて、これを検索する。ステップ１
３においては、図６の吸気マニホールド内圧力と新気圧
力の比演算部ｄにて、吸気マニホールド内圧力と新気圧
力の比（吸気マニホールド内圧力／新気圧力）ＲＭＡＲ
を次式に基づいて演算する。
【００４２】ＲＭＡＲ＝（１＋ＴＥＧＲ）・ＫＴＭＡ・
ＩＴＡＣ／ＩＴＡＮ ステップ１４においては、図６の圧力比演算部ｅにて、
排気と新気の圧力比のマップを参照して、エフフローメ
ータ出力値相当の信号Ｑａに基づいて圧力比ＫＰＥＸを
検索する。ステップ１５においては、図６の吸気マニホ
ールド内圧力と排気圧力の比演算部ｆにて、吸気マニホ
ールド内圧力と排気圧力の比（吸気マニホールド内圧力
／排気圧力）ＲＭＥＸを次式に基づいて演算する。
ＩＴＡＣ／ＩＴＡＮ ステップ１４においては、図６の圧力比演算部ｅにて、
排気と新気の圧力比のマップを参照して、エフフローメ
ータ出力値相当の信号Ｑａに基づいて圧力比ＫＰＥＸを
検索する。ステップ１５においては、図６の吸気マニホ
ールド内圧力と排気圧力の比演算部ｆにて、吸気マニホ
ールド内圧力と排気圧力の比（吸気マニホールド内圧力
／排気圧力）ＲＭＥＸを次式に基づいて演算する。
【００４３】ＲＭＥＸ＝ＲＭＡＲ／ＫＰＥＸ
ステップ１６においては、図６の圧力補正項演算部ｇに
て、圧力補正項のテーブルを参照して、前記ＲＭＡＲに
基づいてを圧力補正項ＫＰＭＡを検索する。ステップ１
７においては、図６の圧力補正項演算部ｈにて、圧力補
正項のテーブルを参照して、前記ＲＭＥＸに基づいてを
圧力補正項ＫＰＭＥを検索する。
て、圧力補正項のテーブルを参照して、前記ＲＭＡＲに
基づいてを圧力補正項ＫＰＭＡを検索する。ステップ１
７においては、図６の圧力補正項演算部ｈにて、圧力補
正項のテーブルを参照して、前記ＲＭＥＸに基づいてを
圧力補正項ＫＰＭＥを検索する。
【００４４】ステップ１８においては、新気のＥＧＲガ
スの平均分子量、比熱比のデータＫＥＧＲＳＤをロード
する。ステップ１９においては、ＥＧＲガス量をその状
態量に基づいて新気量に換算するための換算係数ＫＱＥ
ＧＲを次式に基づいて演算する。 ＫＱＥＧＲ＝ＫＥＧＲＳＤ・ＫＴＲＴ・ＫＰＭＡ／ＫＰ
ＥＸ／ＫＰＭＥ ステップ２０においては、吸気系に還流されるＥＧＲガ
ス量を前記換算係数ＫＱＥＧＲに基づいて新気量に換算
し、目標空気量とこのＥＧＲガス量新気換算値とから機
関への総空気量を演算し、この総空気量に基づいてスロ
ットル弁とＥＧＲ制御弁の総開口面積を演算し、更に、
スロットル弁とＥＧＲ制御弁夫々の開口面積を、目標空
気量及びＥＧＲガス量新気換算値夫々と総空気量との比
率に基づいて配分して演算する。
スの平均分子量、比熱比のデータＫＥＧＲＳＤをロード
する。ステップ１９においては、ＥＧＲガス量をその状
態量に基づいて新気量に換算するための換算係数ＫＱＥ
ＧＲを次式に基づいて演算する。 ＫＱＥＧＲ＝ＫＥＧＲＳＤ・ＫＴＲＴ・ＫＰＭＡ／ＫＰ
ＥＸ／ＫＰＭＥ ステップ２０においては、吸気系に還流されるＥＧＲガ
ス量を前記換算係数ＫＱＥＧＲに基づいて新気量に換算
し、目標空気量とこのＥＧＲガス量新気換算値とから機
関への総空気量を演算し、この総空気量に基づいてスロ
ットル弁とＥＧＲ制御弁の総開口面積を演算し、更に、
スロットル弁とＥＧＲ制御弁夫々の開口面積を、目標空
気量及びＥＧＲガス量新気換算値夫々と総空気量との比
率に基づいて配分して演算する。
【００４５】ステップ２１においては、スロットル弁と
ＥＧＲ制御弁夫々の開口面積に基づいて夫々の目標開度
を演算する。以上説明した実施形態の制御内容を整理し
て記載する。 （１）ＥＧＲガスをその状態量を基に新気量に換算し、
このＥＧＲガス量新気換算値と目標空気量との和を求め
る。
ＥＧＲ制御弁夫々の開口面積に基づいて夫々の目標開度
を演算する。以上説明した実施形態の制御内容を整理し
て記載する。 （１）ＥＧＲガスをその状態量を基に新気量に換算し、
このＥＧＲガス量新気換算値と目標空気量との和を求め
る。
【００４６】（２）上記のＥＧＲガス量新気換算値と目
標空気量の和は、全てが空気と見なした場合の総ガス量
であり、これを基にスロットル弁とＥＧＲ弁の総開口面
積を求める。 （３）ＥＧＲガス新気換算値及び目標空気量夫々と総空
気量との比率により総開口面積を配分し、スロットル弁
とＥＧＲ弁夫々の開口面積を求める。
標空気量の和は、全てが空気と見なした場合の総ガス量
であり、これを基にスロットル弁とＥＧＲ弁の総開口面
積を求める。 （３）ＥＧＲガス新気換算値及び目標空気量夫々と総空
気量との比率により総開口面積を配分し、スロットル弁
とＥＧＲ弁夫々の開口面積を求める。
【００４７】（４）（１）においてＥＧＲガスをその状
態量を基に新気量に換算するための換算係数の温度補正
項を、機関回転速度や燃焼状態（成層燃焼，均質燃焼）
より求め、圧力補正項を、エアフローメータ出力信号等
で求める。 （５）新気とＥＧＲガスの比熱比，平均分子量等の物性
値は、温度やガス組成等によって変化するが、この物性
値を一定値で近似して設定する。
態量を基に新気量に換算するための換算係数の温度補正
項を、機関回転速度や燃焼状態（成層燃焼，均質燃焼）
より求め、圧力補正項を、エアフローメータ出力信号等
で求める。 （５）新気とＥＧＲガスの比熱比，平均分子量等の物性
値は、温度やガス組成等によって変化するが、この物性
値を一定値で近似して設定する。
【００４８】この場合、物性に関する補正項を予め計算
しておき、データＫＥＧＲＳＤ、ＲＰＡＰＥ（＝ＣＰａ
／ＣＰｅ）として与える。又、圧力補正項ＫＰＭＡ，Ｋ
ＰＭＥの計算式（数１参照）において、新気及びＥＧＲ
ガスの比熱比κａ，κｅを一定として、図６で説明した
ＲＭＡＲ，ＲＭＥＸによるテーブル検索により圧力補正
項ＫＰＭＡ，ＫＰＭＥを求める。
しておき、データＫＥＧＲＳＤ、ＲＰＡＰＥ（＝ＣＰａ
／ＣＰｅ）として与える。又、圧力補正項ＫＰＭＡ，Ｋ
ＰＭＥの計算式（数１参照）において、新気及びＥＧＲ
ガスの比熱比κａ，κｅを一定として、図６で説明した
ＲＭＡＲ，ＲＭＥＸによるテーブル検索により圧力補正
項ＫＰＭＡ，ＫＰＭＥを求める。
【００４９】かかる実施形態によれば、次のような効果
を奏する。即ち、前述したように、吸気系内の状態（圧
力，温度）は、ＥＧＲガスによって変化し、スロットル
弁開度が同一の場合でも、ＥＧＲの有無、ＥＧＲ率によ
って吸入空気量が変化してしまい、ＥＧＲ率を精度良く
制御することができなかったり、トルク段差を生じる。
又、本実施形態にようなトルクデマンド制御技術の、要
求されるトルクを実現するのに必要な空気量を吸入する
ためのスロットル弁開口面積を設定する制御仕様におい
ては、ＥＧＲ率によって吸入空気量が変化することによ
り、要求されるトルクを実現するのに必要な目標とする
空気量に制御するのが困難となる。
を奏する。即ち、前述したように、吸気系内の状態（圧
力，温度）は、ＥＧＲガスによって変化し、スロットル
弁開度が同一の場合でも、ＥＧＲの有無、ＥＧＲ率によ
って吸入空気量が変化してしまい、ＥＧＲ率を精度良く
制御することができなかったり、トルク段差を生じる。
又、本実施形態にようなトルクデマンド制御技術の、要
求されるトルクを実現するのに必要な空気量を吸入する
ためのスロットル弁開口面積を設定する制御仕様におい
ては、ＥＧＲ率によって吸入空気量が変化することによ
り、要求されるトルクを実現するのに必要な目標とする
空気量に制御するのが困難となる。
【００５０】上記の実施形態によると、ＥＧＲガスをそ
の状態量を基に新気量に換算し、目標空気量との和を求
める際の換算係数の温度補正項を、機関回転速度や燃焼
状態（成層燃焼，均質燃焼）より求め、圧力補正項を、
エアフローメータ出力信号等で求めることによって、Ｅ
ＧＲガスによって吸気系内状態（圧力，温度）が変化し
ても、スロットル弁とＥＧＲ弁夫々の開口面積を最適に
演算して設定でき、要求される空気量とＥＧＲガス量を
的確に求めることができる結果、ＥＧＲ率を精度良く制
御できると共に、トルク段差を解消でき、特に、トルク
デマンド制御技術において、要求されるトルクを実現す
るのに必要な目標とする空気量に制御するのが容易とな
る。
の状態量を基に新気量に換算し、目標空気量との和を求
める際の換算係数の温度補正項を、機関回転速度や燃焼
状態（成層燃焼，均質燃焼）より求め、圧力補正項を、
エアフローメータ出力信号等で求めることによって、Ｅ
ＧＲガスによって吸気系内状態（圧力，温度）が変化し
ても、スロットル弁とＥＧＲ弁夫々の開口面積を最適に
演算して設定でき、要求される空気量とＥＧＲガス量を
的確に求めることができる結果、ＥＧＲ率を精度良く制
御できると共に、トルク段差を解消でき、特に、トルク
デマンド制御技術において、要求されるトルクを実現す
るのに必要な目標とする空気量に制御するのが容易とな
る。
【００５１】又、本実施形態によると、温度やガス組成
等によって変化する新気とＥＧＲガスの比熱比，平均分
子量等の物性値を一定値で近似して設定するようにした
から、換算係数を演算するための各補正項の演算を簡略
化することができ、演算速度を速めることができ、演算
に要する時間短縮化を図ることができる。図４〜図６の
実施形態においては、燃焼状態（成層燃焼，均質燃焼）
によって排気温度が変化することに鑑み、燃焼状態に応
じてマップを切り換えるようにしているが、マップを１
つにし、このマップ検索値に燃焼状態に応じて補正を加
える処理を行っても良い。
等によって変化する新気とＥＧＲガスの比熱比，平均分
子量等の物性値を一定値で近似して設定するようにした
から、換算係数を演算するための各補正項の演算を簡略
化することができ、演算速度を速めることができ、演算
に要する時間短縮化を図ることができる。図４〜図６の
実施形態においては、燃焼状態（成層燃焼，均質燃焼）
によって排気温度が変化することに鑑み、燃焼状態に応
じてマップを切り換えるようにしているが、マップを１
つにし、このマップ検索値に燃焼状態に応じて補正を加
える処理を行っても良い。
【００５２】この処理を説明するフローチャート（一
部）を図７に、機能構成図（一部）を図８に示す。この
フローチャートにおいて、ステップ３１では、アクセル
センサによるアクセル操作量とクランク角センサによる
機関回転速度に基づいて、目標トルクを演算する。
部）を図７に、機能構成図（一部）を図８に示す。この
フローチャートにおいて、ステップ３１では、アクセル
センサによるアクセル操作量とクランク角センサによる
機関回転速度に基づいて、目標トルクを演算する。
【００５３】ステップ３２においては、目標当量比ＴＦ
ＢＹＡ、目標ＥＧＲ率ＴＥＧＲを夫々演算する。ステッ
プ３３においては、目標当量比ＴＦＢＹＡ、目標ＥＧＲ
率ＴＥＧＲからＴＦＢＹＧを演算する（ＴＦＢＹＧ＝Ｔ
ＦＢＹＡ／（１＋ＴＥＧＲ）。ステップ３４において
は、図８の温度比演算部ａにて、排気と新気の温度比の
マップを参照して、機関回転速度と前記目標トルクとに
基づいて温度比ＲＥＸＴＭＰを検索する。
ＢＹＡ、目標ＥＧＲ率ＴＥＧＲを夫々演算する。ステッ
プ３３においては、目標当量比ＴＦＢＹＡ、目標ＥＧＲ
率ＴＥＧＲからＴＦＢＹＧを演算する（ＴＦＢＹＧ＝Ｔ
ＦＢＹＡ／（１＋ＴＥＧＲ）。ステップ３４において
は、図８の温度比演算部ａにて、排気と新気の温度比の
マップを参照して、機関回転速度と前記目標トルクとに
基づいて温度比ＲＥＸＴＭＰを検索する。
【００５４】ステップ３５においては、図８の温度補正
比演算部ｉにて、補正と新気の温度比の補正係数テーブ
ルを参照して、ＴＦＢＹＧに基づいて補正係数Ｋｔを検
索する。ステップ３６においては、温度比ＲＥＸＴＭＰ
に補正係数ＫＴを乗じて、温度比ＲＥＸＴＭＰを補正す
る（ＲＥＸＴＭＰ＝ＲＥＸＴＭＰ・ＫＴ）。
比演算部ｉにて、補正と新気の温度比の補正係数テーブ
ルを参照して、ＴＦＢＹＧに基づいて補正係数Ｋｔを検
索する。ステップ３６においては、温度比ＲＥＸＴＭＰ
に補正係数ＫＴを乗じて、温度比ＲＥＸＴＭＰを補正す
る（ＲＥＸＴＭＰ＝ＲＥＸＴＭＰ・ＫＴ）。
【００５５】このステップ３６の後は、図４及び図５の
フローチャートのステップ８以下と同様である。尚、上
記の実施形態は、筒内直接噴射式火花点火内燃機関のよ
うに広範囲にわたって空燃比を制御する機関であって、
トルクデマンド仕様の機関について本発明を適用した例
について説明したが、非トルクデマンド仕様の機関或い
はストイキ近傍にて空燃比を制御する機関にも本発明を
適用することができる。
フローチャートのステップ８以下と同様である。尚、上
記の実施形態は、筒内直接噴射式火花点火内燃機関のよ
うに広範囲にわたって空燃比を制御する機関であって、
トルクデマンド仕様の機関について本発明を適用した例
について説明したが、非トルクデマンド仕様の機関或い
はストイキ近傍にて空燃比を制御する機関にも本発明を
適用することができる。
【００５６】非トルクデマンド仕様の機関の場合は、吸
入空気量とＥＧＲガス量新気換算値との和を総空気量と
し、吸入空気量及びＥＧＲガス量新気換算値夫々と総空
気量との比率で、総開口面積を分配する構成とすれば良
い。又、先の実施形態のようにトルクデマンド仕様の機
関においては、温度補正項における排気温度と新気温度
の比ＲＥＸＴＭＰを、目標トルク相当の値と機関回転速
度によりマップ検索して求めるようにしているが、非ト
ルクデマンド仕様の機関にあっては、温度補正項におけ
る排気温度と新気温度の比ＲＥＸＴＭＰを、機関回転速
度と目標トルク相当の値に代わる機関負荷を示す信号
（例えば、シリンダ吸入空気量相当パルス幅ＴＰ等）を
用いてマップ検索して求める。
入空気量とＥＧＲガス量新気換算値との和を総空気量と
し、吸入空気量及びＥＧＲガス量新気換算値夫々と総空
気量との比率で、総開口面積を分配する構成とすれば良
い。又、先の実施形態のようにトルクデマンド仕様の機
関においては、温度補正項における排気温度と新気温度
の比ＲＥＸＴＭＰを、目標トルク相当の値と機関回転速
度によりマップ検索して求めるようにしているが、非ト
ルクデマンド仕様の機関にあっては、温度補正項におけ
る排気温度と新気温度の比ＲＥＸＴＭＰを、機関回転速
度と目標トルク相当の値に代わる機関負荷を示す信号
（例えば、シリンダ吸入空気量相当パルス幅ＴＰ等）を
用いてマップ検索して求める。
【００５７】即ち、図４及び図５のフローチャートのス
テップ１及び図８のフローチャートのステップ３１にお
いて、目標トルクの演算に代えてシリンダ内空気量相当
パルス幅ＴＰを演算する。又、先の実施形態のように、
筒内直接噴射式火花点火内燃機関の如く広範囲にわたっ
て空燃比を制御する機関にあっては、同一機関回転速
度、目標トルク若しくはシリンダ吸入空気量相当パルス
幅ＴＰであっても、燃焼状態（成層燃焼，均質燃焼）に
よって排気温度が変化するため、その燃焼状態に応じて
マップを切り換える等の処理を行っているが、ストイキ
近傍にて空燃比を制御する機関においては、同一機関回
転速度、トルクでは排気温度が略一定であるため、上記
のようなマップ切換等の処理フローチャート不要であ
る。
テップ１及び図８のフローチャートのステップ３１にお
いて、目標トルクの演算に代えてシリンダ内空気量相当
パルス幅ＴＰを演算する。又、先の実施形態のように、
筒内直接噴射式火花点火内燃機関の如く広範囲にわたっ
て空燃比を制御する機関にあっては、同一機関回転速
度、目標トルク若しくはシリンダ吸入空気量相当パルス
幅ＴＰであっても、燃焼状態（成層燃焼，均質燃焼）に
よって排気温度が変化するため、その燃焼状態に応じて
マップを切り換える等の処理を行っているが、ストイキ
近傍にて空燃比を制御する機関においては、同一機関回
転速度、トルクでは排気温度が略一定であるため、上記
のようなマップ切換等の処理フローチャート不要であ
る。
【図１】 本発明の内燃機関の制御装置のクレーム対応
図
図
【図２】 同上の内燃機関の制御装置の一実施形態のシ
ステム図
ステム図
【図３】 本発明の一実施形態の機能構成図
【図４】 換算係数を演算して、スロットル弁とＥＧＲ
制御弁夫々の目標開度を演算する場合の機能を説明する
フローチャート
制御弁夫々の目標開度を演算する場合の機能を説明する
フローチャート
【図５】 換算係数を演算して、スロットル弁とＥＧＲ
制御弁夫々の目標開度を演算する場合の機能を説明する
フローチャート
制御弁夫々の目標開度を演算する場合の機能を説明する
フローチャート
【図６】 同上の機能構成図
【図７】 他の実施形態の機能を説明するフローチャー
ト
ト
【図８】 同上の機能構成図
１ アクセルセンサ
２ クランク角センサ
３ エアフローメータ
４ 機関
６ 燃料噴射弁
７ 点火栓
９ スロットル弁
１０ スロットルアクチュエータ
１１ コントロールユニット
１２ 燃焼室
１４ ＥＧＲ通路
１５ ＥＧＲ制御弁
Ａ 新気量換算部
Ｂ 温度補正項演算部
Ｃ 圧力補正項演算部
Ｄ 総空気量演算部
Ｅ 総開口面積演算部
Ｆ 比率演算部
Ｇ 開口面積演算部
Ｈ 目標開度演算部
Ｉ スロットル弁開度制御部
Ｊ ＥＧＲ制御弁開度制御部
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｋ
３０１Ｎ
45/00 ３６６ 45/00 ３６６Ｅ
Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ
５５０Ｒ
(56)参考文献 特開 平10−213015（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−174048（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 9/00 - 45/00
F02M 25/07
Claims (9)
- 【請求項１】機関の吸気系に介装されたスロットル弁を
駆動するスロットル弁駆動手段と、 排気の一部を吸気系に還流する排気還流通路に排気還流
制御弁を介装して構成した排気還流手段と、 機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、 機関への吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、 吸気系に還流される排気還流ガス量をその状態量に基づ
いて新気量に換算して排気還流ガス量新気換算値を得る
新気量換算手段と、 前記排気還流ガス量をその状態量に基づいて新気量に換
算するための換算係数の吸気系内温度に関する補正項を
少なくとも機関回転速度に基づいて演算する温度補正項
演算手段と、 前記換算係数の吸気系内圧力に関する補正項を少なくと
も吸入空気量に基づいて演算する圧力補正項演算手段
と、 前記吸入空気量と前記排気還流ガス量新気換算値とから
機関への総空気量を演算する総空気量演算手段と、 前記総空気量に基づいてスロットル弁と排気還流制御弁
の総開口面積を演算する総開口面積演算手段と、 前記排気還流ガス量新気換算値及び前記吸入空気量夫々
の前記総空気量との比率を演算する比率演算手段と、 前記スロットル弁と排気還流制御弁夫々の開口面積を、
前記比率に基づいて総開口面積を配分することにより演
算する開口面積演算手段と、 前記スロットル弁と排気還流制御弁夫々の開口面積に基
づいて夫々の目標開度を演算する目標開度演算部と、 前記スロットル弁開度が演算された目標開度となるよう
に、前記スロットル弁駆動手段を制御するスロットル弁
開度制御手段と、 前記排気還流制御弁開度が演算された目標開度となるよ
うに、前記排気還流制御弁を制御する排気還流制御弁開
度制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の制御装
置。 - 【請求項２】目標空燃比に対応する目標空気量を演算す
る目標空気量演算手段を含んで構成され、 前記総空気量演算手段及び比率演算手段に代えて、 前記目標空気量と排気還流ガス量新気換算値とから機関
への総空気量を演算する総空気量演算手段と、 前記排気還流ガス量新気換算値及び前記目標空気量夫々
の前記総空気量との比率を演算する比率演算手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする請求項１記載の内
燃機関の制御装置。 - 【請求項３】前記内燃機関は、電子制御式スロットル弁
を備え、機関運転状態から機関の目標トルクを設定し、
この目標トルクが得られるように、スロットル弁開度を
制御するトルクデマンド制御機能を有する内燃機関であ
ることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装
置。 - 【請求項４】前記換算係数の新気と排気還流ガスの物性
に関する補正項を演算する物性補正項演算手段を含むこ
とを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載
の内燃機関の制御装置。 - 【請求項５】前記物性値を一定値で近似して設定したこ
とを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項６】前記温度補正項演算手段は、前記換算係数
の吸気系内温度に関する補正項を燃焼状態に基づいて演
算することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１
つに記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項７】前記内燃機関は、燃焼室内の燃料濃度分布
が不均質な成層燃焼と燃焼室内の燃料濃度分布が均質な
均質燃焼とに切換可能な内燃機関であり、 前記温度補正項演算手段は、換算係数の温度補正項を成
層燃焼と均質燃焼に応じて演算することを特徴とする請
求項６記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項８】前記内燃機関は、燃料噴射弁により、ピス
トン冠面とシリンダボア内周面とシリンダヘッド下面と
の間に形成された燃焼室内に燃料を直接噴射し、点火プ
ラグによって火花点火を行う筒内直接噴射式火花点火内
燃機関であることを特徴とする請求項７記載の内燃機関
の制御装置。 - 【請求項９】排気還流ガス量を、排気還流ガスの状態量
を基に少なくとも吸気系内温度と吸気系内圧力に関する
補正項から演算される換算係数に基づいて新気量に換算
し、この排気還流ガス量新気換算値と吸入空気量若しく
は目標空気量とから全てが空気と見なした場合の総空気
量を求め、これを基にスロットル弁と排気還流制御弁の
総開口面積を求め、排気還流ガス量新気換算値及び吸入
空気量若しくは目標空気量夫々と総空気量との比率によ
り総開口面積を配分し、スロットル弁と排気還流制御弁
夫々の開口面積を求めることを特徴とする内燃機関の制
御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20043297A JP3417262B2 (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 内燃機関の制御装置 |
| DE69826067T DE69826067T2 (de) | 1997-06-10 | 1998-06-08 | Brennkraftmaschine |
| EP98110459A EP0884464B1 (en) | 1997-06-10 | 1998-06-08 | Internal combustion engine |
| KR1019980021458A KR100333798B1 (ko) | 1997-06-10 | 1998-06-10 | 내연기관의제어장치및제어방법 |
| US09/094,454 US6039025A (en) | 1997-06-10 | 1998-06-10 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20043297A JP3417262B2 (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1144240A JPH1144240A (ja) | 1999-02-16 |
| JP3417262B2 true JP3417262B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=16424204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20043297A Expired - Fee Related JP3417262B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-07-25 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417262B2 (ja) |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP20043297A patent/JP3417262B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1144240A (ja) | 1999-02-16 |
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