JP3467805B2 - 内燃機関のegr制御装置 - Google Patents
内燃機関のegr制御装置Info
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Description
の排気ガス中の窒素酸化物(NOx )低減に有効なEG
R制御装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、内燃機関のEGR(Exhaust Gas R
ecirculation)制御装置に関連する先行技術文献として
は、特開平1−159453号公報にて開示されたもの
が知られている。このものでは、スロットル弁の動作に
追従した方式でのEGR弁制御を行っている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のもの
では、EGR弁作動の機械的遅れやEGRガス導入の流
体的遅れに対する基本的な対策はなされていない。これ
らの遅れについて、一例として加速時における図16の
タイミングチャートを参照して説明する。 【0004】図16に示すように、スロットル弁開度信
号TAをモニタし、その変化量(傾き)から内燃機関に
対する加速要求を判定する。この時点にて、既に、スロ
ットル弁開度信号TAに遅れとして示す条件判定(加
速判定)のための遅れが生じる。次に、遅れの後、E
GR弁が操作され、実際にEGR弁が開き始めるまでに
はEGR弁開度信号EVOに遅れとして示す機械的遅
れが生じる。更に、遅れの後、要求EGR量に対して
EGRガスが流れ始めて実際のEGR量が変化し始める
までにはEGR量の遅れとして示す流体的な遅れが生
じる。ここで、実際には、吸気管負圧信号Pmに遅れΔ
tとして示すように、スロットル弁開度信号TAが変化
し始めてから吸気管負圧信号Pmが変化し始めるまでの
遅れがある。したがって、最終的には、内燃機関の挙動
変化からEGRガスが実際に流れるまでに(遅れ+遅
れ+遅れ−Δt)の遅れが生じていることとなる。
この遅れが加速時における排気ガス中のNOx の低減に
悪影響を与えていた。 【0005】そこで、この発明は、かかる不具合を解決
するためになされたもので、内燃機関の挙動変化時にお
けるドライバビリティ(Drivability)悪化を防止しつつ
排気ガス中のNOx を低減する内燃機関のEGR制御装
置の提供を課題としている。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明にかかる内燃機関
のEGR制御装置は、内燃機関の排気系から取出した排
気ガスの一部であるEGRガスをEGR弁を介して吸気
系に導入して燃焼温度を低下させ、排気ガス中のNOx
濃度を低減させる内燃機関のEGR制御装置において、
アクセルペダル開度に基づきアクチュエータを用いて電
気的に開閉されるスロットル弁と、前記アクセルペダル
開度の時間変化割合に基づき車両に対する加減速要求状
況を表す加減速量を算出する加減速量演算手段と、前記
加減速量に基づき前記EGRガスの吸気系への遅れ時間
を推定し、前記遅れ時間に応じて前記スロットル弁の開
閉の遅延時間を算出する遅延時間演算手段と、前記遅延
時間に基づき前記スロットル弁の駆動速度を変更するス
ロットル弁駆動手段と、前記加減速量に対応する応答速
度で前記EGR弁を駆動するEGR弁駆動手段とを具備
するものである。 【0007】 【作用】本発明においては、アクセルペダル開度の時間
変化割合から車両の加減速量が算出される。この加減速
量に基づきEGRガスの吸気系への遅れ時間が推定さ
れ、それに応じたスロットル弁の開閉の遅延時間が算出
される。この遅延時間だけスロットル弁はアクセルペダ
ル開度に追従することなく緩やかな開閉動作となるよう
に駆動速度が変更される。また、EGR弁は前記加減速
量に基づき急激な応答要求がなされていれば、素早い応
答速度にて駆動される。これにより、内燃機関の挙動変
化時において要求されるEGR量と実際に供給されるE
GR量とのタイミングがほぼ一致される。 【0008】 【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。 【0009】図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関
のEGR制御装置の機械的構成を示す概略図、図2は本
発明の一実施例にかかる内燃機関のEGR制御装置の電
気的構成を示すブロック図である。 【0010】図1において、1は内燃機関、2は排気ガ
スの一部であるEGRガスを吸気管内に再循環させる電
子式(アクチュエータにて電気的に開閉される)EGR
弁、3は図示しないアクチュエータ(例えば、ステッピ
ングモータ等)にて電気的に開閉され内燃機関1に供給
される吸気流量を制御するスロットル弁である。なお、
このように構成されたスロットル弁3は電子スロットル
弁とも呼称されている。また、4は内燃機関1の回転角
に同期した信号である機関回転数信号NEを出力する回
転角センサ、5は内燃機関1の吸気管内圧力を計測した
信号である吸気管負圧信号Pmを出力する吸気負圧セン
サ、6はアクセルペダル開度を検出した信号であるアク
セルペダル開度信号APOを出力するアクセル開度セン
サ、7はスロットル弁3に連結されスロットル開度を検
出し信号を出力するスロットル開度センサ、8はEGR
弁2に連結されEGR弁位置を検出し信号を出力するE
GR弁位置センサ、9は回転角センサ4、吸気負圧セン
サ5、アクセル開度センサ6、スロットル開度センサ7
及びEGR弁位置センサ8からの各信号を入力し、後述
するように、内燃機関1の運転状態を判定し、その判定
に基づいてスロットル弁3を最適なスロットル弁開度、
EGR弁2を最適なEGR弁位置に制御するECU(電
子制御装置)である。 【0011】図2に示すように、ECU9はCPU(中
央処理装置)91、制御プログラムを記憶したROM9
2、各種データを記憶するRAM93、制御マップ等を
記憶し電源接続により記憶保持されたバックアップRA
M94、インタフェース95,96、A/D変換器9
7、EGR弁2の駆動回路であるEGRドライバ98及
びスロットル弁3の駆動回路であるスロットルドライバ
99等からなる。 【0012】このような構成により、ECU9のEGR
ドライバ98によりEGR弁2が駆動され、そのEGR
弁2に連結されたEGR弁位置センサ8からの信号がE
CU9のインタフェース95、A/D変換器97、CP
U91を介してEGRドライバ98にフィードバックさ
れており、閉ループ制御が実施される。また、ECU9
のスロットルドライバ99によりスロットル弁3が駆動
され、そのスロットル弁3に連結されたスロットル開度
センサ7からの信号がECU9のインタフェース95、
A/D変変換器97、CPU91を介してスロットルド
ライバ99にフィードバックされており、同様な閉ルー
プ制御が実施される。 【0013】次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関
のEGR制御装置で使用されているCPU91の処理手
順を示すフローチャートに基づき、各制御を説明する。 【0014】《EGR制御装置のベースルーチン:図3
参照》図3において、電源の投入と同時に、まず、ステ
ップS100で初期化が実行され、ステップS200の
過渡判定のサブルーチンに移行し、運転者が車両に対し
て加速または減速の要求をしているか否かが判定され
る。次に、ステップS300のスロットル弁遅延時間算
出のサブルーチンに移行し、ステップS200で過渡時
と判定されたときにはスロットル弁の駆動を遅延させる
時間が算出される。次に、ステップS400のEGR弁
位置算出のサブルーチンに移行し、EGR弁の駆動すべ
き内燃機関の運転状態に適した目標位置が算出される。
次に、ステップS500のスロットル弁開度算出のサブ
ルーチンに移行し、アクセルペダルの操作とEGR弁の
操作とに基づく最適な目標スロットル弁開度が算出され
る。次に、ステップS600のスロットル弁駆動のサブ
ルーチンに移行し、ステップS500で算出された目標
スロットル弁開度となるようにスロットル弁が駆動操作
される。そして、ステップS700のEGR弁駆動のサ
ブルーチンに移行し、ステップS400で算出された目
標EGR弁位置となるようにEGR弁が駆動操作され
る。 【0015】次に、図3のベースルーチンを構成する各
サブルーチンの具体的な手順について以下詳細に説明す
る。 【0016】〈過渡判定のサブルーチン:図4参照〉ス
テップS201で、前回のルーチンで読込まれたアクセ
ルペダル開度APOがRAM93の記憶領域MAPOに
格納され、ステップS202に移行し、新たな最新のア
クセルペダル開度APOが読込まれる。次にステップS
203に移行して、今回のアクセルペダル開度APOと
前回読込まれたアクセルペダル開度MAPOとの時間変
化割合であるアクセルペダル開度変化量DELAPOが
算出される。なお、今回と前回とのアクセルペダル開度
読込み時間差は、図3のベースルーチン周回時間分に相
当している。次にステップS204に移行して、アクセ
ルペダル開度変化量DELAPOが0未満(負の値)で
あるかが判定される。ステップS204の不等号が成立
しないときには、アクセルペダルの開度は開側に遷移し
ており加速時と判定され、ステップS205に移行し、
加減速判定フラグXACCEL=1として加速側とされ
る。次にステップS206に移行して、急加速判定定数
KACCELがRAM93の記憶領域Aに格納される。 【0017】一方、ステップS204の不等号が成立す
るときには、アクセルペダルの開度は閉側に遷移してお
り減速時と判定され、ステップS207に移行し、前回
読込んだアクセルペダル開度MAPOと今回のアクセル
ペダル開度APOとの差が算出され、アクセルペダル開
度変化量DELAPOに格納し直される。次にステップ
S208に移行して、加減速判定フラグXACCEL=
0として減速側とされる。次にステップS209に移行
して、急減速判定定数KDECELがRAM93の記憶
領域Aに格納される。 【0018】ステップS206またはステップS209
の処理ののち、ステップS210に移行し、加速または
減速でのアクセルペダル開度変化量DELAPOがステ
ップS206またはステップS209で記憶領域Aに格
納された急激な加速または減速判定定数である急加速判
定定数KACCELまたは急減速判定定数KDECEL
を越えているかが判定される。ステップS210の不等
号が成立しないときには、アクセルペダル開度変化量D
ELAPOが所定値よりも小さく、即ち、緩やかな開度
変化と判定されステップS211に移行し、過渡判定フ
ラグXTRANJ=0とされる。一方、ステップS21
0の不等号が成立するときには、アクセルペダル開度変
化量DELAPOが所定値よりも大きく、即ち、急な開
度変化と判定されステップS212に移行し、過渡判定
フラグXTRANJ=1とされ、本サブルーチンを終了
する。 【0019】〈スロットル弁遅延時間算出のサブルーチ
ン:図5参照〉ステップS301では、過渡判定フラグ
XTRANJの前回の状態を示すフラグであるバックア
ップフラグXTRANJBが0であるかが判定される。
また、ステップS302では、今回の状態を示す過渡判
定フラグXTRANJが0であるかが判定される。ここ
で、XTRANJB=1及びXTRANJ=1であり、
ステップS301及びステップS302の等号が成立し
ないときには、前回も今回も過渡時であるため何の処理
もしないでステップS315に移行し、今回の過渡判定
フラグXTRANJの状態をバックアップフラグXTR
ANJBに格納し、本サブルーチンを終了する。 【0020】また、ステップS301でXTRANJB
=0であり、前回は過渡時でないときには、ステップS
303に移行し、今回の状態を示す過渡判定フラグXT
RANJが1であるかが判定される。ステップS303
の等号が成立しないときには、今回も過渡時でないため
ステップS304に移行し、スロットル弁遅延時間TD
LYがクリア、即ち、TDLY=0とされる。また、X
TRANJB=1及びXTRANJ=0であり、ステッ
プS301の等号が成立せず、ステップS302の等号
が成立するときには、前回は過渡時であり、今回は過渡
時でないためステップS304に移行し、同様の処理
(TDLY=0)が実行される。 【0021】ここで、ステップS303の等号が成立す
るときには、前回は過渡時でなく、今回初めて過渡時と
なったため、ステップS305に移行し、過渡検出フラ
グXDLY=1とされる。次にステップS306に移行
して、内燃機関1の機関回転数信号NEが読込まれたの
ち、ステップS307に移行し、上述の過渡判定のサブ
ルーチンで算出された単位時間当たりのアクセルペダル
開度変化量DELAPOが読込まれる。次にステップS
308に移行して、加減速判定フラグXACCELが1
であるかが判定される。ステップS308の等号が成立
しないときには、即ち、減速時と判定されたときには、
ステップS309に移行し、減速側遅延時間DEDLY
が図6(a)に示すマップよりアクセルペダル開度変化
量DELAPOをパラメータとして算出される。次にス
テップS310に移行して、減速側NE補正値FDNE
が図6(b)に示すマップより機関回転数信号NEをパ
ラメータとして算出される。次にステップS311に移
行して、ステップS309及びステップS310で算出
された減速側遅延時間DEDLYと減速側NE補正値F
DNEとを乗算して求められた値がRAM93のスロッ
トル弁遅延時間TDLY記憶領域に格納される。 【0022】一方、ステップS308の等号が成立し、
加速時と判定されたときには、ステップS312に移行
し、加速側遅延時間ACDLYが図6(c)に示すマッ
プよりアクセルペダル開度変化量DELAPOをパラメ
ータとして算出される。次にステップS313に移行し
て、加速側NE補正値FANEが図6(d)に示すマッ
プより機関回転数信号NEをパラメータとして算出され
る。次にステップS314に移行して、ステップS31
2及びステップS313で算出された加速側遅延時間A
CDLYと加速側NE補正値FANEとを乗算して求め
られた値がRAM93のスロットル弁遅延時間TDLY
記憶領域に格納される。 【0023】なお、加速側遅延時間ACDLY及び減速
側遅延時間DEDLYは、予め実験によりアクセルペダ
ル開度変化量DELAPOの割合より求められた加減速
時におけるEGRガスの遅れ時間である。また、加速側
NE補正値FANE及び減速側NE補正値FDNEは予
め実験により加減速し始めるときの機関回転数信号NE
より求められたEGRガスの遅れ時間の補正値である。
このEGRガスの遅れ時間は、同じアクセルペダル開度
変化量DELAPOでも機関回転数信号NEの状態によ
り異なる。このような処理により過渡状態の判定がなさ
れ、その状態に見合ったスロットル弁遅延時間TDLY
が決定される。こののち、ステップS315に移行し、
今回の過渡判定フラグXTRANJの状態をバックアッ
プフラグXTRANJBに格納し、本サブルーチンを終
了する。 【0024】〈EGR弁位置算出のサブルーチン:図7
参照〉ステップS401で、機関回転数信号NEが読込
まれたのち、ステップS402に移行し、図5で設定さ
れた過渡検出フラグXDLYが1であるかが判定され
る。ステップS402の等号が成立しないときには、後
述のEGR弁速度算出処理を実行することなく、ステッ
プS411に移行し、過渡判定フラグXTRANJが1
であるかが判定される。ステップS411の等号が成立
せず過渡と判定されないと、ステップS412に移行
し、EGR弁モータ速度EGRSPDを通常速度COS
PDに設定する。次にステップS413に移行して、吸
気管負圧信号Pmが読込まれたのち、ステップS414
に移行し、目標EGR弁開度TREGRが算出され、本
サブルーチンを終了する。ここで、目標EGR弁開度T
REGRは、図8(c)の機関回転数信号NE及び吸気
管負圧信号Pmをパラメータとした二元マップより、機
関の運転領域毎の最適EGR率となる目標EGR弁開度
TREGRが例えば、機関回転数信号NEがα(rpm) で
吸気管負圧信号Pmがβ(mmHg)の時の領域での目標EG
R弁開度TREGRはγとなる。 【0025】一方、ステップS402の等号が成立して
過渡と判定されると、ステップS403に移行し、加減
速判定フラグXACCELが1であるかが判定される。
ステップS403の等号が成立せず減速判定となると、
ステップS404に移行し、図5で算出された減速側遅
延時間DEDLYが読込まれたのち、ステップS405
に移行し、図8(a)に示すマップより減速側遅延時間
DEDLYをパラメータとして減速側EGR弁速度DE
SPDが算出される。次にステップS406に移行し
て、減速側EGR弁速度DESPDをRAM93のEG
R弁モータ速度EGRSPD記憶領域に格納する。 【0026】一方、ステップS403の等号が成立して
加速判定となると、ステップS407に移行し、図5で
算出された加速側遅延時間ACDLYが読込まれたの
ち、ステップS408に移行し、図8(b)に示すマッ
プより加速側遅延時間ACDLYをパラメータとして加
速側EGR弁速度ACSPDが算出される。次にステッ
プS409に移行して、加速側EGR弁速度ACSPD
をRAM93のEGR弁モータ速度EGRSPD記憶領
域に格納する。ここで、加速側遅延時間ACDLY及び
減速側遅延時間DEDLYは間接的に過渡の度合いを示
しており、この遅延時間を用いて過渡の度合いに見合っ
たEGR弁モータ速度EGRSPDを設定するものであ
る。次にステップS410に移行して、過渡検出フラグ
XDLY=0とされる。このように、過渡検出フラグX
DLYのON/OFFタイミングは、本サブルーチンで
過渡検出され、EGR弁モータ速度EGRSPDが設定
されている区間のみONとなる。図9のタイミングチャ
ートに示すように、ONであるXDLY=1のタイミン
グは、過渡判定フラグXTRANJの立上がりエッジに
同期している。このような処理により運転状態に応じた
EGR弁開度及びEGR弁モータ速度が決定されたの
ち、上述のステップS411に移行し、同様の処理が実
行される。 【0027】〈スロットル弁開度算出のサブルーチン:
図10参照〉ステップS501では、過渡判定フラグX
TRANJが1であるかが判定される。ステップS50
1の等号が成立せず過渡でないときには、ステップS5
02に移行し、アクセルペダル開度信号APOが読込ま
れる。次にステップS503に移行して、図11(a)
に示すマップよりアクセルペダル開度信号APOをパラ
メータとして目標スロットル弁開度TTHRが算出され
る。次にステップS504に移行して、スロットル弁モ
ータ速度THRSPDが通常の速度NOSPDに設定さ
れ、本サブルーチンを終了する。一方、ステップS50
1の等号が成立して過渡であるときには、ステップS5
05に移行し、加減速判定フラグXACCELが1であ
るかが判定される。ステップS505の等号が成立せ
ず、減速判定であるとステップS506に移行し、図5
で算出されたスロットル弁遅延時間TDLYが読込まれ
たのち、ステップS507に移行し、図11(b)に示
すマップよりスロットル弁遅延時間TDLYをパラメー
タとして遅延時間に応じた減速側遅延制御スロットル弁
モータ速度STHDEが算出される。次にステップS5
08に移行して、減速側遅延制御スロットル弁モータ速
度STHDEがRAM93のスロットル弁モータ速度T
HRSPD記憶領域に格納される。 【0028】一方、ステップS505の等号が成立して
加速判定であるときには、ステップS509に移行し、
図5で算出されたスロットル弁遅延時間TDLYが読込
まれたのち、ステップS510に移行し、図11(c)
に示すマップよりスロットル弁遅延時間TDLYをパラ
メータとして遅延時間に応じた加速側遅延制御スロット
ル弁モータ速度STHACが算出される。次にステップ
S511に移行して、加速側遅延制御スロットル弁モー
タ速度STHACがRAM93のスロットル弁モータ速
度THRSPD記憶領域に格納される。このような処理
により運転状態及び過渡状態に応じたスロットル弁開度
及びスロットル弁モータ速度が決定されたのち、本サブ
ルーチンを終了する。 【0029】〈スロットル弁駆動のサブルーチン:図1
2参照〉ステップS601で、カウンタC2MSがイン
クリメントされたのち、ステップS602に移行し、カ
ウンタC2MSが2ms以上であるかが判定される。ス
テップS602の不等号が成立しないときには、何も処
理が行われず本サブルーチンを終了する。一方、ステッ
プS602の不等号が成立するときには、ステップS6
03に移行し、カウンタC2MSが0にクリアされる。
なお、ステップS601、ステップS602及びステッ
プS603にて2ms周期が作られる。次にステップS
604に移行して、過渡判定フラグXTRANJが1で
あるかが判定される。ステップS604の等号が成立せ
ず過渡でないときには、ステップS605に移行しディ
レイカウンタCDLYが0にクリアされる。次にステッ
プS606に移行して、スロットル弁モータ駆動周期か
否かの判定として、カウンタCCONTがスロットル弁
モータ速度THRSPD以上であるかが判定される。ス
テップS606の不等号が成立せずスロットル弁モータ
が駆動周期に達していなければ、ステップS607に移
行し、カウンタCCONTがインクリメントされ、本サ
ブルーチンが終了する。 【0030】一方、ステップS606の不等号が成立し
てスロットル弁モータが駆動周期に達していると、ステ
ップS608に移行し、カウンタCCONTが0にクリ
アされ、ステップS609に移行される。ステップS6
09では、現在のスロットル弁開度CTHRが目標スロ
ットル弁開度TTHR以上であるかが判定される。ステ
ップS609の不等号が成立せず現在のスロットル弁開
度CTHRが目標スロットル弁開度TTHRに到達して
いなければ、ステップS610で現在のスロットル弁開
度CTHRをインクリメントしたのち、ステップS61
1に移行し、スロットル弁モータが開側に1step(ステ
ッピングモータの開度における最小精度)駆動処理され
る。一方、ステップS609の不等号が成立して現在の
スロットル弁開度CTHRが目標スロットル弁開度TT
HRに到達していると、ステップS612に移行し、現
在のスロットル弁開度CTHRが目標スロットル弁開度
TTHRに等しいかが判定される。ステップS612の
等号が成立せず現在のスロットル弁開度CTHRが目標
スロットル弁開度TTHRを越えているときには、ステ
ップS613で現在のスロットル弁開度CTHRをデク
リメントしたのち、ステップS614に移行し、スロッ
トル弁モータが閉側に1step駆動処理される。また、ス
テップS612の等号が成立して現在のスロットル弁開
度CTHRが目標スロットル弁開度TTHRに等しいな
らば、ステップS615、ステップS616へ移行し、
現在のスロットル弁開度位置がホールドされる。なお、
このホールド時には、ステッピングモータの停止トルク
確保のため所謂チョッピング処理される。ステップS6
11、ステップS614及びステップS616の処理の
のち、上述のステップS607に移行し、同様にカウン
タCCONTがインクリメントされ、本サブルーチンを
終了する。このような処理により、過渡でない通常運転
状態のときには、現在のスロットル弁開度が目標スロッ
トル弁開度に一致するように、2ms毎に比較され駆動
等が行われるのである。 【0031】一方、ステップS604の等号が成立して
過渡であるときには、ステップS617に移行し、ディ
レイカウンタCDLYがインクリメントされたのち、ス
テップS618に移行する。ステップS618では、デ
ィレイカウンタCDLYがスロットル弁遅延時間TDL
Y以上であるかが判定される。即ち、過渡判定されてか
らスロットル弁遅延時間TDLYが経過しているか否か
が判定される。ステップS618の不等号が成立すると
きには、上述のステップS606に移行し、以下同様の
処理が実行される。一方、ステップS618の不等号が
成立しないときには、ステップS619に移行し、上述
のステップS606と同様にカウンタCCONTがスロ
ットル弁モータ速度THRSPD以上であるかが判定さ
れる。ステップS619の不等号が成立するときには、
ステップS620に移行し、カウンタCCONTが0に
クリアされたのち、ステップS621に移行し、加減速
判定フラグXACCELが1であるかが判定される。ス
テップS621の等号が成立して加速側と判定される
と、上述のステップS610に移行し、以下同様の処理
が実行される。一方、ステップS621の等号が成立せ
ず減速側と判定されると、上述のステップS613に移
行し、以下同様の処理が実行される。このような処理に
より、過渡判定時には過渡の度合い応じたスロットル弁
遅延時間TDLYだけオープンループ制御にて所定速度
でスロットル弁が開側または閉側に駆動されるものであ
る。 【0032】〈EGR弁駆動のサブルーチン:図13参
照〉本サブルーチンは、図12で説明したスロットル弁
駆動のサブルーチンに連動した2ms毎に実行される。
まず、ステップS701でカウンタC2MSが2msで
あるかが判定される。ステップS701の等号が成立し
ないときには、何も処理を実行することなく本サブルー
チンを終了する。一方、ステップS701の等号が成立
するときには、ステップS702に移行し、過渡判定フ
ラグXTRANJが1であるかが判定される。ステップ
S702の等号が成立せず過渡時でないときには、ステ
ップS703に移行し、カウンタCCEGRがEGR弁
モータ速度EGRSPD以上であるかが判定される。即
ち、EGR弁モータが駆動周期に達しているか否かが判
定される。ステップS703の不等号が成立しないとき
には、ステップS704に移行し、カウンタCCEGR
がインクリメントされ、本サブルーチンを終了する。 【0033】一方、ステップS703の不等号が成立す
るときには、ステップS705でカウンタCCEGRが
0にクリアされたのち、ステップS706に移行し、現
在のEGR弁開度CEGRが目標EGR弁開度TREG
R以上であるかが判定される。ステップS706の不等
号が成立しないときには、ステップS707に移行し、
現在のEGR弁開度CEGRがインクリメントされたの
ち、ステップS708に移行し、EGR弁モータを開側
に1step(ステッピングモータの開度における最小精
度)駆動処理される。一方、ステップS706の不等号
が成立するときには、ステップS709に移行し、現在
のEGR弁開度CEGRが目標EGR弁開度TREGR
に等しいかが判定される。ステップS709の等号が成
立しないときには、ステップS710に移行し、現在の
EGR弁開度CEGRがデクリメントされたのち、ステ
ップS711に移行し、EGR弁モータを閉側に1step
駆動処理される。また、ステップS709の等号が成立
して目標値と一致していると判定されると、ステップS
712、ステッブS713に移行し、現在のEGR弁開
度位置がホールドされる。ステップS708、ステップ
S711及びステップS713の処理が実行されたの
ち、上述のステップS704に移行し、以下同様に処理
される。このような処理により、過渡でない通常運転状
態のときには、現在のEGR弁開度が目標EGR弁開度
に一致するように、2ms毎に比較され駆動等が行われ
るのである。 【0034】一方、ステップS702の等号が成立して
過渡時と判定されると、ステップS714に移行し、デ
ィレイカウンタCDLYがスロットル弁遅延時間TDL
Y以上であるかが判定される。即ち、過渡判定されてか
らスロットル弁遅延時間TDLYが経過しているか否か
が判定される。ステップS714の不等号が成立すると
きには、上述のステップS703に移行し、以下同様の
処理が実行される。一方、ステップS714の不等号が
成立しないときには、ステップS715に移行し、上述
のステップS703と同様に、カウンタCCEGRがE
GR弁モータ速度EGRSPD以上であるかが判定され
る。即ち、EGR弁モータが駆動周期に達しているか否
かが判定される。ステップS703の不等号が成立しな
いときには、上述のステップS704に移行し、以下同
様の処理が実行される。 【0035】一方、ステップS715の不等号が成立す
るときには、ステップS716に移行し、カウンタCC
EGRが0にクリアされたのち、ステップS717に移
行し、加減速判定フラグXACCELが1であるかが判
定される。ステップS717の等号が成立して加速時と
判定されると、上述のステップS707に移行し、以下
同様の処理が実行される。一方、ステップS717の等
号が成立せず減速時と判定されると、上述のステップS
710に移行し、以下同様の処理が実行される。このよ
うな処理により、過渡判定時には過渡の度合い応じたス
ロットル弁遅延時間TDLYだけオープンループ制御に
て所定速度でEGR弁が開側または閉側に駆動されるも
のである。 【0036】上述の制御によるスロットル弁及びEGR
弁の駆動の一例として加速時におけるタイミングチャー
トを、図14に示す。本実施例によれば、EGR弁開度
EVOの急峻な立上がりとスロットル弁開度TAの遅延
時間における緩やかな立上がりとが達成され、EGR量
における要求EGR量と実際のEGR量とがほぼ一致さ
れることとなり、内燃機関の挙動変化時におけるドライ
バビリティ悪化を防止しつつ排気ガス中のNOx を低減
することができる。なお、図14のタイミングチャート
では、内燃機関の挙動変化時として加速時におけるアク
セルペダル開度の変化に基づく各信号及びEGR量の変
化を示したが、内燃機関の挙動変化時として反対の減速
時では図14のタイミングチャートの天地を逆にしたも
のとなり、同様に要求EGR量と実際のEGR量が一致
されることとなる。 【0037】このように、本発明の一実施例の内燃機関
のEGR制御装置は、内燃機関1の排気系から取出した
排気ガスの一部であるEGRガスをEGR弁2を介して
吸気系に導入して燃焼温度を低下させ、排気ガス中のN
Ox 濃度を低減させるものにおいて、アクセルペダル開
度に基づきアクチュエータを用いて電気的に開閉される
スロットル弁3と、アクセルペダル開度の時間変化割合
に基づき車両に対する加減速要求状況を表す加減速量を
算出するECU9のCPU91で演算処理される過渡判
定ルーチンからなる加減速量演算手段と、前記加減速量
演算手段で算出された前記加減速量に基づき前記EGR
ガスの吸気系への遅れ時間を推定し、前記遅れ時間に応
じてスロットル弁3の開閉の遅延時間を算出するECU
9のCPU91で演算処理されるスロットル弁遅延時間
算出ルーチンからなる遅延時間演算手段と、前記遅延時
間演算手段で算出された前記遅延時間に基づき前記スロ
ットル弁3の駆動速度を変更するECU9のCPU91
で演算処理されるスロットル弁駆動ルーチン及びスロッ
トルドライバ99からなるスロットル弁駆動手段と、前
記加減速量演算手段で算出された前記加減速量に対応す
る応答速度で前記EGR弁2を駆動するECU9のCP
U91で演算処理されるEGR弁駆動ルーチン及びEG
Rドライバ98からなるEGR弁駆動手段とを具備する
ものである。 【0038】したがって、アクセルペダル開度の時間変
化割合に基づくEGR弁開度の機械的遅れ及びEGRガ
スの流体的遅れが考慮された見込み制御によりEGR弁
及びスロットル弁は開閉操作されることとなる。この見
込み制御とは、EGR弁の開閉操作ではその駆動開始を
早めとし、スロットル弁の開閉操作では直ぐに通常の開
閉駆動とすることなく遅延時間を設け、その遅延時間内
は緩やかな駆動とし、その遅延時間を経過したのちに通
常駆動とするものである。 【0039】故に、要求されるEGR量が実際のEGR
量とほぼ一致できるため、内燃機関の挙動変化時におけ
る排気ガス中のNOx が低減され、減速時にはHCが低
減される。また、このとき、EGR弁の開閉操作が素早
く行われることによりドライバビリティ悪化も極力防止
されるのである。 【0040】このように、上記実施例の加減速量演算手
段は、ECU9のCPU91で演算処理される過渡判定
ルーチンからなるとしたが、本発明を実施する場合に
は、これに限定されるものではなく、アクセルペダル開
度の時間変化割合に基づき車両に対する加減速要求状況
を表す加減速量を算出するものであれば良い。 【0041】また、上記実施例の遅延時間演算手段は、
ECU9のCPU91で演算処理されるスロットル弁遅
延時間算出ルーチンからなるとしたが、本発明を実施す
る場合には、これに限定されるものではなく、加減速量
演算手段で算出された加減速量に基づきEGRガスの吸
気系への遅れ時間を推定し、遅れ時間に応じてスロット
ル弁3の開閉の遅延時間を算出するものであれば良い。 【0042】そして、上記実施例のスロットル弁駆動手
段は、ECU9のCPU91で演算処理されるスロット
ル弁駆動ルーチン及びスロットルドライバ99からなる
としたが、本発明を実施する場合には、これに限定され
るものではなく、遅延時間演算手段で算出された遅延時
間に基づきスロットル弁3の駆動速度を変更するもので
あれば良い。 【0043】更に、上記実施例のEGR弁駆動手段は、
ECU9のCPU91で演算処理されるEGR弁駆動ル
ーチン及びEGRドライバ98からなるとしたが、本発
明を実施する場合には、これに限定されるものではな
く、加減速量演算手段で算出された加減速量に対応する
応答速度でEGR弁2を駆動するものであれば良い。 【0044】ところで、上述の実施例においては、アク
チュエータを用いて電気的に開閉される電子式EGR弁
を採用した構成にて説明したが、バキュームモジュレー
タを用いた負圧駆動にて開閉される機械式EGR弁を用
いても、同様な効果を得ることができる。この機械式E
GR弁を用いたときの内燃機関のEGR制御装置におい
て、ECUのCPUで演算処理されるベースルーチンを
図15に示す。この図15のベースルーチンは、上述の
実施例の図3のベースルーチンからステップS400及
びステップS700を削除し、これらのサブルーチンで
ある図7のEGR弁位置算出のサブルーチン及び図13
のEGR弁駆動のサブルーチンを削除したものである。
更に、図5のスロットル弁遅延時間TDLYを機械式E
GR弁のEGRガス遅れ相当に置換し、図10のスロッ
トル弁遅延時間TDLYに基づくスロットル弁モータ速
度を機械式EGR弁に対応した速度に置換する。 【0045】この場合にも、上述の実施例と同様に、要
求されるEGR量が実際のEGR量とほぼ一致できるこ
ととなり、内燃機関の挙動変化時における排気ガス中の
NOx が低減される。 【0046】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
のEGR制御装置は、アクセルペダル開度の時間変化割
合に基づき車両に対する加減速要求状況を表す加減速量
を算出する加減速量演算手段と、加減速量に基づきEG
Rガスの吸気系への遅れ時間を推定し、遅れ時間に応じ
てスロットル弁の開閉の遅延時間を算出する遅延時間演
算手段と、遅延時間に基づきスロットル弁の駆動速度を
変更するスロットル弁駆動手段と、加減速量に対応する
応答速度でEGR弁を駆動するEGR弁駆動手段とを具
備しており、アクセルペダル開度の時間変化割合に基づ
き算出された加減速量が大きく急激なEGR弁への応答
要求となる過渡時であるとスロットル弁の駆動速度が遅
延時間だけ緩やかとされると共に、EGR弁が加減速量
に対応した応答速度にて駆動される。これにより、内燃
機関の挙動変化時において、EGR弁は過渡時であると
素早く開閉駆動され、ドライバビリティ悪化が防止され
ると共に、要求されるEGR量と実際に供給されるEG
R量とのタイミングがほぼ一致するため加速時において
は排気ガス中のNOx が低減され、減速時にはHCが低
減されるという効果がある。
GR制御装置の機械的構成を示す概略図である。 【図2】図2は本発明の一実施例にかかる内燃機関のE
GR制御装置の電気的構成を示すブロック図である。 【図3】図3は本発明の一実施例にかかる内燃機関のE
GR制御装置のEGR制御のベースルーチンである。 【図4】図4は本発明の一実施例にかかる内燃機関のE
GR制御装置の過渡判定のサブルーチンである。 【図5】図5は本発明の一実施例にかかる内燃機関のE
GR制御装置のスロットル弁遅延時間算出のサブルーチ
ンである。 【図6】図6は図5のスロットル弁遅延時間算出のサブ
ルーチンで用いられるマップを示す図である。 【図7】図7は本発明の一実施例にかかる内燃機関のE
GR制御装置のEGR弁位置算出のサブルーチンであ
る。 【図8】図8は図7のEGR弁位置算出のサブルーチン
で用いられるマップを示す図である。 【図9】図9は本発明の一実施例にかかる内燃機関のE
GR制御装置におけるアクセルペダル開度APOと過渡
判定フラグXTRANJと過渡検出フラグXDLYとの
関係を示すタイミングチャートである。 【図10】図10は本発明の一実施例にかかる内燃機関
のEGR制御装置のスロットル弁開度算出のサブルーチ
ンである。 【図11】図11は図10のスロットル弁開度算出のサ
ブルーチンで用いられるマップを示す図である。 【図12】図12は本発明の一実施例にかかる内燃機関
のEGR制御装置のスロットル弁駆動のサブルーチンで
ある。 【図13】図13は本発明の一実施例にかかる内燃機関
のEGR制御装置のEGR弁駆動のサブルーチンであ
る。 【図14】図14は本発明の一実施例にかかる内燃機関
のEGR制御装置におけるタイミングチャートである。 【図15】図15は本発明の他の実施例にかかる内燃機
関のEGR制御装置のベースルーチンである。 【図16】図16は従来の内燃機関のEGR制御装置に
おけるタイミングチャートである。 【符号の説明】 1 内燃機関 2 EGR弁 3 スロットル弁 4 回転角センサ 5 吸気負圧センサ 6 アクセル開度センサ 7 スロットル開度センサ 8 EGR弁位置センサ 9 ECU(電子制御装置) 91 CPU 98 EGRドライバ 99 スロットルドライバ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 内燃機関の排気系から取出した排気ガス
の一部であるEGRガスをEGR弁を介して吸気系に導
入して燃焼温度を低下させ、排気ガス中の窒素酸化物濃
度を低減させる内燃機関のEGR制御装置において、 アクセルペダル開度に基づきアクチュエータを用いて電
気的に開閉されるスロットル弁と、 前記アクセルペダル開度の時間変化割合に基づき車両に
対する加減速要求状況を表す加減速量を算出する加減速
量演算手段と、 前記加減速量演算手段で算出された前記加減速量に基づ
き前記EGRガスの吸気系への遅れ時間を推定し、前記
遅れ時間に応じて前記スロットル弁の開閉の遅延時間を
算出する遅延時間演算手段と、 前記遅延時間演算手段で算出された前記遅延時間に基づ
き前記スロットル弁の駆動速度を変更するスロットル弁
駆動手段と、 前記加減速量演算手段で算出された前記加減速量に対応
する応答速度で前記EGR弁を駆動するEGR弁駆動手
段とを具備することを特徴とする内燃機関のEGR制御
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22983093A JP3467805B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 内燃機関のegr制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22983093A JP3467805B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 内燃機関のegr制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0783086A JPH0783086A (ja) | 1995-03-28 |
JP3467805B2 true JP3467805B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=16898346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22983093A Expired - Lifetime JP3467805B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 内燃機関のegr制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3467805B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
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JP4197336B2 (ja) * | 2003-10-23 | 2008-12-17 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の排気ガス還流装置 |
JP4424345B2 (ja) | 2006-11-29 | 2010-03-03 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気還流装置 |
CN103528825B (zh) * | 2013-10-23 | 2016-06-08 | 吉林大学 | 一种内燃机瞬态工况性能评价方法 |
-
1993
- 1993-09-16 JP JP22983093A patent/JP3467805B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0783086A (ja) | 1995-03-28 |
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