JP3551716B2 - エンジンのｅｇｒ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の発進時や変速時等にＥＧＲ量（吸気系に還流される排気ガス量）を制御するエンジンのＥＧＲ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジン等にあっては、排気ガス中の有害成分であるＮＯｘの発生を抑制するために、吸気通路に不活性の排気ガスを再循環させる、いわゆるＥＧＲ装置が設けられている。
【０００３】
しかし、吸気通路に不活性の排気ガスを再循環させてＮＯｘの発生を抑制すると、燃焼雰囲気が酸素不足となるため、排気微粒子やＨＣ、ＣＯ等の排出量が増える傾向がある。
【０００４】
このＮＯｘと排気微粒子のトレードオフの関係は、エンジン高負荷時、あるいはＥＧＲ量が多くなり空気過剰率が低い運転条件で顕著になり、ＮＯｘと排気微粒子の排出量を同時に減らすためには、ＥＧＲ量を運転条件に応じて精密に制御する必要がある。また、過渡運転時のノック音を低減するためにも、ＥＧＲ量の制御精度を高めることは有効である。
【０００５】
ＥＧＲ量を制御する装置として、例えば特開昭５７−１４８０４８号公報に開示されたものは、エンジンに吸入される空気量と新気量をそれぞれ検出し、両者の差をＥＧＲ量と見なし、ＥＧＲ率（＝ＥＧＲ量／新気量）が目標ＥＧＲ率と一致するように、ＥＧＲ通路の開口面積がＥＧＲ弁を介して調節されるようになっている。これにより、ＥＧＲ弁を流れる排気ガスの挙動を考慮しなくても、目標のＥＧＲ率に制御でき、ＥＧＲ弁の詰まりを自己補正することができる。
【０００６】
しかし、この従来装置は、目標ＥＧＲ量に対して実測されるＥＧＲ量がずれた場合、ＥＧＲ弁の開口面積をどのように制御させればよいかを適合させる必要があり、例えばＰＩ制御ならば、Ｐ分Ｉ分を適合させなければならい。また、回転数、負荷、ＥＧＲ弁開度等の運転条件により、ＥＧＲ弁の開度変化に対するＥＧＲ量の変化が一定でないため各種補正が必要であり、ＥＧＲ量を運転条件に応じて精密に制御することが難しい。
【０００７】
これに対処して、ＥＧＲ弁を流れる排気ガス流量を制御する装置として、例えば特開平２−１１８５８号公報に開示されたものは、ＥＧＲ弁の前後差圧を計測し、目標ＥＧＲ率が得られるＥＧＲ弁と吸気絞り弁の開度を調節するようになっている。これは、ＥＧＲ弁を通過する排気ガスの流れを１次元非圧縮性流体として考え、ＥＧＲ率の目標値と実測値の差分に応じて、ＥＧＲ弁の開度の所要変化量を求めるため、ＥＧＲ弁のアクチュエータそのものの制御定数のみを適合させればよい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＥＧＲ弁を作動させてからシリンダに吸入されるＥＧＲ量が変わるのにある程度の時間がかかり、車両の発進時や加速時等に十分な制御応答性が得られず、排気性能が悪化したり、ノック音が発生する可能性がある。
【０００９】
例えば、車両の停止時にアイドル運転が行われている状態ではＥＧＲ量が高められ、インテークマニホールド内には大量のＥＧＲガスが充満している。この状態から車両を発進させる場合、アクセルが踏まれるのに伴って燃料噴射量が増える一方、インテークマニホールド内に溜まった大量のＥＧＲガスがシリンダ内に流入し、シリンダ内の酸素濃度が低く、二酸化炭素濃度が高く、比熱比が大きくなる。このような条件では、空気過剰率が低下し、燃焼温度が低下するため、ＰＭやススが増加し、発生トルクが低下する。このとき、運転者が等トルクを発生するためにアクセルを踏み増すと、燃料噴射量が増加し、通常負荷の増大に伴い目標ＥＧＲ率も低下するため、ＮＯｘもかえって増加する。
【００１０】
また、車両の加速中にシフトアップが行われた場合、シフトアップと同時にエンジン回転数が低下するが、トランスミッションの出力シャフトの軸出力を一定に保つためには、エンジンの発生トルクを増加させなければならない。この場合、エンジンの要求燃料噴射量も増加するが、ここでも、車両の変速前で負荷の低い条件下でインテークマニホールド内に導入されたＥＧＲガスが残留しているため、空気過剰率の低下、燃焼温度の低下により、ＰＭ、スス、ＮＯｘの増大や、発生トルクの低下を招く。
【００１１】
これに対処して、特開平８−１２８３５９号公報に開示されたものは、排気ガスがＥＧＲ弁を通過してシリンダに流入するまでかかる無駄時間を求め、過渡運転時のＥＧＲの制御精度を高めるようになっている。
【００１２】
しかしながら、この場合、運転状態の変化をエンジン回転数および吸気管内の圧力センサによって検出するため、燃料噴射量が増量されてすでに空気過剰率が低下してからＥＧＲ弁の開度を補正することになり、車両の発進時や変速時に、ＰＭ、スス、ＮＯｘの増大や、発生トルクの低下を防ぐことができない。
【００１３】
さらに、排気ガスがＥＧＲ弁を通過してシリンダに流入するまでの無駄時間の設定も過去の推定値を選択して補正するため、運転条件の変化や環境の変化により無駄時間が変化した場合、補正が過大になったり不足して所期の効果が得られない。
【００１４】
また、特開昭６２−７０６５２号公報、特開昭６３−２５３６２号公報に開示されたものは、ＥＧＲ弁の開度を車両の加減速状態に応じて補正するとともに、変速ギヤ位置に応じて目標ＥＧＲ量を補正するようになっている。
【００１５】
しかしながら、過渡運転時におけるＥＧＲ量の応答遅れは、エンジン回転数、負荷、ＥＧＲ弁の前後差圧に応じて大幅に変化するが、エアフロメータや圧力センサによってＥＧＲ量を検出するのに時間がかかるため、ＥＧＲ制御系のダイナミックスの考慮が必要であリ、変速前後等にＥＧＲ量の制御精度が悪化するという問題点がある。
【００１６】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、エンジンのＥＧＲ制御装置において、車両の発進時や変速時におけるＥＧＲ量の制御応答性を改善することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置は、エンジンの排気通路と吸気通路を結ぶＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路の途中に介装されるＥＧＲ弁と、ＥＧＲ弁の上流側と下流側に生じる圧力差をＥＧＲ差圧Ｄｌｐとして検出するＥＧＲ差圧検出手段と、運転条件に応じて要求ＥＧＲ量ＴＱｅを設定する要求ＥＧＲ量設定手段と、要求ＥＧＲ量ＴＱｅとＥＧＲ差圧Ｄｌｐに応じて要求されるＥＧＲ弁の開度Ａｅｖを演算する要求ＥＧＲ弁開度演算手段と、エンジンから車輪に伝えられる回転の変速比を変える変速機とを備える車両において、車両の変速時を検出する運転条件判別手段と、変速後の速度比を予測する変速後速度比予測手段と、変速後の速度比からエンジン回転数およびエンジン負荷を予測する変速後回転負荷予測手段と、要求ＥＧＲ弁開度Ａｅｖと変速後のエンジン回転数およびエンジン負荷の予測値に応じてＥＧＲ弁の目標開度Ａｅｖｆを演算する目標ＥＧＲ弁開度演算手段と、車両の変速完了前に演算されたＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力するＥＧＲ弁開度指令手段とを備えるものとした。
【００１８】
請求項２に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置は、吸気量を検出する吸気量検出手段と、吸気量に応じて吸気圧Ｐｍを演算する吸気圧演算手段と、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン負荷に応じて排気圧Ｐｅｘｈを演算する排気圧演算手段とを備え、請求項１に記載のＥＧＲ差圧検出手段はＥＧＲ差圧ＤｌｐをＤｌｐ＝Ｐｅｘｈ−Ｐｍとして演算する構成とした。
【００１９】
請求項３に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置は、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、アクセル開度と車速に応じて前記変速機の変速比を制御する変速比制御手段とを備え、請求項１に記載のＥＧＲ弁開度指令手段として変速比制御信号を入力して変速機の変速完了前に演算されたＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する構成とした。
【００２０】
請求項４に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置は、エンジンから変速機に伝えられる回転力を断続するクラッチと、手動で変速比が切換えられる変速機を備え、請求項１に記載のＥＧＲ弁開度指令手段はクラッチの接続が解除された状態で変速比が変えられるのに伴ってクラッチが接続される変速完了前に演算されたＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する構成とした。
【００２１】
請求項５に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置は、請求項１から４のいずれか一つに記載の発明において、変速時にＥＧＲ弁の作動によりＥＧＲ率が変化する遅れに相当する時定数を演算し、時定数に応じてＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する時期を制御する構成とした。
【００２４】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置において、変速後のエンジン回転数とエンジン負荷を予測し、要求ＥＧＲ弁開度Ａｅｖと変速後のエンジン回転数およびエンジン負荷の予測値に応じてＥＧＲ弁の目標開度Ａｅｖｆを演算し、変速完了前にＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する。
【００２５】
これにより、変速後におけるＥＧＲ量制御の応答遅れが小さくなり、変速後の加速性能を高められるとともに、排気性能を改善し、ノック音が発生することを防止できる。
【００２６】
請求項２に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置において、吸気量に応じて吸気圧Ｐｍを演算し、エンジン負荷に応じて排気圧Ｐｅｘｈを演算する。こうして求められる吸気圧Ｐｍと排気圧Ｐｅｘｈに応じて、ＥＧＲ差圧ＤｌｐをＤｌｐ＝Ｐｅｘｈ−Ｐｍとして演算する。これにより、ＥＧＲ差圧ＤｌｐはＥＧＲ通路の前後差圧となり、ＥＧＲ量が多い運転時でもＥＧＲ差圧Ｄｌｐに応じて目標ＥＧＲ量ＴＱｅに対する要求ＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖｓを的確に算出することができる。
【００２７】
請求項３に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置において、自動変速機を備える車両において、変速比制御信号を入力して変速機の変速が完了する前に演算されたＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する。
【００２８】
これにより、変速後におけるＥＧＲ量制御の応答遅れが小さくなり、変速後の加速性能を高められるとともに、排気性能を改善し、ノック音が発生することを防止できる。
【００２９】
請求項４に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置において、手動変速機を備える車両において、クラッチの接続が解除された状態で変速比が変えられるのに伴ってクラッチが接続される前にＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する。
【００３０】
これにより、変速後におけるＥＧＲ量制御の応答遅れが小さくなり、変速後の加速性能を高められるとともに、排気性能を改善し、ノック音が発生することを防止できる。
【００３１】
請求項５に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置において、変速時にＥＧＲ弁の作動によりＥＧＲ率が変化する遅れに相当する時定数を演算し、時定数に応じてＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する時期を制御することにより、変速前後におけるＥＧＲ量の精度を高められ、排気性能が改善することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をディーゼルエンジンに適用した実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本発明はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジン等に適用することも可能である。
【００３５】
図１に示すように、ディーゼルエンジンに備えられる分配型燃料噴射ポンプ５０は、ドライブシャフト５２により駆動されるフィードポンプ５３によって燃料が吸引される。フィードポンプ５３からポンプ室５５に供給された燃料は、吸入ポート５６を通って高圧プランジャポンプ５７に送られる。
【００３６】
プランジャポンプ５７のプランジャ５８は、継手７９を介してドライブシャフト５２によりエンジン回転に同期して、エンジン回転数の１／２の速度で回転駆動される。
【００３７】
プランジャ５８に固定されたカムディスク５９は、エンジンの気筒数と同数のフェイスカムをもち、回転しながらローラリング６１に配設されたローラ６２を乗り越えるたびに、スプリング６９に抗してプランジャ５８を所定のカムリフトだけ往復運動する。プランジャ５８の回転往復運動により、吸入ポート５６からプランジャ５８に刻まれた吸入スリットを介してプランジャ高圧室５４に吸引された燃料が分配ポート６３よりデリバリーバルブ６４を通って各気筒の図示しない噴射ノズル７７へと圧送される。
【００３８】
プランジャ５８が図中右側に移動してプランジャ高圧室５４から分配スリットを経て分配ポート６３へと燃料を圧送する過程で、カットオフポートの開口部がコントロールスリーブ６６の図中右側端部を越えると圧送されていた燃料が低圧ポンプ室５５へと開放される。
【００３９】
燃料噴射量は、プランジャ５８に形成されたカットオフポートを開閉するコントロールスリーブ６６の位置によって決められる。すなわち、コントロールスリーブ６６を図中右側に変位させると、燃料噴射時期が遅くなって燃料噴射量が増加し、図中左側に変位させると燃料噴射時期が早まって燃料噴射量が減少するのである。
【００４０】
コントロールスリーブ６６の位置を自動的に調節する電子制御式ガバナとしてロータリソレノイド７１が設けられる。ロータリソレノイド７１はロータ７２を回転運動させ、その先端に偏心して設けられたボールを介してコントロールスリーブ６６を直線運動させる。
【００４１】
燃料噴射時期は、タイマーピストン７５によりローラリング６１を介してフェイスカムをローラ６２に対して相対回転させることによって調整される。
【００４２】
図２にも示すように、タイマーピストン７５の両端部には低圧室８５と高圧室８６が画成され、タイマーピストン７５の両端部に作用する油圧差をタイミングコントロールバルブ７６を介して調節することにより、タイマーピストン７５を移動させてローラリング６１を回転させ、フェイスカムがローラ６２に乗り上げる時期を変化させるようになっている。
【００４３】
ロータリソレノイド７１とタイミングコントロールバルブ７６の制御手段として備えられるコントロールユニット７０は、ロータリソレノイド７１の制御電圧を予めマップ情報として設定し、スタータスイッチ８０からの信号、アクセル開度センサ８１によって検出されるアクセル開度Ａｃｃ、ポンプ回転数センサ８２によって検出されるエンジン回転数Ｎｅ、水温センサ８３によって検出されるエンジン水温Ｔｗ、ノズルリフトセンサ８４によって検出される噴射ノズル７７の開弁時期等を入力し、これら検出された運転条件に応じて適切な燃料噴射量と燃料噴射時期を演算し、演算された燃料噴射量をロータリソレノイド７１の制御電圧に変換して出力するとともに、演算された燃料噴射時期をタイミングコントロールバルブ７６のデューティ信号として出力する。なお、図中６５は燃料温度センサである。
【００４４】
図３のフローチャートは燃料噴射量Ｑｓｏｌを演算するルーチンを示しており、コントロールユニット７０にて一定周期毎に実行される。
【００４５】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射ポンプ５０のコントロールレバー開度ＣＬを読込む。
【００４６】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖが図４に示すマップに基づきエンジン回転数Ｎｅとコントロールレバー開度ＣＬに応じて検索される。
【００４７】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖに対してエンジン水温等の各種補正が行われて、燃料噴射量Ｑｓｏｌが求められる。
【００４８】
続いてＳｔｅｐ４に進んで、最大燃料噴射量Ｑｓｏｌ１ＭＡＸが図５に示すマップに基づきエンジン回転数Ｎｅと過給圧Ｐｍに応じて検索され、燃料噴射量Ｑｓｏｌが最大燃料噴射量Ｑｓｏｌ１ＭＡＸを超えないように制限される。
【００４９】
図６はディーゼルエンジンに備えられるＥＧＲ装置の概略を示している。エンジン２０の排気通路２と吸気通路１のインテークマニホールド８を結ぶＥＧＲ通路３が設けられ、ＥＧＲ通路３の途中にはＥＧＲ弁４が介装される。ＥＧＲ弁４の開度が大きくなるほど、ＥＧＲ通路３を介して吸気通路１に還流されるＥＧＲ量は増大する。ＥＧＲ弁４はステップモータ５によって駆動される。ステップモータ５のステップ数がコントロールユニット３０によりエンジン運転条件に応じて制御されることにより、ＥＧＲ弁４の開度が調節される。
【００５０】
吸気通路１にはＥＧＲ通路３の合流部より上流側にバタフライ式の吸気絞り弁９が介装される。吸気絞り弁９はダイヤフラム式アクチュエータ６を介して開閉作動する。吸気絞り弁９より下流側の吸気通路１には、吸気絞り弁９の開度が小さくなるのに伴って吸入負圧が発生し、ＥＧＲ通路３を介して吸気通路１に還流されるＥＧＲ量が増大する。
【００５１】
ダイヤフラム式アクチュエータ６は、バキュームポンプ（図示せず）から電磁弁２１を介して導かれる負圧と、電磁弁２２とオリフィス２３を介して導かれる負圧に応じて作動する。電磁弁２１と電磁弁２２の開度がコントロールユニット３０によりエンジン運転条件に応じて制御されることにより、吸気絞り弁９の開度が調節される。
【００５２】
吸気通路１の絞り弁９より上流側に熱線式のエアフロメータ１２が介装される。通電により加熱されるホットワイヤ（発熱抵抗体）はその抵抗値が吸入空気量に応じて変化するので、吸入新気量Ｑａｃに応じた信号を出力する。
【００５３】
吸気通路１の絞り弁９より下流側のインテークマニホールド８に吸気圧センサ１３が介装される。吸気圧センサ１３はインテークマニホールド８の吸気圧力Ｐｍに応じた信号を出力する。
【００５４】
排気通路２に排気圧センサ１４が介装される。排気圧センサ１４は排気通路２の排気圧力Ｐｅｘｈに応じた信号を出力する。
【００５５】
図７のフローチャートはＥＧＲ弁４のリフト量を制御するルーチンを示しており、コントロールユニット３０において一定周期毎に実行される。
【００５６】
これについて説明すると、Ｓｔｅｐ１にて吸気圧センサ１３によって検出される吸気圧力Ｐｍを読込む。
【００５７】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、排気圧センサ１４によって検出される排気圧力Ｐｅｘｈを読込む。
【００５８】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、ＥＧＲ差圧ＤｌｐをＤｌｐ＝Ｐｅｘｈ−Ｐｍとして演算する。
【００５９】
一方、Ｓｔｅｐ４にて、エンジン運転条件を代表する信号として、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ等に応じて予め設定された目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを検索する。
【００６０】
続いてＳｔｅｐ５に進んで、エアフロメータ１２によって検出される吸入新気量Ｑａｃを読込む。
【００６１】
続いてＳｔｅｐ６に進んで、目標ＥＧＲ量ＴＱｅを目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒと吸入新気量Ｑａｃに応じて、ＴＱｅ＝Ｍｅｇｒ×Ｑａｃとして演算する。
【００６２】
続いてＳｔｅｐ７に進んで、要求ＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖｓを要求ＥＧＲ量ＴＱｅとＥＧＲ差圧Ｄｌｐに応じて、
Ａｅｖｓ＝ＴＱｅ／（２×ＲＯＵ＃×Ｄｌｐ）−１／２として演算する。ただしＲＯＵ＃は、排気ガスの粘性である。
【００６３】
一方、Ｓｔｅｐ８にて、流量係数ａをエンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに応じて検索する。
【００６４】
続いてＳｔｅｐ９に進んで、流量係数ａと要求ＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖｓに応じて要求ＥＧＲ弁開度ＡｅｖをＡｅｖ＝ａ×Ａｅｖｓｂ として演算する。ただし、係数ｂはＥＧＲ弁４の開度に応じて予め設定された値である。
【００６５】
続いてＳｔｅｐ１０に進んで、要求ＥＧＲ弁開度Ａｅｖに対するＥＧＲ弁４のリフト量Ｔｌｉｆｔを検索する。
【００６６】
続いてＳｔｅｐ１１に進んで、リフト量Ｔｌｉｆｔに応じたステップ数をステップモータ５に出力する。
【００６７】
図８に示すように、ディーゼルエンジン２０の出力軸には、トルクコンバータ８５を介して自動変速機８６の入力軸が連結される。自動変速機８６の出力軸にプロペラシャフト８７が連結され、エンジン２０の回転力がプロペラシャフト８７からデファレンシャルギアおよびドライブシャフトを介して左右の車輪８８に伝達される。
【００６８】
自動変速機８６は前進４段、後進１段からなる遊星歯車機構を有し、コントロールユニット９０から変速指令バルブに出力される信号によって変速ギア位置が切換えられる。
【００６９】
遊星歯車の変速比を切換える油圧回路を制御するアクチュエータとして、図９に示すように、１速締結ブレーキＢ１を作動させるソレノイドバルブ４２と、２速締結ブレーキＣを作動させるソレノイドバルブ４１と、後退変速のためのブレーキＢ２を作動させるソレノイドバルブ４３とが備えられる。
【００７０】
図９において９１はアクセルペダルであり、９２はブレーキペダルである。ブレーキペダル９２がドライバーによって踏み込まれるのに伴ってブレーキ９３が作動し、車両の制動が行われるようになっている。
【００７１】
コントロールユニット９０は、アクセルペダル９１の開度センサ９４、ブレーキペダルが踏まれているか否か検出するブレーキスイッチ９５、エンジン２０の回転数センサ９７、車速センサ９６等の検出信号を入力するとともに、エンジンコントロールユニット７０からの信号を入力して、変速機８６の制御信号を出力する。
【００７２】
図１０に示すように、コントロールユニット３０は、エンジン負荷信号、変速信号、ブレーキ信号、エンジン回転数信号、ドライブシャフト回転数信号等を入力して、発進時または変速時を検出する運転条件判別手段１２１を備える。
【００７３】
変速後速度比予測手段１２２は、変速後の速度比を予測する。変速後回転負荷予測手段１２３は、変速後の速度比からエンジン回転数およびエンジン負荷を予測する。
【００７４】
一方、急加速時補正値検索手段１２４は、急加速時に要求される目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆの補正値を検索する。目標ＥＧＲ弁開度検索手段１２５は、変速後のエンジン回転数およびエンジン負荷から変速後の目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆを検索する。
【００７５】
タイマ時定数検索手段１２６は、予測される変速後のエンジン回転数とエンジン負荷に応じてタイマ時定数を検索し、遅れ予測進み処理手段１２７は検索されたタイマ時定数に応じて、例えば図１１に示すように、目標ＥＧＲ弁開度の遅れを補償するタイミングを演算し、目標ＥＧＲ値出力手段１２８は最終的な目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆの指令値Ｔｌｉｆｔを出力する。
【００７６】
図１２のフローチャートは変速機８６の変速を制御するルーチンを示しており、コントロールユニット９０にて一定周期毎に実行される。
【００７７】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、車速ＶＳＰ、アクセル開度ＴＶＯを読込む。
【００７８】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、要求される変速段を図１３に示すマップに基づき車速ＶＳＰとアクセル開度ＴＶＯに応じて検索する。
【００７９】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、現在の変速段が要求される変速段と異なる変速時かどうかを判定する。
【００８０】
変速時と判定された場合、Ｓｔｅｐ４に進んで、変速待ち時間Ｔｓｏｌｄｌｙを予め設定されたマップに基づき運転条件応じて検索する。
【００８１】
続いてＳｔｅｐ５に進んで、所定のタイミングでソレノイドバルブ４１，４２，４３等の作動を制御する信号を出力する。
【００８２】
図１４のフローチャートは運転条件を判別するルーチンを示しており、コントロールユニット９０にて一定周期毎に実行される。
【００８３】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ２にて、エンジン回転数Ｎｅ、ドライブシャフト回転数Ｎｄの検出信号、変速信号、ブレーキ信号を読込む。
【００８４】
ブレーキスイッチ９５がオンからオフに切換わり、かつ車速（Ｎｄ）が０の場合、Ｓｔｅｐ３からＳｔｅｐ７に進んで、発進フラグを立てる。
【００８５】
燃料噴射量の１サイクル当たりの増加分ｄＱが所定値ＤＴより大きいか、あるいはエンジン回転数の１サイクル当たりの上昇分ｄＮｅが所定値ＤＮより大きい場合、Ｓｔｅｐ４からＳｔｅｐ８に進んで、急加減速フラグを立てる。
【００８６】
目標変速ソレノイド信号ＳＯＬＴが前回の変速ギアより変更された場合、Ｓｔｅｐ５からＳｔｅｐ９に進んで、変速フラグを立てる。
【００８７】
いずれにも当てはまらなかった場合、Ｓｔｅｐ６からＳｔｅｐ１０に進んで、定常フラグを立てる。
【００８８】
図１５のフローチャートは目標変速比を演算するルーチンを示しており、コントロールユニット９０にて一定周期毎に実行される。
【００８９】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、目標変速ソレノイド信号ＳＯＬＴを読込む。
【００９０】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、目標変速ソレノイド信号ＳＯＬＴに応じた変速比を演算して、本ルーチンを終了する。
【００９１】
図１６のフローチャートは変速後のエンジン回転数と燃料噴射量を演算するルーチンを示しており、コントロールユニット９０にて一定周期毎に実行される。
【００９２】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、ドライブシャフト回転数Ｎｄの検出信号と変速信号ｉを読込む。
【００９３】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、変速前におけるトルクコンバータ３１の出力軸回転数Ｎｔ＿ＢｆをＮｔ＿Ｂｆ＝Ｎｄ×ｉｎとして演算する。
【００９４】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、変速前における変速比ｅをｅ＝Ｎｔ＿Ｂｆ／Ｎｅとして演算する。
【００９５】
続いてＳｔｅｐ４に進んで、容量係数Ｃを予め設定された図１７に示すテーブルに基づき変速比ｅに応じて検索する。そして、トルク比ｔを予め設定された図１８に示すテーブルに基づき変速比ｅに応じて検索する。
【００９６】
続いてＳｔｅｐ５に進んで、ドライブシャフトトルクＴｔをＴｔ＝Ｃ×Ｎｅ２／ｔとして演算する。
【００９７】
続いてＳｔｅｐ６に進んで、変速後におけるトルクコンバータ３１の出力軸回転数Ｎｔ＿ＡｆをＮｔ＿Ａｆ＝Ｎｄ×ｉｎ ± ｋとして演算する。
【００９８】
続いてＳｔｅｐ７に進んで、変速後速度比ｅをｅ＝Ｎｔ＿Ａｆ／Ｎｅとして演算する。
【００９９】
続いてＳｔｅｐ８に進んで、容量係数Ｃを予め設定された図１７に示すテーブルに基づき変速比ｅに応じて検索する。そして、トルク比ｔを予め設定された図１８に示すテーブルに基づき変速比ｅに応じて検索する。
【０１００】
続いてＳｔｅｐ９に進んで、変速後におけるエンジン回転数Ｎｅ＿ＡｆをＮｅ＿Ａｆ＝［Ｔｔ／（ｃ×ｔ）］１／２として演算する。
【０１０１】
続いてＳｔｅｐ１０に進んで、エンジントルクＴｅをＴｅ＝Ｃ×Ｎｅ２として演算する。
【０１０２】
続いてＳｔｅｐ１１に進んで、燃料噴射量Ｑｓｏｌ＿ａｆを予め設定された図１９に示すマップに基づき変速後におけるエンジン回転数Ｎｅ＿ＡｆとエンジントルクＴｅに応じて検索し、本ルーチンを終了する。
【０１０３】
図２０のフローチャートは運転条件に応じた目標ＥＧＲ開度ゲインを演算するルーチンを示しており、コントロールユニット７０にて一定周期毎に実行される。
【０１０４】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、運転条件フラグを読込む。
【０１０５】
発進時はＳｔｅｐ２に進んで、目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＳＴ＃を検索する。
【０１０６】
急加速時はＳｔｅｐ３に進んで、エンジン回転数に応じて予め設定された図２１に示すマップに基づき目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＡを検索する。
【０１０７】
急減速時はＳｔｅｐ４に進んで、エンジン回転数に応じて予め設定された図２２に示すマップに基づき目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＤを検索し、本ルーチンを終了する。
【０１０８】
図２３のフローチャートは目標ＥＧＲ弁開度の遅れ、進み補償処理を行うルーチンを示しており、コントロールユニット７０にて一定周期毎に実行される。
【０１０９】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆと１サイクル前の目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆｎ−１および過渡フラグを読込む。
【０１１０】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、現在の運転条件に応じた補正ゲインＧＫＥＧＲを読込む。すなわち、発進時、急加速時、急減速時、シフトアップ時、シフトダウン時、定常時のそれぞれに設定された値を読込む。
【０１１１】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、最終的な目標ＥＧＲ弁開度ＡｅｖｆをＡｅｖｆ＝ＧＫＥＧＲ×Ａｅｖｆ−Ａｅｖｆｎ−１として演算し、遅れる分だけ目標値の上乗せをする進み処理をして、目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆを出力し、本ルーチンを終了する。
【０１１２】
こうして、発進時や変速時にエンジン回転数とエンジン負荷の予測値に応じて目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆを演算し、発進前や変速完了前にＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力することにより、図２４、図２５に示すように、従来装置に比べて発進後や変速後におけるＥＧＲ量制御の応答遅れが小さくなり、変速後の加速性能を高められるとともに、排気性能が改善することができる。
【０１１３】
図２６のフローチャートは車両の変速時に変速機８６の変速作動の遅れを予測して目標ＥＧＲ弁開度の進み補償処理を行うルーチンを示しており、コントロールユニット３０にて一定周期毎に実行される。
【０１１４】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、変速信号ｉとエンジン回転数Ｎｅを読込む。
【０１１５】
続いてステップ２に進んで、変速信号ｉが出力されたかどうかを判定する。
【０１１６】
変速信号ｉが出力された場合、ステップ３に進んで、ＥＧＲ系の遅れ時間ＴｄＥＧＲをを容積がＶｏｌＭａｎｉのインテークマニホールド８を介してＥＧＲガスが容積Ｖｏｌｃｙｌのシリンダに輸送される時間（ＶｏｌＭａｎｉ／Ｖｏｌｃｙｌ）／（Ｎｅ／６０）とＥＧＲ弁４の遅れ時間ＴｄＥＧＲＶ＃（デッドタイム＋９０％応答時間）の和として求める。
【０１１７】
続いてステップ４に進んで、変速段数に応じた変速ディレイ時間Ｔｓｆｔｉ（ｉ＝１−２，２−３，３−４，４−３，３−２，２−１）を読込む。
【０１１８】
続いてステップ５に進んで、変速時進み処理禁止時間ＴｓｈｔをＴｓｈｔ＝Ｔｓｆｔｉ−ＴｄＥＧＲとして算出する。
【０１１９】
続いてステップ６に進んで、変速ディレイ時間Ｔｓｆｔｉに応じたタイマＴｍｓｈｔをセットする。
【０１２０】
一方、ステップ２で、変速信号ｉが出力されないと判定された場合、ステップ７に進んで、タイマＴｍｓｈｔが変速時進み処理禁止時間Ｔｓｈｔを超えたかどうかを判定する。
【０１２１】
タイマＴｍｓｈｔが変速時進み処理禁止時間Ｔｓｈｔを超えるまでの間は、ステップ８に進んで、目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＤ＝１として、目標ＥＧＲ弁開度の補正を行わない。
【０１２２】
タイマＴｍｓｈｔが変速時進み処理禁止時間Ｔｓｈｔを超えると、ステップ９に進んで、タイマＴｍｓｈｔをリセットする。
【０１２３】
このようにして、変速時における目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆの進み処理を、ＥＧＲ弁４の作動に対するＥＧＲ率の遅れと、変速機８６の変速作動の遅れに対応して行うことにより、変速前後におけるＥＧＲ量の精度を高められ、排気性能が改善することができる。
【０１２４】
次に、他の実施形態として、エンジンから変速機に伝えられる回転力を断続するクラッチと、手動で変速ギア位置を切換える変速機を備える車両において、クラッチの接続が解除された状態で変速比が変えられるのに伴ってクラッチが接続される前に、エンジン回転数とエンジン負荷の予測値に応じＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する構成としてもよい。
【０１２５】
これにより、変速後におけるＥＧＲ弁開度制御の応答遅れが小さくなり、変速後の加速性能を高められるとともに、排気性能を改善することができる。
【０１２６】
次に、図２７〜図２９に示す他の実施形態は、車両の発進時にブレーキのよる制動が解除されてからカウントされる発進時タイマＴｓｔに応じて目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを減量補正するようになっている。
【０１２７】
図２７のフローチャートは車両の発進時を判断するルーチンを示しており、コントロールユニット９０にて一定周期毎に実行される。
【０１２８】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、車速ＶＳＰ、アクセル開度ＴＶＯ、ブレーキスイッチ９５の信号を読込む。
【０１２９】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、車速ＶＳＰがゼロであり、アクセル開度ＴＶＯがゼロであり、かつブレーキスイッチ９５がオンからオフに切り替わる発進時かどうかを判定する。
【０１３０】
この発進時と判定された場合、発進時タイマＴｓｔのカウントを開始する。
【０１３１】
図２８のフローチャートは車両の発進前に目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを補正するルーチンを示しており、コントロールユニット３０にて一定周期毎に実行される。
【０１３２】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、発進時タイマＴｓｔを読込む。
【０１３３】
続いてステップ２に進んで、ブレーキペダル９２が離されてから計測される発進時タイマＴｓｔが所定値Ｔｓｔ＿ＥＮＤ経過するまでの間かどうかを判定する。
【０１３４】
発進時タイマＴｓｔが所定値Ｔｓｔ＿ＥＮＤ経過するまでの間は、ステップ３に進み、図２９に示すマップに基づき、発進タイマＴｓｔに応じて補正ゲインＧＫＳＴを検索する。
【０１３５】
続いてステップ４に進んで、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを補正ゲインＧＫＳＴにより減量補正する。
【０１３６】
これにより、車両の発進完了前に目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒがブレーキペダル９２が離されてからの時間に応じて減量補正されることにより、発進後のＥＧＲ量制御の応答遅れが小さくなり、車両の加速性能を高められるとともに、排気性能を改善し、ノック音を解消することができる。
【０１３７】
次に、図３０に示す実施形態について説明する。なお、図６との対応部分には同一符号を付す。
【０１３８】
前記実施形態では排気圧センサ１４と吸気圧センサ１３の圧力検出精度は±１０ｍｍＨｇ程度の誤差があるため、ＥＧＲ量が増えて排気通路３と吸気通路１の圧力差Ｐｅｘｈ−Ｐｍが小さくなる運転領域ではＥＧＲ差圧Ｄｌｐを的確に検出することが難しい。
【０１３９】
排気圧センサ１４と吸気圧センサ１３は、排気ガスまたはＥＧＲガスにさらされるため、熱劣化や検出部のつまり等を起こして検出精度が悪化する可能性がある。
【０１４０】
これに対処して、本実施形態では、吸入新気量と新気温度から吸気圧を演算し、吸入新気量と燃料噴射量およびエンジン回転数から排気圧を演算し、これら演算値によりＥＧＲ差圧Ｄｌｐを演算して、ＥＧＲ量を的確に制御するものである。
【０１４１】
図３１のフローチャートは吸気圧Ｐｍを演算するルーチンを示しており、コントロールユニット３０において一定周期毎に実行される。
【０１４２】
これについて説明すると、Ｓｔｅｐ１にてエアフロメータ１２の出力電圧を読込み、単位時間当たりの吸気重量Ｑａｓ０に変換する。
【０１４３】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、吸気重量Ｑａｓ０とエンジン回転数Ｎｅに応じて単位サイクル当たりの吸気量Ｑａｃｂを演算する。
【０１４４】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、吸気通路１の流路形状に対するエアフロメータ１２の出力の補正を行うため、吸気量Ｑａｃｂをエンジン回転数Ｎｅに応じて補正した吸入新気量Ｑａｃに変換する。
【０１４５】
一方、Ｓｔｅｐ４にて、エンジン回転数Ｎｅと吸入新気量Ｑｓｏｌに応じて補正係数ＫｉｎＨＱを検索する。
【０１４６】
また、Ｓｔｅｐ５にて、エンジン回転数Ｎｅと吸気量Ｑａｃ（負荷）に応じて補正係数ＫｉｎＨ２を検索する。
【０１４７】
続いてＳｔｅｐ６に進んで、体積効率相当値ＫｉｎをＫｉｎ＝ＫｉｎＨＱ×ＫｉｎＨ２として演算する。
【０１４８】
一方、Ｓｔｅｐ７にて、吸気温度センサ１８の出力電圧を吸気温度Ｔａ０に変換する。
【０１４９】
続いてＳｔｅｐ８に進んで、吸気圧に対する温度上昇を補正し、吸入新気温度Ｔｉｎｔとして出力する。
【０１５０】
続いてＳｔｅｐ９に進んで、吸気圧指数ＣｐｍをＣｐｍ＝Ｑａｃ×Ｔｉｎｔ÷Ｋｉｎとして演算する。
【０１５１】
続いてＳｔｅｐ１０に進んで、吸気圧ＰｍをＰｍ＝Ｋｐｍ＃×Ｃｐｍ＋Ｏｐｍ＃として演算する。
【０１５２】
図３２のフローチャートは排気圧Ｐｅｘｈを演算するルーチンを示しており、コントロールユニット３０において一定周期毎に実行される。
【０１５３】
これについて説明すると、Ｓｔｅｐ１にて燃料噴射量Ｑｆに応じた基本排気温度を検索する。
【０１５４】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、スワール制御弁開度に応じて基本排気温度を補正し、補正基本排気温度Ｔｅｘｈｉに変換する。なお、図示しないスワール制御弁は吸気通路に介装され、運転条件に応じてシリンダに流入する吸気流速を変えて、シリンダにスワールを生起するようになっている。
【０１５５】
Ｓｔｅｐ３にて、吸気温度補正係数Ｋｔｍｐｅを吸気温度Ｔｎｅ／ＴＡ＃に応じて検索する。
【０１５６】
Ｓｔｅｐ４にて、排気圧力補正係数Ｋｔｍｐｐを排気圧力Ｐｅｘｈ／ＰＡ＃に応じて検索する。
【０１５７】
Ｓｔｅｐ５にて、噴射時期補正係数Ｋｔｍｐｉｔを噴射時期ＩＴＴＤＣ＃等に応じて
Ｋｔｍｐｉｔ＝（ＩＴＴＤＣ−Ｉｔｉｓｔｄ）／ＩＴＴＤＣ＃×ＧＩＴ−Ｔｅｘｈｉ＃＋１
として演算する。
【０１５８】
続いてＳｔｅｐ６に進んで、排気温度相当値ＴｍｐｅｈをＴｍｐｅｈ＝Ｋｔｅｘｈｉ×Ｋｔｍｐｅ×Ｋｔｍｐｐ×Ｋｔｍｐｉｔとして演算する。
【０１５９】
一方、Ｓｔｅｐ７にて、吸気量Ｑａｃに応じて、吸気行程と排気行程の差分だけサイクル処理し、作動排気ガス量Ｑｅｘｈとして出力する。
【０１６０】
続いてＳｔｅｐ８に進んで、排気圧力指数Ｃｐｅｘｈを算出し、Ｓｔｅｐ９に進んで、排気圧ＰｅｘｈをＰｅｘｈ＝Ｋｐｅｘｈ＃×Ｃｐｅｘｈ＋Ｏｐｅｘｈ＃として演算する。
【０１６１】
こうして求められる吸気圧Ｐｍと排気圧Ｐｅｘｈに応じて、ＥＧＲ差圧ＤｌｐをＤｌｐ＝Ｐｅｘｈ−Ｐｍとして演算する。これにより、ＥＧＲ差圧ＤｌｐはＥＧＲ通路の前後差圧となり、ＥＧＲ量が多い運転時でもＥＧＲ差圧Ｄｌｐに応じて目標ＥＧＲ量ＴＱｅに対する要求ＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖｓを的確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す燃料噴射ポンプの断面図。
【図２】同じくタイミングコントロールバルブ等の断面図。
【図３】同じく燃料噴射量Ｑｓｏｌを演算するためのフローチャート。
【図４】同じく基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを設定したマップ。
【図５】同じく最大燃料噴射量Ｑｓｏｌ１ＭＡＸを設定したマップ。
【図６】同じくＥＧＲ装置のシステム図。
【図７】同じくＥＧＲ制御内容を示すフローチャート。
【図８】同じく車両の駆動系のシステム図。
【図９】同じく変速機に備えられるアクチュエータの構成図。
【図１０】同じく制御ブロック図。
【図１１】同じくＥＧＲ量の制御例を示す線図。
【図１２】同じく変速処理を行うためのフローチャート。
【図１３】同じく変速段を設定したマップ。
【図１４】同じく運転条件を判別するマップ。
【図１５】同じく変速比を検索するフローチャート。
【図１６】同じく変速後のエンジン回転と負荷を演算するためのフローチャート。
【図１７】同じく容量係数Ｃを設定したテーブル。
【図１８】同じくトルク比Ｔを設定したテーブル。
【図１９】同じく燃料噴射量Ｑｓｏｌ＿ａｆを設定したテーブル。
【図２０】同じく目標ＥＧＲ開度ゲインを演算するためのフローチャート。
【図２１】同じく急加速時における目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＡを設定したマップ。
【図２２】同じく目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＤを設定したマップ。
【図２３】同じく目標ＥＧＲ開度Ａｅｖｆを演算するためのフローチャート。
【図２４】同じく空気過剰率等の制御例を示す線図。
【図２５】同じく排気特性等を示す線図。
【図２６】変速時にＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆの進み処理のディレイ演算を行うフローチャート。
【図２７】他の実施形態を示す発進時を判定するためのフローチャート。
【図２８】同じく発進時に目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを補正するためのフローチャート。
【図２９】同じく補正ゲインＧＫＳＴを設定したマップ。
【図３０】さらに他の実施形態を示すＥＧＲ装置のシステム図。
【図３１】同じくＥＧＲ制御内容を示すフローチャート。
【図３２】同じく制御内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ 吸気通路
２ 排気通路
３ ＥＧＲ通路
４ ＥＧＲ弁
１２ エアフロメータ
１３ 吸気圧センサ
１４ 排気圧センサ
１８ 吸気温センサ
２０ ディーゼルエンジン
３０ ＥＧＲ弁のコントロールユニット
５０ 燃料噴射ポンプ
７０ エンジンのコントロールユニット
７６ タイミングコントロールバルブ
８６ 自動変速機
８８ 車輪
９０ 変速機のコントロールユニット
９１ アクセルペダル
９２ ブレーキペダル
９３ ブレーキ
１２１ 運転条件判別手段
１２２ 変速後速度比予測手段
１２３ 変速後回転負荷予測手段
１２４ 急加速時補正値検索手段
１２５ 目標ＥＧＲ開度検索手段
１２６ ＥＧＲ系時定数時定数演算手段
１２７ 遅れ予測進み処理手段
１２８ 目標ＥＧＲ値出力手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の発進時や変速時等にＥＧＲ量（吸気系に還流される排気ガス量）を制御するエンジンのＥＧＲ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジン等にあっては、排気ガス中の有害成分であるＮＯｘの発生を抑制するために、吸気通路に不活性の排気ガスを再循環させる、いわゆるＥＧＲ装置が設けられている。
【０００３】
しかし、吸気通路に不活性の排気ガスを再循環させてＮＯｘの発生を抑制すると、燃焼雰囲気が酸素不足となるため、排気微粒子やＨＣ、ＣＯ等の排出量が増える傾向がある。
【０００４】
このＮＯｘと排気微粒子のトレードオフの関係は、エンジン高負荷時、あるいはＥＧＲ量が多くなり空気過剰率が低い運転条件で顕著になり、ＮＯｘと排気微粒子の排出量を同時に減らすためには、ＥＧＲ量を運転条件に応じて精密に制御する必要がある。また、過渡運転時のノック音を低減するためにも、ＥＧＲ量の制御精度を高めることは有効である。
【０００５】
ＥＧＲ量を制御する装置として、例えば特開昭５７−１４８０４８号公報に開示されたものは、エンジンに吸入される空気量と新気量をそれぞれ検出し、両者の差をＥＧＲ量と見なし、ＥＧＲ率（＝ＥＧＲ量／新気量）が目標ＥＧＲ率と一致するように、ＥＧＲ通路の開口面積がＥＧＲ弁を介して調節されるようになっている。これにより、ＥＧＲ弁を流れる排気ガスの挙動を考慮しなくても、目標のＥＧＲ率に制御でき、ＥＧＲ弁の詰まりを自己補正することができる。
【０００６】
しかし、この従来装置は、目標ＥＧＲ量に対して実測されるＥＧＲ量がずれた場合、ＥＧＲ弁の開口面積をどのように制御させればよいかを適合させる必要があり、例えばＰＩ制御ならば、Ｐ分Ｉ分を適合させなければならい。また、回転数、負荷、ＥＧＲ弁開度等の運転条件により、ＥＧＲ弁の開度変化に対するＥＧＲ量の変化が一定でないため各種補正が必要であり、ＥＧＲ量を運転条件に応じて精密に制御することが難しい。
【０００７】
これに対処して、ＥＧＲ弁を流れる排気ガス流量を制御する装置として、例えば特開平２−１１８５８号公報に開示されたものは、ＥＧＲ弁の前後差圧を計測し、目標ＥＧＲ率が得られるＥＧＲ弁と吸気絞り弁の開度を調節するようになっている。これは、ＥＧＲ弁を通過する排気ガスの流れを１次元非圧縮性流体として考え、ＥＧＲ率の目標値と実測値の差分に応じて、ＥＧＲ弁の開度の所要変化量を求めるため、ＥＧＲ弁のアクチュエータそのものの制御定数のみを適合させればよい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＥＧＲ弁を作動させてからシリンダに吸入されるＥＧＲ量が変わるのにある程度の時間がかかり、車両の発進時や加速時等に十分な制御応答性が得られず、排気性能が悪化したり、ノック音が発生する可能性がある。
【０００９】
例えば、車両の停止時にアイドル運転が行われている状態ではＥＧＲ量が高められ、インテークマニホールド内には大量のＥＧＲガスが充満している。この状態から車両を発進させる場合、アクセルが踏まれるのに伴って燃料噴射量が増える一方、インテークマニホールド内に溜まった大量のＥＧＲガスがシリンダ内に流入し、シリンダ内の酸素濃度が低く、二酸化炭素濃度が高く、比熱比が大きくなる。このような条件では、空気過剰率が低下し、燃焼温度が低下するため、ＰＭやススが増加し、発生トルクが低下する。このとき、運転者が等トルクを発生するためにアクセルを踏み増すと、燃料噴射量が増加し、通常負荷の増大に伴い目標ＥＧＲ率も低下するため、ＮＯｘもかえって増加する。
【００１０】
また、車両の加速中にシフトアップが行われた場合、シフトアップと同時にエンジン回転数が低下するが、トランスミッションの出力シャフトの軸出力を一定に保つためには、エンジンの発生トルクを増加させなければならない。この場合、エンジンの要求燃料噴射量も増加するが、ここでも、車両の変速前で負荷の低い条件下でインテークマニホールド内に導入されたＥＧＲガスが残留しているため、空気過剰率の低下、燃焼温度の低下により、ＰＭ、スス、ＮＯｘの増大や、発生トルクの低下を招く。
【００１１】
これに対処して、特開平８−１２８３５９号公報に開示されたものは、排気ガスがＥＧＲ弁を通過してシリンダに流入するまでかかる無駄時間を求め、過渡運転時のＥＧＲの制御精度を高めるようになっている。
【００１２】
しかしながら、この場合、運転状態の変化をエンジン回転数および吸気管内の圧力センサによって検出するため、燃料噴射量が増量されてすでに空気過剰率が低下してからＥＧＲ弁の開度を補正することになり、車両の発進時や変速時に、ＰＭ、スス、ＮＯｘの増大や、発生トルクの低下を防ぐことができない。
【００１３】
さらに、排気ガスがＥＧＲ弁を通過してシリンダに流入するまでの無駄時間の設定も過去の推定値を選択して補正するため、運転条件の変化や環境の変化により無駄時間が変化した場合、補正が過大になったり不足して所期の効果が得られない。
【００１４】
また、特開昭６２−７０６５２号公報、特開昭６３−２５３６２号公報に開示されたものは、ＥＧＲ弁の開度を車両の加減速状態に応じて補正するとともに、変速ギヤ位置に応じて目標ＥＧＲ量を補正するようになっている。
【００１５】
しかしながら、過渡運転時におけるＥＧＲ量の応答遅れは、エンジン回転数、負荷、ＥＧＲ弁の前後差圧に応じて大幅に変化するが、エアフロメータや圧力センサによってＥＧＲ量を検出するのに時間がかかるため、ＥＧＲ制御系のダイナミックスの考慮が必要であリ、変速前後等にＥＧＲ量の制御精度が悪化するという問題点がある。
【００１６】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、エンジンのＥＧＲ制御装置において、車両の発進時や変速時におけるＥＧＲ量の制御応答性を改善することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置は、エンジンの排気通路と吸気通路を結ぶＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路の途中に介装されるＥＧＲ弁と、ＥＧＲ弁の上流側と下流側に生じる圧力差をＥＧＲ差圧Ｄｌｐとして検出するＥＧＲ差圧検出手段と、運転条件に応じて要求ＥＧＲ量ＴＱｅを設定する要求ＥＧＲ量設定手段と、要求ＥＧＲ量ＴＱｅとＥＧＲ差圧Ｄｌｐに応じて要求されるＥＧＲ弁の開度Ａｅｖを演算する要求ＥＧＲ弁開度演算手段と、エンジンから車輪に伝えられる回転の変速比を変える変速機とを備える車両において、車両の変速時を検出する運転条件判別手段と、変速後の速度比を予測する変速後速度比予測手段と、変速後の速度比からエンジン回転数およびエンジン負荷を予測する変速後回転負荷予測手段と、要求ＥＧＲ弁開度Ａｅｖと変速後のエンジン回転数およびエンジン負荷の予測値に応じてＥＧＲ弁の目標開度Ａｅｖｆを演算する目標ＥＧＲ弁開度演算手段と、車両の変速完了前に演算されたＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力するＥＧＲ弁開度指令手段とを備えるものとした。
【００１８】
請求項２に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置は、吸気量を検出する吸気量検出手段と、吸気量に応じて吸気圧Ｐｍを演算する吸気圧演算手段と、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン負荷に応じて排気圧Ｐｅｘｈを演算する排気圧演算手段とを備え、請求項１に記載のＥＧＲ差圧検出手段はＥＧＲ差圧ＤｌｐをＤｌｐ＝Ｐｅｘｈ−Ｐｍとして演算する構成とした。
【００１９】
請求項３に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置は、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、アクセル開度と車速に応じて前記変速機の変速比を制御する変速比制御手段とを備え、請求項１に記載のＥＧＲ弁開度指令手段として変速比制御信号を入力して変速機の変速完了前に演算されたＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する構成とした。
【００２０】
請求項４に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置は、エンジンから変速機に伝えられる回転力を断続するクラッチと、手動で変速比が切換えられる変速機を備え、請求項１に記載のＥＧＲ弁開度指令手段はクラッチの接続が解除された状態で変速比が変えられるのに伴ってクラッチが接続される変速完了前に演算されたＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する構成とした。
【００２１】
請求項５に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置は、請求項１から４のいずれか一つに記載の発明において、変速時にＥＧＲ弁の作動によりＥＧＲ率が変化する遅れに相当する時定数を演算し、時定数に応じてＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する時期を制御する構成とした。
【００２４】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置において、変速後のエンジン回転数とエンジン負荷を予測し、要求ＥＧＲ弁開度Ａｅｖと変速後のエンジン回転数およびエンジン負荷の予測値に応じてＥＧＲ弁の目標開度Ａｅｖｆを演算し、変速完了前にＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する。
【００２５】
これにより、変速後におけるＥＧＲ量制御の応答遅れが小さくなり、変速後の加速性能を高められるとともに、排気性能を改善し、ノック音が発生することを防止できる。
【００２６】
請求項２に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置において、吸気量に応じて吸気圧Ｐｍを演算し、エンジン負荷に応じて排気圧Ｐｅｘｈを演算する。こうして求められる吸気圧Ｐｍと排気圧Ｐｅｘｈに応じて、ＥＧＲ差圧ＤｌｐをＤｌｐ＝Ｐｅｘｈ−Ｐｍとして演算する。これにより、ＥＧＲ差圧ＤｌｐはＥＧＲ通路の前後差圧となり、ＥＧＲ量が多い運転時でもＥＧＲ差圧Ｄｌｐに応じて目標ＥＧＲ量ＴＱｅに対する要求ＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖｓを的確に算出することができる。
【００２７】
請求項３に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置において、自動変速機を備える車両において、変速比制御信号を入力して変速機の変速が完了する前に演算されたＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する。
【００２８】
これにより、変速後におけるＥＧＲ量制御の応答遅れが小さくなり、変速後の加速性能を高められるとともに、排気性能を改善し、ノック音が発生することを防止できる。
【００２９】
請求項４に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置において、手動変速機を備える車両において、クラッチの接続が解除された状態で変速比が変えられるのに伴ってクラッチが接続される前にＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する。
【００３０】
これにより、変速後におけるＥＧＲ量制御の応答遅れが小さくなり、変速後の加速性能を高められるとともに、排気性能を改善し、ノック音が発生することを防止できる。
【００３１】
請求項５に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置において、変速時にＥＧＲ弁の作動によりＥＧＲ率が変化する遅れに相当する時定数を演算し、時定数に応じてＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する時期を制御することにより、変速前後におけるＥＧＲ量の精度を高められ、排気性能が改善することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をディーゼルエンジンに適用した実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本発明はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジン等に適用することも可能である。
【００３５】
図１に示すように、ディーゼルエンジンに備えられる分配型燃料噴射ポンプ５０は、ドライブシャフト５２により駆動されるフィードポンプ５３によって燃料が吸引される。フィードポンプ５３からポンプ室５５に供給された燃料は、吸入ポート５６を通って高圧プランジャポンプ５７に送られる。
【００３６】
プランジャポンプ５７のプランジャ５８は、継手７９を介してドライブシャフト５２によりエンジン回転に同期して、エンジン回転数の１／２の速度で回転駆動される。
【００３７】
プランジャ５８に固定されたカムディスク５９は、エンジンの気筒数と同数のフェイスカムをもち、回転しながらローラリング６１に配設されたローラ６２を乗り越えるたびに、スプリング６９に抗してプランジャ５８を所定のカムリフトだけ往復運動する。プランジャ５８の回転往復運動により、吸入ポート５６からプランジャ５８に刻まれた吸入スリットを介してプランジャ高圧室５４に吸引された燃料が分配ポート６３よりデリバリーバルブ６４を通って各気筒の図示しない噴射ノズル７７へと圧送される。
【００３８】
プランジャ５８が図中右側に移動してプランジャ高圧室５４から分配スリットを経て分配ポート６３へと燃料を圧送する過程で、カットオフポートの開口部がコントロールスリーブ６６の図中右側端部を越えると圧送されていた燃料が低圧ポンプ室５５へと開放される。
【００３９】
燃料噴射量は、プランジャ５８に形成されたカットオフポートを開閉するコントロールスリーブ６６の位置によって決められる。すなわち、コントロールスリーブ６６を図中右側に変位させると、燃料噴射時期が遅くなって燃料噴射量が増加し、図中左側に変位させると燃料噴射時期が早まって燃料噴射量が減少するのである。
【００４０】
コントロールスリーブ６６の位置を自動的に調節する電子制御式ガバナとしてロータリソレノイド７１が設けられる。ロータリソレノイド７１はロータ７２を回転運動させ、その先端に偏心して設けられたボールを介してコントロールスリーブ６６を直線運動させる。
【００４１】
燃料噴射時期は、タイマーピストン７５によりローラリング６１を介してフェイスカムをローラ６２に対して相対回転させることによって調整される。
【００４２】
図２にも示すように、タイマーピストン７５の両端部には低圧室８５と高圧室８６が画成され、タイマーピストン７５の両端部に作用する油圧差をタイミングコントロールバルブ７６を介して調節することにより、タイマーピストン７５を移動させてローラリング６１を回転させ、フェイスカムがローラ６２に乗り上げる時期を変化させるようになっている。
【００４３】
ロータリソレノイド７１とタイミングコントロールバルブ７６の制御手段として備えられるコントロールユニット７０は、ロータリソレノイド７１の制御電圧を予めマップ情報として設定し、スタータスイッチ８０からの信号、アクセル開度センサ８１によって検出されるアクセル開度Ａｃｃ、ポンプ回転数センサ８２によって検出されるエンジン回転数Ｎｅ、水温センサ８３によって検出されるエンジン水温Ｔｗ、ノズルリフトセンサ８４によって検出される噴射ノズル７７の開弁時期等を入力し、これら検出された運転条件に応じて適切な燃料噴射量と燃料噴射時期を演算し、演算された燃料噴射量をロータリソレノイド７１の制御電圧に変換して出力するとともに、演算された燃料噴射時期をタイミングコントロールバルブ７６のデューティ信号として出力する。なお、図中６５は燃料温度センサである。
【００４４】
図３のフローチャートは燃料噴射量Ｑｓｏｌを演算するルーチンを示しており、コントロールユニット７０にて一定周期毎に実行される。
【００４５】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射ポンプ５０のコントロールレバー開度ＣＬを読込む。
【００４６】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖが図４に示すマップに基づきエンジン回転数Ｎｅとコントロールレバー開度ＣＬに応じて検索される。
【００４７】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖに対してエンジン水温等の各種補正が行われて、燃料噴射量Ｑｓｏｌが求められる。
【００４８】
続いてＳｔｅｐ４に進んで、最大燃料噴射量Ｑｓｏｌ１ＭＡＸが図５に示すマップに基づきエンジン回転数Ｎｅと過給圧Ｐｍに応じて検索され、燃料噴射量Ｑｓｏｌが最大燃料噴射量Ｑｓｏｌ１ＭＡＸを超えないように制限される。
【００４９】
図６はディーゼルエンジンに備えられるＥＧＲ装置の概略を示している。エンジン２０の排気通路２と吸気通路１のインテークマニホールド８を結ぶＥＧＲ通路３が設けられ、ＥＧＲ通路３の途中にはＥＧＲ弁４が介装される。ＥＧＲ弁４の開度が大きくなるほど、ＥＧＲ通路３を介して吸気通路１に還流されるＥＧＲ量は増大する。ＥＧＲ弁４はステップモータ５によって駆動される。ステップモータ５のステップ数がコントロールユニット３０によりエンジン運転条件に応じて制御されることにより、ＥＧＲ弁４の開度が調節される。
【００５０】
吸気通路１にはＥＧＲ通路３の合流部より上流側にバタフライ式の吸気絞り弁９が介装される。吸気絞り弁９はダイヤフラム式アクチュエータ６を介して開閉作動する。吸気絞り弁９より下流側の吸気通路１には、吸気絞り弁９の開度が小さくなるのに伴って吸入負圧が発生し、ＥＧＲ通路３を介して吸気通路１に還流されるＥＧＲ量が増大する。
【００５１】
ダイヤフラム式アクチュエータ６は、バキュームポンプ（図示せず）から電磁弁２１を介して導かれる負圧と、電磁弁２２とオリフィス２３を介して導かれる負圧に応じて作動する。電磁弁２１と電磁弁２２の開度がコントロールユニット３０によりエンジン運転条件に応じて制御されることにより、吸気絞り弁９の開度が調節される。
【００５２】
吸気通路１の絞り弁９より上流側に熱線式のエアフロメータ１２が介装される。通電により加熱されるホットワイヤ（発熱抵抗体）はその抵抗値が吸入空気量に応じて変化するので、吸入新気量Ｑａｃに応じた信号を出力する。
【００５３】
吸気通路１の絞り弁９より下流側のインテークマニホールド８に吸気圧センサ１３が介装される。吸気圧センサ１３はインテークマニホールド８の吸気圧力Ｐｍに応じた信号を出力する。
【００５４】
排気通路２に排気圧センサ１４が介装される。排気圧センサ１４は排気通路２の排気圧力Ｐｅｘｈに応じた信号を出力する。
【００５５】
図７のフローチャートはＥＧＲ弁４のリフト量を制御するルーチンを示しており、コントロールユニット３０において一定周期毎に実行される。
【００５６】
これについて説明すると、Ｓｔｅｐ１にて吸気圧センサ１３によって検出される吸気圧力Ｐｍを読込む。
【００５７】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、排気圧センサ１４によって検出される排気圧力Ｐｅｘｈを読込む。
【００５８】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、ＥＧＲ差圧ＤｌｐをＤｌｐ＝Ｐｅｘｈ−Ｐｍとして演算する。
【００５９】
一方、Ｓｔｅｐ４にて、エンジン運転条件を代表する信号として、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ等に応じて予め設定された目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを検索する。
【００６０】
続いてＳｔｅｐ５に進んで、エアフロメータ１２によって検出される吸入新気量Ｑａｃを読込む。
【００６１】
続いてＳｔｅｐ６に進んで、目標ＥＧＲ量ＴＱｅを目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒと吸入新気量Ｑａｃに応じて、ＴＱｅ＝Ｍｅｇｒ×Ｑａｃとして演算する。
【００６２】
続いてＳｔｅｐ７に進んで、要求ＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖｓを要求ＥＧＲ量ＴＱｅとＥＧＲ差圧Ｄｌｐに応じて、
Ａｅｖｓ＝ＴＱｅ／（２×ＲＯＵ＃×Ｄｌｐ）−１／２として演算する。ただしＲＯＵ＃は、排気ガスの粘性である。
【００６３】
一方、Ｓｔｅｐ８にて、流量係数ａをエンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに応じて検索する。
【００６４】
続いてＳｔｅｐ９に進んで、流量係数ａと要求ＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖｓに応じて要求ＥＧＲ弁開度ＡｅｖをＡｅｖ＝ａ×Ａｅｖｓｂ として演算する。ただし、係数ｂはＥＧＲ弁４の開度に応じて予め設定された値である。
【００６５】
続いてＳｔｅｐ１０に進んで、要求ＥＧＲ弁開度Ａｅｖに対するＥＧＲ弁４のリフト量Ｔｌｉｆｔを検索する。
【００６６】
続いてＳｔｅｐ１１に進んで、リフト量Ｔｌｉｆｔに応じたステップ数をステップモータ５に出力する。
【００６７】
図８に示すように、ディーゼルエンジン２０の出力軸には、トルクコンバータ８５を介して自動変速機８６の入力軸が連結される。自動変速機８６の出力軸にプロペラシャフト８７が連結され、エンジン２０の回転力がプロペラシャフト８７からデファレンシャルギアおよびドライブシャフトを介して左右の車輪８８に伝達される。
【００６８】
自動変速機８６は前進４段、後進１段からなる遊星歯車機構を有し、コントロールユニット９０から変速指令バルブに出力される信号によって変速ギア位置が切換えられる。
【００６９】
遊星歯車の変速比を切換える油圧回路を制御するアクチュエータとして、図９に示すように、１速締結ブレーキＢ１を作動させるソレノイドバルブ４２と、２速締結ブレーキＣを作動させるソレノイドバルブ４１と、後退変速のためのブレーキＢ２を作動させるソレノイドバルブ４３とが備えられる。
【００７０】
図９において９１はアクセルペダルであり、９２はブレーキペダルである。ブレーキペダル９２がドライバーによって踏み込まれるのに伴ってブレーキ９３が作動し、車両の制動が行われるようになっている。
【００７１】
コントロールユニット９０は、アクセルペダル９１の開度センサ９４、ブレーキペダルが踏まれているか否か検出するブレーキスイッチ９５、エンジン２０の回転数センサ９７、車速センサ９６等の検出信号を入力するとともに、エンジンコントロールユニット７０からの信号を入力して、変速機８６の制御信号を出力する。
【００７２】
図１０に示すように、コントロールユニット３０は、エンジン負荷信号、変速信号、ブレーキ信号、エンジン回転数信号、ドライブシャフト回転数信号等を入力して、発進時または変速時を検出する運転条件判別手段１２１を備える。
【００７３】
変速後速度比予測手段１２２は、変速後の速度比を予測する。変速後回転負荷予測手段１２３は、変速後の速度比からエンジン回転数およびエンジン負荷を予測する。
【００７４】
一方、急加速時補正値検索手段１２４は、急加速時に要求される目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆの補正値を検索する。目標ＥＧＲ弁開度検索手段１２５は、変速後のエンジン回転数およびエンジン負荷から変速後の目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆを検索する。
【００７５】
タイマ時定数検索手段１２６は、予測される変速後のエンジン回転数とエンジン負荷に応じてタイマ時定数を検索し、遅れ予測進み処理手段１２７は検索されたタイマ時定数に応じて、例えば図１１に示すように、目標ＥＧＲ弁開度の遅れを補償するタイミングを演算し、目標ＥＧＲ値出力手段１２８は最終的な目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆの指令値Ｔｌｉｆｔを出力する。
【００７６】
図１２のフローチャートは変速機８６の変速を制御するルーチンを示しており、コントロールユニット９０にて一定周期毎に実行される。
【００７７】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、車速ＶＳＰ、アクセル開度ＴＶＯを読込む。
【００７８】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、要求される変速段を図１３に示すマップに基づき車速ＶＳＰとアクセル開度ＴＶＯに応じて検索する。
【００７９】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、現在の変速段が要求される変速段と異なる変速時かどうかを判定する。
【００８０】
変速時と判定された場合、Ｓｔｅｐ４に進んで、変速待ち時間Ｔｓｏｌｄｌｙを予め設定されたマップに基づき運転条件応じて検索する。
【００８１】
続いてＳｔｅｐ５に進んで、所定のタイミングでソレノイドバルブ４１，４２，４３等の作動を制御する信号を出力する。
【００８２】
図１４のフローチャートは運転条件を判別するルーチンを示しており、コントロールユニット９０にて一定周期毎に実行される。
【００８３】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ２にて、エンジン回転数Ｎｅ、ドライブシャフト回転数Ｎｄの検出信号、変速信号、ブレーキ信号を読込む。
【００８４】
ブレーキスイッチ９５がオンからオフに切換わり、かつ車速（Ｎｄ）が０の場合、Ｓｔｅｐ３からＳｔｅｐ７に進んで、発進フラグを立てる。
【００８５】
燃料噴射量の１サイクル当たりの増加分ｄＱが所定値ＤＴより大きいか、あるいはエンジン回転数の１サイクル当たりの上昇分ｄＮｅが所定値ＤＮより大きい場合、Ｓｔｅｐ４からＳｔｅｐ８に進んで、急加減速フラグを立てる。
【００８６】
目標変速ソレノイド信号ＳＯＬＴが前回の変速ギアより変更された場合、Ｓｔｅｐ５からＳｔｅｐ９に進んで、変速フラグを立てる。
【００８７】
いずれにも当てはまらなかった場合、Ｓｔｅｐ６からＳｔｅｐ１０に進んで、定常フラグを立てる。
【００８８】
図１５のフローチャートは目標変速比を演算するルーチンを示しており、コントロールユニット９０にて一定周期毎に実行される。
【００８９】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、目標変速ソレノイド信号ＳＯＬＴを読込む。
【００９０】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、目標変速ソレノイド信号ＳＯＬＴに応じた変速比を演算して、本ルーチンを終了する。
【００９１】
図１６のフローチャートは変速後のエンジン回転数と燃料噴射量を演算するルーチンを示しており、コントロールユニット９０にて一定周期毎に実行される。
【００９２】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、ドライブシャフト回転数Ｎｄの検出信号と変速信号ｉを読込む。
【００９３】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、変速前におけるトルクコンバータ３１の出力軸回転数Ｎｔ＿ＢｆをＮｔ＿Ｂｆ＝Ｎｄ×ｉｎとして演算する。
【００９４】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、変速前における変速比ｅをｅ＝Ｎｔ＿Ｂｆ／Ｎｅとして演算する。
【００９５】
続いてＳｔｅｐ４に進んで、容量係数Ｃを予め設定された図１７に示すテーブルに基づき変速比ｅに応じて検索する。そして、トルク比ｔを予め設定された図１８に示すテーブルに基づき変速比ｅに応じて検索する。
【００９６】
続いてＳｔｅｐ５に進んで、ドライブシャフトトルクＴｔをＴｔ＝Ｃ×Ｎｅ２／ｔとして演算する。
【００９７】
続いてＳｔｅｐ６に進んで、変速後におけるトルクコンバータ３１の出力軸回転数Ｎｔ＿ＡｆをＮｔ＿Ａｆ＝Ｎｄ×ｉｎ ± ｋとして演算する。
【００９８】
続いてＳｔｅｐ７に進んで、変速後速度比ｅをｅ＝Ｎｔ＿Ａｆ／Ｎｅとして演算する。
【００９９】
続いてＳｔｅｐ８に進んで、容量係数Ｃを予め設定された図１７に示すテーブルに基づき変速比ｅに応じて検索する。そして、トルク比ｔを予め設定された図１８に示すテーブルに基づき変速比ｅに応じて検索する。
【０１００】
続いてＳｔｅｐ９に進んで、変速後におけるエンジン回転数Ｎｅ＿ＡｆをＮｅ＿Ａｆ＝［Ｔｔ／（ｃ×ｔ）］１／２として演算する。
【０１０１】
続いてＳｔｅｐ１０に進んで、エンジントルクＴｅをＴｅ＝Ｃ×Ｎｅ２として演算する。
【０１０２】
続いてＳｔｅｐ１１に進んで、燃料噴射量Ｑｓｏｌ＿ａｆを予め設定された図１９に示すマップに基づき変速後におけるエンジン回転数Ｎｅ＿ＡｆとエンジントルクＴｅに応じて検索し、本ルーチンを終了する。
【０１０３】
図２０のフローチャートは運転条件に応じた目標ＥＧＲ開度ゲインを演算するルーチンを示しており、コントロールユニット７０にて一定周期毎に実行される。
【０１０４】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、運転条件フラグを読込む。
【０１０５】
発進時はＳｔｅｐ２に進んで、目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＳＴ＃を検索する。
【０１０６】
急加速時はＳｔｅｐ３に進んで、エンジン回転数に応じて予め設定された図２１に示すマップに基づき目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＡを検索する。
【０１０７】
急減速時はＳｔｅｐ４に進んで、エンジン回転数に応じて予め設定された図２２に示すマップに基づき目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＤを検索し、本ルーチンを終了する。
【０１０８】
図２３のフローチャートは目標ＥＧＲ弁開度の遅れ、進み補償処理を行うルーチンを示しており、コントロールユニット７０にて一定周期毎に実行される。
【０１０９】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆと１サイクル前の目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆｎ−１および過渡フラグを読込む。
【０１１０】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、現在の運転条件に応じた補正ゲインＧＫＥＧＲを読込む。すなわち、発進時、急加速時、急減速時、シフトアップ時、シフトダウン時、定常時のそれぞれに設定された値を読込む。
【０１１１】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、最終的な目標ＥＧＲ弁開度ＡｅｖｆをＡｅｖｆ＝ＧＫＥＧＲ×Ａｅｖｆ−Ａｅｖｆｎ−１として演算し、遅れる分だけ目標値の上乗せをする進み処理をして、目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆを出力し、本ルーチンを終了する。
【０１１２】
こうして、発進時や変速時にエンジン回転数とエンジン負荷の予測値に応じて目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆを演算し、発進前や変速完了前にＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力することにより、図２４、図２５に示すように、従来装置に比べて発進後や変速後におけるＥＧＲ量制御の応答遅れが小さくなり、変速後の加速性能を高められるとともに、排気性能が改善することができる。
【０１１３】
図２６のフローチャートは車両の変速時に変速機８６の変速作動の遅れを予測して目標ＥＧＲ弁開度の進み補償処理を行うルーチンを示しており、コントロールユニット３０にて一定周期毎に実行される。
【０１１４】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、変速信号ｉとエンジン回転数Ｎｅを読込む。
【０１１５】
続いてステップ２に進んで、変速信号ｉが出力されたかどうかを判定する。
【０１１６】
変速信号ｉが出力された場合、ステップ３に進んで、ＥＧＲ系の遅れ時間ＴｄＥＧＲをを容積がＶｏｌＭａｎｉのインテークマニホールド８を介してＥＧＲガスが容積Ｖｏｌｃｙｌのシリンダに輸送される時間（ＶｏｌＭａｎｉ／Ｖｏｌｃｙｌ）／（Ｎｅ／６０）とＥＧＲ弁４の遅れ時間ＴｄＥＧＲＶ＃（デッドタイム＋９０％応答時間）の和として求める。
【０１１７】
続いてステップ４に進んで、変速段数に応じた変速ディレイ時間Ｔｓｆｔｉ（ｉ＝１−２，２−３，３−４，４−３，３−２，２−１）を読込む。
【０１１８】
続いてステップ５に進んで、変速時進み処理禁止時間ＴｓｈｔをＴｓｈｔ＝Ｔｓｆｔｉ−ＴｄＥＧＲとして算出する。
【０１１９】
続いてステップ６に進んで、変速ディレイ時間Ｔｓｆｔｉに応じたタイマＴｍｓｈｔをセットする。
【０１２０】
一方、ステップ２で、変速信号ｉが出力されないと判定された場合、ステップ７に進んで、タイマＴｍｓｈｔが変速時進み処理禁止時間Ｔｓｈｔを超えたかどうかを判定する。
【０１２１】
タイマＴｍｓｈｔが変速時進み処理禁止時間Ｔｓｈｔを超えるまでの間は、ステップ８に進んで、目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＤ＝１として、目標ＥＧＲ弁開度の補正を行わない。
【０１２２】
タイマＴｍｓｈｔが変速時進み処理禁止時間Ｔｓｈｔを超えると、ステップ９に進んで、タイマＴｍｓｈｔをリセットする。
【０１２３】
このようにして、変速時における目標ＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆの進み処理を、ＥＧＲ弁４の作動に対するＥＧＲ率の遅れと、変速機８６の変速作動の遅れに対応して行うことにより、変速前後におけるＥＧＲ量の精度を高められ、排気性能が改善することができる。
【０１２４】
次に、他の実施形態として、エンジンから変速機に伝えられる回転力を断続するクラッチと、手動で変速ギア位置を切換える変速機を備える車両において、クラッチの接続が解除された状態で変速比が変えられるのに伴ってクラッチが接続される前に、エンジン回転数とエンジン負荷の予測値に応じＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する構成としてもよい。
【０１２５】
これにより、変速後におけるＥＧＲ弁開度制御の応答遅れが小さくなり、変速後の加速性能を高められるとともに、排気性能を改善することができる。
【０１２６】
次に、図２７〜図２９に示す他の実施形態は、車両の発進時にブレーキのよる制動が解除されてからカウントされる発進時タイマＴｓｔに応じて目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを減量補正するようになっている。
【０１２７】
図２７のフローチャートは車両の発進時を判断するルーチンを示しており、コントロールユニット９０にて一定周期毎に実行される。
【０１２８】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、車速ＶＳＰ、アクセル開度ＴＶＯ、ブレーキスイッチ９５の信号を読込む。
【０１２９】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、車速ＶＳＰがゼロであり、アクセル開度ＴＶＯがゼロであり、かつブレーキスイッチ９５がオンからオフに切り替わる発進時かどうかを判定する。
【０１３０】
この発進時と判定された場合、発進時タイマＴｓｔのカウントを開始する。
【０１３１】
図２８のフローチャートは車両の発進前に目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを補正するルーチンを示しており、コントロールユニット３０にて一定周期毎に実行される。
【０１３２】
これについて説明すると、まずＳｔｅｐ１にて、発進時タイマＴｓｔを読込む。
【０１３３】
続いてステップ２に進んで、ブレーキペダル９２が離されてから計測される発進時タイマＴｓｔが所定値Ｔｓｔ＿ＥＮＤ経過するまでの間かどうかを判定する。
【０１３４】
発進時タイマＴｓｔが所定値Ｔｓｔ＿ＥＮＤ経過するまでの間は、ステップ３に進み、図２９に示すマップに基づき、発進タイマＴｓｔに応じて補正ゲインＧＫＳＴを検索する。
【０１３５】
続いてステップ４に進んで、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを補正ゲインＧＫＳＴにより減量補正する。
【０１３６】
これにより、車両の発進完了前に目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒがブレーキペダル９２が離されてからの時間に応じて減量補正されることにより、発進後のＥＧＲ量制御の応答遅れが小さくなり、車両の加速性能を高められるとともに、排気性能を改善し、ノック音を解消することができる。
【０１３７】
次に、図３０に示す実施形態について説明する。なお、図６との対応部分には同一符号を付す。
【０１３８】
前記実施形態では排気圧センサ１４と吸気圧センサ１３の圧力検出精度は±１０ｍｍＨｇ程度の誤差があるため、ＥＧＲ量が増えて排気通路３と吸気通路１の圧力差Ｐｅｘｈ−Ｐｍが小さくなる運転領域ではＥＧＲ差圧Ｄｌｐを的確に検出することが難しい。
【０１３９】
排気圧センサ１４と吸気圧センサ１３は、排気ガスまたはＥＧＲガスにさらされるため、熱劣化や検出部のつまり等を起こして検出精度が悪化する可能性がある。
【０１４０】
これに対処して、本実施形態では、吸入新気量と新気温度から吸気圧を演算し、吸入新気量と燃料噴射量およびエンジン回転数から排気圧を演算し、これら演算値によりＥＧＲ差圧Ｄｌｐを演算して、ＥＧＲ量を的確に制御するものである。
【０１４１】
図３１のフローチャートは吸気圧Ｐｍを演算するルーチンを示しており、コントロールユニット３０において一定周期毎に実行される。
【０１４２】
これについて説明すると、Ｓｔｅｐ１にてエアフロメータ１２の出力電圧を読込み、単位時間当たりの吸気重量Ｑａｓ０に変換する。
【０１４３】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、吸気重量Ｑａｓ０とエンジン回転数Ｎｅに応じて単位サイクル当たりの吸気量Ｑａｃｂを演算する。
【０１４４】
続いてＳｔｅｐ３に進んで、吸気通路１の流路形状に対するエアフロメータ１２の出力の補正を行うため、吸気量Ｑａｃｂをエンジン回転数Ｎｅに応じて補正した吸入新気量Ｑａｃに変換する。
【０１４５】
一方、Ｓｔｅｐ４にて、エンジン回転数Ｎｅと吸入新気量Ｑｓｏｌに応じて補正係数ＫｉｎＨＱを検索する。
【０１４６】
また、Ｓｔｅｐ５にて、エンジン回転数Ｎｅと吸気量Ｑａｃ（負荷）に応じて補正係数ＫｉｎＨ２を検索する。
【０１４７】
続いてＳｔｅｐ６に進んで、体積効率相当値ＫｉｎをＫｉｎ＝ＫｉｎＨＱ×ＫｉｎＨ２として演算する。
【０１４８】
一方、Ｓｔｅｐ７にて、吸気温度センサ１８の出力電圧を吸気温度Ｔａ０に変換する。
【０１４９】
続いてＳｔｅｐ８に進んで、吸気圧に対する温度上昇を補正し、吸入新気温度Ｔｉｎｔとして出力する。
【０１５０】
続いてＳｔｅｐ９に進んで、吸気圧指数ＣｐｍをＣｐｍ＝Ｑａｃ×Ｔｉｎｔ÷Ｋｉｎとして演算する。
【０１５１】
続いてＳｔｅｐ１０に進んで、吸気圧ＰｍをＰｍ＝Ｋｐｍ＃×Ｃｐｍ＋Ｏｐｍ＃として演算する。
【０１５２】
図３２のフローチャートは排気圧Ｐｅｘｈを演算するルーチンを示しており、コントロールユニット３０において一定周期毎に実行される。
【０１５３】
これについて説明すると、Ｓｔｅｐ１にて燃料噴射量Ｑｆに応じた基本排気温度を検索する。
【０１５４】
続いてＳｔｅｐ２に進んで、スワール制御弁開度に応じて基本排気温度を補正し、補正基本排気温度Ｔｅｘｈｉに変換する。なお、図示しないスワール制御弁は吸気通路に介装され、運転条件に応じてシリンダに流入する吸気流速を変えて、シリンダにスワールを生起するようになっている。
【０１５５】
Ｓｔｅｐ３にて、吸気温度補正係数Ｋｔｍｐｅを吸気温度Ｔｎｅ／ＴＡ＃に応じて検索する。
【０１５６】
Ｓｔｅｐ４にて、排気圧力補正係数Ｋｔｍｐｐを排気圧力Ｐｅｘｈ／ＰＡ＃に応じて検索する。
【０１５７】
Ｓｔｅｐ５にて、噴射時期補正係数Ｋｔｍｐｉｔを噴射時期ＩＴＴＤＣ＃等に応じて
Ｋｔｍｐｉｔ＝（ＩＴＴＤＣ−Ｉｔｉｓｔｄ）／ＩＴＴＤＣ＃×ＧＩＴ−Ｔｅｘｈｉ＃＋１
として演算する。
【０１５８】
続いてＳｔｅｐ６に進んで、排気温度相当値ＴｍｐｅｈをＴｍｐｅｈ＝Ｋｔｅｘｈｉ×Ｋｔｍｐｅ×Ｋｔｍｐｐ×Ｋｔｍｐｉｔとして演算する。
【０１５９】
一方、Ｓｔｅｐ７にて、吸気量Ｑａｃに応じて、吸気行程と排気行程の差分だけサイクル処理し、作動排気ガス量Ｑｅｘｈとして出力する。
【０１６０】
続いてＳｔｅｐ８に進んで、排気圧力指数Ｃｐｅｘｈを算出し、Ｓｔｅｐ９に進んで、排気圧ＰｅｘｈをＰｅｘｈ＝Ｋｐｅｘｈ＃×Ｃｐｅｘｈ＋Ｏｐｅｘｈ＃として演算する。
【０１６１】
こうして求められる吸気圧Ｐｍと排気圧Ｐｅｘｈに応じて、ＥＧＲ差圧ＤｌｐをＤｌｐ＝Ｐｅｘｈ−Ｐｍとして演算する。これにより、ＥＧＲ差圧ＤｌｐはＥＧＲ通路の前後差圧となり、ＥＧＲ量が多い運転時でもＥＧＲ差圧Ｄｌｐに応じて目標ＥＧＲ量ＴＱｅに対する要求ＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖｓを的確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す燃料噴射ポンプの断面図。
【図２】同じくタイミングコントロールバルブ等の断面図。
【図３】同じく燃料噴射量Ｑｓｏｌを演算するためのフローチャート。
【図４】同じく基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを設定したマップ。
【図５】同じく最大燃料噴射量Ｑｓｏｌ１ＭＡＸを設定したマップ。
【図６】同じくＥＧＲ装置のシステム図。
【図７】同じくＥＧＲ制御内容を示すフローチャート。
【図８】同じく車両の駆動系のシステム図。
【図９】同じく変速機に備えられるアクチュエータの構成図。
【図１０】同じく制御ブロック図。
【図１１】同じくＥＧＲ量の制御例を示す線図。
【図１２】同じく変速処理を行うためのフローチャート。
【図１３】同じく変速段を設定したマップ。
【図１４】同じく運転条件を判別するマップ。
【図１５】同じく変速比を検索するフローチャート。
【図１６】同じく変速後のエンジン回転と負荷を演算するためのフローチャート。
【図１７】同じく容量係数Ｃを設定したテーブル。
【図１８】同じくトルク比Ｔを設定したテーブル。
【図１９】同じく燃料噴射量Ｑｓｏｌ＿ａｆを設定したテーブル。
【図２０】同じく目標ＥＧＲ開度ゲインを演算するためのフローチャート。
【図２１】同じく急加速時における目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＡを設定したマップ。
【図２２】同じく目標ＥＧＲ開度ゲインＧＫＥＧＲＤを設定したマップ。
【図２３】同じく目標ＥＧＲ開度Ａｅｖｆを演算するためのフローチャート。
【図２４】同じく空気過剰率等の制御例を示す線図。
【図２５】同じく排気特性等を示す線図。
【図２６】変速時にＥＧＲ弁開度Ａｅｖｆの進み処理のディレイ演算を行うフローチャート。
【図２７】他の実施形態を示す発進時を判定するためのフローチャート。
【図２８】同じく発進時に目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを補正するためのフローチャート。
【図２９】同じく補正ゲインＧＫＳＴを設定したマップ。
【図３０】さらに他の実施形態を示すＥＧＲ装置のシステム図。
【図３１】同じくＥＧＲ制御内容を示すフローチャート。
【図３２】同じく制御内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ 吸気通路
２ 排気通路
３ ＥＧＲ通路
４ ＥＧＲ弁
１２ エアフロメータ
１３ 吸気圧センサ
１４ 排気圧センサ
１８ 吸気温センサ
２０ ディーゼルエンジン
３０ ＥＧＲ弁のコントロールユニット
５０ 燃料噴射ポンプ
７０ エンジンのコントロールユニット
７６ タイミングコントロールバルブ
８６ 自動変速機
８８ 車輪
９０ 変速機のコントロールユニット
９１ アクセルペダル
９２ ブレーキペダル
９３ ブレーキ
１２１ 運転条件判別手段
１２２ 変速後速度比予測手段
１２３ 変速後回転負荷予測手段
１２４ 急加速時補正値検索手段
１２５ 目標ＥＧＲ開度検索手段
１２６ ＥＧＲ系時定数時定数演算手段
１２７ 遅れ予測進み処理手段
１２８ 目標ＥＧＲ値出力手段
Claims (5)
- エンジンの排気通路と吸気通路を結ぶＥＧＲ通路と、
ＥＧＲ通路の途中に介装されるＥＧＲ弁と、
ＥＧＲ弁の上流側と下流側との圧力差をＥＧＲ差圧Ｄｌｐとして検出するＥＧＲ差圧検出手段と、
運転条件に応じて要求ＥＧＲ量ＴＱｅを設定する要求ＥＧＲ量設定手段と、
要求ＥＧＲ量ＴＱｅとＥＧＲ差圧Ｄｌｐに応じて要求されるＥＧＲ弁の開度Ａｅｖを演算する要求ＥＧＲ弁開度演算手段と、
エンジンから車輪に伝えられる回転の変速比を変える変速機と、
を備える車両において、
車両の変速時を検出する運転条件判別手段と、
変速後の速度比を予測する変速後速度比予測手段と、
変速後の速度比からエンジン回転数およびエンジン負荷を予測する変速後回転負荷予測手段と、
要求ＥＧＲ弁開度Ａｅｖと変速後のエンジン回転数およびエンジン負荷の予測値に応じてＥＧＲ弁の目標開度Ａｅｖｆを演算する目標ＥＧＲ弁開度演算手段と、
車両の変速完了前に演算されたＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力するＥＧＲ弁開度指令手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンのＥＧＲ制御装置。 - 吸気量を検出する吸気量検出手段と、
吸気量に応じて吸気圧Ｐｍを演算する吸気圧演算手段と、
エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
エンジン負荷に応じて排気圧Ｐｅｘｈを演算する排気圧演算手段とを備え、
前記ＥＧＲ差圧検出手段はＥＧＲ差圧ＤｌｐをＤｌｐ＝Ｐｅｘｈ−Ｐｍとして演算する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。 - アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
アクセル開度と車速に応じて前記変速機の変速比を制御する変速比制御手段とを備え、
前記ＥＧＲ弁開度指令手段は変速比制御信号を入力して変速完了前に演算されたＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。 - エンジンから変速機に伝えられる回転力を断続するクラッチと、
手動で変速比が切換えられる変速機を備え、
前記ＥＧＲ弁開度指令手段はクラッチの接続が解除された状態で変速比が変えられるのに伴ってクラッチが接続される変速完了前に演算されたＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。 - 前記変速時にＥＧＲ弁の作動によりＥＧＲ率が変化する遅れに相当する時定数を演算し、
時定数に応じてＥＧＲ弁開度の指令値Ｔｌｉｆｔを出力する時期を制御する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。
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