JPH08128359A

JPH08128359A - 内燃機関の排気還流率推定装置

Info

Publication number: JPH08128359A
Application number: JP6294014A
Authority: JP
Inventors: Naosuke Akasaki; 修介赤崎; Hiroshi Kitagawa; 浩北川; Toru Kitamura; 徹北村; Yusuke Hasegawa; 祐介長谷川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1996-05-21
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: JP3268143B2

Abstract

(57)【要約】【構成】内燃機関の排気還流率の推定において、演算
周期ごとに還流率＝定常時の還流率×（実リフトと弁前
後の圧力比より求まるガス量）／（リフト指令値と弁前
後の圧力比より求まるガス量）で推定して記憶しておく
と共に、無駄時間に相当する過去の推定値を選択して現
在の演算周期での排気還流率とみなし、燃料噴射補正係
数を決定する。【効果】排気還流率の推定精度が向上すると共に、燃
料噴射量ないし点火時期の補正を精度良く行うことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の排気還流率
推定装置に関し、より具体的には、機関燃焼室に流入す
る排気ガスの還流率を簡易かつ精度良く推定するように
した内燃機関の排気還流率推定装置に関する。尚、ここ
で「排気還流率」は、排気ガス／吸入空気の体積比ない
しは重量比を意味する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気通路と吸気通路を接続す
る排気還流通路を設けて排気ガスの一部を前記吸気通路
に還流させると共に、そこに排気還流弁を設けて還流量
を制御し、ＮＯｘの低減と燃費の向上を図る排気還流制
御において、排気還流制御を精度良く行うためには、実
際に燃焼室に流入する排気ガスの還流率（以下『正味還
流率』と言う）ないし排気還流量を正確に推定する必要
がある。また、排気還流量は内燃機関の空燃比ないしは
燃料噴射量を制御するときに外乱となることから、その
意味でも排気還流率ないし排気還流量を精度良く推定す
る必要がある。

【０００３】そこで、特開平４−３１１６４３号公報に
は、還流ガスの吸気通路への流入量から吸気通路の還流
ガスと空気の分圧および全圧などを推定し、それから気
筒への流入空気量を算出する手法が示されている。しか
しながら、その手法では還流ガスの分圧を求めるため
に、還流ガスの吸気通路への流入量のみならず、吸気温
度やチャンバ容積を正確に求める必要があり、複雑な計
算を必要としている。そもそも還流ガスの動的な遅れも
あって、還流ガスの吸気通路への流入量を正確に求める
のは、極めて困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、この発明の目
的は従来技術の上記した欠点を解消することにあり、複
雑な計算や不確定な演算要素を極力低減し、簡易な構成
でありながら、燃焼室に流入する排気ガスの還流率を精
度良く求めるようにした内燃機関の排気還流率推定装置
を提供することにある。

【０００５】更には、燃焼室に流入する排気ガスは、空
燃比が目標値となるように燃料噴射量を制御するとき、
外乱となる。

【０００６】従って、この発明の第２の目的は、複雑な
計算や不確定な演算要素を極力低減し、簡易な構成であ
りながら、燃焼室に流入する排気ガスの還流率を精度良
く求めて燃料噴射量を正確に補正するようにした内燃機
関の排気還流率推定装置を提供することにある。

【０００７】更には、燃焼室に流入する排気ガスは、混
合気の着火性を低下させることから、点火時期制御にお
いても外乱となる。

【０００８】従って、この発明の第３の目的は、複雑な
計算や不確定な演算要素を極力低減し、簡易な構成であ
りながら、燃焼室に流入する排気ガスの還流率を精度良
く求めて点火時期を正確に補正するようにした内燃機関
の排気還流率推定装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
めに、この発明は請求項１項で、内燃機関の排気通路と
吸気通路とを接続して排気ガスの少なくとも一部を前記
吸気通路に還流する排気ガス還流通路と、該排気ガス還
流通路を開閉する排気還流弁とを備えてなる内燃機関に
おいて、所定の検出周期ごとに少なくとも機関回転数と
機関負荷とを含む前記内燃機関の運転状態を検出する運
転状態検出手段、前記所定の検出周期ごとに前記排気還
流弁の作動状態を検出する排気還流弁作動状態検出手
段、前記排気ガスが排気還流弁を通過して燃焼室に流入
するまでの無駄時間を求め、検出された運転状態と排気
還流弁の作動状態とから該無駄時間に相当する検出周期
前の、前記排気還流弁を通過して燃焼室に流入する排気
ガスの還流率を算出する排気還流率算出手段、および該
算出された排気還流率を前記内燃機関の燃焼室に流入す
る排気ガスの還流率とみなす排気還流率決定手段、を備
える如く構成した。

【００１０】請求項２項において、より具体的には、前
記排気還流率算出手段は、少なくとも機関回転数と機関
負荷とから基本排気還流率を決定する基本排気還流率決
定手段、前記排気還流弁の流量特性に基づき、前記排気
還流弁の開口面積検出値に応じて前記排気還流弁を通過
する排気ガス量を推定する第１の推定手段、前記排気還
流弁の流量特性に基づき、前記排気還流弁の開口面積指
令値に応じて前記排気還流弁を通過する排気ガス量を推
定する第２の推定手段、および前記第１、第２の推定手
段で推定された排気ガス量の比を求め、該求めた比に応
じて前記基本排気還流率を補正して前記内燃機関の燃焼
室に流入する排気ガスの還流率を算出する算出手段、か
らなる如く構成した。

【００１１】請求項３項において、より具体的には、前
記無駄時間が前記内燃機関の運転状態に応じて求められ
る如く構成した。

【００１２】第２の目的を達成するために、請求項４項
において、前記排気還流率決定手段は、前記排気還流率
に応じて前記内燃機関の燃焼室に供給されるべき燃料噴
射量を補正する補正係数を求める補正係数算出手段を備
える如く構成した。

【００１３】第３の目的を達成するために、請求項５項
において、前記排気還流率決定手段は、前記排気還流率
に応じて前記内燃機関の点火時期を補正する補正係数を
求める補正係数算出手段を備える如く構成した。

【００１４】第１ないし第３の目的を達成するために、
請求項６項において、より具体的には、前記排気還流率
決定手段は、前記所定の検出周期に同期した演算周期ご
とに予め算出される排気還流率および補正係数の少なく
ともいずれかを順次記憶する記憶手段を備え、前記無駄
時間に応じて該記憶手段に記憶された前記排気還流率お
よび前記補正係数の少なくともいずれかを選択する如く
構成した。

【００１５】

【作用】請求項１項にあっては、排気ガスが排気還流弁
を通過して燃焼室に流入するまでの無駄時間を求め、検
出された運転状態と排気還流弁の作動状態とから該無駄
時間に相当する検出周期前の、前記排気還流弁を通過し
て燃焼室に流入する排気ガスの還流率を算出する排気還
流率算出手段、および該算出された排気還流率を前記内
燃機関の燃焼室に流入する排気ガスの還流率とみなす排
気還流率決定手段、を備える如く構成したので、複雑な
計算や不確定な演算要素を極力低減することができ、簡
易な構成でありながら、燃焼室に流入する排気ガスの還
流率を精度良く求めることができる。ここで、無駄時間
は運転状態に応じて可変にしても良く、あるいは機関の
構造に応じた固定値としても良い。

【００１６】請求項２項においては、前記排気還流率算
出手段は、機関回転数と機関負荷とから基本排気還流率
を決定し、前記排気還流弁の流量特性に基づき、前記排
気還流弁の開口面積検出値および指令値に応じて前記排
気還流弁を通過する排気ガス量をそれぞれ推定し、それ
らの比から基本排気還流率を補正して前記内燃機関の燃
焼室に流入する排気ガスの還流率を算出するように構成
したので、換言すれば排気還流弁の流量特性から排気還
流ガスの挙動を把握するので、複雑な計算や不確定な演
算要素を極力減らすことができ、簡易な構成でありなが
ら、実際に燃焼室に吸入される正味の排気還流率を精度
良く推定することができる。

【００１７】請求項３項にあっては、前記無駄時間が前
記内燃機関の運転状態に応じて求められる如く構成した
ので、燃焼室に流入する排気ガスの還流率を一層的確に
求めることができる。

【００１８】請求項４項にあっては、前記排気還流率に
応じて燃料噴射量を補正する補正係数を求めるように構
成したので、複雑な計算や不確定な演算要素を極力減ら
すことができ、簡易な構成でありながら、実際に燃焼室
に吸入される正味の排気還流率を精度良く推定すること
ができ、それに基づいて燃料噴射量を適正に補正するこ
とができる。

【００１９】請求項５項にあっては、前記排気還流率に
応じて点火時期を補正する補正係数を求めるように構成
したので、複雑な計算や不確定な演算要素を極力減らす
ことができ、簡易な構成でありながら、実際に燃焼室に
吸入される正味の排気還流率を精度良く推定することが
でき、それに基づいて点火時期を適正に補正することが
できる。

【００２０】請求項６項にあっては、演算周期ごとに予
め算出される排気還流率および補正係数の少なくともい
ずれかを順次記憶し、前記無駄時間に応じて該記憶手段
に記憶された前記排気還流率および前記補正係数の少な
くともいずれかを選択するように構成したので、燃焼室
に流入する排気ガスの還流率ないしは燃料噴射補正係数
をより簡易に求めることができる。尚、排気還流率ない
しは補正係数の算出に必要な運転状態検出値などを記憶
しておき、無駄時間に応じて選択し、選択した値に基づ
いて排気還流率ないしは燃料噴射補正係数を始めて求め
るようにしても良い。

【００２１】

【実施例】以下、添付図面に即してこの発明の実施例を
説明する。

【００２２】図１はこの発明に係る内燃機関の排気還流
率推定装置を示す全体構成図である。内燃機関は例えば
４気筒の内燃機関であり、機関本体１の吸気管（吸気通
路）２の途中にはスロットル弁３が設けられる。スロッ
トル弁３にはスロットル位置θＴＨを検出するスロット
ル位置センサ（θＴＨで示す）４が連結され、出力を電
子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と言う）５に供給す
る。

【００２３】ＥＣＵ５はスロットル位置センサ４および
後述のセンサ群からの入力信号波形を整形し、電圧レベ
ルを所定レベルに修正し、アナログ信号をデジタル信号
値に変換するなどの機能を有する入力回路５ａ、ＣＰＵ
５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラムおよ
び演算結果などを記憶する記憶手段５ｃ、および出力回
路５ｄなどからなる。

【００２４】燃料噴射弁６は機関本体１とスロットル弁
３との間で、かつ燃焼室（図示せず）の吸気ポート（図
示せず）の上流側に気筒ごとに設けられる。燃料噴射弁
６は燃料ポンプ（図示せず）に接続されると共に、ＥＣ
Ｕ５に電気的に接続される。一方、スロットル弁３の下
流には吸気管内圧力ＰＢＡを絶対圧力で検出する絶対圧
センサ（ＰＢＡで示す）７が設けられると共に、その下
流には吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ（ＴＡで示
す）８が設けられる。これらセンサの出力もＥＣＵ５に
送出される。

【００２５】また機関本体１には機関冷却水温ＴＷを検
出する水温センサ（ＴＷで示す）９が設けられると共
に、クランク軸ないしはカム軸（共に図示せず）にはＴ
ＤＣ位置を含む所定のクランク角度ＣＲＫを検出するク
ランク角センサ（ＣＲＫで示す）１０と、特定気筒の所
定クランク角度ＣＹＬを検出する気筒判別センサ（ＣＹ
Ｌで示す）１１が設けられる。これらセンサの出力もＥ
ＣＵ５に送出され、カウンタ（図示せず）を介してクラ
ンク角センサ出力ＣＲＫをカウントして機関回転数ＮＥ
を検出する。

【００２６】また機関本体１の排気管（排気通路）１３
には触媒コンバータ１４が配置されており、排気ガス中
のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ成分などを浄化する。触媒コンバ
ータ１４の上流には排気ガス中の酸素濃度を理論空燃比
を中心としてリッチからリーンにわたる広い範囲で検出
する広域空燃比センサ（ＬＡＦで示す）１５が装着さ
れ、出力をＥＣＵ５に供給する。

【００２７】更に、機関本体１の付近には大気圧ＰＡを
検出する大気圧センサ（ＰＡで示す）１６が設けられる
と共に、吸気ポート付近の吸気管２の壁面にはその壁温
ＴＣを検出する壁温センサ（ＴＣで示す）１７が設けら
れる。これらセンサの出力も、ＥＣＵ５に供給される。

【００２８】次に、排気還流機構２５について説明す
る。

【００２９】排気還流通路２５は、排気管１３を吸気管
２に接続する排気還流通路１８を備える（符号１８ａ
は、吸気管側の開口端を示す）。排気還流通路１８の途
中には排気還流弁（ＥＧＲ弁）１９が設けられる。排気
還流弁１９は負圧応動式であって、主として、通路１８
を開閉できるように配置された弁体１９ａと、弁体１９
ａに連結されて後述の電磁弁２２を介して導入される負
圧により作動するダイアフラム１９ｂと、ダイアフラム
１９ｂを閉弁方向に付勢するばね１９ｃとから構成され
る。

【００３０】ダイアフラム１９ｂにより画成される負圧
室１９ｄには連通路２０が接続され、吸気管２内の負圧
が、該連通路２０の途中に設けられた常閉型電磁弁２２
を介して導入されるように構成される。大気室１９ｅ
は、大気に連通している。更に、連通路２０には電磁弁
２２の下流で大気連通路２３が接続され、該連通路２３
の途中に設けられたオリフィス２１を介して大気圧が連
通路２０に、次いで前記負圧室１９ｄに導入されるよう
に構成される。

【００３１】前記電磁弁２２はＥＣＵ５に接続され、Ｅ
ＣＵ５からの駆動信号によって作動し、排気還流弁１９
の弁体１９ａのリフト動作（開弁動作）およびその速度
を制御する。排気還流弁１９にはリフトセンサ２４が設
けられており、弁体１９ａの作動量（リフト量）を検出
し、出力をＥＣＵ５に送出する。また、ＥＣＵ５は燃料
噴射量を算出し、前記燃料噴射弁６の開弁時間を介して
機関燃焼室に供給するべき燃料噴射量を制御すると共
に、点火時期を算出し、図示しない点火手段を介して機
関燃焼室内の混合気を点火する。

【００３２】ここで、ＥＣＵ５は、以下に述べるよう
に、排気還流率を推定し、推定値に基づいて燃料噴射量
ないしは点火時期を補正する。

【００３３】図２は、その排気還流率の推定動作を説明
するフロー・チャートである。

【００３４】同図の説明に入る前に、図３以下を参照し
てこの発明に係る推定動作のアルゴリズムを説明する。

【００３５】排気還流弁を通過するガス量は、弁単体と
してみると、弁の開口面積と弁前後の圧力比、即ち、流
量特性（設計諸元）によって決定される。即ち、弁の開
口面積、即ち、リフト量と、弁の上下流圧力の比から求
められると考えられる。

【００３６】実機においても図３に示すように、還流ガ
ス量は、弁のリフト量と、前記大気連通路２３を介して
作用する大気圧ＰＡと吸気管２の吸気圧力ＰＢＡとの比
を求めることにより、ある程度まで推定可能と考えられ
る（実際には排気圧力や排気温度により流量特性が若干
変化するが、その特性の変化は後述の如くガス量割合を
用いることでかなりの程度まで吸収できると考えられ
る）。

【００３７】そこで、先ずこの点に着目し、流量特性に
基づいて還流率を求めるようにした。尚、開口面積をリ
フト量から求めているが、これはリフト量が開口面積に
対応する構造の弁を使用したためである。従って、リニ
ヤソレノイドなど別の構造のものを使用するときは、別
のパラメータから開口面積を求めることになる。

【００３８】ところで、還流率には定常時の還流率と過
渡時の還流率とがあるが、そのうち定常時の還流率とは
リフト指令値が実リフトと等しい状態の値であり、過渡
時の還流率とは図４に示すように、リフト指令値が実リ
フトと等しくない状態の値である。そして、この発明に
係るアルゴリズムでは、過渡時の差異は、図３に示すよ
うに、還流率がそれに対応するガス量割合分だけ、定常
時の還流率からずれることによって生じた、と考えた。

【００３９】具体的には、定常時ではリフト指令値＝実リフト、ガス量割合＝１即ち、還流率＝定常時の還流率

【００４０】過渡時ではリフト指令値≠実リフト、ガス量割合≠１即ち、還流率＝定常時の還流率（マップ検索値）×ガス量割合となる。

【００４１】このように、両ガス量の割合を定常時の還
流率に乗じることで、燃焼室に流入する正味還流率が求
められると考えた。式で示すと、以下の如くになる。正味還流率＝（定常時の還流率）×（実リフトと弁前後
の圧力比より求まるガス量ＱＡＣＴ）／（リフト指令値
と弁前後の圧力比より求まるガス量ＱＣＭＤ）

【００４２】ここで、定常時の還流率は、還流率補正係
数を求め、それを１から減算することで求める。即ち、
定常時の還流率補正係数をＫＥＧＲＭＡＰと称すると、定常時の還流率＝（１−ＫＥＧＲＭＡＰ）で求める。

【００４３】尚、この明細書では定常時の還流率ないし
定常時の還流率補正係数を基本排気還流率ないし基本排
気還流率補正係数とも称する。また、定常時の還流率補
正係数ＫＥＧＲＭＡＰは、機関回転数ＮＥと吸気圧力Ｐ
ＢＡとから予め実験で求めて図５に示すようにマップと
して設定しておき、それを検索して求めるようにした。

【００４４】ところで、排気還流制御においては、機関
回転数と機関負荷などから排気還流弁のリフト指令値を
決定して行うが、図４に示すように、指令値に対して実
リフト（リフト検出値）は遅れを持つ。更に、その開弁
動作に応じて還流ガスが燃焼室に流入するにも遅れがあ
る。

【００４５】そこで、本出願人は先に特開平５−１１８
２３９号において、排気還流弁を通過した還流ガスの量
の中、その制御サイクル中に燃焼室に流入した量の占め
る割合を直接率とし、それ以前に通過して燃焼室までの
空間部位に滞留していてその制御サイクルに燃焼室に流
入した量の占める割合を持ち去り率とする、還流ガスの
挙動を記述するモデルを立て、それに基づいて正味還流
率を推定する技術を提案した。

【００４６】しかしながら、還流ガスの挙動を更に考察
した結果、排気還流弁を通過した還流ガスは、ある無駄
時間が経過した後に、一度に燃焼室に流入すると考える
方が、還流ガスの挙動を表現しやすいことが判明した。
そこで、所定の周期ごとに前記した正味還流率を算出し
て記憶手段に格納しておくと共に、無駄時間に相当する
過去の周期の算出値をもって真に燃焼室に流入した排気
ガスの還流率とみなすようにした。

【００４７】以下、実施例に係る装置の動作を図２フロ
ー・チャートに従って説明する。尚、このフロー・チャ
ートに示されるプログラムは各ＴＤＣ位置で起動され
る。

【００４８】先ずＳ１０で機関回転数ＮＥ、吸気圧力Ｐ
ＢＡ、大気圧ＰＡ、実リフトＬＡＣＴ（リフトセンサ２
４の出力）などを読み込み、Ｓ１２に進んで機関回転数
ＮＥと吸気圧力ＰＢＡとからリフト指令値ＬＣＭＤを検
索する。ここでリフト指令値ＬＣＭＤは、図６に示す如
き、予め特性を定めて設定しておいたマップを検索して
求める。

【００４９】続いてＳ１４に進んで機関回転数ＮＥと吸
気圧力ＰＢＡとから前記した図５に示すマップを検索し
て基本排気還流率補正係数ＫＥＧＲＭＡＰを検索する。

【００５０】次いでＳ１６に進んで検出した実リフトＬ
ＡＣＴが零ではないことを確認し、即ち、排気還流弁１
９が開弁していることを確認してＳ１８に進み、検索し
たリフト指令値ＬＣＭＤを所定の下限値ＬＣＭＤLL（微
小値）と比較する。

【００５１】Ｓ１８で検索値が下限値以下ではないと判
断されるときはＳ２０に進み、そこで吸気圧力ＰＢＡと
大気圧ＰＡとの比ＰＢＡ／ＰＡを求め、それと検索した
リフト指令値ＬＣＭＤとから、図３に示す特性をマップ
化したもの（図示せず）を検索してガス量ＱＣＭＤを求
める。これは先の数式に言う「リフト指令値と弁前後の
圧力比より求まるガス量」である。

【００５２】続いてＳ２２に進み、検出した実リフトＬ
ＡＣＴと同様の比ＰＢＡ／ＰＡとから同様に図３に示す
特性をマップ化したもの（図示せず）を検索してガス量
ＱＡＣＴを求める。これは先の数式で言う「実リフトと
弁前後の圧力比より求まるガス量」に相当する。

【００５３】続いてＳ２４に進んで検索した基本排気還
流率補正係数ＫＥＧＲＭＡＰを１から減算して得た値を
定常還流率（基本排気還流率ないし定常時の還流率）と
する。ここで、定常時の還流率とは前記の如く、排気還
流動作が安定している際の還流率、即ち、排気還流動作
が開始される、ないしは停止される際などの過渡的な状
態にないときの還流率を意味する。

【００５４】続いてＳ２６に進み、図示の如く、定常還
流率に値ＱＡＣＴ，ＱＣＭＤの比ＱＡＣＴ／ＱＣＭＤを
乗じて正味還流率を求める。

【００５５】続いて、Ｓ２８に進んで燃料噴射補正係数
ＫＥＧＲＮを演算する。図７はその作業を示すサブルー
チン・フロー・チャートである。

【００５６】同図に従って説明すると、Ｓ１００におい
て正味還流率（図２のＳ２６で求めたもの）を１から減
算し、その値を燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮとする。

【００５７】続いてＳ１０２に進み、算出した燃料噴射
補正係数ＫＥＧＲＮをリングバッファに格納（記憶）す
る。図８はそのリングバッファの構成を示す説明図であ
り、前記したＥＣＵ５の記憶手段５ｃに設けられる。

【００５８】リングバッファは図示の如く、ｎ個のアド
レスを有し、各アドレスは０からｎまでの番号が付され
て特定される。そして図２（および図７）フロー・チャ
ートがＴＤＣで起動されて燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮ
が算出される度に、図において上方から順次格納（更
新）される。

【００５９】続いてＳ１０４に進み、検出した機関回転
数ＮＥと機関負荷、例えば吸気圧力ＰＢＡとからマップ
を検索して無駄時間τを検索する。図９はその特性を示
す説明図である。

【００６０】即ち、前記した無駄時間は排気還流弁を通
過した還流ガスが燃焼室に流入するまでの遅れ時間を示
すが、それは機関回転数および機関負荷、例えば吸気圧
力などに応じて変わるものである。ここで、無駄時間τ
は、より具体的には前記しバッファ番号で示される。

【００６１】続いてＳ１０６に進み、検索した無駄時間
τ（より具体的にはバッファ番号）に基づき、相当する
アドレスに格納された算出値（燃料噴射補正係数ＫＥＧ
ＲＮ）を読み出す。即ち、図１０に示すように、現在時
点がＡであるとき、例えば１２回前の算出値を選択し、
それを今回の燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮとする。

【００６２】これを排気還流弁の動作から見ると、１２
回前の燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮは１．０であり、そ
のことは排気還流弁が閉じられていたことを意味する。
その後に燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮは例えば０．９
９，０．９８などと徐々に小さくなり、換言すれば排気
還流弁が開けられて現在時点Ａに至っているが、図示例
の場合、現在時点では、還流ガスは未だ燃焼室に流入し
ていないと判断し、従って燃料噴射の減少補正を行わな
いようにする。

【００６３】同時に、決定した燃料噴射補正係数ＫＥＧ
ＲＮに基づいて燃料噴射量を補正する。この燃料噴射量
の補正は、機関回転数と機関負荷とから求めた基本燃料
噴射量Ｔｉｍに補正係数ＫＥＧＲＮを乗じて出力燃料噴
射量Ｔｏｕｔを求めることで行うが、これ自体は公知な
ので、この程度の説明に止める。

【００６４】図２フロー・チャートに戻ると、尚、Ｓ１
６で実リフトＬＡＣＴが零と判断されるときは排気還流
は行われていないが、燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮは無
駄時間τが経過した後の値から決定されるため、Ｓ２４
以降に進んで正味還流率と燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮ
を算出する。この場合、Ｓ２６で正味還流率は０に、図
７フロー・チャートのＳ１００で燃料噴射補正係数ＫＥ
ＧＲＮは１．０に決定される。

【００６５】また、Ｓ１８でリフト指令値ＬＣＭＤが下
限値ＬＣＭＤLL以下と判断されるときはＳ３２に進み、
リフト指令値ＬＣＭＤは前回値ＬＣＭＤｎ−１をそのま
ま保持する（簡略化のため、このフロー・チャートで今
回値にｎを付すのは省略した）。

【００６６】これは、排気還流を実行する領域から実行
しない領域へ移行した際、リフト指令値ＬＣＭＤが零に
なっても、排気還流弁１９の動特性に遅れがあるため、
実リフトＬＡＣＴは直ちに零にならないことから、リフ
ト指令値ＬＣＭＤが下限値（閾値）ＬＣＭＤLL以下の場
合にはリフト指令値ＬＣＭＤを前回値ＬＣＭＤn-1 （前
回制御サイクル時n-1 のときの値）にホールドするよう
にした。この前回値ホールドは、Ｓ１６で実リフトＬＡ
ＣＴが零になったことが確認されるまで行われる。

【００６７】また、リフト指令値ＬＣＭＤが下限値ＬＣ
ＭＤLL以下のときはリフト指令値ＬＣＭＤが零である場
合もあり、その際にはＳ２０でのＱＣＭＤ検索値も零と
なってＳ２６の演算で零割りが生じて演算不能となる。
しかし、上記の如く前回値をホールドすることにより、
演算不能となる恐れはない。尚、下限値ＬＣＭＤLLは微
小値としたが、零でも良い。

【００６８】続いてＳ３４に進み、基本排気還流率補正
係数ＫＥＧＲＭＡＰのマップ検索値（Ｓ１４で検索）を
前回検索値ＫＥＧＲＭＡＰn-1 に置き換える。これは、
Ｓ１２で検索されたリフト指令値ＬＣＭＤが下限値以下
と判断される運転状態においては、Ｓ１４で検索される
基本排気還流率補正係数ＫＥＧＲＭＡＰが、この実施例
で予定する特性では１に設定されるため、Ｓ２４の演算
において定常還流率が０となる恐れがあるからである。

【００６９】この実施例は上記の如く、検出された機関
回転数および機関負荷、例えば吸気圧力と排気還流弁の
作動状態とから前記排気還流弁を通過して燃焼室に流入
する排気ガスの正味還流率を演算周期ごとに算出し、そ
れに基づいて燃料噴射補正係数を演算周期ごとに順次算
出して記憶しておくと共に、排気ガスが排気還流弁を通
過して燃焼室に流入するまでの無駄時間を求め、無駄時
間に相当する演算周期の算出値を選択し、それを現在の
演算周期での燃料噴射補正係数とみなすようにしたの
で、複雑な計算や不確定な演算要素を極力低減すること
ができ、簡易な構成でありながら、燃焼室に流入する排
気ガスの還流率を精度良く求めて燃料噴射量を精度良く
補正することができる。

【００７０】更に、排気還流弁の流量特性に着目し、過
渡時の還流率と定常時のそれの偏差はガス量割合である
ことに着目して機関燃焼室に流入する正味還流率を推定
するようにしたので、簡易な構成でありながら、排気ガ
スの挙動を正確に把握することができる。また、ガス量
割合を用いているため、ガス量に対する排気温度や排圧
の影響をかなりの程度まで吸収することができ、その意
味でも推定精度が向上する。

【００７１】図１１はこの発明の第２実施例を示す、図
７に類似するフロー・チャートである。

【００７２】第１実施例と相違する点に焦点をおいて説
明すると、Ｓ２００では図２フロー・チャートのＳ２６
で算出された正味還流率をリングバッファに格納する。
そしてＳ２０２で無駄時間τを検索し、Ｓ２０４で該当
する正味還流率（これを「真の還流率」と称する）を読
み出し、それから燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮを算出
し、Ｓ２０６で燃料噴射量を補正する。

【００７３】このように、第２実施例は、検出された機
関回転数および機関負荷、例えば吸気圧力と排気還流弁
の作動状態とから前記排気還流弁を通過して燃焼室に流
入する排気ガスの正味還流率を演算周期ごとに算出して
記憶しておくと共に、排気ガスが排気還流弁を通過して
燃焼室に流入するまでの無駄時間を求め、無駄時間に相
当する演算周期の算出値を選択し、それを現在の演算周
期で真に燃焼室に流入する排気還流率とみなすようにし
たので、複雑な計算や不確定な演算要素を極力低減する
ことができ、簡易な構成でありながら、燃焼室に流入す
る排気ガスの還流率を精度良く求めることができる。

【００７４】図１２は、この発明の第３実施例を示す、
図７に類似するフロー・チャートである。

【００７５】第１実施例と相違する点に焦点をおいて説
明すると、Ｓ３００ないしＳ３０２を経てＳ３０４に進
み、所定の無駄時間（例えばτ＝１２）からリングバッ
ファを検索して今回使用する燃料噴射補正係数ＫＥＧＲ
Ｎを検索する。即ち、無駄時間が固定した値である点を
除けば、残余の構成および効果は第１実施例と相違しな
い。ここで、無駄時間は排気還流弁と燃焼室までの距離
などにより、機関ごとに異なる値となるが、予め実験を
通じて求めておくものとする。

【００７６】尚、第３実施例においても第２実施例と同
様に、燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮの代わりに、正味還
流率をリングバッファに格納しておいても良いことは言
うまでもない。

【００７７】図１３はこの発明の第４実施例を示すフロ
ー・チャートで、基本点火時期θＭＡＰの算出作業を示
すフロー・チャートである。

【００７８】以下、説明すると、先ずＳ４００で現在の
機関回転数ＮＥと吸気圧力ＰＢＡとより排気ガス非還流
時用のθＭＡＰマップを検索して排気ガス非還流時の基
本点火時期（以下「θＭＡＰＯ」と言う）を求め、次い
でＳ４０２に進んで同じパラメータより排気ガス還流時
用のθＭＡＰマップを検索して排気ガス還流時の基本点
火時期（以下「θＭＡＰＴ」と言う）を求める。図１４
に上記したθＭＡＰマップの特性を示す。

【００７９】次いでＳ４０４に進み、図示の式から基本
点火時期θＭＡＰを算出する。図示の式によれば、排気
ガス非還流時には燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮ＝１とな
るので、基本点火時期θＭＡＰは非還流時の基本点火時
期θＭＡＰＯとなる。他方、燃料噴射補正係数ＫＥＧＲ
Ｎと定常時の燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＭＡＰが一致す
る状態では、基本点火時期θＭＡＰは還流時の基本点火
時期θＭＡＰＴとなる。また、燃料噴射補正係数ＫＥＧ
ＲＮが定常時の燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＭＡＰと一致
しない状態では、基本点火時期θＭＡＰは、両者の比に
応じて非還流時の基本点火時期θＭＡＰＯと還流時の基
本点火時期θＭＡＰＴとの間を直線補間した値となる
（このとき、実際の基本点火時期θＭＡＰが破線で示す
ような挙動を示しても、直線との差は微小なので、支障
ない）。

【００８０】ここで、燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮは、
図７に示した第１実施例、図１１に示した第２実施例、
ないしは図１２に示した第３実施例で述べた無駄時間を
考慮して求めた値を用いる。特に、図１１に示した第２
実施例によるときは、（１−ＫＥＧＲＮ）の代わりに正
味還流率を検索自在にバッファリングしておいても良
い。

【００８１】更に、定常時の燃料噴射補正係数ＫＥＧＲ
ＭＡＰは、図７に示した第１実施例、図１１に示した第
２実施例、ないしは図１２に示した第３実施例で燃料噴
射補正係数ＫＥＧＲＮや正味還流率をバッファリングす
るものに対応させて同時にバッファリングさせれば良
い。更に、図７に示した第１実施例や図１２に示した第
３実施例によるときは、予め（１−ＫＥＧＲＮ）／（１
−ＫＥＧＲＭＡＰ）の値を求めて燃料噴射補正係数ＫＥ
ＧＲＮと同様にバッファリングしても良いことは明らか
である。

【００８２】また、定常時の燃料噴射補正係数ＫＥＧＲ
ＭＡＰは、より簡易に第１実施例の図２フロー・チャー
トで求めた現在値を利用しても良いが、その場合に（１
−ＫＥＧＲＮ）／（１−ＫＥＧＲＭＡＰ）の値が１．０
を超えるときは１．０に制限して算出値θＭＡＰの点火
時期が還流時の基本点火時期θＭＡＰＴを進角方向に超
えないようにする必要がある。

【００８３】第４実施例においては上記の如く、排気還
流弁および還流ガスの流入遅れに応じて算出された燃料
噴射補正係数ＫＥＧＲＮを用いて基本点火時期を決定す
るようにしたので、排気還流動作が行われるときも、点
火時期を所望の値に正確に制御することができる。この
基本点火時期は水温、吸気温などによる補正を行ってか
ら出力される。尚、上記において燃料噴射補正係数ＫＥ
ＧＲＮなどを用いて基本点火時期を直接決定したが、別
途決定した基本点火時期を燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮ
などを用いて補正しても良い。

【００８４】尚、上記において、排気還流率ないしは燃
料噴射補正係数を記憶しておき、無駄時間に応じて選択
するようにしたが、排気還流率ないしは燃料噴射補正係
数を算出するのに必要な機関回転数などのパラメータを
記憶しておき、無駄時間に応じて選択し、選択した値に
基づいて排気還流率ないしは燃料噴射補正係数を始めて
算出するようにしても良い。

【００８５】更に、上記において、図２のＳ１０，Ｓ２
０，Ｓ２２などで大気圧を用いたが、それに代えて排気
圧力を用いても良い。

【００８６】更に、上記において、値ＬＣＭＤ、ＫＥＧ
ＲＭＡＰ、ＱＣＭＤ、ＱＡＣＴをマップ値として設定し
ておいたが、その都度演算で求めても良い。

【００８７】更に、上記において、排気還流弁として負
圧式のものを用いたが、電気式であっても良い。

【００８８】更に、機関負荷を示すパラメータとして吸
気圧力を用いたが、吸入空気量、スロットル開度などを
用いても良い。

【００８９】

【発明の効果】請求項１項にあっては、複雑な計算や不
確定な演算要素を極力低減することができ、簡易な構成
でありながら、燃焼室に流入する排気ガスの還流率を精
度良く求めることができる。

【００９０】請求項２項にあっては、排気還流弁の流量
特性から排気還流ガスの挙動を把握するようにしたの
で、複雑な計算や不確定な演算要素を極力減らすことが
でき、簡易な構成でありながら、実際に燃焼室に吸入さ
れる正味の排気還流率を精度良く推定することができ
る。

【００９１】請求項３項にあっては、前記無駄時間が前
記内燃機関の運転状態に応じて求められる如く構成した
ので、燃焼室に流入する排気ガスの還流率を一層的確に
求めることができる。

【００９２】請求項４項にあっては、複雑な計算や不確
定な演算要素を極力減らすことができ、簡易な構成であ
りながら、実際に燃焼室に吸入される正味の排気還流率
を精度良く推定することができ、それに基づいて燃料噴
射量を適正に補正することができる。

【００９３】請求項５項にあっては、複雑な計算や不確
定な演算要素を極力減らすことができ、簡易な構成であ
りながら、実際に燃焼室に吸入される正味の排気還流率
を精度良く推定することができ、それに基づいて点火時
期を適正に補正することができる。

【００９４】請求項６項にあっては、燃焼室に流入する
排気ガスの還流率ないしは燃料噴射補正係数をより簡易
に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る内燃機関の排気還流率推定装置
を全体的に示すブロック図である。

【図２】図１の排気還流率推定装置の動作を示すフロー
・チャートである。

【図３】この発明に係る排気還流率推定の基本アルゴリ
ズムを示す説明図で、図２フロー・チャートの演算に使
用される排気還流率のリフト量に対するガス量の特性を
示す説明図である。

【図４】排気還流弁のリフト指令値に対する実リフトお
よび還流ガスの遅れを示す説明図である。

【図５】図２フロー・チャートの演算に使用される定常
時の排気還流率補正係数（基本排気還流率補正係数）の
マップ特性を示す説明図である。

【図６】図２フロー・チャートの演算に使用されるリフ
ト指令値のマップ特性を示す説明図である。

【図７】図２フロー・チャートの燃料噴射補正係数の算
出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。

【図８】図７フロー・チャートの作業で使用されるリン
グバッファの構成を示す説明図である。

【図９】図７フロー・チャートの作業で使用される無駄
時間τのマップ特性を示す説明図である。

【図１０】図７フロー・チャートの作業を説明するタイ
ミング・チャートである。

【図１１】この発明の第２実施例を示す、図７に類似す
るフロー・チャートである。

【図１２】この発明の第３実施例を示す、図７に類似す
るフロー・チャートである。

【図１３】この発明の第４実施例を示すフロー・チャー
トである。

【図１４】図１４フロー・チャートの作業で使用される
θＭＡＰマップの特性を示す説明図である。

【符号の説明】

１内燃機関本体２吸気管５電子制御ユニット（ＥＣＵ）７絶対圧センサ１０クランク角センサ１６大気圧センサ１８排気還流通路１９排気還流弁２５排気還流機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川祐介埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続
して排気ガスの少なくとも一部を前記吸気通路に還流す
る排気ガス還流通路と、該排気ガス還流通路を開閉する
排気還流弁とを備えてなる内燃機関において、ａ．所定の検出周期ごとに少なくとも機関回転数と機関
負荷とを含む前記内燃機関の運転状態を検出する運転状
態検出手段、ｂ．前記所定の検出周期ごとに前記排気還流弁の作動状
態を検出する排気還流弁作動状態検出手段、ｃ．前記排気ガスが排気還流弁を通過して燃焼室に流入
するまでの無駄時間を求め、検出された運転状態と排気
還流弁の作動状態とから該無駄時間に相当する検出周期
前の、前記排気還流弁を通過して燃焼室に流入する排気
ガスの還流率を算出する排気還流率算出手段、およびｄ．該算出された排気還流率を前記内燃機関の燃焼室に
流入する排気ガスの還流率とみなす排気還流率決定手
段、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流率推
定装置。
【請求項２】前記排気還流率算出手段は、ｅ．少なくとも機関回転数と機関負荷とから基本排気還
流率を決定する基本排気還流率決定手段、ｆ．前記排気還流弁の流量特性に基づき、前記排気還流
弁の開口面積検出値に応じて前記排気還流弁を通過する
排気ガス量を推定する第１の推定手段、ｇ．前記排気還流弁の流量特性に基づき、前記排気還流
弁の開口面積指令値に応じて前記排気還流弁を通過する
排気ガス量を推定する第２の推定手段、およびｈ．前記第１、第２の推定手段で推定された排気ガス量
の比を求め、該求めた比に応じて前記基本排気還流率を
補正して前記内燃機関の燃焼室に流入する排気ガスの還
流率を算出する算出手段、からなることを特徴とする請求項１項記載の内燃機関の
排気還流率推定装置。
【請求項３】前記無駄時間が前記内燃機関の運転状態
に応じて求められることを特徴とする請求項１項または
２項記載の内燃機関の排気還流率推定装置。
【請求項４】前記排気還流率決定手段は、前記排気還
流率に応じて前記内燃機関の燃焼室に供給されるべき燃
料噴射量を補正する補正係数を求める補正係数算出手段
を備えることを特徴とする請求項１項ないし３項のいず
れかに記載の内燃機関の排気還流率推定装置。
【請求項５】前記排気還流率決定手段は、前記排気還
流率に応じて前記内燃機関の点火時期を補正する補正係
数を求める補正係数算出手段を備えることを特徴とする
請求項１項ないし４項のいずれかに記載の内燃機関の排
気還流率推定装置。
【請求項６】前記排気還流率決定手段は、前記所定の
検出周期に同期した演算周期ごとに予め算出される排気
還流率および補正係数の少なくともいずれかを順次記憶
する記憶手段を備え、前記無駄時間に応じて該記憶手段
に記憶された前記排気還流率および前記補正係数の少な
くともいずれかを選択することを特徴とする請求項１項
ないし５項のいずれかに記載の内燃機関の排気還流率推
定装置。