JPH0828365A

JPH0828365A - 排気ガス再循環制御装置

Info

Publication number: JPH0828365A
Application number: JP6163856A
Authority: JP
Inventors: Tokiji Itou; 登喜司伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 1996-01-30

Abstract

(57)【要約】【目的】機関軽負荷運転時の排気ガス再循環により失
火が生じることを防止可能な排気ガス再循環制御装置を
提供する。【構成】内燃機関１の吸気通路２と排気通路１１とを
接続する排気還流通路３０を設け、通路３０に配置した
排気還流制御弁３１の作動を制御回路１０により制御す
る。制御回路は、機関軽負荷時の排気ガス再循環中にお
ける機関失火頻度を検出し、機関失火頻度に応じて軽負
荷時に排気ガス再循環を開始するスロットル開度を変更
して失火頻度を低減するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス再
循環制御装置に関し、詳細には機関軽負荷運転時におけ
る排気ガス再循環中の失火を防止して安定した機関の運
転を可能とする排気ガス再循環制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の軽中負荷運転時に排気ガスの
一部を機関吸気系に還流する排気ガス再循環装置が知ら
れている。排気ガス再循環装置を備えた機関では、吸気
系に酸素濃度の低い排気ガスを還流させることにより、
機関燃焼温度が低下して排気中のＮＯ_X（窒素酸化物）
の量が低減される。しかし、排気ガス再循環により、機
関には燃焼に寄与しない不活性ガス（排気ガス）が吸入
されるため、機関の燃焼が悪化して機関低温時や低回転
時における機関運転の不安定化及び高負荷運転における
機関出力不足等の問題が生じる。

【０００３】上記問題を解決するため、例えば特開昭６
２−９３４８０号公報には、機関高負荷運転時、機関高
回転または低回転時、及び機関温度が所定値以下等の運
転条件では排気ガス再循環を禁止する排気ガス再循環制
御装置が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開昭
６２−９３４８０号公報の制御装置のように機関負荷や
回転数、機関温度などで一律に排気ガス再循環の実施可
否を判定していると、特に機関軽負荷運転時には問題を
生じる場合がある。機関軽負荷運転時は、排気ガス再循
環を実施しない場合でも機関燃焼状態は不安定になる傾
向があり、排気ガス再循環実施時には還流する排気の量
が僅かに増加しただけでも簡単に失火が生じる。すなわ
ち、機関軽負荷運転時には還流する排気の量に対する燃
焼状態変動の感度が大きくなっている。

【０００５】また、還流される排気ガスの量は、排気系
と吸気系とを接続する排気還流通路（ＥＧＲ通路）に設
けた排気還流制御弁（ＥＧＲ弁）により制御するが、Ｅ
ＧＲ弁の開度が同一であっても還流される排気ガスの量
（ＥＧＲ量）は一定ではない。たとえば、大気圧が変化
すると排気系の背圧が変化するため、ＥＧＲ弁開度が同
一であってもＥＧＲ量は上記背圧に応じて変動する。ま
た、ＥＧＲ弁は、製品毎のばらつきや使用による経年変
化により、開度−流量特性が異なってくる場合がある。

【０００６】このため、上記のように機関負荷や回転数
等の条件で一律にＥＧＲ弁の作動を制御していると、Ｅ
ＧＲ量の変動が生じ、特に燃焼状態がＥＧＲ量の変動に
敏感になっている軽負荷運転時にはＥＧＲ量過大による
機関失火が生じやすくなり、失火による機関出力変動や
排気性状の悪化などが生じる問題がある。本発明は上記
問題に鑑み、機関軽負荷時の排気ガス再循環による機関
失火を防止し、機関出力変動による運転性の悪化や排気
性状の悪化が生じることを効果的に防止できる内燃機関
の排気ガス再循環制御装置を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、機関軽負荷運転時に機関負荷が設定値以上であ
るときに作動して、内燃機関の排気の一部を機関吸気系
に再循環させる排気還流手段と、機関軽負荷運転時の前
記排気還流手段による排気再循環時における機関の失火
の頻度を検出する失火頻度検出手段と、前記失火頻度検
出手段により検出された失火頻度に基づいて、該失火頻
度を低減するように、機関軽負荷運転時に前記排気還流
手段の作動を制御する制御手段とを備えた排気ガス再循
環制御装置が提供される。

【０００８】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１の排気ガス再循環制御装置において、前記制御手段
は、前記失火頻度検出手段により検出された失火頻度に
基づいて、機関負荷の前記設定値を変更することによ
り、失火頻度を低減するように前記排気還流手段の作動
を制御する。更に、請求項３に記載の発明によれば、請
求項１記載の排気ガス再循環制御装置において、前記制
御手段は、機関軽負荷運転時に前記失火頻度に基づいて
前記排気還流手段の作動を制御し、前記失火頻度を低減
するように前記排気還流手段により再循環される排気の
流量を変更する。

【０００９】

【作用】請求項１の発明では、排気還流手段は機関軽負
荷運転時に機関負荷が設定値以上であるときに排気ガス
再循環を実施する。また、失火頻度検出手段は機関軽負
荷運転時の排気ガス再循環中に機関に生じる失火の頻度
を検出する。さらに、制御手段は上記により検出された
失火頻度に基づいて、前記排気還流手段の作動を制御し
て失火頻度を低減する。

【００１０】また、請求項２に記載の発明では、上記制
御手段は失火頻度に基づいて前記機関負荷の設定値を変
更することにより、前記排気還流手段の作動を制御す
る。すなわち、制御手段は軽負荷時の排気ガス再循環中
の失火頻度が高い場合には前記設定値を増大させて、軽
負荷側で排気ガス再循環を行わない領域を増大させるこ
とにより失火頻度を低減する。

【００１１】また、請求項３に記載の発明では、請求項
１の制御手段は失火頻度に基づいて排気還流手段の作動
を制御することにより排気再循環の量を変更する。すな
わち、軽負荷側における失火頻度が高い場合には、前述
の機関負荷の設定値は変更せずに、排気還流手段により
還流される排気の量を低減することにより失火頻度を低
減する。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面を用いて本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明を適用する車両用内燃機関の全
体概略構成を示す図である。図１において、１は内燃機
関本体、２は吸気通路、１１は排気通路を、また、３は
吸気通路に設けられたエアフローメータを示している。
エアフローメータ３は吸入空気量を直接計測するもので
あって、たとえばポテンショメータを内蔵した可動ベー
ン式エアフローメータ等が使用され、吸入空気量に比例
したアナログ電圧の出力信号を発生する。この出力信号
は制御回路１０のマルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換器１０
１に入力される。

【００１３】ディストリビュータ４には、その軸がたと
えばクランク角に換算して７２０°毎に基準位置検出用
パルス信号を発生するクランク角センサ５、およびクラ
ンク角に換算して３０°毎にクランク角検出用パルス信
号を発生するクランク角センサ６がそれぞれ設けられて
いる。これらクランク角センサ５、６のパルス信号は制
御回路１０の入出力インターフェイス１０２に供給さ
れ、このうちクランク角センサ６の出力はＣＰＵ１０３
の割込み端子に供給される。なお、本実施例ではクラン
ク角センサ５、６はディストリビュータ４に配置してい
るが、クランク軸に直接回転角パルス発生用の歯車を取
付け、マグネティックピックアップ等の近接センサを用
いてクランク回転角パルス信号を発生させて基準位置と
クランク軸回転角とを検出するようにしてもよい。

【００１４】さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供
給系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴
射弁７が設けられている。また、吸気通路２には、運転
者のアクセルペダル２１の操作量に応じた開度をとるス
ロットル弁１６が設けられており、さらに、スロットル
弁１６には、スロットル弁１６の開度に応じた電圧信号
を発生するスロットル開度センサ１７が設けられてい
る。このスロットル開度センサの出力はＡ／Ｄ変換器１
０１に入力される。

【００１５】図１において、３０で示したのは排気通路
１１と吸気通路２とを接続する排気還流通路（ＥＧＲ通
路）である。ＥＧＲ通路３０には、この通路を通って排
気通路１１から吸気通路に還流する排気ガスの量を制御
する排気還流制御弁（ＥＧＲ制御弁）３１が設けられて
いる。また、３２で示すのはＥＧＲ制御弁３１の作動を
制御する、負圧アクチュエータである。アクチュエータ
３２は、制御回路１０からの制御信号に応じてＥＧＲ制
御弁３１を開閉し、排気ガス再循環の実施を制御してい
る。

【００１６】機関本体１のシリンダブロックのウォータ
ジャケット８には、冷却水の温度を検出するための水温
センサ９が設けられている。水温センサ９は冷却水の温
度に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出
力もＡ／Ｄ変換器１０１に供給されている。制御回路１
０は、たとえばマイクロコンピュータとして構成され、
Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力インターフェイス１０２、
ＣＰＵ１０３の他に、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５、バ
ックアップＲＡＭ１０６、クロック発生回路１０７等が
設けられている。

【００１７】制御回路１０は、機関１の燃料噴射制御、
点火時期制御等の基本制御を行う他、本実施例では、機
関回転数の変動を検出して機関の失火の頻度を検出する
失火頻度検出操作や、ＥＧＲ弁３１の作動を制御して機
関への排気ガス還流を制御する排気ガス再循環制御を行
っている。また、制御回路１０の入出力インターフェイ
ス１０２は、点火回路１１２に接続されており、機関１
の点火時期を制御している。すなわち、制御回路１０は
入力したクランク角センサ５の基準クランク角パルス信
号とクランク角センサ６のクランク角パルス信号とか
ら、各気筒の基準角度位置（例えば、各気筒の圧縮上死
点よりクランク角で６０°前の角度）を検出し、各気筒
がこの基準位置に達してから、別途実行される図示しな
いルーチンにより算出される所定の回転角度だけクラン
ク軸が回転したときに点火回路１１２に点火信号を出力
し、各気筒の点火プラグ（図示せず）にスパークを発生
させる。

【００１８】エアフローメータ３の吸入空気量データ、
およびスロットル開度センサ１７からのスロットル開度
データおよび水温センサ９からの冷却水温データは、所
定時間もしくは所定クランク角毎に実行されるＡ／Ｄ変
換ルーチンによって取込まれてＲＡＭ１０５の所定領域
に格納される。つまり、ＲＡＭ１０５における吸入空気
量データ、スロットル開度データ、冷却水温データは所
定時間毎に更新されている。また、回転速度データはク
ランク角センサ６のパルス信号とクロック１０７のクロ
ック信号とに基づいて、クランク角センサ６の３０°Ｃ
Ａ（クランク角）毎の割込みによって演算され、ＲＡＭ
１０５の所定領域に格納される。

【００１９】次に、本実施例の排気ガス再循環制御につ
いて説明する。本実施例では制御回路１０は、以下の条
件が成立したときにアクチュエータ３２によりＥＧＲ制
御弁３１を開弁駆動して、排気ガス再循環を行う。機関冷却水温度が所定値（例えば６５℃）以上である
こと。機関負荷が高負荷側の所定値以下であること。

【００２０】機関負荷が軽負荷側の所定値以上である
こと。ここで、上記条件は、機関の暖機が完了する前に排気
ガス再循環を実施すると燃焼状態の悪化により暖機が遅
くなる可能性があるため、排気ガス再循環を機関暖機が
完了したと判断されたときにのみ行うようにしたもので
ある。また、上記条件は、排気ガス再循環を実施する
と機関出力が低下するため、本来出力を必要とする機関
高負荷運転中には排気ガス再循環を禁止して、機関出力
を確保するためである。なお機関負荷を表すパラメータ
としては、例えば機関１回転当たりの吸入空気量（グラ
ム／回転）が用いられ、この吸入空気量の値が高負荷側
の所定値（例えば１．０グラム／回転）より大きい場合
には排気ガス再循環を実施しない。

【００２１】また、上記条件は軽負荷時の燃焼状態悪
化による失火発生を防止するためである。ところが、軽
負荷運転時には機関燃焼状態は排気ガス再循環量に対し
て敏感に変化するため、前述のように軽負荷側のＥＧＲ
実施判定条件（上記）を一律に固定すると、排気ガス
再循環量の僅かな変動によっても失火が生じてしまう問
題がある。

【００２２】そこで、本実施例では軽負荷側での機関負
荷による排気ガス再循環実施可否の判定（上記）に用
いるパラメータとして、上記機関吸入空気量に加えてス
ロットル開度を用い、以下の２つの条件を設定してい
る。 −１：機関１回転当たりの吸入空気量が所定値（例え
ば０．３グラム／回転）以上であること。

【００２３】−２：スロットル開度ＴＨが判定値ＴＨ
Ａ以上であること。ここで、判定値ＴＨＡは、後述するように機関失火頻度
に基づいて設定される可変値であり、失火頻度が高い場
合には大きな値に設定される。すなわち、本実施例では
失火頻度が低い場合にはＴＨＡは小さな値となり、排気
ガス再循環は上記−１の機関吸入空気量から定まる負
荷条件のみで判定されるが、失火頻度が高くなるとＴＨ
Ａは大きな値に設定され、上記−１の条件が成立した
場合でも、上記−２の条件が成立しない限り排気ガス
再循環は実施されない。すなわち機関軽負荷側での排気
ガス再循環を実施するための負荷条件が高負荷側に設定
されるようになる。

【００２４】これにより、軽負荷運転時のあるスロット
ル開度で失火頻度が増大したときには、排気ガス再循環
実施のためのスロットル開度判定条件が増大され、吸入
空気量の判定条件を満たしていてもそのスロットル開度
では排気ガス再循環が禁止されるようになるため、失火
が防止される。従って、排気ガス再循環は失火が生じな
い領域でのみ実施されるようになり、大気圧変化やＥＧ
Ｒ制御弁３１の流量特性のずれなどによりＥＧＲ量が増
加しても、機関軽負荷時に失火が生じることが防止され
る。

【００２５】以下、図２から図６のフローチャートを用
いて、本実施例の軽負荷側における排気ガス再循環制御
について詳細に説明する。図２は排気ガス再循環制御の
基本動作を示すフローチャートである。本ルーチンは、
図１の制御回路１０により一定時間毎に実行される。図
２においてルーチンがスタートすると、ステップ２０１
では、機関回転数Ｎ、吸入空気量Ｑ、冷却水温度ＴＨＷ
およびスロットル開度ＴＨのＲＡＭ１０５に格納された
最新のデータが読み込まれる。

【００２６】また、ステップ２０３から２０９では、前
述の排気ガス再循環実施条件が判定される。すなわち、
ステップ２０３では冷却水温度条件（前述の条件）が
成立しているか否か、ステップ２０５では高負荷側の負
荷条件（同条件）が成立しているか否かがそれぞれ判
定される。次に、上記条件が両方とも成立している場合
（暖機が完了しており、かつ機関が高負荷運転中でない
場合）には、ステップ２０７とステップ２０９で低負荷
側の条件が成立しているか否かが判定される。ここで、
ステップ２０７は上記条件−１に、ステップ２０９は
上記条件−２に相当する。

【００２７】上記ステップ２０１から２０９の条件のい
ずれかが不成立である場合には、ステップ２１１に進み
ＥＧＲ制御弁３１のアクチュエータ３２にＥＧＲオフ信
号が出力される。これにより、アクチュエータ３２はＥ
ＧＲ制御弁３１を全閉位置に駆動する。また、ステップ
２０１から２０９の全部が成立した場合には、ステップ
２１３でＥＧＲ制御弁３１のアクチュエータ３２にＥＧ
Ｒオン信号が出力され、ＥＧＲ制御弁３１は開弁され
る。なお、本実施例ではアクチュエータ３２として負圧
アクチュエータが用いられており、アクチュエータの駆
動負圧としてスロットル弁１６下流側の吸気通路負圧が
用いられる。従ってＥＧＲオン時、アクチュエータ３２
は吸気負圧に応じた量だけ作動し、ＥＧＲ制御弁３１開
度は吸気負圧に応じた量に設定される。

【００２８】前述のように、ステップ２０９におけるス
ロットル開度の判定値ＴＨＡは、機関軽負荷運転時にお
ける排気ガス再循環中の機関の失火頻度に基づいて決定
され、失火頻度が高ければＴＨＡは大きな値に設定さ
れ、排気ガス再循環が実施される機関負荷（スロットル
開度）の下限値は高負荷側に移行する。また、失火頻度
が低ければ、ＴＨＡは小さな値に設定され、排気ガス再
循環が実施される機関負荷の下限値は軽負荷側に移行す
る。

【００２９】次に、上記失火頻度に基づくスロットル開
度判定値ＴＨＡの設定について説明する。本実施例で
は、制御回路１０は機関の失火頻度を検出し、失火頻度
が高い場合には、現状のスロットル開度判定値ＴＨＡを
検出された失火頻度に応じた量だけ増大し、逆に失火頻
度が低い場合にはスロットル開度判定値ＴＨＡを一定量
だけ低減する。これにより、スロットル開度判定値ＴＨ
Ａは、常に失火頻度が生じない範囲で最も小さい値に設
定されることになり、軽負荷運転時の失火を防止しなが
ら排気ガス再循環実施領域の減少を最小限に抑制するこ
とができる。なお、ここでいう失火頻度とは、機関の一
定点火回数当たり（例えば点火回数２００回当たり）に
生じた失火の回数を言う。

【００３０】また、本実施例では、機関失火の有無は機
関回転速度の変動に基づいて検出する。すなわち、制御
回路１０は別途実行される図示しない失火判定ルーチン
により、クランク角センサ６からクランク回転角３０°
毎に入力するパルス信号の時間間隔を求め、あるパルス
信号の時間間隔が他のパルス信号の時間間隔に較べて一
定の比率以上大きい値になったときに失火が生じたと判
定する。気筒で失火が生じると、その気筒では爆発行程
時にトルクが発生しなくなるため失火気筒の爆発行程に
相当するクランク回転角の範囲では、他の気筒に較べて
クランク軸回転速度が低下する。本実施例では、制御回
路１０は、上記により各気筒の爆発行程におけるクラン
ク軸回転速度の低下を検出することにより、失火が発生
したと判定している。

【００３１】なお、本発明に使用可能な失火検出方法は
上記の回転数変動によるものに限定されるわけではな
く、他の方法も使用することができる。例えば、燃焼室
内の燃焼圧力を検出する燃焼圧センサを備えた機関で
は、各気筒の爆発行程時の燃焼圧を監視し、この燃焼圧
が所定値以下であるときに失火が生じたと判定するよう
にしてもよい。

【００３２】図３、図４は、スロットル開度判定値ＴＨ
Ａの設定動作を示すフローチャートである。本ルーチン
は制御回路１０により、一定時間毎（例えば６５ｍｓ
毎）に実行される。図３においてルーチンがスタートす
ると、ステップ３０１では別途図示しないルーチンによ
り実行される失火検出動作において、排気ガス再循環に
起因する失火が正確に検出されているか否かが判定され
る。例えば、検出した失火回数が異常に多い場合には、
失火が点火系統の異常等排気ガス再循環以外の原因で生
じていると考えられるため、検出した失火頻度に基づく
スロットル開度判定値ＴＨＡの変更制御をおこなわない
こととし、ステップ３１３に進み、判定値ＴＨＡを初期
値（本実施例では３°）に設定して直接図４ステップ３
３９に進む。

【００３３】また、ステップ３０１で失火検出動作が正
常に実行されていると判定された場合にはステップ３０
３に進み、機関冷却水温度ＴＨＷが所定値（本実施例で
は３５℃）より低いか否かが判定される。ＴＨＷが上記
所定値以下の場合には、機関温度が低く排気ガス再循環
にかかわりなく失火頻度が増大する場合があるため、同
様に失火頻度によるスロットル開度判定値ＴＨＡの変更
制御を行わないこととして、ステップ３１３でＴＨＡを
初期値に設定して直接図４ステップ３３９に進む。

【００３４】冷却水温度ＴＨＷが上記所定値以上である
場合には、ルーチンはステップ３０５に進み、カウンタ
ＣＩＧの値が所定値（本実施例では２００）に到達した
か否かが判定され、ＣＩＧ＜２００の場合にはそのまま
図４ステップ３４３で本ルーチンを終了する。ここで、
カウンタＣＩＧは後述するように軽負荷運転時（本実施
例ではスロットル開度ＴＨが、６°≦ＴＨ＜９°の範囲
にある時）の機関点火回数を表すカウンタである。カウ
ンタＣＩＧは、後述の図５、図６のルーチンで各気筒の
上死点時にスロットル開度ＴＨが、６°≦ＴＨ＜９°の
範囲にあればカウントアップされ、本ルーチンのステッ
プ３３９でクリアされる。

【００３５】ステップ３０５で、ＣＩＧの値が２００に
到達していた場合には、ステップ３０７で、カウンタＣ
ＤＲの値が所定値（本実施例ではＣＤＲ＝２０）より小
さいか否かが判定される。ここで、ＣＤＲは排気ガス再
循環を実施していない時の失火回数を表すカウンタであ
り、図５、図６のルーチンでカウントアップされる。Ｃ
ＤＲの値が大きいことは、すなわち排気ガス再循環以外
の原因で失火が生じていることを意味する。例えば、本
実施例では機関回転数の変動に基づいて失火を検出して
いるが、悪路走行中などのように路面の凹凸に応じて走
行抵抗が大きく変動する場合には、実際には失火が生じ
ていなくても路面状況に応じた機関回転数変動が生じる
ため失火が生じたと誤判定される場合がある。

【００３６】ステップ３０７でＣＤＲ≧２０の場合には
ステップ３０９に進み、更にＣＤＲがステップ３０７の
所定値より大きい別の所定値（本実施例ではＣＤＲ＝２
４）以上か否かが判定され、ＣＤＲ≧２４の場合には排
気ガス再循環を実施していないにもかかわらず失火回数
が極めて多いことから、現在悪路を走行中であるため実
際には失火が生じていないにもかかわらずＣＤＲがカウ
ントアップされていると判断して、ステップ３１１でカ
ウンタＣＴＡの値を２０にセットしてからステップ３１
３に進み、スロットル開度判定値ＴＨＡを初期値に初期
値に設定する。

【００３７】ここで、カウンタＣＴＡは後述のＴＨＡ変
更操作の禁止カウンタであり、ステップ３４１でデクリ
メントされる。カウンタＣＴＡがＣＴＡ＞０の値をと
っている場合にはステップ３２５から３２９のＴＨＡ変
更操作は禁止される。すなわち、悪路走行中には失火検
出の信頼性が低下しているためスロットル開度判定値Ｔ
ＨＡを初期値にセットするとともに、悪路走行の影響が
続くと考えられる期間（すなわち、禁止カウンタＣＴＡ
が２０から０までデクリメントされる期間）は判定値Ｔ
ＨＡの変更操作を禁止する。

【００３８】また、ステップ３０９で、２０≦ＣＤＲ＜
２４であった場合には、上記程ではないが失火回数が多
く現在悪路走行中である可能性が極めて高いので、ＣＴ
Ａの値は変更しないままステップ３１３でＴＨＡを初期
値にセットする。一方、ステップ３０７でＣＤＲ＜２０
であった場合には、ステップ３１５に進み、更にＣＤＲ
がステップ３０７の所定値より小さい別の所定値（本実
施例ではＣＤＲ＝１４）以上か否かを判定し、ＣＤＲ≧
１４の場合には図４ステップ３２３に進み現在のスロッ
トル開度判定値を一定値（本実施例では３°）だけ減少
させてステップ３３９以下を実行する。これは、ＣＤＲ
が２０以上の場合程ではないが、失火回数が多くなって
おり現在悪路走行中である可能性が無視できないため、
一挙に判定値ＴＨＡを初期値に戻す代わりに、３°だけ
減少させるようにしたものである。

【００３９】次に、ステップ３１５でＣＤＲ＜１４であ
れば、現在悪路走行中ではないと考えられるため、ステ
ップ３１７以下で禁止カウンタＣＴＡがゼロ以下の値に
なっている場合（すなわち、悪路走行中のＴＨＡ変更禁
止期間が終了している場合）には、ステップ３２１以下
の排気ガス再循環中の失火頻度に基づくＴＨＡの設定変
更操作を行う。

【００４０】すなわち、ステップ３１７でＣＴＡ＞０の
場合（禁止期間中）には直接図４ステップ３３９に進み
ＴＨＡの変更操作は行わず、ＣＴＡ≦０の場合にのみ図
４ステップ３１９に進む。ステップ３１９では、カウン
タＣＤＥの値が所定値（本実施例ではＣＤＥ＝６）以上
か否かが判定される。カウンタＣＤＥは失火頻度を表す
カウンタであり、後述の図５、図６のルーチンで、軽負
荷運転中（６°≦ＴＨ＜９°）の累積点火回数が２００
回に到達する間に生じる排気ガス再循環実施中の失火回
数をカウントした値である。

【００４１】ステップ３１９でＣＤＥ≧６（点火回数２
００回当たりの失火回数が６回以上）の場合には、悪路
走行中ではなく、しかも排気ガス再循環中にかなりの頻
度で失火が生じており、排気ガス再循環量が比較的大幅
に増大しているために失火頻度がかなり大きくなってい
ると考えられることから、ステップ３２９に進みスロッ
トル開度判定値ＴＨＡを比較的大きな一定量（本実施例
では３°）だけ増大させて軽負荷側での排気ガス再循環
実行領域を比較的大幅に減少させる。これにより、軽負
荷時にはスロットル開度が大きくなるまで排気ガス再循
環が実施されないようになり、排気ガス再循環量の過多
による失火が防止される。

【００４２】また、ステップ３１９でＣＤＥ＜６の場合
には、次にステップ３２１で失火頻度カウンタＣＤＥの
値が３以上か否かが判定される。ステップ３２１でＣＤ
Ｅ≧３の場合には、上記程ではないが排気ガス再循環量
が増大していると考えられるため、ステップ３２７で判
定値ＴＨＡをステップ３２９より小さい一定量（本実施
例では２°）だけ増大する。また、ステップ３２１で失
火頻度カウンタＣＤＥが３より小さい場合には失火頻度
は十分に小さく、もっと排気ガス再循環実施領域を軽負
荷側に拡大しても失火頻度増大が生じないと考えられる
ので、ステップ３２５に進みスロットル開度判定値ＴＨ
Ａを比較的小さな一定値（本実施例では０．２５°程
度）減少させる。これにより、失火頻度が増大しない範
囲で排気ガス再循環実施領域が拡大され、排気ガス再循
環実施領域が必要異常に狭くなることが防止される。

【００４３】また、ステップ３２３から３２９のいずれ
かを実行した後は、ステップ３３１から３３７で、スロ
ットル開度判定値ＴＨＡの値を上限値（本実施例では９
°）と下限値（本実施例では３°）によりガードする。
これにより、判定値ＴＨＡは常に所定の範囲内に保持さ
れステップ３２３から３２９の操作により判定値が過大
または過小になることが防止される。

【００４４】さらに、ステップ３３９では、上記したカ
ウンタＣＩＧ、ＣＤＥ及びＣＤＲがクリアされるととも
に、ステップ３４１では判定値ＴＨＡの変更操作禁止カ
ウンタＣＴＡが１だけデクリメントされ、ステップ３４
３で本ルーチンは終了する。上記ルーチンの実行によ
り、軽負荷運転時（６°≦ＴＨ＜９°）で排気ガス再循
環実施中に失火頻度が高い場合には、スロットル開度判
定値ＴＨＡが一定量づつ増大され続けるため、軽負荷運
転時に失火頻度の高いスロットル開度領域では排気ガス
再循環が禁止されるようになり、失火が生じることが防
止される。また、失火頻度が少ない場合には、スロット
ル開度判定値ＴＨＡは一定量づつ減少されるため、排気
ガス再循環を実施する領域は失火が生じない範囲で最大
限に広く維持される。

【００４５】次に、図３、図４のルーチンで使用するカ
ウンタＣＩＧ、ＣＤＥ及びＣＤＲのインクリメントにつ
いて説明する。図５、図６は、上記カウンタのインクリ
メント動作を示すフローチャートである。本ルーチンは
制御回路１０により、一定クランク回転角毎（例えば、
各気筒が上死点に到達する毎）に実行される。図５にお
いてルーチンがスタートすると、ステップ５０１では、
失火判定のための条件が成立しているか否かが判定され
る。ここで失火判定条件は、例えば機関冷却水温度が一
定値（例えば−１０℃）以上であること、機関の始動が
完了していること、フュエルカット終了後所定時間が経
過していること等であり、これらの条件のいずれかが不
成立であった場合には、失火判定の信頼度が極めて低く
なるため失火判定ルーチンは実行されないので、図６ス
テップ５２９に進み、そのままルーチンを終了する。

【００４６】ステップ５０１で失火判定実行条件が成立
していた場合には、ステップ５０３で排気ガス再循環の
切換後、すなわち排気ガス再循環の実施開始後または、
排気ガス再循環停止後所定時間（本実施例では６００ｍ
ｓ）以上が経過しているか否かが判定され、上記所定時
間が経過していない場合には、ステップ５２９に進み、
本ルーチンは終了する。排気ガス再循環の切換後所定時
間以内はカウンタのインクリメントを禁止するのは、切
換後も上記所定時間内は切換前の状態の影響が残ってい
ると考えられるため、この時間内にカウンタのインクリ
メント操作を行うとカウンタの値の信頼度が低下するた
めである。

【００４７】次に、ステップ５０５では、機関１回転当
たりの吸入空気量Ｑ／Ｎが中負荷に相当する所定値（本
実施例では０．８グラム／回転）より小さいか否かが判
定され、Ｑ／Ｎ≧０．８の場合には図６ステップ５０９
に進み、別途実行される失火判定ルーチンで失火が検出
されているか否かを判定し、失火が検出されている場合
にはステップ５１１で悪路走行判定用の失火カウンタＣ
ＤＲを１だけインクリメントさせステップ５２９でルー
チンを終了する。また、失火が検出されていない場合に
は、直接ステップ５２９に進みルーチンを終了する。

【００４８】また、ステップ５０３でＱ／Ｎ＜０．８の
場合には、ステップ５０７で図２の排気ガス再循環実施
条件のうち、スロットル開度条件（ＴＨ≧ＴＨＡ）以外
の条件（ステップ２０３、２０５）が成立しているか否
かを判定し、これらの条件のいずれかが成立していない
場合には、図６ステップ５０９以下を実行する。更に、
ステップ５０７で条件が成立していた場合には、ステッ
プ５０８でスロットル開度ＴＨが中負荷に相当する開度
（本実施例では１４°）より小さいか否かが判定され、
ＴＨ≧１４の場合には同様に、図６ステップ５０９以下
を実行する。すなわち、本実施例では、中負荷運転時以
上（ステップ５０７、５０８）またはステップ２０３、
２０５の排気ガス再循環実施条件が成立していない場合
の失火回数データは悪路走行判定用のみに使用される。

【００４９】一方、上記ステップ５０１から５０８の条
件が全て成立していた場合には、ステップ５１３に進
み、スロットル開度ＴＨが軽負荷に相当する開度領域
（本実施例では、６°≦ＴＨ＜９°）にあるか否かを判
定する。スロットル開度ＴＨがこの領域外の場合には、
図６ステップ５１５で現在排気ガス再循環が実施されて
いるか否かを判定し、実施中であればステップ５０９以
下を実行し、場合に応じてカウンタＣＤＲをインクリメ
ントする。すなわち、スロットル開度ＴＨがステップ５
１３の範囲外であり、かつ１４°より小さい場合（ステ
ップ５０８）の失火回数データは、排気ガス再循環実施
中のみ悪路走行判定用として使用する。

【００５０】また、ステップ５１３でスロットル開度Ｔ
Ｈが軽負荷に相当する領域にある場合には、ステップ５
１７で現在排気ガス再循環を実施中か否かを判定し、実
施中でない場合にはステップ５１９、５２１で現在失火
が検出されている場合のみカウンタＣＤＲをインクリメ
ントする。すなわち、軽負荷運転領域であっても、排気
ガス再循環が実施されていない場合の失火回数データも
悪路走行判定用のみに使用される。

【００５１】上記をまとめると、悪路走行判定用失火カ
ウンタＣＤＲは、排気ガス再循環が実施されていない場
合には、機関負荷条件にかかわらず失火が生じるとイン
クリメントされ、排気ガス再循環実施中はＱ／Ｎ≧０．
８またはＴＨ≧１４°の負荷条件のいずれかが成立した
ときにインクリメントされる。また、ステップ５１７で
排気ガス再循環が実施中の場合には、ステップ５２３で
現在失火が検出されているか否かが判定され、失火が検
出されている場合にはステップ５２５でカウンタＣＤＥ
がインクリメントされる。すなわち、カウンタＣＤＥ
は、スロットル開度ＴＨが軽負荷に相当する領域（本実
施例では、６°≦ＴＨ＜９°）にあり、その領域で排気
ガス再循環が実施されている状態で失火が生じた場合に
のみインクリメントされる。

【００５２】また、上記ステップ終了後ステップ５２７
では点火回数カウンタＣＩＧがインクリメントされる。
すなわち、ＣＩＧはスロットル開度が軽負荷に相当する
領域にある場合のみの点火回数を表すことになる。な
お、図４ステップ３３９で説明したように、上記カウン
タＣＩＧ、ＣＤＥ及びＣＤＲは、点火回数カウンタＣＩ
Ｇの値が２００に到達する毎にクリアされ、再度ゼロか
らカウントアップされる。

【００５３】なお、本実施例のように失火頻度に応じて
排気ガス再循環実施領域のスロットル開度判定値を変更
するようにすると、判定値が大きく設定されたような場
合には、例えば軽負荷運転からの緩加速時等のように徐
々にアクセルペダルを踏み込んだ場合にはスロットル開
度が判定値に到達するまでは排気ガス再循環が開始され
ず、スロットル開度が比較的大きくなったときに急に排
気ガス再循環が開始されることになる。このような場合
には、機関出力トルクがある程度大きくなった状態で排
気ガス再循環が実行されて機関出力トルクが急に低下す
るため運転者に与える不快感が大きくなる恐れがある。
そこで、本実施例では、図２ステップ２０９でスロット
ル開度条件により排気ガス再循環が禁止されている場
合、すなわちスロットル開度ＴＨが判定値ＴＨＡより小
さい場合（ＴＨ＜ＴＨＡ）には、点火時期をスロットル
開度が増大するほど遅角させ、スロットル開度ＴＨが判
定値に到達して排気ガス再循環が開始されると同時に点
火時期を通常値まで進角させることにより上記問題を解
決している。

【００５４】図７、図８は点火時期の遅角操作を説明す
る図であり、図７は上記遅角操作を行わない場合、図８
は上記遅角操作を行った場合をそれぞれ示している。図
７、図８の横軸はスロットル開度、縦軸は機関出力トル
ク（図７、図８のカーブ(A) ）、排気ガス再循環量（同
(B) ）、点火時期遅角量（同(C) ）をそれぞれ示してい
る。

【００５５】先ず、図７を参照すると、スロットル開度
判定条件が比較的大きく設定されると、スロットル開度
が判定値ＴＨＡに到達する時点では、機関出力トルク
（図７(A) ）は比較的大きくなっているため点火時期の
遅角を行わない状態（図７(C)）では、排気ガス再循環
開始（図７(B) ）とともに機関出力トルクが大きく低下
してトルク変動が大きくなる。

【００５６】これに対して図８では、スロットル開度Ｔ
Ｈが判定値ＴＨＡより小さい領域ではスロットル開度の
増大に比例した量だけ点火時期が遅角される（図８(C)
）。このため、排気ガス再循環が開始される前の領域
（図８(A) 区間Ａ）では、点火時期遅角を行わない場合
（図８(A) 点線）に較べて機関出力トルクの増大が少な
くなる。この状態でスロットル開度ＴＨが判定値ＴＨＡ
に到達すると、排気ガス再循環の開始（図８(B) ）とと
もに点火時期が通常の値まで進角されるため（図８(C)
）、排気ガス再循環による機関出力低下と点火時期進
角による出力増大とが相殺され機関出力トルクに大きな
変動が生じることが防止される。

【００５７】このため、判定値ＴＡの増大により比較的
大きなスロットル開度で排気ガス再循環が開始された場
合でも運転者に大きな不快感を与えることが防止され、
車両の運転性の悪化が生じない。なお、上記実施例では
機関負荷を表すパラメータとして機関１回転当たりの吸
入空気量Ｑ／Ｎとスロットル開度ＴＨの２つを用いて、
スロットル開度の判定値ＴＨＡを失火頻度に応じて変更
するようにしているが、機関負荷を表すパラメータとし
てＱ／ＮとＴＨとのいずれか一方のみを用いるようにし
てもよい。この場合、失火頻度に応じてＱ／ＮまたはＴ
Ｈのうち使用するパラメータの軽負荷側の判定値を変更
し、軽負荷運転時における排気ガス再循環の実施領域を
変更するようにすればよい。

【００５８】次に、本発明の上記とは別の実施例につい
て説明する。上記実施例は排気ガス再循環実施のスロッ
トル開度判定値を失火頻度に応じて変更することによ
り、軽負荷側で排気ガス再循環実施を禁止する領域の設
定を変えるようにしたものである。このため、上記実施
例では失火頻度が高い負荷領域では排気ガス再循環は全
く実施されないことになる。

【００５９】しかし、実際には失火頻度が高い領域でも
排気ガス再循環量を低減することにより失火頻度を低下
させることができる。そこで、本実施例では機関失火頻
度に応じてＥＧＲ制御弁３１の開度を制御して排気ガス
再循環量を変更することにより軽負荷運転時における失
火を防止している。なお、本実施例においては、図２の
ＥＧＲ制御弁３１のアクチュエータ３２は駆動パルス電
圧のデューティ比を変えることによりＥＧＲ制御弁３１
の開度を連続的に制御可能なデューティソレノイド、ま
たは、ステップモータなどが使用され、制御回路１０の
制御信号に応じた開度にＥＧＲ制御弁３１の開度を設定
可能となっている。

【００６０】図９は、本実施例の排気ガス再循環制御の
基本動作を示すフローチャートであり、前述の実施例の
図２のフローチャートに対応するものである。なお、本
実施例においても、図３から図６のルーチンが別途実行
され、判定値ＴＨＡ（本実施例では後述するように補正
係数Ｋ算出用のパラメータとして使用する）が設定され
る。

【００６１】図９においてルーチンがスタートすると、
ステップ９０１から９０７ではデータの読み込みと排気
ガス再循環領域の判定が行われる。ステップ９０１から
９０７は、図２ステップ２０１から２０７と同一であ
る。本実施例では、排気ガス再循環を実施する負荷条件
の判定は機関１回転当たりの吸入空気量Ｑ／Ｎのみによ
って行われる。

【００６２】ステップ９０３から９０７のいずれかの条
件が成立しない場合には、ステップ９０９で、ＥＧＲ制
御弁３１の設定開度θ_SETはゼロに設定され、本ルーチ
ンは終了する。なお、本ルーチンにおいてθ_SETがゼロ
に設定されると、別途制御回路１０により実行される図
示しないルーチンにより、アクチュエータ３２に制御信
号か出力され、ＥＧＲ制御弁３１は全閉される。

【００６３】また、上記ステップ９０３から９０７の条
件が全部成立した場合には、ステップ９１１に進み、機
関１回転あたりの吸入空気量Ｑ／Ｎと回転数ＮとからＥ
ＧＲ制御弁３１の基本設定開度θ_Eが決定される。本実
施例では、θ_Eの値は各Ｑ／ＮとＮとの値について予め
設定されており、Ｑ／ＮとＮとを用いた２次元マップの
形で制御回路１０のＲＯＭ１０４に格納されている。ス
テップ９１１では、この２次元マップを用いてＱ／Ｎと
Ｎとの値からθ_Eが設定される。

【００６４】次いで、ステップ９１３では、スロットル
開度ＴＨが図４、図５のルーチンで設定された判定値Ｔ
ＨＡ以下か否かが判定され、ＴＨ＞ＴＨＡの場合にはス
テップ９１５に進みステップ９１１で求めた基本設定開
度θ_EをそのままＥＧＲ制御弁３１の設定開度θ_SETと
して採用し、ルーチンを終了する。また、ステップ９１
３でＴＨ≦ＴＨＡの場合には、ステップ９１７に進み、
上記ＴＨＡの値に基づいて開度補正係数Ｋを、Ｋ＝（１３．０−ＴＨＡ）／１０．０により算出し、ステップ９１９でＥＧＲ制御弁３１の設
定開度をθ_SETを、 θ_SET＝θ_E・Ｋにより設定する。上式から判るように、ステップ９１７
で設定される設定開度θ_SETは、図４、図５で設定され
るＴＨＡが下限値３°をとるときθ_Eに等しくなり、上
限値９°をとるときθ_Eの０．４倍になる。また、上限
値と下限値との間では、失火頻度が高くＴＨＡが大きく
なるほどθ_SETは小さく設定されるため、排気ガス再循
環量は低減され、機関の失火が防止されることになる。

【００６５】ステップ９１５または９１９実行により設
定開度θ_SETが決定されると、別途制御回路１０により
実行される図示しないルーチンにより、アクチュエータ
３２に制御信号が出力され、ＥＧＲ制御弁３１は設定さ
れたθ_SETの開度をとるように駆動される。上述の実施
例によれば、軽負荷運転時の排気ガス再循環実施中の失
火頻度に応じて軽負荷運転時の排気ガス再循環量を変更
することにより、ＥＧＲ制御弁３１の特性のずれ等によ
り軽負荷運転時の失火が生じることを有効に防止するこ
とができる。

【００６６】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、軽負荷
運転時の排気ガス再循環実施中に生じた失火の頻度に応
じて失火頻度を低減するように排気還流手段の作動を制
御することにより、機関軽負荷運転時の排気ガス再循環
による失火を確実に防止することができ、機関出力変動
による運転性の悪化や排気性状の悪化を有効に防止可能
となる共通の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する車両用内燃機関の全体概略構
成を示す図である。

【図２】本発明の排気ガス再循環制御装置の一実施例の
基本動作を示すフローチャートである。

【図３】図２の実施例のスロットル開度判定値ＴＨＡの
変更動作を示すフローチャートの一部である。

【図４】図２の実施例のスロットル開度判定値ＴＨＡの
変更動作を示すフローチャートの一部である。

【図５】図４のフローチャートの各カウンタのインクリ
メント動作を示すフローチャートの一部である。

【図６】図４のフローチャートの各カウンタのインクリ
メント動作を示すフローチャートの一部である。

【図７】本実施例の点火時期の遅角操作を説明する図で
ある。

【図８】本実施例の点火時期の遅角操作を説明する図で
ある。

【図９】本発明の図２とは別の実施例の排気ガス再循環
制御装置の基本動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…内燃機関本体２…吸気通路３…エアフローメータ１０…制御回路１１…排気通路１６…スロットル弁１７…スロットル開度センサ３０…排気還流通路（ＥＧＲ通路）３１…排気還流制御弁（ＥＧＲ制御弁）３２…アクチュエータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関軽負荷運転時に機関負荷が設定値以
上であるときに作動して、内燃機関の排気の一部を機関
吸気系に再循環させる排気還流手段と、機関軽負荷運転時の前記排気還流手段による排気再循環
時における機関の失火の頻度を検出する失火頻度検出手
段と、前記失火頻度検出手段により検出された失火頻度に基づ
いて、該失火頻度を低減するように、機関軽負荷運転時
に前記排気還流手段の作動を制御する制御手段とを備え
た排気ガス再循環制御装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記失火頻度検出手段
により検出された失火頻度に基づいて、機関負荷の前記
設定値を変更することにより、失火頻度を低減するよう
に前記排気還流手段の作動を制御する請求項１に記載の
排気再循環制御装置。
【請求項３】前記制御手段は、機関軽負荷運転時に前
記失火頻度に基づいて前記排気還流手段の作動を制御
し、前記失火頻度を低減するように前記排気還流手段に
より再循環される排気の流量を変更する請求項１に記載
の排気再循環制御装置。