JP3223674B2 - 内燃機関の排出ガス再循環装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関から排出さ
れるＮＯｘを低減すべく、その排出ガスを同機関の吸気
系に再循環させる内燃機関の排出ガス再循環装置に関
し、特にディーゼル機関に採用されて好適な排出ガス再
循環装置構成の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】排出ガス再循環装置とは周知のように、
内燃機関、例えばディーゼル機関から排出されるガスの
一部を排気系から取り出し、これに適当な温度、時期、
流量等の制御を施して同機関の吸気系へ再循環させる装
置である。また、こうして排出ガスを吸気系に再循環さ
せることにより、ガスの燃焼温度を下げることができ、
ひいては燃焼排出ガス中の有害成分であるＮＯｘ（窒素
酸化物のうちのＮＯ及びＮＯ2 ）の発生が抑制されるよ
うになることもよく知られている。

【０００３】ところで、特にディーゼル機関の排出ガス
再循環装置にあっては一般に、その制御すべき排出ガス
の再循環量（率）は、燃料の噴射量に対し、図１０に示
されるような特性に設定されるようになる。

【０００４】すなわち図１０は、機関の回転数Ｎｅを一
定（ｃｏｎｓｔ）とした場合の噴射量−排出ガス循環量
（率）特性を示したものであり、通常は同図１０に示さ
れるように、余剰空気の多い低負荷側ほど、排出ガスの
再循環量（率）が増大される特性となっている。なお、
同図１０において、「ＱＣ」は再循環カット燃料噴射量
（再循環カット噴射量）を示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１０の特性からも明
らかなように、例えば負荷が急増する加速度状態では、
上記排出ガスの再循環量を減量、ないしはカットするよ
う制御することになる。

【０００６】しかし通常、上記排出ガス再循環装置には
僅かながら制御系の応答遅れがあり、特にこうした加速
過渡時には、 ・燃料噴射量が増大しているにも拘わらず、実際に制御
される排出ガス再循環量は減らない。といったような事
態が発生する。このように、燃料の噴射量に比して排出
ガスの再循環量が減らない場合には、定常時よりも吸気
の少ない低酸素濃度での燃焼となり、過大なスモークが
発生することとなる。

【０００７】このことを、図１１を用いて更に詳述す
る。すなわちいま、アクセルが図１１（ａ）に示される
ような開度に操作されて、加速状態に入ったとすると、
それに伴い燃料噴射量も、図１１（ｂ）に示される態様
で増大し、最大噴射量へと移行する。またその際、排出
ガスの再循環制御量は、図１１（ｃ）に示されるよう
に、上述した再循環カット噴射量ＱＣを目標として
「０」になるよう、その指令再循環量が決定され、制御
されるようになる。しかし、該再循環系には上述した応
答遅れがあり、その実際に制御される再循環量は、同図
１１（ｃ）に破線にて付記する如く、目標とする再循環
量から遅れて「０」に達するようになる。すなわちこの
ことは、本来不要であり、新気（新たな吸入空気）と入
れ替わるべき排出ガスが、図１１（ｃ）に斜線にて示す
期間に亘って、吸気系に残留されるようになることを意
味する。このため、その期間の空気過剰率λは、目標値
に対し、図１１（ｄ）に破線にて示される態様で、一時
的に小さくなり、その結果スモークも、図１１（ｅ）に
破線にて示される態様で、過大に発生されるようにな
る。

【０００８】なお従来は、例えば特開昭６１−６１９３
６号公報に記載の装置、或いは特開昭５５−７８１５２
号公報に記載の装置などに見られるように、加速時のエ
ミッションの向上を図るべく、加速時の燃料噴射量変化
に従って、上記排出ガスの再循環量を減量補正する装置
がある。しかし、これら従来の装置は何れも、単に、燃
料の加速増量に応じて排出ガス再循環量についての減量
補正値を決定するものでしかなく、上述した再循環系の
応答遅れに起因する再循環排出ガスの吸気系への残留を
根本的に解消し得るものではない。

【０００９】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、加速時おける再循環系の応答遅れに起因
する再循環排出ガスの吸気系への残留を確実に低減する
ことができ、ひいてはスモークについても、その過大な
発生を好適に抑制することのできる内燃機関の排出ガス
再循環装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、この発明では、内燃機関の排出ガスの一部を同機
関の吸気系に再循環させる内燃機関の排気ガス再循環装
置において、内燃機関のアクセル開度及び回転数に基づ
いて前記排気ガスの再循環量についての基本指令値を演
算する基本指令値演算手段と、該演算される基本指令値
に対してその変化量に対する補正値を演算する補正値演
算手段と、内燃機関の負荷変化を検出する負荷変化検出
手段と、この検出される負荷変化が所定量を超えるまで
は前記基本指令値にて前記排出ガスの再循環量を決定
し、同検出される負荷変化が所定量を超えるときには前
記基本指令値を前記補正値により補正した値にて前記排
出ガスの再循環量を決定する再循環量制御手段とを具え
るようにする。

【００１１】

【作用】上記基本指令値演算手段を通じて演算される排
気ガス再循環量についての基本指令値とは、再循環量に
ついて図１０に示したような特性を基本的に持たせると
ともに、例えば従来の装置でいうような、加速時の燃料
噴射量増加に基づき消費される酸素量を補うべく排出ガ
スの再循環量を減量補正する指令値である。ただし、こ
の基本指令値のみでは、再循環系の応答遅れに起因する
再循環排出ガスの吸気系への残留を解消し得えないこと
は上述した通りである。

【００１２】一方、上記補正値演算手段を通じて演算さ
れる補正値は、例えば上記基本指令値に基づき、該指令
値が減量補正されるとき、その減量の度合いを極端に増
加させるなど、同基本指令値の変化量に対応する値とし
て演算される。

【００１３】このため、上記検出される負荷変化が所定
量を超えるとき、すなわち上記再循環量制御手段を通じ
て、基本指令値をこの補正値により補正した値として排
出ガスの再循環量が決定されるときには、再循環系の応
答遅れがあったにしろ、それに起因する再循環排出ガス
の吸気系への残留分は速やかにキャンセルされるように
なる。

【００１４】そして、吸気系におけるこうした排出ガス
残留分の速やかなキャンセルによって空燃比も適正に維
持されるようになり、たとえ加速過渡時にあったとして
も、過大にスモークが発生されるようなこともなくな
る。

【００１５】なお、上記負荷変化検出手段としては、例
えば （ａ）内燃機関のアクセル開度及び回転数に基づいて同
機関の噴射量指令値を演算する噴射量指令値演算手段
と、 （ｂ）この演算された噴射量指令値の変化を検出する噴
射量変化検出手段と、を具えるものとしてこれを構成す
ることができ、またこの場合、上記補正値演算手段とし
ては、例えば （ｃ）前記演算される排出ガスの再循環量についての基
本指令値に基づき同指令値に比例した第１の補正値を演
算する第１の補正値演算手段と、 （ｄ）前記検出される噴射量指令値の変化に基づき前記
演算される噴射量指令値の差分値に比例した第２の補正
値を演算する第２の補正値演算手段と、 （ｅ）これら演算される第１又は第２の補正値、もしく
は両者の和に相当する値を前記補正値として設定する補
正値設定手段と、を具えるものとしてこれを構成するこ
とができる。上記補正値をこのような第１及び第２の補
正値の和に相当する値として設定するようにすれば、基
本指令値が減量補正された直後の排出ガス残留分のキャ
ンセル作用がより有効に働くようになり且つ、燃料噴射
量が変化している全期間に亘って、こうしたキャンセル
作用が維持されるようになる。

【００１６】もっともこの場合、上記第１の補正値或い
は第２の補正値の何れか一方のみを上記補正値として設
定するようにしてもよい。この場合であっても、排出ガ
スの再循環量は、基本指令値の減量補正開始直後、大幅
に削減されるかたちでその制御量が決定されるようにな
り、上述した再循環系の応答遅れは好適に吸収されるよ
うになる。

【００１７】また、負荷変化検出手段が上記構成を有す
る場合、補正値演算手段としては更に、 （ｆ）内燃機関の回転数に基づいて同機関の排出ガス再
循環カット燃料噴射量を演算する再循環カット時噴射量
演算手段と、 （ｇ）この演算される再循環カット燃料噴射量と前記演
算される噴射量指令値との差分値からなる第１の補正値
を演算する第１の補正値演算手段と、 （ｈ）前記検出される噴射量指令値の変化に基づき前記
演算される噴射量指令値の差分値に比例した第２の補正
値を演算する第２の補正値演算手段と、 （ｉ）これら演算される第１又は第２の補正値、もしく
は両者の和に相当する値を前記補正値として設定する補
正値設定手段と、を具えるものとしてこれを構成するこ
ともできる。こうした構成によっても、上記構成と実質
的に同等の作用効果を奏することができるようになる。

【００１８】また、この場合の第１の補正値としては、
上記再循環カット燃料噴射量と噴射量指令値との差分値
に代えて、現在のアクセル開度と再循環カットまでのア
クセル開度との差分値を用いることもできる。

【００１９】また、負荷変化検出手段にしろ、要は内燃
機関の負荷変化をもって加速状態の有無を検出し得るも
のであればよく、他に例えば、アクセル開度の変化を検
出する手段や上記演算される再循環量基本指令値の変化
を検出する手段としてこれを構成することもできる。

【００２０】また、これらの構成にあって、 （ｊ）前記補正値を経時的に減衰せしめる演算を行う補
正値減衰手段を更に具え、上記再循環量制御手段が、・
前記検出される負荷変化が所定量を超えた状態から同所
定量を超えない状態に移行されたとき、前記基本指令値
を該補正値減衰手段を通じて減衰された補正値により補
正した値にて前記排出ガスの再循環量を決定する。もの
とすれば、加速状態の終了後、排出ガスの再循環量は段
階的、且つ滑らかに基本指令値によって決定される制御
量に移行されるようになる。すなわち、上記いわば強制
的な排出ガス残留分のキャンセル操作から通常の排出ガ
ス再循環制御への復帰がより円滑に行われるようにな
る。

【００２１】

【実施例】図１に、この発明にかかる内燃機関の排出ガ
ス再循環装置についてその一実施例を示す。

【００２２】この実施例の装置は、ディーゼルエンジン
を対象として、その排出されるガスの一部を排気系から
取り出すとともに、その流量を好適に制御しつつ同エン
ジンの吸気系へ再循環させる装置として構成されてい
る。

【００２３】すなわち、図１において、エンジン１はデ
ィーゼルエンジンであって、該エンジン１には、新気が
吸入される吸気管２と、燃焼ガスが排出される排気管３
とが設けられるとともに、排気管３から排出されるガス
の一部を吸気管２へ再循環させるための排出ガス再循環
機構４が設けられている。この排出ガス再循環機構４に
はまた、排出ガスの再循環量を調整するための再循環量
調整弁５が設けられており、その弁体６の開度に応じて
同排出ガスの再循環量が決定されるようになっている。

【００２４】一方、上記再循環量調整弁５は、負圧制御
弁７の作動に応じて、その弁体６の開度が調整されるよ
うになっており、また負圧制御弁７自身は、電子制御装
置８から出力される再循環量指令値ＥＧＲＯに基づいて
その作動量が決定されるようになっている。すなわち、
電子制御装置８から指令値ＥＧＲＯが印加された負圧制
御弁７は、この指令値ＥＧＲＯに応じてバキュームポン
プ９からの負圧を所定の値に制御し、この制御した所定
の負圧値を再循環量調整弁５に供給することで弁体６の
開度を決定する。

【００２５】該装置にあってはこのように、電子制御装
置８から出力される再循環量指令値ＥＧＲＯに応じて、
上記排出ガスの再循環量が決定されるようになる。ま
た、エンジン１には、周知の燃料供給装置１０が設けら
れ、これもそれぞれ周知の噴射量制御装置１１及び噴射
時期制御装置１２を通じて、エンジン１に対する燃料の
噴射量並びに噴射時期が制御されるようになっている。
これら噴射量制御装置１１及び噴射時期制御装置１２を
通じた燃料噴射量並びに噴射時期も、それぞれ電子制御
装置８から出力される噴射量指令値Ｑi及び噴射時期指
令値Ｄに応じて決定されるようになる。

【００２６】電子制御装置８は、周知のＣＰＵ、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ、バックアップＲＡＭ、及び入出力ポート等
を具えるマイクロコンピュータによって構成されてい
る。特にこの実施例の装置にあっては、アクセル開度信
号（ＡＣＣＰ）とエンジン回転数信号（Ｎｅ）とから上
述した再循環量指令値ＥＧＲＯとしての好適な値を決定
すべく、機能的には、図２に示される構成を有している
ものとする。

【００２７】次に、この図２を参照して、電子制御装置
８の主に排出ガス再循環量制御にかかる構成、並びにそ
の具体的な機能を説明する。まず、基本指令値演算部８
０は、上記アクセル開度信号ＡＣＣＰとエンジン回転数
信号Ｎｅとから、排出ガス再循環量についての基本指令
値ＥＧＲＢを周期的に演算する部分である。この基本指
令値ＥＧＲＢは、同排出ガス再循環量についての先の図
１０に示される特性を満たし且つ、加速時においては例
えば図１１（ｃ）に示される態様での減量補正を行う値
として演算される。

【００２８】また、噴射量指令値演算部８１は、アクセ
ル開度信号ＡＣＣＰとエンジン回転数信号Ｎｅとから、
エンジン１への燃料噴射量の指令値Ｑi を周期的に演算
する部分である。なお、この演算部８１では、求めた指
令値Ｑi を一時格納するためのメモリを有し、その都度
新たに求めた指令値Ｑi と前回求めてメモリに格納して
いる指令値（これを前回の指令値Ｑi-1 とする）とを併
せ出力するものとする。また、先の噴射量制御装置１１
には、この演算部８１で求められた燃料噴射量指令値Ｑ
i が与えられるようになる。

【００２９】噴射量変化検出部８２は、この噴射量指令
値演算部８１から出力される今回の噴射量指令値Ｑi と
前回の噴射量指令値Ｑi-1 とからその差ｄＱを検出する
部分である。因みに、前述した加速状態とは、この噴射
量指令値の差ｄＱが所定の値よりも大きい状態として判
別されることとなる。

【００３０】制御部８３は、こうした噴射量変化検出部
８２によって検出される噴射量指令値の差ｄＱと所定値
βとを比較して加速状態の有無を判別し、該判別に基づ
いて以下に説明する第１補正値演算部８４及び第２補正
値演算部８５の能動／非能動を制御する部分である。ま
たこの制御部８３では、上記の比較に基づき加速状態が
終了された旨判断されるときには、一定期間だけ、補正
値減衰部８７によって減衰された補正値を加算部ＡＤＤ
に加える制御も併せ行うが、この詳細については後述す
る。

【００３１】この制御部８３を通じて能動／非能動が制
御される第１補正値演算部８４は、上記演算された排出
ガス再循環量についての基本指令値ＥＧＲＢに基づい
て、同指令値ＥＧＲＢに比例した第１の補正値ＣＱＥＧ
Ｒを演算する部分である。すなわち、この演算される第
１補正値ＣＱＥＧＲの大きさ（絶対値）は、基本指令値
ＥＧＲＢの値に対し、図３に示されるような比例関係に
あるものとする。

【００３２】また、同じく制御部８３を通じて能動／非
能動が制御される第２補正値演算部８５は、上記検出さ
れる噴射量指令値の変化（噴射量指令値の差ｄＱ）に基
づいて、上記演算される噴射量指令値Ｑi の差分値に比
例した第２の補正値ＤＱＥＧＲを演算する部分である。
なお、この演算される第２補正値ＤＱＥＧＲの大きさ
は、噴射量変化ｄＱの値に対し、例えば図４に示される
態様でその上限値（下限値）が制限されるものとする。

【００３３】補正値設定部８６は、これら演算される第
１補正値ＣＱＥＧＲ及び第２補正値ＤＱＥＧＲの和に相
当する値を上記基本指令値ＥＧＲＢに対する補正値ＴＥ
ＧＲとして設定する部分である。この設定された補正値
ＴＥＧＲは、加算部ＡＤＤ及び補正値減衰部８７に対し
て出力されるようになる。

【００３４】ここで、加算部ＡＤＤは、上記基本指令値
演算部８０にて演算された基本指令値ＥＧＲＢにこの設
定された補正値ＴＥＧＲを加算した値を先の最終指令値
ＥＧＲＯとして出力する部分である。したがって、制御
部８３により加速状態にない旨が判断されている場合、
すなわち上記第１及び第２補正値演算部８４及び８５が
非能動状態にある場合には、上記演算された基本指令値
ＥＧＲＢが、そのまま最終指令値ＥＧＲＯとして先の負
圧制御弁７に与えられるようになる。逆に、同制御部８
３により加速状態にある旨が判断されている場合、すな
わち上記第１及び第２補正値演算部８４及び８５が能動
状態にある場合には、同演算された基本指令値ＥＧＲＢ
が上記設定された補正値ＴＥＧＲにより補正された値が
最終指令値ＥＧＲＯとして同負圧制御弁７に与えられる
ようになる。

【００３５】また、補正値減衰手段８７は、制御部８３
によって加速状態が終了された旨判断された後、上記補
正値設定部８６により設定された補正値ＴＥＧＲから所
定の減衰量ｄＥＧＲを求め、その後一定の期間に亘っ
て、同補正値ＴＥＧＲからこの求めた減衰量ｄＥＧＲを
差し引いた値を上記加算部ＡＤＤに与える部分である。
この加速状態が終了された旨判断された後の一定期間
は、該補正値減衰部８７によって順次減衰された補正値
が加算部ＡＤＤに与えられるよう、上記制御部８３を通
じて制御される。この結果、加速状態の終了後には、排
出ガスの再循環量は段階的、且つ滑らかに基本指令値Ｅ
ＧＲＢによって決定される制御量に移行されるようにな
る。

【００３６】図５は、こうした実施例の装置による排出
ガス再循環量制御についてその制御態様を示したもので
あり、以下、同図５を併せ参照して、同実施例の装置の
動作を更に詳述する。

【００３７】すなわちいま、アクセル開度が急速に増大
されて加速操作が行われたとすると、噴射量指令値演算
部８１を通じて演算される噴射量の指令値Ｑは、エンジ
ン回転数Ｎｅを一定（ｃｏｎｓｔ）とした場合、例えば
図５（ａ）に示される態様にて変化する。ここで、ｄＱ
は、同装置の制御１周期間における噴射量指令値の変化
（今回の指令値Ｑi と前回の指令値Ｑi-1 との差）であ
る。またＱＣは、前述した再循環カット噴射量である。

【００３８】一方、こうした燃料噴射量Ｑに対し、基本
指令値演算部８０を通じて演算される排出ガス再循環量
についての基本指令値ＥＧＲＢはこの場合、同図５
（ｂ）に示されるように、上記再循環カット噴射量ＱＣ
で「０」になるよう、その値が決定されるようになる。
ただし、再循環系には前述した応答遅れがあって、実際
に制御される再循環量が、この決定される値から遅れて
「０」に達するようになることは先に図１１を参照して
説明した通りである。

【００３９】そこでこの実施例の装置では、制御部８３
を通じて該加速状態にある旨が判定されることに基づ
き、 ・上記第１の補正値ＣＱＥＧＲとして図５（ｃ）に示さ
れるような補正値が、また ・上記第２の補正値ＤＱＥＧＲとして図５（ｄ）に示さ
れるような補正値が、それぞれ上記基本指令値ＥＧＲＢ
及び上記噴射量指令値の変化（噴射量指令値の差ｄＱ）
に応じて演算されるようにしている。

【００４０】そして同実施例の装置では、こうして演算
された第１の補正値ＣＱＥＧＲ及び第２の補正値ＤＱＥ
ＧＲが補正値設定部８６を通じて補正値ＴＥＧＲとして
加算設定され、上記演算された基本指令値ＥＧＲＢが該
設定された補正値ＴＥＧＲによっていわば強制補正され
るようになる。

【００４１】その結果、電子制御装置８の出力として前
記負圧制御弁１１に印加される最終指令値ＥＧＲＯは、
図５（ｅ）に実線にて示されるように、加速状態の検出
と共に、排出ガス再循環量についての制御量を一気に激
減させる値となる。因みにこの例の場合には、図５
（ｂ）に例示する基本指令値ＥＧＲＢに対して図５
（ｃ）及び図５（ｄ）に示されるような補正値が作用す
ることにより、同排出ガス再循環量についての制御量指
令値は、加速状態の検出と共に値「０」に抑え込まれる
ようになる。

【００４２】このため、前述した再循環系の応答遅れに
起因する再循環排出ガスの吸気系への残留は速やかにキ
ャンセルされるようになり、また、吸気系におけるこう
した排出ガス残留分の速やかなキャンセルによって空燃
比も適正に維持されるようになる。そしてこのことは、
たとえ加速過渡時にあったとしても、過大にスモークが
発生されるような事態は良好に回避されるようになるこ
とを意味する。

【００４３】なお図５（ｄ）において、点ＰＥは加速状
態の終了点を示し、それ以降の徐変部分は、加速状態の
終了直後から上記補正値減衰部８７を通じて段階的に減
衰制御される補正値ＴＥＧＲの推移を示している。

【００４４】ところで、この図５の例では、噴射量Ｑが
再循環カット噴射量ＱＣを超えて設定される高負荷域で
の負荷変化を想定したが、同噴射量Ｑがそこまで達しな
い、いわば低負荷域での負荷変化に対しては、こうした
再循環量についての制御も、例えば図６に示される態様
となる。

【００４５】すなわち、このような低負荷域で負荷変化
（加速）があった場合、再循環量についての基本指令値
ＥＧＲＢは、図６（ａ）に示されるように、「０」より
も上の領域でその減衰補正量が設定されるようになる。
そしてこの場合には、同図６（ｂ）及び（ｃ）に示され
る第１及び第２の補正値ＣＱＥＧＲ及びＤＱＥＧＲによ
って強制補正されて出力される最終指令値ＥＧＲＯも、
必ずしも「０」に抑え込まれることなく、例えば同図６
（ｄ）に実線にて示される態様となる。

【００４６】このように、たとえ低負荷域においても、
負荷変化（加速）があった場合には、負荷変化の検出と
共に、排出ガス再循環量についての指令値は一気に激減
され且つ、その後の噴射量増加による酸素濃度の低下も
良好に補われるようになる。このため、この場合も、再
循環系の応答遅れに起因する再循環排出ガスの吸気系へ
の残留は速やかにキャンセルされるとともに、吸気系で
の空燃比も常に適正に維持されるようになる。

【００４７】図７及び図８は、同実施例の装置（主に電
子制御装置８）のこうした排出ガス再循環量制御にかか
る処理手順をフローチャートとして示したものである。
最後に、この図７及び図８に基づいて、同再循環量制御
を具現すべく電子制御装置８が行う処理の詳細を順次説
明する。

【００４８】電子制御装置８はまず、例えば車輌のキー
スイッチがオフ状態からオン状態とされたことに基づい
てイニシャライズを実行する（ステップ１００）。この
イニシャライズとしては、ＣＰＵ内のカウンタやフラ
グ、或いはＲＡＭ（データメモリ）等の初期化がある。

【００４９】次に電子制御装置８は、ステップ１０１に
て、アクセル開度信号ＡＣＣＰや、エンジン回転数信号
Ｎｅ、更には水温センサ信号ＴＨＷ等々の機関パラメー
タを取り込み、ステップ１０２にて、上記取り込んだア
クセル開度信号ＡＣＣＰ及びエンジン回転数信号Ｎｅか
ら燃料噴射量指令値Ｑi を演算する。この指令値演算
は、先の噴射量指令値演算部８１を通じて行われる。ま
た、この演算部８１は、該求めた指令値Ｑi を一時格納
するためのメモリを有し、このメモリに格納した指令値
については、次回の制御にて「前回の指令値Ｑi-1 」と
して読み出すようになることは上述した通りである。

【００５０】また電子制御装置８は、ステップ１０３に
て、同じくアクセル開度信号ＡＣＣＰとエンジン回転数
信号Ｎｅとから噴射時期指令値Ｄを演算する。なお、図
２では便宜上、この噴射時期指令値Ｄを演算する部分に
ついての図示は割愛した。

【００５１】電子制御装置８は次に、ステップ１０４
で、排出ガス再循環制御が可能な状態にあるか否かを判
別する。この判別は、上記取り込んだ水温センサ信号Ｔ
ＨＷに基づいて行われ、該水温値ＴＨＷが所定値αより
大きい場合には、同制御が可能な状態としてステップ１
０５へ進み、同水温値ＴＨＷが所定値αより小さい場合
には、制御不可と判断してステップ１１８へ進む。

【００５２】ステップ１０５〜１２５の処理は、この実
施例の装置による上述した排出ガス再循環制御に関する
処理が定義された部分である。すなわち電子制御装置８
は、ステップ１０５にて、アクセル開度信号ＡＣＣＰ及
びエンジン回転数信号Ｎｅに基づき、排出ガス再循環量
についての基本指令値ＥＧＲＢをまず演算する。この基
本指令値の演算は、先の基本指令値演算部８０を通じて
行われる。

【００５３】次いで電子制御装置８は、ステップ１０６
で、この基本指令値ＥＧＲＢがカット状態に有るか否か
を判別し、カット状態にあればステップ１２６へ、カッ
ト状態にない場合はステップ１０７へそれぞれ進む。こ
こではカット状態にない場合の説明を進める。

【００５４】ステップ１０７では、前回の制御のステッ
プ１０２の処理としてメモリに記憶した噴射量指令値を
前回の指令値Ｑi-1 として同メモリから読み出し、ステ
ップ１０８では、同噴射量指令値についての今回の制御
で得られた指令値Ｑi と上記前回の指令値Ｑi-1 との差
ｄＱを求める。こうした噴射量指令値の変化（差）の抽
出が噴射量変化検出部８２を通じて行われることも前述
した通りである。

【００５５】そして、ステップ１０９では、前記制御部
８３を通じて、この差ｄＱが所定値βより大きいか否か
を判別し、大きい場合には加速状態である旨判定して、
ステップ１１０以降の処理を実行する。他方、この差ｄ
Ｑの値が所定値βよりも小さい旨判別される場合には、
非加速状態としてステップ１１５へ進む。

【００５６】噴射量指令値の差ｄＱが、所定値βよりも
大きい加速状態の場合は、ステップ１１０において、前
記第１の補正値ＣＱＥＧＲが演算される。この第１の補
正値ＣＱＥＧＲが、排出ガス再循環量についての基本指
令値ＥＧＲＢに基づき、同指令値ＥＧＲＢに比例した値
として先の第１補正値演算部８４を通じて演算されるこ
とは前述した。また、図５（ｃ）或いは図６（ｂ）から
も明らかなように、この第１の補正値ＣＱＥＧＲは、再
循環排出ガスの特に加速開始時における残留量を速やか
にキャンセルするのに有効な補正値となる。

【００５７】また、ステップ１１１では、上記第１の補
正値ＣＱＥＧＲに加えて前記第２の補正値ＤＱＥＧＲが
演算される。この第２の補正値ＤＱＥＧＲは、上記ステ
ップ１０８において算出された噴出量指令値の差ｄＱに
基づき、先の噴射量指令値Ｑi の差分値に比例した値と
して前記第２補正値演算部８５を通じて演算される。ま
た、図５（ｄ）或いは図６（ｃ）からも明らかなよう
に、この第２の補正値ＤＱＥＧＲは、加速状態での噴射
量変化による燃焼室酸素濃度の低下分を補うのに有効な
補正値となる。

【００５８】次いで、ステップ１１２では、これらステ
ップ１１０及びステップ１１１にて算出された第１及び
第２の補正値ＣＱＥＧＲ及びＤＱＥＧＲを全て加算し
て、総補正値ＴＥＧＲを設定する。この総補正値ＴＥＧ
Ｒの設定は、前記補正値設定部８６を通じて行われる。

【００５９】そして電子制御装置８は、ステップ１１３
にて、上記得られた基本指令値ＥＧＲＢを総補正値ＴＥ
ＧＲにて補正して、排出ガス再循環量についての最終指
令値ＥＧＲＯを算出する。これは、先の加算部ＡＤＤを
通じて、 ＥＧＲＯ←ＥＧＲＢ−ＴＥＧＲ の要領で実行される。なお、上記第１及び第２の補正値
ＣＱＥＧＲ及びＤＱＥＧＲが、先の図５或いは図６に示
されるように負の値として得られる場合には、該演算は
単純な加算となる。

【００６０】そしてその後、ステップ１１４において、
この得られた最終指令値ＥＧＲＯが正か否かを判別し、
正でない場合は、ステップ１２５で、この指令値ＥＧＲ
Ｏを「０」にクリアする。これは、先の図５（ｅ）にお
いて、最終指令値ＥＧＲＯの負成分（実際には有り得な
い）が値「０」にリミットされている部分の処理に相当
する。

【００６１】こうして最終指令値ＥＧＲＯを「０」にク
リアした後、または上記ステップ１１４での判断におい
て上記得られた最終指令値ＥＧＲＯが正である旨判別し
た場合、電子制御装置８は、今回の制御の最後の処理と
して、ステップ１２６の出力処理を実行する。

【００６２】すなわち、このステップ１２６では、先の
ステップ１０２において算出した噴射量指令値Ｑi につ
いてはこれを前記噴射量制御装置１１に、同じくステッ
プ１０３において算出した噴射時期指令値Ｄについては
これを前記噴射時期制御装置１２に、そして上記ステッ
プ１１３を通じて算出した最終指令値ＥＧＲＯについて
はこれを前記負圧制御弁７にそれぞれ出力する。

【００６３】また、上記の説明で例外とした処理は、各
々以下の態様で実行される。まず、ステップ１０４にお
いて、水温値ＴＨＷが所定値αに達していない旨判別さ
れる場合には、ステップ１１８にて、基本指令値ＥＧＲ
Ｂが「０」にクリアされる。この場合、ステップ１０６
では、再循環カット状態と判別されることとなり、ステ
ップ１２６へ跳んで、前記負圧制御弁７には該再循環カ
ット値、すなわち最終指令値ＥＧＲＯ＝０が出力される
こととなる。

【００６４】また、ステップ１０９において、噴射量指
令値の差ｄＱが所定値βに満たない非加速状態と判別さ
れる場合には、ステップ１１５へ跳んで、上記加速時に
求められた補正値に対する以下の減衰制御が前記補正値
減衰部８７を通じて実行されるようになる。

【００６５】まず、ステップ１１５で、前回は加速状態
にあったか否かが判定される。その結果、前回が加速状
態にあった旨判断される場合には、加速状態から非加速
状態に移行されたものとして、ステップ１１６で、減衰
制御解除までの減衰回数ｎが計算され、またステップ１
１７で、同制御１回当たりの減衰量ｄＥＧＲが計算され
る。

【００６６】ここで、上記減衰回数ｎは、エンジン回転
数Ｎｅとの同期をとるべく、回転数Ｎｅの関数として求
められる。また、その減衰回数ｎの値自体は任意であ
り、例えば図５（ｄ）或いは図６（ｃ）において、点Ｐ
Ｅ以降に示した徐変部分の所望とされる傾きが満足され
る回数として、その都度の回転数Ｎｅに応じて設定され
る。

【００６７】また、上記減衰量ｄＥＧＲは、上記得られ
た減衰回数ｎをもとに、 ｄＥＧＲ←（ＴＥＧＲ／ｎ） として求められ、該求められた減衰量ｄＥＧＲは次回以
降の制御に備えて適宜のメモリに記憶される。

【００６８】その後、ステップ１１８では、上記得られ
た減衰量ｄＥＧＲをもとに、先の総補正値ＴＥＧＲに対
して、 ＴＥＧＲ←ＴＥＧＲ−ｄＥＧＲ の要領でこれを減衰補正する。

【００６９】ステップ１１９では、補正後の総補正値Ｔ
ＥＧＲが負か否かを判別する。その結果、該補正値ＴＥ
ＧＲが正であった場合にはそのまま先のステップ１１３
に跳んで、同補正値ＴＥＧＲに基づく前述した補正を実
行する。

【００７０】また、同ステップ１１９での判別の結果、
上記減衰補正された補正値ＴＥＧＲが負であった場合に
は、ステップ１２０に進み、当該減衰制御が完了したこ
とを示すフラグ処理（ｆ←１）を行って、次回の制御に
備える。また、この場合には同時に、次のステップ１２
１で上記総補正値ＴＥＧＲを「０」にクリアする。これ
によって、以後、前記基本指令値ＥＧＲＢが誤って補正
を受けるようなこともなくなる。

【００７１】一方、ステップ１１５において、前回も非
加速状態と判別された場合には、ステップ１２２で、当
該減衰制御が完了しているか否かをフラグ判別する。そ
の結果、減衰途中（フラグがセットされていない）であ
ればステップ１２３へ進み、減衰完了（フラグがセット
されている）であれば、次の制御に備えて該フラグをク
リアする（ステップ１２４）。

【００７２】ステップ１２３では、上記ステップ１１７
で記憶した減衰量ｄＥＧＲをメモリから取り出し、補正
値ＴＥＧＲに対して、更に上記ステップ１１８での減衰
補正を実行する。

【００７３】以上の要領で減衰補正される補正値ＴＥＧ
Ｒは、その値が正である限り、常に前述のステップ１１
３以降に反映されるようになる。そして、ステップ１２
６で出力処理された後は、再度ステップ１０１に戻って
上述と同様の制御が繰り返され、ひいては図５（ｄ）或
いは図６（ｃ）において点ＰＥ以降に示される態様での
徐変制御が実現されるようになる。

【００７４】以上のように、この実施例の装置によれ
ば、再循環排出ガスの特に加速開始時における残留量を
速やかにキャンセルするのに有効な第１の補正値と、加
速状態での噴射量変化による燃焼室酸素濃度の低下分を
補うのに有効な第２の補正値との和によって、加速状態
での排出ガス再循環量の基本指令値を強制補正するよう
にしている。

【００７５】このため、再循環系の応答遅れに起因する
再循環排出ガスの吸気系への残留は速やかにキャンセル
されるようになり且つ、吸気系での空燃比も常に適正に
維持されるようになる。

【００７６】またこれにより、たとえ加速過渡時にあっ
たとしても、過大にスモークが発生されるような事態も
良好に回避されるようになる。このことはまた、加速過
渡時のスモークレベルを一定値とした場合には、通常時
の排出ガス再循環量（率）を増加させることが可能にな
り、ひいてはＮＯｘの量を更に低減させることが可能に
なることをも意味する。

【００７７】また、同実施例の装置では、上記加速状態
が終了された直後から一定期間は、順次段階的に減衰さ
れる補正値によって上記基本指令値が徐変補正されるよ
うになることから、加速状態の終了後は、非常に円滑に
基本指令値による再循環制御に移行されるようになる。

【００７８】なお、上記実施例の装置では、再循環排出
ガスの残留量をキャンセルする第１の補正値として同再
循環量についての基本指令値を用いるようにしたが、こ
うした第１の補正値としては他に、加速前の噴射量と再
循環カット噴射量との偏差を用いることも可能である。
すなわちこの場合、電子制御装置８としては、例えば図
９に示されるように、 ・エンジンの回転数Ｎｅに基づいて同エンジンの排出ガ
ス再循環カット燃料噴射量を演算する再循環カット噴射
量演算部８８と、 ・この演算される再循環カット燃料噴射量と前記演算さ
れる噴射量指令値との差分値からなる第１の補正値を演
算する第１の補正値演算部８９と、を新たに具える構成
となる。なおこの図９において、先の図２と同一の要素
については同一の符号を付して示している。

【００７９】また、同第１の補正値としては更に、現在
のアクセル開度と再循環カットまでのアクセル開度との
偏差を用いることもできる。これらの場合であっても、
先の図５（ｃ）或いは図６（ｂ）に準じた態様で、第１
の補正値としての所望の値を得ることができるようにな
る。

【００８０】また、上記実施例の装置では、加速状態を
検出するのに噴射量指令値の変化を用いたが、こうした
加速状態は他に、アクセル開度の変化、或いは再循環量
基本指令値の変化によって検出することもできる。要
は、直接的であれ間接的であれ、エンジンの負荷状態の
変化に関連して変化する要素でさえあれば、該加速状態
を検出する手段として採用することは可能である。

【００８１】また、上記実施例の装置では、実用上より
好ましい例として、第１及び第２の２つの補正値を同時
に用いて加速状態にあるときの再循環量基本指令値を補
正するようにしたが、この発明にかかる排出ガス再循環
装置がこのような構成に限定されるものでないことは勿
論である。すなわち、これら補正値の何れか一方のみを
用いる構成であっても上記に準じた効果を得ることはで
きる。しかもこの場合、その補正値としては、上記演算
される基本指令値に対してその変化量に対応できる値で
あればよい。

【００８２】また、上述した補正値の減衰制御も実用上
有用な制御ではあるが、該減衰制御にかかる構成の採用
の有無も任意であり、この発明にかかる排出ガス再循環
装置はこのような構成に限定されるものでもない。たと
えこうした減衰制御にかかる構成を採用しなくとも、上
記に準じたかたちでのスモーク抑制効果は得られるよう
になる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、加速過渡時の再循環系の応答遅れに起因する再循環
排出ガスの吸気系への残留を速やかにキャンセルするこ
とができるようになる。そして、吸気系におけるこうし
た排出ガス残留分の速やかなキャンセルによって空燃比
も適正に維持されるようになり、たとえ加速過渡時にあ
ったとしても、過大にスモークが発生されるようなこと
もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる内燃機関の排出ガス再循環装
置の一実施例についてその全体的な装置構成を示すブロ
ック図である。

【図２】同実施例の装置の電子制御装置についてその構
成を機能的に示すブロック図である。

【図３】図２に示される第１補正値演算部において演算
される第１補正値と基本指令値との関係を示すグラフで
ある。

【図４】図２に示される第２補正値演算部において演算
される第２補正値と噴射量変化との関係を示すグラフで
ある。

【図５】同実施例の装置の動作例を示すタイミングチャ
ートである。

【図６】同実施例の装置の他の動作例を示すタイミング
チャートである。

【図７】同実施例の装置による制御手順を示すフローチ
ャートである。

【図８】同実施例の装置による制御手順を示すフローチ
ャートである。

【図９】この発明にかかる内燃機関の排出ガス再循環装
置の他の実施例についてその電子制御装置の構成を機能
的に示すブロック図である。

【図１０】ディーゼル機関における一般的な燃料噴射量
と排出ガス再循環量（率）との関係を示すグラフであ
る。

【図１１】ディーゼル機関おける加速過渡時の排出ガス
再循環量制御特性についてその一般的な特性を示すタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

１…エンジン、２…吸気管、３…排気管、４…排出ガス
再循環機構、５…再循環量調整弁、６…弁体、７…負圧
制御弁、８…電子制御装置、９…バキュームポンプ、１
０…燃料供給装置、１１…噴射量制御装置、１２…噴射
時期制御装置、８０…基本指令値演算部、８１…噴射量
指令値演算部、８２…噴射量変化検出部、８３…制御
部、８４…第１補正値演算部、８５…第２補正値演算
部、８６…補正値設定部、８７…補正値減衰部、８８…
再循環カット噴射量演算部、８９…第１補正値演算部、
ＡＤＤ…加算部。

フロントページの続き (72)発明者 日高 茂樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−192870（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−172008（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291458（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−61936（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 25/07 530 F02M 25/07 550 F02M 25/07 570

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排出ガスの一部を同機関の吸
   気系に再循環させる内燃機関の排気ガス再循環装置にお
   いて、 内燃機関のアクセル開度及び回転数に基づいて前記排気
   ガスの再循環量についての基本指令値を演算する基本指
   令値演算手段と、 該演算される基本指令値に対してその変化量に対する補
   正値を演算する補正値演算手段と、前記補正値を経時的に減衰せしめる演算を行う補正値減
   衰手段と、 内燃機関の負荷変化を検出する負荷変化検出手段と、 この検出される負荷変化が所定量を超えるまでは前記基
   本指令値にて前記排出ガスの再循環量を決定し、同検出
   される負荷変化が所定量を超えるときには前記基本指令
   値を前記補正値により補正した値にて前記排出ガスの再
   循環量を決定すると共に、前記検出される負荷変化が所
   定量を超えた状態から同所定量を超えない状態に移行さ
   れたとき、前記基本指令値を前記補正値減衰手段を通じ
   て減衰された補正値により補正した値にて前記排出ガス
   の再循環量を決定する再循環量制御手段と、 を具えることを特徴とする内燃機関の排出ガス再循環装
   置。
2. 【請求項２】 前記負荷変化検出手段は、 内燃機関のアクセル開度及び回転数に基づいて同機関の
   噴射量指令値を演算する噴射量指令値演算手段と、 この演算された噴射量指令値の変化を検出する噴射量変
   化検出手段と、 を具えて構成され、 前記補正値演算手段は、 前記演算される排気ガスの再循環量についての基本指令
   値に基づき、同指令値に比例した第１の補正値を演算す
   る第１の補正値演算手段と、 前記検出される噴射量指令値の変化に基づき、前記演算
   される噴射量指令値の差分値に比例した第２の補正値を
   演算する第２の補正値演算手段と、 これら演算される
   第１又は第２の補正値、もしくは両者の和に相当する値
   を前記補正値として設定する補正値設定手段と、 を具えて構成される請求項１に記載の内燃機関の排出ガ
   ス再循環装置。
3. 【請求項３】 内燃機関の排出ガスの一部を同機関の吸
   気系に再循環させる内燃機関の排気ガス再循環装置にお
   いて、 内燃機関のアクセル開度及び回転数に基づいて前記排気
   ガスの再循環量についての基本指令値を演算する基本指
   令値演算手段と、 該演算される基本指令値に対してその変化量に対する補
   正値を演算する補正値演算手段と、 内燃機関の負荷変化を検出する負荷変化検出手段と、 この検出される負荷変化が所定量を超えるまでは前記基
   本指令値にて前記排出ガスの再循環量を決定し、同検出
   される負荷変化が所定量を超えるときには前記基本指令
   値を前記補正値により補正した値にて前記排出ガスの再
   循環量を決定する再循環量制御手段とを具え、 前記負荷変化検出手段は、 内燃機関のアクセル開度及び回転数に基づいて同機関の
   燃料噴射量指令値を演算する噴射量指令値演算手段と、 この演算された噴射量指令値の変化を検出する噴射量変
   化検出手段と、 を具えて構成され、 前記補正値演算手段は、 内燃機関の回転数に基づいて同機関の排出ガス再循環カ
   ット燃料噴射量を演算する再循環カット噴射量演算手段
   と、 この演算される再循環カット燃料噴射量と前記演算され
   る噴射量指令値との差分値からなる第１の補正値を演算
   する第１の補正値演算手段と、 前記検出される噴射量指令値の変化に基づき、前記演算
   される噴射量指令値の差分値に比例した第２の補正値を
   演算する第２の補正値演算手段と、 これら演算される第１又は第２の補正値、もしくは両者
   の和に相当する値を前記補正値として設定する補正値設
   定手段と、 を具えて構成される内燃機関の排出ガス再循環装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の内燃機関の排出ガス再
   循環装置において、 前記補正値演算手段は、前記設定さ
   れた補正値を経時的に減衰せしめる演算を 行う補正値減
   衰手段を更に具え、 前記再循環量制御手段は、前記検出される負荷変化が所
   定量を超えた状態から同所定量を超えない状態に移行さ
   れたとき、前記基本指令値を該補正値減衰手段を通じて
   減衰された補正値により補正した値にて前記排出ガスの
   再循環量を決定することを特徴とする内燃機関の排出ガ
   ス再循環装置。