エンジン評価装置、エンジン評価方法およびエンジン制御装置
【課題】失火限界にばらつきがある場合であっても、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ること。
【解決手段】運転条件判定部が、エンジンが所定の運転条件を満たすか否かを判定し、運転条件を満たす場合に、開度制御部が、ＥＧＲ弁の開度を同一の開度方向に徐々に変化させ、燃焼率算出部が、エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、開度制御部によって開度が変化させられるごとに算出し、燃焼率比較部が、算出された燃焼率と基準燃焼率とを比較し、限界値決定部が、燃焼率比較部の比較結果に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な開度の上限を示す限界値を決定し、マップ生成部が、決定された限界値と運転条件とを対応付けたマップを生成するようにエンジン評価装置を構成する。
【解決手段】運転条件判定部が、エンジンが所定の運転条件を満たすか否かを判定し、運転条件を満たす場合に、開度制御部が、ＥＧＲ弁の開度を同一の開度方向に徐々に変化させ、燃焼率算出部が、エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、開度制御部によって開度が変化させられるごとに算出し、燃焼率比較部が、算出された燃焼率と基準燃焼率とを比較し、限界値決定部が、燃焼率比較部の比較結果に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な開度の上限を示す限界値を決定し、マップ生成部が、決定された限界値と運転条件とを対応付けたマップを生成するようにエンジン評価装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン評価装置、エンジン評価方法およびエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの燃費改善を目的とする排気再循環（ＥＧＲ；Exhaust Gas Recirculation）を行うに際して、かかるＥＧＲ用の制御バルブ（以下、「ＥＧＲ弁」と記載する）の開度を、エンジンの回転数などに応じて制御するエンジン制御装置が知られている。
【０００３】
かかるエンジン制御装置は、エンジンが備える各種機構を制御するための「マップ」と呼ばれる各種パラメータ値を保持しており、前述のＥＧＲ弁の開度も、かかる開度に対応するマップに基づいて制御される（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
なお、マップは、エンジン制御装置の生産過程においてエンジン評価装置を用いて行われる「適合」と呼ばれる最適化作業を経て、エンジン制御装置の内部メモリなどにあらかじめ記憶される。
【０００５】
ここで、ＥＧＲ弁の開度に対応するマップは、エンジンの失火限界を目安に適合される。たとえば、ＥＧＲによる燃費改善の効果を最大限に得たい場合、マップは、失火限界付近に対応する値で適合されるのが理想的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７０８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、マップを失火限界付近で適合させた場合、実際のエンジンには個体差や経年劣化による失火限界のばらつきが存在するため、エンジンの失火を招きやすいという問題があった。
【０００８】
このため、従来技術では、失火限界付近から余裕を持たせた値でマップを適合していた。しかしながら、このように余裕を持たせた分、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得られなかった。
【０００９】
これらのことから、失火限界にばらつきがある場合であっても、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができるエンジン評価装置、エンジン評価方法あるいはエンジン制御装置をいかにして実現するかが大きな課題となっている。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、失火限界にばらつきがある場合であっても、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができるエンジン評価装置、エンジン評価方法およびエンジン制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、排気再循環用のバルブを備えたエンジンを評価するエンジン評価装置であって、前記エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、前記バルブの開度を同一の開度方向に徐々に変化させる開度制御手段と、前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度制御手段によって前記開度が変化させられるごとに算出する燃焼率算出手段と、前記燃焼率の変化に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な前記開度の上限を示す限界値を決定する限界値決定手段と、前記運転条件と前記限界値とを対応付けたマップを生成するマップ生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、排気再循環用のバルブを備えたエンジンを制御するエンジン制御装置であって、前記エンジンの所定の運転条件と前記バルブの通常のエンジン制御で使用可能な開度の上限を示す限界値とを対応付けたマップを記憶するマップ記憶手段と、前記運転条件が満たされた場合に、前記開度を所定の基準値から徐々に増加させる開度増加手段と、前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度増加手段によって前記開度が増加されるごとに算出する燃焼率算出手段と、前記燃焼率の変化に基づき、前記マップの前記運転条件に対応する前記限界値を更新する限界値更新手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、ＥＧＲ弁の開度を同一の開度方向に徐々に変化させ、エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、上記の開度の変化ごとに算出し、算出した燃焼率の変化に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な開度の上限を示す限界値を決定し、上記の運転条件とかかる限界値とを対応付けたマップを生成することとしたので、精度の高いマップを生成することができ、失火限界にばらつきがある場合であっても、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができるという効果を奏する。
【００１４】
また、本発明によれば、エンジンの所定の運転条件とＥＧＲ弁の通常のエンジン制御で使用可能な開度の上限を示す限界値とを対応付けたマップを記憶し、上記の運転条件が満たされた場合に、上記の開度を所定の基準値から徐々に増加させ、エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を上記の開度の増加ごとに算出し、算出した燃焼率の変化に基づき、上記のマップの運転条件に対応する限界値を更新することとしたので、走行中にマップを動的に適合させることができ、失火限界にばらつきがある場合であっても、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係る失火限界探索手法の概要を示す図である。
【図２】図２は、エンジン評価システムの概略図である。
【図３】図３は、エンジン評価装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、エンジン評価装置における限界値の決定タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、エンジン評価装置が実行する失火限界探索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、初期処理Ｉの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、エンジン制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、エンジン制御装置における限界値の更新タイミングを示すタイミングチャートその１である。
【図９】図９は、エンジン制御装置における限界値の更新タイミングを示すタイミングチャートその２である。
【図１０】図１０は、エンジン制御装置が実行する失火限界探索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、初期処理ＩＩの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る失火限界探索手法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る失火限界探索手法の概要について図１を用いて説明した後に、本発明に係る失火限界探索手法を適用したエンジン評価装置およびエンジン制御装置についての実施例を図２から図１１を用いて説明することとする。
【００１７】
また、以下では、エンジンが、一般的な４ストロークエンジンである場合について説明する。これにともない、以下では、エンジンの１サイクルに対応するクランク角度は「７２０°」であるものとする。
【００１８】
また、以下では、「失火限界」または「限界値」と記載した場合には、通常のエンジン制御で使用可能な、ＥＧＲ弁の開度の上限を示すものとする。また、「マップ」と記載した場合には、ＥＧＲの開度に対応するマップを指すものとする。
【００１９】
まず、本発明に係る失火限界探索手法の概要について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る失火限界探索手法の概要を示す図である。
【００２０】
ＥＧＲとは、エンジンにおいて燃焼後の排気ガスの一部（以下、「ＥＧＲガス」と記載する）を取り出し、吸気側へ導いて再度吸気させる技術である。
【００２１】
ここで、ＥＧＲガスは、燃焼後につき、酸素が含まれていないか希薄な状態にあるため、かかるＥＧＲガスが混合されると、吸気中の酸素濃度は低下する。そして、かかる酸素濃度が低下した状態での燃焼は、燃焼温度を低下させ、冷却損失を低減するため、燃焼率を増加させる。
【００２２】
なお、ここにいう燃焼率とは、エンジンの１サイクルにおける、燃料の供給量から見込まれる理想的な発生熱量である目標発生熱量に対する、燃料の燃焼によって実際に発生した実発生熱量の比率を指す。
【００２３】
しかしながら、ＥＧＲガスが過剰に混合された場合、燃焼を不安定にするため、燃焼率の低下を招いてしまう。このとき、かかる燃焼率の低下が、前述の冷却損失の低減による燃焼率の増加を上回れば、全体的な燃焼率は低下することとなる。
【００２４】
そこで、本発明に係る失火限界探索手法では、かかる点に着目し、ＥＧＲガスの混合量を徐々に増加させた場合の燃焼率の変曲点に基づいて失火限界を決定することとした。そして、決定した失火限界を用いてマップを生成することとした。なお、ここにいう燃焼率の「変曲点」とは、燃焼率の変化を示す曲線上で曲率の符号（プラスおよびマイナス）が変化する点、言い換えれば、曲線の凹凸が変化する点のことを指す。
【００２５】
具体的には、図１に示すように、本発明に係る失火限界探索手法では、ＥＧＲガスの混合量に相当するＥＧＲ率（ＥＧＲ弁の開度）を徐々に増加させる（図１の（１）参照）。
【００２６】
そして、かかるＥＧＲ率の増加ごとの燃焼率を算出し、燃焼率の変曲点を検出する。すなわち、燃焼率が増加ではなく、減少に転じたタイミングを検出する。図１に示した例では、ＥＧＲ率「ｅ４」のときの、燃焼率「ｂ４」がこれに相当する（図１の（２）参照）。
【００２７】
そして、かかる変曲点の直前の燃焼率を算出したＥＧＲ率を、失火限界として特定する。すなわち、図１に示した例では、燃焼率「ｂ３」に対応するＥＧＲ率「ｅ３」を失火限界として特定することとなる（図１の（３）参照）。そして、特定した失火限界を用いてマップを生成する。
【００２８】
これにより、ＥＧＲ率を徐々に増加させた場合の、燃焼率が最大となるＥＧＲ率を特定することができるので、精度の高い失火限界を決定することができる。すなわち、エンジン評価装置を用いた適合作業において、精度の高いマップを生成することが可能となり、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができる。
【００２９】
なお、適合作業においては、より精度の高い適合結果を得るために、上述のようにＥＧＲ率を徐々に増加させるだけでなく、逆にＥＧＲ率を徐々に減少させるパターンの評価が行われる場合もある。ここで、かかるＥＧＲ率を減少させるパターンについても、減少ごとの燃焼率の算出、および、燃焼率の変曲点の検出を行って、適合作業に用いることとしてもよい。
【００３０】
これにより、たとえば、ＥＧＲ率を増加させることによって決定した失火限界を、逆にＥＧＲ率を減少させることによって裏付けるといった検証を行うことができるので、より精度の高いマップを生成することが可能となる。なお、本明細書においては、主にＥＧＲ率を増加させる場合を例に挙げて説明を行うこととする。
【００３１】
また、本発明に係る失火限界探索手法を、実際の自動車に搭載されるエンジン制御装置に適用することとしたうえで、走行中に適宜失火限界を探索し、動的にマップを更新することとしてもよい。
【００３２】
かかる場合、適合時には吸収しきれないエンジンの個体差や経年劣化による失火限界のばらつきを吸収して、動的にマップを最適化することが可能となる。すなわち、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができる。
【００３３】
なお、燃焼率の算出は、エンジンに搭載された筒内圧センサによって検出される筒内圧などに基づいて行われる。かかる燃焼率の具体的な算出手法については、図３を用いた説明で後述する。
【００３４】
このように、本発明に係る失火限界探索手法では、ＥＧＲ率を徐々に増加させた場合の燃焼率の変曲点に基づいて失火限界を決定することとした。そして、決定した失火限界を用いてマップを生成することとした。したがって、本発明に係る失火限界探索手法によれば、失火限界にばらつきがある場合であっても、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができる。
【００３５】
以下では、図１を用いて説明した失火限界探索手法を適用したエンジン評価装置、エンジン評価方法についての実施例を実施例１として、エンジン制御装置についての実施例を実施例２として、それぞれ詳細に説明する。また、以下では、上述のＥＧＲ率を、主にＥＧＲ弁の開度として説明する。
【実施例１】
【００３６】
本実施例１では、エンジン評価装置およびエンジン評価方法について説明する。まず、エンジン評価装置を含むエンジン評価システムの概略について図２を用いて説明する。図２は、エンジン評価システムの概略図である。
【００３７】
図２に示すように、エンジン評価システムにおけるエンジンは、エアフローセンサ１３と、クランク角度センサ１４と、筒内圧センサ１５と、空燃比センサ（以下、「Ａ／Ｆセンサ」と記載する）１６と、ＥＧＲ弁１７とを備えている。
【００３８】
エアフローセンサ１３は、吸気管２においてエアクリーナの下流側に配置され、エアクリーナを通過した吸入空気量を検出して、かかる吸入空気量をエンジン評価装置１０へ出力するデバイスである。
【００３９】
クランク角度センサ１４は、クランクの回転角であるクランク角を検出して、かかるクランク角をエンジン評価装置１０へ出力するデバイスである。
【００４０】
筒内圧センサ１５は、シリンダ５内の圧力である筒内圧を検出して、かかる筒内圧をエンジン評価装置１０へ出力するデバイスである。
【００４１】
Ａ／Ｆセンサ１６は、排気管３において触媒の上流側に配置され、触媒に流入する排気ガスの酸素濃度に基づいてシリンダ５で燃焼された混合気の空燃比を検出して、かかる空燃比をエンジン評価装置１０へ出力するデバイスである。
【００４２】
ＥＧＲ弁１７は、吸気管２と排気管３とを繋ぐ排気還流管４に配置され、排気還流管４を介して再循環するＥＧＲガスの流量を調整するバルブである。かかるＥＧＲ弁１７の開度は、エンジン評価装置１０からの制御信号に基づいて制御される。
【００４３】
そして、エンジン評価装置１０は、かかるＥＧＲ弁１７の開度を徐々に増加させつつ、エアフローセンサ１３、クランク角度センサ１４、筒内圧センサ１５およびＡ／Ｆセンサ１６などの出力データに基づいてシリンダ５内における燃焼率を算出し、かかる燃焼率の変化に基づいて失火限界、すなわち、ＥＧＲ弁１７の開度の上限を示す限界値を決定する。そして、エンジン評価装置１０は、かかる限界値と所定の運転条件とを対応付けたマップを生成する。
【００４４】
なお、エンジン評価装置１０が生成するマップは、実際の自動車に搭載されるエンジン制御装置１０ａに組み込まれ、エンジン制御装置１０ａが、かかるマップに基づいて走行中のＥＧＲ弁１７の開度を制御することとなる。
【００４５】
したがって、図２に示すように、実際の自動車においては、エンジン評価装置１０に代わってエンジン制御装置１０ａが備えられ、エンジン制御システムを構成することとなる。エンジン制御装置１０ａについては、後述する実施例２において詳細に説明する。
【００４６】
次に、実施例１に係るエンジン評価装置１０の構成例について、図３を用いて説明する。図３は、エンジン評価装置１０の構成を示すブロック図である。なお、図３では、エンジン評価装置１０の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００４７】
図３に示すように、エンジン評価装置１０は、制御部１１と、記憶部１２とを備えている。また、制御部１１は、運転条件判定部１１ａと、開度制御部１１ｂと、燃焼率算出部１１ｃと、燃焼率比較部１１ｄと、限界値決定部１１ｅと、マップ生成部１１ｆとをさらに備えている。そして、記憶部１２は、開度初期値１２ａと、燃焼率算出定数１２ｂと、基準燃焼率１２ｃと、マップ１２ｄとを記憶する。
【００４８】
また、エンジン評価装置１０の外部には、図２を用いて既に説明した、エアフローセンサ１３、クランク角度センサ１４、筒内圧センサ１５、Ａ／Ｆセンサ１６およびＥＧＲ弁１７がそれぞれ配置される。本図３を用いた説明では、これらデバイスの詳細な説明は省略する。
【００４９】
制御部１１は、エンジン評価装置１０の全体制御を行う制御部である。運転条件判定部１１ａは、エアフローセンサ１３から入力した吸入空気量、すなわち、エンジンの負荷や、クランク角度センサ１４から入力したクランク角に基づいて演算したエンジンの回転数などから安定した運転状態であるか否かを判定する処理部である。
【００５０】
ここで、運転条件判定部１１ａは、安定した運転状態であると判定した場合、開度制御部１１ｂに対して、かかるエンジンの回転数および負荷の運転条件における失火限界探索の開始を指示する制御信号を出力する。なお、安定した運転状態ではないと判定した場合、運転条件判定部１１ａは、失火限界探索の開始を留保する。すなわち、運転条件判定部１１ａは、適合作業にあたって、エンジンを所定の運転条件に制御した状態で保つ処理部であるといえる。
【００５１】
開度制御部１１ｂは、運転条件判定部１１ａから入力した失火限界探索の開始指示に基づき、ＥＧＲ弁１７の開度を徐々に増加させる制御を行う処理部である。なお、本明細書中では、主にＥＧＲ率を増加させる場合を例に挙げているが、エンジン評価装置１０において、ＥＧＲ率を減少させるパターンの評価を行う場合には、開度制御部１１ｂは、ＥＧＲ弁１７の開度を徐々に減少させる制御を行う。
【００５２】
すなわち、開度制御部１１ｂは、エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、ＥＧＲ弁１７の開度を、増加方向であれば増加方向に、減少方向であれば減少方向にという、いわゆる同一の開度方向に徐々に変化させる制御を行う処理部である。
【００５３】
以下、引き続き、ＥＧＲ率を増加させる場合を例に挙げて説明する。具体的には、開度制御部１１ｂは、ＥＧＲ弁１７を調整するステッピングモータに対して開度を指示する制御信号を出力し、燃焼率算出部１１ｃに対してかかる指示開度における燃焼率の算出指示を通知する。
【００５４】
そして、後述する燃焼率比較部１１ｄから開度の増加指示を受けた場合には、現在の指示開度を所定量増加させた開度をあらたな指示開度として、ＥＧＲ弁１７のステッピングモータを制御する制御信号を出力する。
【００５５】
なお、エンジン評価装置１０においては、運転条件と限界値とを対応付けたマップ１２ｄは生成段階であるので、開度制御部１１ｂは、あらかじめ記憶部１２に記憶した開度初期値１２ａを指示開度の初期値として用いることができる。このとき、開度初期値１２ａは、明らかに小さな所定値であることが好ましい。
【００５６】
燃焼率算出部１１ｃは、開度制御部１１ｂから入力した燃焼率の算出指示に基づいて燃焼率を算出し、算出した燃焼率を燃焼率比較部１１ｄに対して出力する処理を行う処理部である。
【００５７】
なお、燃焼率算出部１１ｃは、開度制御部１１ｂの指示開度によって実際にＥＧＲ弁１７が制御され、かかる指示開度におけるＥＧＲがなじむまで所定時間のウェイトを行ってから燃焼率を算出する。
【００５８】
ここで、燃焼率算出部１１ｃが行う燃焼率の算出について、具体的に説明する。まず、燃焼率算出部１１ｃは、クランク角度センサ１４から入力したクランク角、筒内圧センサ１５から入力した筒内圧などに基づいてクランク角ごとの熱発生率を算出する。
【００５９】
ここで、比熱比をκと、筒内圧をＰと、筒内体積をＶと、クランク角をθと、それぞれあらわしたときのクランク角ごとの熱発生率ｄＱ／ｄθｉは、熱力学上のエネルギー保存則に基づき、
【数１】
式（１）によって算出することができる。
【００６０】
なお、κなどの燃焼率の算出に関する既知の値は、記憶部１２の燃焼率算出定数１２ｂにあらかじめ格納されている。
【００６１】
つづいて、燃焼率算出部１１ｃは、式（１）によって算出した点火時期以降の熱発生率を、
【数２】
式（２）によって積算し、燃料燃焼による発生熱量Ｑｉを算出する。
【００６２】
そして、燃焼率算出部１１ｃは、
【数３】
式（３）によって点火後の積算発生熱量の最大値を今回のサイクルで発生した発生熱量Ｑとして算出する。
【００６３】
また、燃焼率算出部１１ｃは、燃料の低位発熱量をＬＨＶと、シリンダ５内へ供給された燃料の供給量をＭｆｕｅｌと、それぞれあらわしたときの目標発生熱量Ｑｆｕｅｌを
【数４】
式（４）によって算出する。なお、Ｍｆｕｅｌは、インジェクタ（図２参照）の燃料噴射量を用いてもよいし、エアフローセンサ１３から入力した吸入空気量、および、Ａ／Ｆセンサ１６から入力した空燃比から演算してもよい。
【００６４】
そして、燃焼率算出部１１ｃは、式（３）によって算出したＱと、式（４）によって算出したＱｆｕｅｌとを用いて、
【数５】
式（５）によって燃焼率Ｃｏｍｂ．Ｒを算出する。
【００６５】
次に、燃焼率比較部１１ｄについて説明する。燃焼率比較部１１ｄは、燃焼率算出部１１ｃから入力した燃焼率が、前回算出された燃焼率を示す基準燃焼率１２ｃを上回るか否かを判定する処理を行う処理部である。
【００６６】
ここで、燃焼率比較部１１ｄは、燃焼率が基準燃焼率１２ｃを上回ると判定した場合、かかる燃焼率で基準燃焼率１２ｃを更新し、開度制御部１１ｂに対して開度の増加指示を出力する。なお、基準燃焼率１２ｃは、更新される際、現在の指示開度と対応付けて更新されることが好ましい。
【００６７】
また、燃焼率比較部１１ｄは、燃焼率が基準燃焼率１２ｃを上回らないと判定した場合、現在の指示開度における燃焼率が変曲点である旨の通知を限界値決定部１１ｅに対して出力する。
【００６８】
限界値決定部１１ｅは、燃焼率比較部１１ｄから入力した通知に基づき、基準燃焼率１２ｃに対応する開度を限界値として決定し、決定した限界値をマップ生成部１１ｆに対して出力する処理を行う処理部である。
【００６９】
マップ生成部１１ｆは、限界値決定部１１ｅから入力した限界値と運転条件とを対応付けたマップを生成し、マップ１２ｄとして記憶部１２へ記憶させる処理を行う処理部である。
【００７０】
記憶部１２は、ハードディスク、不揮発性メモリあるいはレジスタといった記憶デバイスで構成される記憶部である。記憶部１２へ記憶される開度初期値１２ａ、燃焼率算出定数１２ｂ、基準燃焼率１２ｃおよびマップ１２ｄのそれぞれについては既に述べたため、ここでの記載を省略する。
【００７１】
次に、エンジン評価装置１０における限界値の決定タイミングについて、図４を用いて説明する。図４は、エンジン評価装置１０における限界値の決定タイミングを示すタイミングチャートである。
【００７２】
図４に示すように、時間ｔ０において、エンジンの吸入空気量（すなわち、負荷）および回転数が安定した状態に遷移したものとする。かかる時間ｔ０において、エンジン評価装置１０は、かかる運転条件における失火限界探索を開始する。
【００７３】
このとき、ＥＧＲ弁１７の開度は、開度初期値１２ａを初期値として「設定」される（時間ｔ０参照）。なお、図４には、かかる初期値として開度「Ａ０」が設定された場合を示している。
【００７４】
そして、エンジン評価装置１０は、所定時間Ｔのウェイトを行った時間「ｔ０＋Ｔ」のタイミングで、かかる開度「Ａ０」に対応する燃焼率「ａ０」を「算出」する。このとき、算出された燃焼率「ａ０」は失火限界探索開始後の初回の基準燃焼率として、基準燃焼率１２ｃへ記憶される。
【００７５】
なお、所定時間Ｔは、算出される燃焼率のばらつきを抑えるために、エンジンの数サイクル程度分とすることが好ましい。
【００７６】
つづいて、エンジン評価装置１０は、時間ｔ１において、ＥＧＲ弁１７の開度を開度「Ａ１」に「増加」する。そして、時間「ｔ１＋Ｔ」のタイミングで、かかる開度「Ａ１」に対応する燃焼率「ａ１」を「算出」する。
【００７７】
ここで、エンジン評価装置１０は、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ０」と、算出した燃焼率「ａ１」とを比較する。図４においては、「ａ０＜ａ１」であるので、エンジン評価装置１０は、基準燃焼率１２ｃを燃焼率「ａ１」で「更新」する（時間ｔ１’参照）。
【００７８】
そして、エンジン評価装置１０は同様に、時間ｔ２においてはＥＧＲ弁１７の開度を開度「Ａ２」に「増加」し、かかる開度「Ａ２」に対応する燃焼率「ａ２」と、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ１」とを比較のうえ、基準燃焼率１２ｃを燃焼率「ａ２」で「更新」する（時間ｔ２’参照）。
【００７９】
そして、図４に示すように、時間ｔ３において「増加」した開度「Ａ３」に対応する燃焼率「ａ３」が、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ２」を下回ったものとする。かかる場合、エンジン評価装置１０は、燃焼率「ａ３」を変曲点とみなし、前回算出された燃焼率である基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ２」に対応する開度「Ａ２」を、ＥＧＲ弁１７の開度の限界値として「決定」する（時間ｔ３’参照）。そして、かかる限界値と運転条件とを対応付けたマップ１２ｄを生成する。
【００８０】
そして、時間ｔ４において所定の運転条件を満たさなくなった場合、エンジン評価装置１０は、生成したマップ１２ｄの限界値「Ａ２」に基づいてＥＧＲ弁１７の開度を開度「Ａ２」へ「減少」する。
【００８１】
なお、図４に示したタイミングチャートは、１つの所定の運転条件におけるＥＧＲ弁１７の開度の限界値を探索する場合を示している。したがって、エンジン評価装置１０は、種々の運転条件における限界値の探索を時間ｔ０〜ｔ４に示したのと同様に繰り返して、最終的に種々の運転条件における限界値を含んだマップ１２ｄを生成することとなる。
【００８２】
次に、エンジン評価装置１０が実行する失火限界探索処理の処理手順について図５を用いて説明する。図５は、エンジン評価装置１０が実行する失火限界探索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００８３】
図５に示すように、まず、運転条件判定部１１ａが、エンジンの回転数および負荷に基づき、所定の運転条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、ステップＳ１０１の判定条件を満たす場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、エンジン評価装置１０は、「初期処理Ｉ」を実行した後（ステップＳ１０２）、開度制御部１１ｂにＥＧＲ弁１７の開度を所定量増加させる（ステップＳ１０３）。
【００８４】
なお、「初期処理Ｉ」は、マップ１２ｄの生成過程である適合時にエンジン評価装置１０において行われる初期処理である。かかる「初期処理Ｉ」については、図６を用いて後述する。
【００８５】
一方、ステップＳ１０１の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【００８６】
つづいて、燃焼率算出部１１ｃが、所定時間のウェイトを行った後（ステップＳ１０４）、燃焼率を算出する（ステップＳ１０５）。そして、燃焼率比較部１１ｄは、算出された燃焼率が基準燃焼率１２ｃを上回るか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【００８７】
ここで、ステップＳ１０６の判定条件を満たす場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、燃焼率比較部１１ｄは、算出された燃焼率で基準燃焼率１２ｃを更新して（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。
【００８８】
一方、ステップＳ１０６の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、限界値決定部１１ｅが、基準燃焼率１２ｃに対応する開度を限界値として決定する（ステップＳ１０８）。
【００８９】
そして、マップ生成部１１ｆが、決定された限界値と運転条件とを対応付けたマップ１２ｄを生成して（ステップＳ１０９）、処理を終了する。
【００９０】
なお、本失火限界探索処理は、１つの所定の運転条件ごとに実行されるものであり、最終的には、種々の運転条件で本処理が繰り返され、それらの処理結果をすべて含んだマップ１２ｄが生成されることとなる。
【００９１】
次に、図５において示した「初期処理Ｉ」の処理手順について図６を用いて説明する。図６は、初期処理Ｉの処理手順を示すフローチャートである。
【００９２】
図６に示すように、初期処理Ｉにおいて、エンジン評価装置１０は、開度制御部１１ｂに、ＥＧＲ弁１７の開度を開度初期値１２ａで設定させる（ステップＳ２０１）。具体的には、開度制御部１１ｂが、開度初期値１２ａを指示開度とする制御信号をＥＧＲ弁１７に対して出力する。
【００９３】
そして、燃焼率算出部１１ｃが、所定時間のウェイトを行った後（ステップＳ２０２）、初回の燃焼率の意味での基準燃焼率を算出する（ステップＳ２０３）。算出された基準燃焼率は、基準燃焼率１２ｃの初期値としてセットされる。これらの処理を実行した後、エンジン評価装置１０は、初期処理Ｉを終了する。
【００９４】
上述してきたように、実施例１では、エンジンが所定の運転条件を満たした場合に、開度制御部が、ＥＧＲ弁の開度を同一の開度方向に徐々に変化させ、燃焼率算出部が、エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、開度制御部によって開度が変化させられるごとに算出し、限界値決定部が、算出された燃焼率の変化に基づいて開度の上限を示す限界値を決定し、マップ生成部が、決定された限界値と運転条件とを対応付けたマップを生成するようにエンジン評価装置を構成した。
【００９５】
したがって、失火限界にばらつきがある場合であっても、精度の高いマップを生成することができるので、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができる。
【００９６】
なお、既に述べたが、実施例１のエンジン評価装置１０で生成されたマップ１２ｄは、実際の自動車に搭載されるエンジン制御装置１０ａに組み込まれ、エンジン制御装置１０ａはかかるマップ１２ｄに基づいてＥＧＲ弁１７の開度を制御することとなる。
【００９７】
ここで、実際の自動車においては、搭載されるエンジンには個体差があり、また、経年劣化が生じてゆくのが通常である。このため、適合において生成された静的なマップ１２ｄが精度の高いものであっても、失火限界にばらつきは生じうる。
【００９８】
そこで、本発明に係る失火限界探索手法をエンジン制御装置１０ａに適用して、実際に運転中のエンジンの燃焼率から動的にマップ１２ｄを更新すれば、失火限界のばらつきを補って、個別の自動車ごとに精度の高いＥＧＲ弁１７の制御を行うことが可能となる。以下に示す実施例２では、かかる場合について説明することとする。
【実施例２】
【００９９】
本実施例２では、エンジン制御装置１０ａについて説明する。図７は、エンジン制御装置１０ａの構成を示すブロック図である。なお、図７では、図３に示した実施例１に係るエンジン評価装置１０と同一の構成要素には同一の符号を付しており、実施例１と重複する構成要素についての説明は省略するか簡単な説明にとどめることとする。
【０１００】
図７に示すように、エンジン制御装置１０ａは、開度増加部１１ｂ’を開度制御部１１ｂに代えて、限界値更新部１１ｇを限界値決定部１１ｅおよびマップ生成部１１ｆに代えて、それぞれ備える点で、上述した実施例１に係るエンジン評価装置１０とは異なる。
【０１０１】
また、記憶部１２に開度初期値１２ａを記憶しない点で、上述した実施例１に係るエンジン評価装置１０とは異なる。
【０１０２】
開度増加部１１ｂ’は、所定の運転条件において、あらかじめ記憶されたマップ１２ｄの運転条件に対応する限界値に基づき、ＥＧＲ弁１７の開度を徐々に増加させる制御を行う処理部である。
【０１０３】
具体的には、マップ１２ｄの限界値を所定量減少させた開度を基準値として設定し、開度の増加を開始する。これは、走行中の失火限界探索において、過剰にＥＧＲが行われ、エンジンが失火するのを防止する役割を果たす。
【０１０４】
限界値更新部１１ｇは、燃焼率比較部１１ｄから入力した、現在の指示開度における燃焼率が変曲点である旨の通知に基づき、基準燃焼率１２ｃに対応する開度を限界値として推定し、推定した限界値とマップ１２ｄの限界値とが異なる場合に、推定した限界値でマップ１２ｄの限界値を更新する処理を行う処理部である。
【０１０５】
なお、ここにいう推定した限界値とマップ１２ｄの限界値とが異なる場合とは、推定した限界値がマップ１２ｄの限界値を上回る場合、および、下回る場合の双方を含む。この点は、つづく図８および図９を用いた説明で示すこととする。
【０１０６】
次に、エンジン制御装置１０ａにおける限界値の決定タイミングについて、図８および図９を用いて説明する。図８は、エンジン制御装置１０ａにおける限界値の決定タイミングを示すタイミングチャートその１であり、図９は、エンジン制御装置１０ａにおける限界値の決定タイミングを示すタイミングチャートその２である。
【０１０７】
図８に示すように、時間ｔ０において、エンジンの吸入空気量および回転数が安定した状態に遷移したものとする。かかる時間ｔ０において、エンジン制御装置１０ａは、かかる運転条件における失火限界探索を開始する。なお、探索開始前のマップ１２ｄの限界値は開度「Ａ２」であるものとする。
【０１０８】
このとき、エンジン制御装置１０ａは、ＥＧＲ弁１７の開度を、開度「Ａ２」から所定量「減少」させる。なお、図８には、開度「Ａ２」から開度「Ａ０」へ減少された場合を示している。
【０１０９】
そして、エンジン制御装置１０ａは、時間「ｔ０＋Ｔ」のタイミングで、かかる開度「Ａ０」に対応する燃焼率「ａ０」を「算出」する。このとき、算出された燃焼率「ａ０」は、基準燃焼率１２ｃへ記憶される。
【０１１０】
つづいて、エンジン制御装置１０ａは、時間ｔ１において、ＥＧＲ弁１７の開度を開度「Ａ１」に「増加」する。そして、時間「ｔ１＋Ｔ」のタイミングで、かかる開度「Ａ１」に対応する燃焼率「ａ１」を「算出」する。
【０１１１】
ここで、エンジン制御装置１０ａは、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ０」と、算出した燃焼率「ａ１」とを比較する。図８においては、「ａ０＜ａ１」であるので、エンジン制御装置１０ａは、基準燃焼率１２ｃを燃焼率「ａ１」で「更新」する（図中の時間ｔ１’参照）。
【０１１２】
以下、同様に、エンジン制御装置１０ａは、ＥＧＲ弁１７の開度を、順に開度「Ａ３」に至るまで「増加」させ、基準燃焼率１２ｃを燃焼率「ａ３」で更新したものとする（図中の時間ｔ２〜ｔ３’参照）。
【０１１３】
すなわち、エンジン制御装置１０ａは、マップ１２ｄの限界値「Ａ２」を上回る開度「Ａ３」であっても、かかる開度「Ａ３」に対応する燃焼率「ａ３」が、マップ１２ｄの限界値「Ａ２」に対応する燃焼率「ａ２」を上回るならば、失火限界探索を継続する。
【０１１４】
そして、図８に示すように、時間ｔ４において「増加」した開度「Ａ４」に対応する燃焼率「ａ４」が、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ３」を下回ったものとする。かかる場合、エンジン制御装置１０ａは、燃焼率「ａ４」を変曲点とみなし、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ３」に対応する開度「Ａ３」をあらたな限界値として推定する。
【０１１５】
そして、かかる推定した限界値とマップ１２ｄの限界値とが異なる場合に、推定した限界値でマップ１２ｄの限界値を「更新」する。なお、図８では、マップ１２ｄの限界値は、「Ａ２」から「Ａ３」へ「更新」される（図中の時間ｔ４’参照）。
【０１１６】
そして、時間ｔ５において所定の運転条件を満たさなくなった場合、エンジン制御装置１０ａは、更新したマップ１２ｄの限界値「Ａ３」に基づいてＥＧＲ弁１７の開度を、開度「Ａ４」から「Ａ３」へ「減少」することとなる。
【０１１７】
つづいて、図９を用いた説明に移る。なお、図９を用いた説明では、図８と重複する内容についてはその記載を省略する。
【０１１８】
図９に示すように、エンジン制御装置１０ａは、ＥＧＲ弁１７の開度を、図８の場合と同様に、順に開度「Ａ１」に至るまで「増加」させ、基準燃焼率１２ｃを燃焼率「ａ１」で更新したものとする（図中の時間ｔ０〜ｔ１’参照）。
【０１１９】
そして、図９に示すように、時間ｔ２において「増加」した開度「Ａ２」に対応する燃焼率「ａ２」が、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ１」を下回ったものとする。かかる場合、エンジン制御装置１０ａは、燃焼率「ａ２」を変曲点とみなし、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ１」に対応する開度「Ａ１」をあらたな限界値として推定する。
【０１２０】
そして、かかる推定した限界値とマップ１２ｄの限界値とが異なる場合に、推定した限界値でマップ１２ｄの限界値を「更新」する。なお、図９では、マップ１２ｄの限界値は、「Ａ２」から「Ａ１」へ「更新」される（図中の時間ｔ２’参照）。
【０１２１】
すなわち、エンジン制御装置１０ａは、失火限界探索前のマップ１２ｄの限界値「Ａ２」を下回る開度「Ａ１」であっても、かかる開度「Ａ１」に対応する燃焼率「ａ１」が、限界値「Ａ２」に対応する燃焼率「ａ２」を上回るならば、かかる開度「Ａ１」でマップ１２ｄの限界値を更新する。
【０１２２】
そして、時間ｔ３において、エンジン制御装置１０ａは、更新したマップ１２ｄの限界値「Ａ１」に基づいてＥＧＲ弁１７の開度を、開度「Ａ２」から「Ａ１」へ「減少」することとなる。
【０１２３】
ところで、図８および図９を用いた説明では、失火限界探索処理の終了時にマップ１２ｄの限界値を更新する例を示したが、基準燃焼率１２ｃの更新タイミングにあわせて、マップ１２ｄの限界値を基準燃焼率１２ｃで随時更新することとしてもよい。
【０１２４】
かかる場合、失火限界探索処理が、たとえば、各デバイスの通信異常などによって途中で終了した場合であっても、エンジン制御装置１０ａは、マップ１２ｄに基づくことで、少なくともエンジンの失火を生じさせることなくＥＧＲ制御を行うことができる。
【０１２５】
また、かかる場合のマップ１２ｄの限界値を初期値として失火限界探索処理を再開させることで、処理時間の短縮化を図ることができる。
【０１２６】
次に、エンジン制御装置１０ａが実行する失火限界探索処理の処理手順について図１０を用いて説明する。図１０は、エンジン制御装置１０ａが実行する失火限界探索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１２７】
なお、図１０では、図５に示した実施例１に係るエンジン評価装置１０が実行する失火限界探索処理と重複する処理手順については、図５と同一のステップ番号を付し、その説明も省略するか簡単な説明にとどめることとする。
【０１２８】
図１０に示すように、まず、運転条件判定部１１ａが、所定の運転条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、ステップＳ１０１の判定条件を満たす場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、エンジン制御装置１０ａは、「初期処理ＩＩ」を実行した後（ステップＳ１０２’）、開度増加部１１ｂ’にＥＧＲ弁１７の開度を所定量増加させる（ステップＳ１０３）。
【０１２９】
なお、「初期処理ＩＩ」は、実際の自動車の走行中にエンジン制御装置１０ａにおいて行われる初期処理である。かかる「初期処理ＩＩ」については、図１１を用いて後述する。
【０１３０】
一方、ステップＳ１０１の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【０１３１】
つづくステップＳ１０４からステップＳ１０７へかけての処理手順は、実施例１に係るエンジン評価装置１０の場合と同様であるため、ここでの記載を省略する。
【０１３２】
そして、ステップＳ１０６において、燃焼率比較部１１ｄが、算出された燃焼率が基準燃焼率１２ｃを上回らないと判定した場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、限界値更新部１１ｇは、基準燃焼率１２ｃに対応する開度を限界値として推定し、推定した限界値とマップ１２ｄの限界値とが異なるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【０１３３】
ここで、ステップＳ１１０の判定条件を満たす場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、限界値更新部１１ｇは、推定した限界値、すなわち、基準燃焼率１２ｃに対応した開度で、マップ１２ｄの限界値を更新し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。
【０１３４】
一方、ステップＳ１１０の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、限界値更新部１１ｇは、マップ１２ｄの限界値を保持したまま（ステップＳ１１２）、処理を終了する。
【０１３５】
次に、図１０において示した「初期処理ＩＩ」の処理手順について図１１を用いて説明する。図１１は、初期処理ＩＩの処理手順を示すフローチャートである。
【０１３６】
なお、図１１では、図６に示した初期処理Ｉと重複する処理手順については、図６と同一のステップ番号を付し、その説明も省略するか簡単な説明にとどめることとする。
【０１３７】
図１１に示すように、初期処理ＩＩにおいて、エンジン制御装置１０ａは、開度増加部１１ｂ’に、ＥＧＲ弁１７の開度をマップ１２ｄの限界値より小さい値で設定させる（ステップＳ２０１’）。具体的には、マップ１２ｄの限界値を所定量減少させた開度を初期値として設定し、開度の増加を開始する。
【０１３８】
そして、所定時間のウェイトを行った後（ステップＳ２０２）、基準燃焼率を算出する（ステップＳ２０３）。これらの処理を実行した後、エンジン制御装置１０ａは、初期処理ＩＩを終了する。
【０１３９】
上述してきたように、実施例２では、記憶部が、エンジンの所定の運転条件とＥＧＲ弁の開度の上限を示す限界値とを対応付けたマップを記憶し、開度増加部が、エンジンが運転条件を満たした場合に、ＥＧＲ弁の開度を徐々に増加させ、燃焼率算出部が、開度が増加されるごとに、エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を算出し、限界値更新部が、算出された燃焼率の変化に基づき、マップの運転条件に対応する限界値を更新するようにエンジン制御装置を構成した。
【０１４０】
したがって、エンジンの個体差や経年劣化による失火限界にばらつきがある場合であっても、走行中に個別の自動車ごとに動的にマップを更新することができるので、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができる。
【０１４１】
なお、実施例２では、実施例１のエンジン評価装置１０における適合によって最適化された精度の高いマップ１２ｄが、あらかじめエンジン制御装置１０ａに組み込まれている場合について説明したが、実施例２のエンジン制御装置１０ａにおいて初めてマップ１２ｄを最適化することとしてもよい。
【０１４２】
かかる場合、エンジン制御装置１０ａには、雛形となるマップ１２ｄを組み込んでおくこととしたうえで、実際の自動車の走行中に、エンジン制御装置１０ａにおいて動的にかかるマップ１２ｄを適合させればよい。
【０１４３】
このように、走行中に適宜マップ１２ｄを適合させることによって、エンジン評価装置１０による適合を簡略化あるいは不要とすることができ、エンジン制御装置１０ａの生産過程におけるコスト低減を図ることができる。
【０１４４】
また、上述した各実施例では、燃焼率の変曲点に基づく例を示したが、燃焼率の平均値の変曲点に基づいてもよい。さらに、平均値が高く、かつ、分散の少ない燃焼率の変曲点に基づいてもよい。これらの場合、データのノイズ成分やばらつきを抑えることができるので、誤検出を防ぐことができ、より精度の高いマップの生成および更新を可能にすることができる。
【０１４５】
また、上述した各実施例では、ステッピングモータによってＥＧＲ弁の開度を調整する場合について説明したが、いわゆるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によってデューティ比制御が可能なモータを用いてもよい。かかる場合、ＥＧＲ弁の開度を細かく制御できるので、データのプロット点を増やすことができ、より精度の高いマップの生成および更新を可能にすることができる。
【０１４６】
また、上述した各実施例では、エンジンが４ストロークエンジンであり、かかるエンジンの１サイクルのクランク角が「７２０°」である場合について説明したが、エンジン形式などを限定するものではない。
【０１４７】
また、上述した各実施例では、自動車のエンジンを評価するエンジン評価装置、および、かかるエンジンを制御するエンジン制御装置に適用する場合について主に説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、種々の異なる内燃機関を制御する内燃機関評価装置および内燃機関制御装置にて実施されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
以上のように、本発明に係るエンジン評価装置、エンジン評価方法およびエンジン制御装置は、失火限界にばらつきがある場合であっても、精度よくＥＧＲ弁の開度を制御したい場合に有用であり、特に、燃費改善性能の向上を企図して開発されるエンジン制御装置およびエンジン制御システムへの適用に適している。
【符号の説明】
【０１４９】
２ 吸気管
３ 排気管
４ 排気還流管
５ シリンダ
１０ エンジン評価装置
１０ａ エンジン制御装置
１１ 制御部
１１ａ 運転条件判定部
１１ｂ 開度制御部
１１ｂ’ 開度増加部
１１ｃ 燃焼率算出部
１１ｄ 燃焼率比較部
１１ｅ 限界値決定部
１１ｆ マップ生成部
１１ｇ 限界値更新部
１２ 記憶部
１２ａ 開度初期値
１２ｂ 燃焼率算出定数
１２ｃ 基準燃焼率
１２ｄ マップ
１３ エアフローセンサ
１４ クランク角度センサ
１５ 筒内圧センサ
１６ Ａ／Ｆセンサ
１７ ＥＧＲ弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン評価装置、エンジン評価方法およびエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの燃費改善を目的とする排気再循環（ＥＧＲ；Exhaust Gas Recirculation）を行うに際して、かかるＥＧＲ用の制御バルブ（以下、「ＥＧＲ弁」と記載する）の開度を、エンジンの回転数などに応じて制御するエンジン制御装置が知られている。
【０００３】
かかるエンジン制御装置は、エンジンが備える各種機構を制御するための「マップ」と呼ばれる各種パラメータ値を保持しており、前述のＥＧＲ弁の開度も、かかる開度に対応するマップに基づいて制御される（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
なお、マップは、エンジン制御装置の生産過程においてエンジン評価装置を用いて行われる「適合」と呼ばれる最適化作業を経て、エンジン制御装置の内部メモリなどにあらかじめ記憶される。
【０００５】
ここで、ＥＧＲ弁の開度に対応するマップは、エンジンの失火限界を目安に適合される。たとえば、ＥＧＲによる燃費改善の効果を最大限に得たい場合、マップは、失火限界付近に対応する値で適合されるのが理想的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７０８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、マップを失火限界付近で適合させた場合、実際のエンジンには個体差や経年劣化による失火限界のばらつきが存在するため、エンジンの失火を招きやすいという問題があった。
【０００８】
このため、従来技術では、失火限界付近から余裕を持たせた値でマップを適合していた。しかしながら、このように余裕を持たせた分、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得られなかった。
【０００９】
これらのことから、失火限界にばらつきがある場合であっても、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができるエンジン評価装置、エンジン評価方法あるいはエンジン制御装置をいかにして実現するかが大きな課題となっている。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、失火限界にばらつきがある場合であっても、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができるエンジン評価装置、エンジン評価方法およびエンジン制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、排気再循環用のバルブを備えたエンジンを評価するエンジン評価装置であって、前記エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、前記バルブの開度を同一の開度方向に徐々に変化させる開度制御手段と、前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度制御手段によって前記開度が変化させられるごとに算出する燃焼率算出手段と、前記燃焼率の変化に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な前記開度の上限を示す限界値を決定する限界値決定手段と、前記運転条件と前記限界値とを対応付けたマップを生成するマップ生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、排気再循環用のバルブを備えたエンジンを制御するエンジン制御装置であって、前記エンジンの所定の運転条件と前記バルブの通常のエンジン制御で使用可能な開度の上限を示す限界値とを対応付けたマップを記憶するマップ記憶手段と、前記運転条件が満たされた場合に、前記開度を所定の基準値から徐々に増加させる開度増加手段と、前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度増加手段によって前記開度が増加されるごとに算出する燃焼率算出手段と、前記燃焼率の変化に基づき、前記マップの前記運転条件に対応する前記限界値を更新する限界値更新手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、ＥＧＲ弁の開度を同一の開度方向に徐々に変化させ、エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、上記の開度の変化ごとに算出し、算出した燃焼率の変化に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な開度の上限を示す限界値を決定し、上記の運転条件とかかる限界値とを対応付けたマップを生成することとしたので、精度の高いマップを生成することができ、失火限界にばらつきがある場合であっても、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができるという効果を奏する。
【００１４】
また、本発明によれば、エンジンの所定の運転条件とＥＧＲ弁の通常のエンジン制御で使用可能な開度の上限を示す限界値とを対応付けたマップを記憶し、上記の運転条件が満たされた場合に、上記の開度を所定の基準値から徐々に増加させ、エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を上記の開度の増加ごとに算出し、算出した燃焼率の変化に基づき、上記のマップの運転条件に対応する限界値を更新することとしたので、走行中にマップを動的に適合させることができ、失火限界にばらつきがある場合であっても、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係る失火限界探索手法の概要を示す図である。
【図２】図２は、エンジン評価システムの概略図である。
【図３】図３は、エンジン評価装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、エンジン評価装置における限界値の決定タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、エンジン評価装置が実行する失火限界探索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、初期処理Ｉの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、エンジン制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、エンジン制御装置における限界値の更新タイミングを示すタイミングチャートその１である。
【図９】図９は、エンジン制御装置における限界値の更新タイミングを示すタイミングチャートその２である。
【図１０】図１０は、エンジン制御装置が実行する失火限界探索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、初期処理ＩＩの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る失火限界探索手法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る失火限界探索手法の概要について図１を用いて説明した後に、本発明に係る失火限界探索手法を適用したエンジン評価装置およびエンジン制御装置についての実施例を図２から図１１を用いて説明することとする。
【００１７】
また、以下では、エンジンが、一般的な４ストロークエンジンである場合について説明する。これにともない、以下では、エンジンの１サイクルに対応するクランク角度は「７２０°」であるものとする。
【００１８】
また、以下では、「失火限界」または「限界値」と記載した場合には、通常のエンジン制御で使用可能な、ＥＧＲ弁の開度の上限を示すものとする。また、「マップ」と記載した場合には、ＥＧＲの開度に対応するマップを指すものとする。
【００１９】
まず、本発明に係る失火限界探索手法の概要について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る失火限界探索手法の概要を示す図である。
【００２０】
ＥＧＲとは、エンジンにおいて燃焼後の排気ガスの一部（以下、「ＥＧＲガス」と記載する）を取り出し、吸気側へ導いて再度吸気させる技術である。
【００２１】
ここで、ＥＧＲガスは、燃焼後につき、酸素が含まれていないか希薄な状態にあるため、かかるＥＧＲガスが混合されると、吸気中の酸素濃度は低下する。そして、かかる酸素濃度が低下した状態での燃焼は、燃焼温度を低下させ、冷却損失を低減するため、燃焼率を増加させる。
【００２２】
なお、ここにいう燃焼率とは、エンジンの１サイクルにおける、燃料の供給量から見込まれる理想的な発生熱量である目標発生熱量に対する、燃料の燃焼によって実際に発生した実発生熱量の比率を指す。
【００２３】
しかしながら、ＥＧＲガスが過剰に混合された場合、燃焼を不安定にするため、燃焼率の低下を招いてしまう。このとき、かかる燃焼率の低下が、前述の冷却損失の低減による燃焼率の増加を上回れば、全体的な燃焼率は低下することとなる。
【００２４】
そこで、本発明に係る失火限界探索手法では、かかる点に着目し、ＥＧＲガスの混合量を徐々に増加させた場合の燃焼率の変曲点に基づいて失火限界を決定することとした。そして、決定した失火限界を用いてマップを生成することとした。なお、ここにいう燃焼率の「変曲点」とは、燃焼率の変化を示す曲線上で曲率の符号（プラスおよびマイナス）が変化する点、言い換えれば、曲線の凹凸が変化する点のことを指す。
【００２５】
具体的には、図１に示すように、本発明に係る失火限界探索手法では、ＥＧＲガスの混合量に相当するＥＧＲ率（ＥＧＲ弁の開度）を徐々に増加させる（図１の（１）参照）。
【００２６】
そして、かかるＥＧＲ率の増加ごとの燃焼率を算出し、燃焼率の変曲点を検出する。すなわち、燃焼率が増加ではなく、減少に転じたタイミングを検出する。図１に示した例では、ＥＧＲ率「ｅ４」のときの、燃焼率「ｂ４」がこれに相当する（図１の（２）参照）。
【００２７】
そして、かかる変曲点の直前の燃焼率を算出したＥＧＲ率を、失火限界として特定する。すなわち、図１に示した例では、燃焼率「ｂ３」に対応するＥＧＲ率「ｅ３」を失火限界として特定することとなる（図１の（３）参照）。そして、特定した失火限界を用いてマップを生成する。
【００２８】
これにより、ＥＧＲ率を徐々に増加させた場合の、燃焼率が最大となるＥＧＲ率を特定することができるので、精度の高い失火限界を決定することができる。すなわち、エンジン評価装置を用いた適合作業において、精度の高いマップを生成することが可能となり、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができる。
【００２９】
なお、適合作業においては、より精度の高い適合結果を得るために、上述のようにＥＧＲ率を徐々に増加させるだけでなく、逆にＥＧＲ率を徐々に減少させるパターンの評価が行われる場合もある。ここで、かかるＥＧＲ率を減少させるパターンについても、減少ごとの燃焼率の算出、および、燃焼率の変曲点の検出を行って、適合作業に用いることとしてもよい。
【００３０】
これにより、たとえば、ＥＧＲ率を増加させることによって決定した失火限界を、逆にＥＧＲ率を減少させることによって裏付けるといった検証を行うことができるので、より精度の高いマップを生成することが可能となる。なお、本明細書においては、主にＥＧＲ率を増加させる場合を例に挙げて説明を行うこととする。
【００３１】
また、本発明に係る失火限界探索手法を、実際の自動車に搭載されるエンジン制御装置に適用することとしたうえで、走行中に適宜失火限界を探索し、動的にマップを更新することとしてもよい。
【００３２】
かかる場合、適合時には吸収しきれないエンジンの個体差や経年劣化による失火限界のばらつきを吸収して、動的にマップを最適化することが可能となる。すなわち、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができる。
【００３３】
なお、燃焼率の算出は、エンジンに搭載された筒内圧センサによって検出される筒内圧などに基づいて行われる。かかる燃焼率の具体的な算出手法については、図３を用いた説明で後述する。
【００３４】
このように、本発明に係る失火限界探索手法では、ＥＧＲ率を徐々に増加させた場合の燃焼率の変曲点に基づいて失火限界を決定することとした。そして、決定した失火限界を用いてマップを生成することとした。したがって、本発明に係る失火限界探索手法によれば、失火限界にばらつきがある場合であっても、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができる。
【００３５】
以下では、図１を用いて説明した失火限界探索手法を適用したエンジン評価装置、エンジン評価方法についての実施例を実施例１として、エンジン制御装置についての実施例を実施例２として、それぞれ詳細に説明する。また、以下では、上述のＥＧＲ率を、主にＥＧＲ弁の開度として説明する。
【実施例１】
【００３６】
本実施例１では、エンジン評価装置およびエンジン評価方法について説明する。まず、エンジン評価装置を含むエンジン評価システムの概略について図２を用いて説明する。図２は、エンジン評価システムの概略図である。
【００３７】
図２に示すように、エンジン評価システムにおけるエンジンは、エアフローセンサ１３と、クランク角度センサ１４と、筒内圧センサ１５と、空燃比センサ（以下、「Ａ／Ｆセンサ」と記載する）１６と、ＥＧＲ弁１７とを備えている。
【００３８】
エアフローセンサ１３は、吸気管２においてエアクリーナの下流側に配置され、エアクリーナを通過した吸入空気量を検出して、かかる吸入空気量をエンジン評価装置１０へ出力するデバイスである。
【００３９】
クランク角度センサ１４は、クランクの回転角であるクランク角を検出して、かかるクランク角をエンジン評価装置１０へ出力するデバイスである。
【００４０】
筒内圧センサ１５は、シリンダ５内の圧力である筒内圧を検出して、かかる筒内圧をエンジン評価装置１０へ出力するデバイスである。
【００４１】
Ａ／Ｆセンサ１６は、排気管３において触媒の上流側に配置され、触媒に流入する排気ガスの酸素濃度に基づいてシリンダ５で燃焼された混合気の空燃比を検出して、かかる空燃比をエンジン評価装置１０へ出力するデバイスである。
【００４２】
ＥＧＲ弁１７は、吸気管２と排気管３とを繋ぐ排気還流管４に配置され、排気還流管４を介して再循環するＥＧＲガスの流量を調整するバルブである。かかるＥＧＲ弁１７の開度は、エンジン評価装置１０からの制御信号に基づいて制御される。
【００４３】
そして、エンジン評価装置１０は、かかるＥＧＲ弁１７の開度を徐々に増加させつつ、エアフローセンサ１３、クランク角度センサ１４、筒内圧センサ１５およびＡ／Ｆセンサ１６などの出力データに基づいてシリンダ５内における燃焼率を算出し、かかる燃焼率の変化に基づいて失火限界、すなわち、ＥＧＲ弁１７の開度の上限を示す限界値を決定する。そして、エンジン評価装置１０は、かかる限界値と所定の運転条件とを対応付けたマップを生成する。
【００４４】
なお、エンジン評価装置１０が生成するマップは、実際の自動車に搭載されるエンジン制御装置１０ａに組み込まれ、エンジン制御装置１０ａが、かかるマップに基づいて走行中のＥＧＲ弁１７の開度を制御することとなる。
【００４５】
したがって、図２に示すように、実際の自動車においては、エンジン評価装置１０に代わってエンジン制御装置１０ａが備えられ、エンジン制御システムを構成することとなる。エンジン制御装置１０ａについては、後述する実施例２において詳細に説明する。
【００４６】
次に、実施例１に係るエンジン評価装置１０の構成例について、図３を用いて説明する。図３は、エンジン評価装置１０の構成を示すブロック図である。なお、図３では、エンジン評価装置１０の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００４７】
図３に示すように、エンジン評価装置１０は、制御部１１と、記憶部１２とを備えている。また、制御部１１は、運転条件判定部１１ａと、開度制御部１１ｂと、燃焼率算出部１１ｃと、燃焼率比較部１１ｄと、限界値決定部１１ｅと、マップ生成部１１ｆとをさらに備えている。そして、記憶部１２は、開度初期値１２ａと、燃焼率算出定数１２ｂと、基準燃焼率１２ｃと、マップ１２ｄとを記憶する。
【００４８】
また、エンジン評価装置１０の外部には、図２を用いて既に説明した、エアフローセンサ１３、クランク角度センサ１４、筒内圧センサ１５、Ａ／Ｆセンサ１６およびＥＧＲ弁１７がそれぞれ配置される。本図３を用いた説明では、これらデバイスの詳細な説明は省略する。
【００４９】
制御部１１は、エンジン評価装置１０の全体制御を行う制御部である。運転条件判定部１１ａは、エアフローセンサ１３から入力した吸入空気量、すなわち、エンジンの負荷や、クランク角度センサ１４から入力したクランク角に基づいて演算したエンジンの回転数などから安定した運転状態であるか否かを判定する処理部である。
【００５０】
ここで、運転条件判定部１１ａは、安定した運転状態であると判定した場合、開度制御部１１ｂに対して、かかるエンジンの回転数および負荷の運転条件における失火限界探索の開始を指示する制御信号を出力する。なお、安定した運転状態ではないと判定した場合、運転条件判定部１１ａは、失火限界探索の開始を留保する。すなわち、運転条件判定部１１ａは、適合作業にあたって、エンジンを所定の運転条件に制御した状態で保つ処理部であるといえる。
【００５１】
開度制御部１１ｂは、運転条件判定部１１ａから入力した失火限界探索の開始指示に基づき、ＥＧＲ弁１７の開度を徐々に増加させる制御を行う処理部である。なお、本明細書中では、主にＥＧＲ率を増加させる場合を例に挙げているが、エンジン評価装置１０において、ＥＧＲ率を減少させるパターンの評価を行う場合には、開度制御部１１ｂは、ＥＧＲ弁１７の開度を徐々に減少させる制御を行う。
【００５２】
すなわち、開度制御部１１ｂは、エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、ＥＧＲ弁１７の開度を、増加方向であれば増加方向に、減少方向であれば減少方向にという、いわゆる同一の開度方向に徐々に変化させる制御を行う処理部である。
【００５３】
以下、引き続き、ＥＧＲ率を増加させる場合を例に挙げて説明する。具体的には、開度制御部１１ｂは、ＥＧＲ弁１７を調整するステッピングモータに対して開度を指示する制御信号を出力し、燃焼率算出部１１ｃに対してかかる指示開度における燃焼率の算出指示を通知する。
【００５４】
そして、後述する燃焼率比較部１１ｄから開度の増加指示を受けた場合には、現在の指示開度を所定量増加させた開度をあらたな指示開度として、ＥＧＲ弁１７のステッピングモータを制御する制御信号を出力する。
【００５５】
なお、エンジン評価装置１０においては、運転条件と限界値とを対応付けたマップ１２ｄは生成段階であるので、開度制御部１１ｂは、あらかじめ記憶部１２に記憶した開度初期値１２ａを指示開度の初期値として用いることができる。このとき、開度初期値１２ａは、明らかに小さな所定値であることが好ましい。
【００５６】
燃焼率算出部１１ｃは、開度制御部１１ｂから入力した燃焼率の算出指示に基づいて燃焼率を算出し、算出した燃焼率を燃焼率比較部１１ｄに対して出力する処理を行う処理部である。
【００５７】
なお、燃焼率算出部１１ｃは、開度制御部１１ｂの指示開度によって実際にＥＧＲ弁１７が制御され、かかる指示開度におけるＥＧＲがなじむまで所定時間のウェイトを行ってから燃焼率を算出する。
【００５８】
ここで、燃焼率算出部１１ｃが行う燃焼率の算出について、具体的に説明する。まず、燃焼率算出部１１ｃは、クランク角度センサ１４から入力したクランク角、筒内圧センサ１５から入力した筒内圧などに基づいてクランク角ごとの熱発生率を算出する。
【００５９】
ここで、比熱比をκと、筒内圧をＰと、筒内体積をＶと、クランク角をθと、それぞれあらわしたときのクランク角ごとの熱発生率ｄＱ／ｄθｉは、熱力学上のエネルギー保存則に基づき、
【数１】
式（１）によって算出することができる。
【００６０】
なお、κなどの燃焼率の算出に関する既知の値は、記憶部１２の燃焼率算出定数１２ｂにあらかじめ格納されている。
【００６１】
つづいて、燃焼率算出部１１ｃは、式（１）によって算出した点火時期以降の熱発生率を、
【数２】
式（２）によって積算し、燃料燃焼による発生熱量Ｑｉを算出する。
【００６２】
そして、燃焼率算出部１１ｃは、
【数３】
式（３）によって点火後の積算発生熱量の最大値を今回のサイクルで発生した発生熱量Ｑとして算出する。
【００６３】
また、燃焼率算出部１１ｃは、燃料の低位発熱量をＬＨＶと、シリンダ５内へ供給された燃料の供給量をＭｆｕｅｌと、それぞれあらわしたときの目標発生熱量Ｑｆｕｅｌを
【数４】
式（４）によって算出する。なお、Ｍｆｕｅｌは、インジェクタ（図２参照）の燃料噴射量を用いてもよいし、エアフローセンサ１３から入力した吸入空気量、および、Ａ／Ｆセンサ１６から入力した空燃比から演算してもよい。
【００６４】
そして、燃焼率算出部１１ｃは、式（３）によって算出したＱと、式（４）によって算出したＱｆｕｅｌとを用いて、
【数５】
式（５）によって燃焼率Ｃｏｍｂ．Ｒを算出する。
【００６５】
次に、燃焼率比較部１１ｄについて説明する。燃焼率比較部１１ｄは、燃焼率算出部１１ｃから入力した燃焼率が、前回算出された燃焼率を示す基準燃焼率１２ｃを上回るか否かを判定する処理を行う処理部である。
【００６６】
ここで、燃焼率比較部１１ｄは、燃焼率が基準燃焼率１２ｃを上回ると判定した場合、かかる燃焼率で基準燃焼率１２ｃを更新し、開度制御部１１ｂに対して開度の増加指示を出力する。なお、基準燃焼率１２ｃは、更新される際、現在の指示開度と対応付けて更新されることが好ましい。
【００６７】
また、燃焼率比較部１１ｄは、燃焼率が基準燃焼率１２ｃを上回らないと判定した場合、現在の指示開度における燃焼率が変曲点である旨の通知を限界値決定部１１ｅに対して出力する。
【００６８】
限界値決定部１１ｅは、燃焼率比較部１１ｄから入力した通知に基づき、基準燃焼率１２ｃに対応する開度を限界値として決定し、決定した限界値をマップ生成部１１ｆに対して出力する処理を行う処理部である。
【００６９】
マップ生成部１１ｆは、限界値決定部１１ｅから入力した限界値と運転条件とを対応付けたマップを生成し、マップ１２ｄとして記憶部１２へ記憶させる処理を行う処理部である。
【００７０】
記憶部１２は、ハードディスク、不揮発性メモリあるいはレジスタといった記憶デバイスで構成される記憶部である。記憶部１２へ記憶される開度初期値１２ａ、燃焼率算出定数１２ｂ、基準燃焼率１２ｃおよびマップ１２ｄのそれぞれについては既に述べたため、ここでの記載を省略する。
【００７１】
次に、エンジン評価装置１０における限界値の決定タイミングについて、図４を用いて説明する。図４は、エンジン評価装置１０における限界値の決定タイミングを示すタイミングチャートである。
【００７２】
図４に示すように、時間ｔ０において、エンジンの吸入空気量（すなわち、負荷）および回転数が安定した状態に遷移したものとする。かかる時間ｔ０において、エンジン評価装置１０は、かかる運転条件における失火限界探索を開始する。
【００７３】
このとき、ＥＧＲ弁１７の開度は、開度初期値１２ａを初期値として「設定」される（時間ｔ０参照）。なお、図４には、かかる初期値として開度「Ａ０」が設定された場合を示している。
【００７４】
そして、エンジン評価装置１０は、所定時間Ｔのウェイトを行った時間「ｔ０＋Ｔ」のタイミングで、かかる開度「Ａ０」に対応する燃焼率「ａ０」を「算出」する。このとき、算出された燃焼率「ａ０」は失火限界探索開始後の初回の基準燃焼率として、基準燃焼率１２ｃへ記憶される。
【００７５】
なお、所定時間Ｔは、算出される燃焼率のばらつきを抑えるために、エンジンの数サイクル程度分とすることが好ましい。
【００７６】
つづいて、エンジン評価装置１０は、時間ｔ１において、ＥＧＲ弁１７の開度を開度「Ａ１」に「増加」する。そして、時間「ｔ１＋Ｔ」のタイミングで、かかる開度「Ａ１」に対応する燃焼率「ａ１」を「算出」する。
【００７７】
ここで、エンジン評価装置１０は、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ０」と、算出した燃焼率「ａ１」とを比較する。図４においては、「ａ０＜ａ１」であるので、エンジン評価装置１０は、基準燃焼率１２ｃを燃焼率「ａ１」で「更新」する（時間ｔ１’参照）。
【００７８】
そして、エンジン評価装置１０は同様に、時間ｔ２においてはＥＧＲ弁１７の開度を開度「Ａ２」に「増加」し、かかる開度「Ａ２」に対応する燃焼率「ａ２」と、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ１」とを比較のうえ、基準燃焼率１２ｃを燃焼率「ａ２」で「更新」する（時間ｔ２’参照）。
【００７９】
そして、図４に示すように、時間ｔ３において「増加」した開度「Ａ３」に対応する燃焼率「ａ３」が、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ２」を下回ったものとする。かかる場合、エンジン評価装置１０は、燃焼率「ａ３」を変曲点とみなし、前回算出された燃焼率である基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ２」に対応する開度「Ａ２」を、ＥＧＲ弁１７の開度の限界値として「決定」する（時間ｔ３’参照）。そして、かかる限界値と運転条件とを対応付けたマップ１２ｄを生成する。
【００８０】
そして、時間ｔ４において所定の運転条件を満たさなくなった場合、エンジン評価装置１０は、生成したマップ１２ｄの限界値「Ａ２」に基づいてＥＧＲ弁１７の開度を開度「Ａ２」へ「減少」する。
【００８１】
なお、図４に示したタイミングチャートは、１つの所定の運転条件におけるＥＧＲ弁１７の開度の限界値を探索する場合を示している。したがって、エンジン評価装置１０は、種々の運転条件における限界値の探索を時間ｔ０〜ｔ４に示したのと同様に繰り返して、最終的に種々の運転条件における限界値を含んだマップ１２ｄを生成することとなる。
【００８２】
次に、エンジン評価装置１０が実行する失火限界探索処理の処理手順について図５を用いて説明する。図５は、エンジン評価装置１０が実行する失火限界探索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００８３】
図５に示すように、まず、運転条件判定部１１ａが、エンジンの回転数および負荷に基づき、所定の運転条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、ステップＳ１０１の判定条件を満たす場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、エンジン評価装置１０は、「初期処理Ｉ」を実行した後（ステップＳ１０２）、開度制御部１１ｂにＥＧＲ弁１７の開度を所定量増加させる（ステップＳ１０３）。
【００８４】
なお、「初期処理Ｉ」は、マップ１２ｄの生成過程である適合時にエンジン評価装置１０において行われる初期処理である。かかる「初期処理Ｉ」については、図６を用いて後述する。
【００８５】
一方、ステップＳ１０１の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【００８６】
つづいて、燃焼率算出部１１ｃが、所定時間のウェイトを行った後（ステップＳ１０４）、燃焼率を算出する（ステップＳ１０５）。そして、燃焼率比較部１１ｄは、算出された燃焼率が基準燃焼率１２ｃを上回るか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【００８７】
ここで、ステップＳ１０６の判定条件を満たす場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、燃焼率比較部１１ｄは、算出された燃焼率で基準燃焼率１２ｃを更新して（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。
【００８８】
一方、ステップＳ１０６の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、限界値決定部１１ｅが、基準燃焼率１２ｃに対応する開度を限界値として決定する（ステップＳ１０８）。
【００８９】
そして、マップ生成部１１ｆが、決定された限界値と運転条件とを対応付けたマップ１２ｄを生成して（ステップＳ１０９）、処理を終了する。
【００９０】
なお、本失火限界探索処理は、１つの所定の運転条件ごとに実行されるものであり、最終的には、種々の運転条件で本処理が繰り返され、それらの処理結果をすべて含んだマップ１２ｄが生成されることとなる。
【００９１】
次に、図５において示した「初期処理Ｉ」の処理手順について図６を用いて説明する。図６は、初期処理Ｉの処理手順を示すフローチャートである。
【００９２】
図６に示すように、初期処理Ｉにおいて、エンジン評価装置１０は、開度制御部１１ｂに、ＥＧＲ弁１７の開度を開度初期値１２ａで設定させる（ステップＳ２０１）。具体的には、開度制御部１１ｂが、開度初期値１２ａを指示開度とする制御信号をＥＧＲ弁１７に対して出力する。
【００９３】
そして、燃焼率算出部１１ｃが、所定時間のウェイトを行った後（ステップＳ２０２）、初回の燃焼率の意味での基準燃焼率を算出する（ステップＳ２０３）。算出された基準燃焼率は、基準燃焼率１２ｃの初期値としてセットされる。これらの処理を実行した後、エンジン評価装置１０は、初期処理Ｉを終了する。
【００９４】
上述してきたように、実施例１では、エンジンが所定の運転条件を満たした場合に、開度制御部が、ＥＧＲ弁の開度を同一の開度方向に徐々に変化させ、燃焼率算出部が、エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、開度制御部によって開度が変化させられるごとに算出し、限界値決定部が、算出された燃焼率の変化に基づいて開度の上限を示す限界値を決定し、マップ生成部が、決定された限界値と運転条件とを対応付けたマップを生成するようにエンジン評価装置を構成した。
【００９５】
したがって、失火限界にばらつきがある場合であっても、精度の高いマップを生成することができるので、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができる。
【００９６】
なお、既に述べたが、実施例１のエンジン評価装置１０で生成されたマップ１２ｄは、実際の自動車に搭載されるエンジン制御装置１０ａに組み込まれ、エンジン制御装置１０ａはかかるマップ１２ｄに基づいてＥＧＲ弁１７の開度を制御することとなる。
【００９７】
ここで、実際の自動車においては、搭載されるエンジンには個体差があり、また、経年劣化が生じてゆくのが通常である。このため、適合において生成された静的なマップ１２ｄが精度の高いものであっても、失火限界にばらつきは生じうる。
【００９８】
そこで、本発明に係る失火限界探索手法をエンジン制御装置１０ａに適用して、実際に運転中のエンジンの燃焼率から動的にマップ１２ｄを更新すれば、失火限界のばらつきを補って、個別の自動車ごとに精度の高いＥＧＲ弁１７の制御を行うことが可能となる。以下に示す実施例２では、かかる場合について説明することとする。
【実施例２】
【００９９】
本実施例２では、エンジン制御装置１０ａについて説明する。図７は、エンジン制御装置１０ａの構成を示すブロック図である。なお、図７では、図３に示した実施例１に係るエンジン評価装置１０と同一の構成要素には同一の符号を付しており、実施例１と重複する構成要素についての説明は省略するか簡単な説明にとどめることとする。
【０１００】
図７に示すように、エンジン制御装置１０ａは、開度増加部１１ｂ’を開度制御部１１ｂに代えて、限界値更新部１１ｇを限界値決定部１１ｅおよびマップ生成部１１ｆに代えて、それぞれ備える点で、上述した実施例１に係るエンジン評価装置１０とは異なる。
【０１０１】
また、記憶部１２に開度初期値１２ａを記憶しない点で、上述した実施例１に係るエンジン評価装置１０とは異なる。
【０１０２】
開度増加部１１ｂ’は、所定の運転条件において、あらかじめ記憶されたマップ１２ｄの運転条件に対応する限界値に基づき、ＥＧＲ弁１７の開度を徐々に増加させる制御を行う処理部である。
【０１０３】
具体的には、マップ１２ｄの限界値を所定量減少させた開度を基準値として設定し、開度の増加を開始する。これは、走行中の失火限界探索において、過剰にＥＧＲが行われ、エンジンが失火するのを防止する役割を果たす。
【０１０４】
限界値更新部１１ｇは、燃焼率比較部１１ｄから入力した、現在の指示開度における燃焼率が変曲点である旨の通知に基づき、基準燃焼率１２ｃに対応する開度を限界値として推定し、推定した限界値とマップ１２ｄの限界値とが異なる場合に、推定した限界値でマップ１２ｄの限界値を更新する処理を行う処理部である。
【０１０５】
なお、ここにいう推定した限界値とマップ１２ｄの限界値とが異なる場合とは、推定した限界値がマップ１２ｄの限界値を上回る場合、および、下回る場合の双方を含む。この点は、つづく図８および図９を用いた説明で示すこととする。
【０１０６】
次に、エンジン制御装置１０ａにおける限界値の決定タイミングについて、図８および図９を用いて説明する。図８は、エンジン制御装置１０ａにおける限界値の決定タイミングを示すタイミングチャートその１であり、図９は、エンジン制御装置１０ａにおける限界値の決定タイミングを示すタイミングチャートその２である。
【０１０７】
図８に示すように、時間ｔ０において、エンジンの吸入空気量および回転数が安定した状態に遷移したものとする。かかる時間ｔ０において、エンジン制御装置１０ａは、かかる運転条件における失火限界探索を開始する。なお、探索開始前のマップ１２ｄの限界値は開度「Ａ２」であるものとする。
【０１０８】
このとき、エンジン制御装置１０ａは、ＥＧＲ弁１７の開度を、開度「Ａ２」から所定量「減少」させる。なお、図８には、開度「Ａ２」から開度「Ａ０」へ減少された場合を示している。
【０１０９】
そして、エンジン制御装置１０ａは、時間「ｔ０＋Ｔ」のタイミングで、かかる開度「Ａ０」に対応する燃焼率「ａ０」を「算出」する。このとき、算出された燃焼率「ａ０」は、基準燃焼率１２ｃへ記憶される。
【０１１０】
つづいて、エンジン制御装置１０ａは、時間ｔ１において、ＥＧＲ弁１７の開度を開度「Ａ１」に「増加」する。そして、時間「ｔ１＋Ｔ」のタイミングで、かかる開度「Ａ１」に対応する燃焼率「ａ１」を「算出」する。
【０１１１】
ここで、エンジン制御装置１０ａは、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ０」と、算出した燃焼率「ａ１」とを比較する。図８においては、「ａ０＜ａ１」であるので、エンジン制御装置１０ａは、基準燃焼率１２ｃを燃焼率「ａ１」で「更新」する（図中の時間ｔ１’参照）。
【０１１２】
以下、同様に、エンジン制御装置１０ａは、ＥＧＲ弁１７の開度を、順に開度「Ａ３」に至るまで「増加」させ、基準燃焼率１２ｃを燃焼率「ａ３」で更新したものとする（図中の時間ｔ２〜ｔ３’参照）。
【０１１３】
すなわち、エンジン制御装置１０ａは、マップ１２ｄの限界値「Ａ２」を上回る開度「Ａ３」であっても、かかる開度「Ａ３」に対応する燃焼率「ａ３」が、マップ１２ｄの限界値「Ａ２」に対応する燃焼率「ａ２」を上回るならば、失火限界探索を継続する。
【０１１４】
そして、図８に示すように、時間ｔ４において「増加」した開度「Ａ４」に対応する燃焼率「ａ４」が、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ３」を下回ったものとする。かかる場合、エンジン制御装置１０ａは、燃焼率「ａ４」を変曲点とみなし、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ３」に対応する開度「Ａ３」をあらたな限界値として推定する。
【０１１５】
そして、かかる推定した限界値とマップ１２ｄの限界値とが異なる場合に、推定した限界値でマップ１２ｄの限界値を「更新」する。なお、図８では、マップ１２ｄの限界値は、「Ａ２」から「Ａ３」へ「更新」される（図中の時間ｔ４’参照）。
【０１１６】
そして、時間ｔ５において所定の運転条件を満たさなくなった場合、エンジン制御装置１０ａは、更新したマップ１２ｄの限界値「Ａ３」に基づいてＥＧＲ弁１７の開度を、開度「Ａ４」から「Ａ３」へ「減少」することとなる。
【０１１７】
つづいて、図９を用いた説明に移る。なお、図９を用いた説明では、図８と重複する内容についてはその記載を省略する。
【０１１８】
図９に示すように、エンジン制御装置１０ａは、ＥＧＲ弁１７の開度を、図８の場合と同様に、順に開度「Ａ１」に至るまで「増加」させ、基準燃焼率１２ｃを燃焼率「ａ１」で更新したものとする（図中の時間ｔ０〜ｔ１’参照）。
【０１１９】
そして、図９に示すように、時間ｔ２において「増加」した開度「Ａ２」に対応する燃焼率「ａ２」が、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ１」を下回ったものとする。かかる場合、エンジン制御装置１０ａは、燃焼率「ａ２」を変曲点とみなし、基準燃焼率１２ｃの燃焼率「ａ１」に対応する開度「Ａ１」をあらたな限界値として推定する。
【０１２０】
そして、かかる推定した限界値とマップ１２ｄの限界値とが異なる場合に、推定した限界値でマップ１２ｄの限界値を「更新」する。なお、図９では、マップ１２ｄの限界値は、「Ａ２」から「Ａ１」へ「更新」される（図中の時間ｔ２’参照）。
【０１２１】
すなわち、エンジン制御装置１０ａは、失火限界探索前のマップ１２ｄの限界値「Ａ２」を下回る開度「Ａ１」であっても、かかる開度「Ａ１」に対応する燃焼率「ａ１」が、限界値「Ａ２」に対応する燃焼率「ａ２」を上回るならば、かかる開度「Ａ１」でマップ１２ｄの限界値を更新する。
【０１２２】
そして、時間ｔ３において、エンジン制御装置１０ａは、更新したマップ１２ｄの限界値「Ａ１」に基づいてＥＧＲ弁１７の開度を、開度「Ａ２」から「Ａ１」へ「減少」することとなる。
【０１２３】
ところで、図８および図９を用いた説明では、失火限界探索処理の終了時にマップ１２ｄの限界値を更新する例を示したが、基準燃焼率１２ｃの更新タイミングにあわせて、マップ１２ｄの限界値を基準燃焼率１２ｃで随時更新することとしてもよい。
【０１２４】
かかる場合、失火限界探索処理が、たとえば、各デバイスの通信異常などによって途中で終了した場合であっても、エンジン制御装置１０ａは、マップ１２ｄに基づくことで、少なくともエンジンの失火を生じさせることなくＥＧＲ制御を行うことができる。
【０１２５】
また、かかる場合のマップ１２ｄの限界値を初期値として失火限界探索処理を再開させることで、処理時間の短縮化を図ることができる。
【０１２６】
次に、エンジン制御装置１０ａが実行する失火限界探索処理の処理手順について図１０を用いて説明する。図１０は、エンジン制御装置１０ａが実行する失火限界探索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１２７】
なお、図１０では、図５に示した実施例１に係るエンジン評価装置１０が実行する失火限界探索処理と重複する処理手順については、図５と同一のステップ番号を付し、その説明も省略するか簡単な説明にとどめることとする。
【０１２８】
図１０に示すように、まず、運転条件判定部１１ａが、所定の運転条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、ステップＳ１０１の判定条件を満たす場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、エンジン制御装置１０ａは、「初期処理ＩＩ」を実行した後（ステップＳ１０２’）、開度増加部１１ｂ’にＥＧＲ弁１７の開度を所定量増加させる（ステップＳ１０３）。
【０１２９】
なお、「初期処理ＩＩ」は、実際の自動車の走行中にエンジン制御装置１０ａにおいて行われる初期処理である。かかる「初期処理ＩＩ」については、図１１を用いて後述する。
【０１３０】
一方、ステップＳ１０１の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【０１３１】
つづくステップＳ１０４からステップＳ１０７へかけての処理手順は、実施例１に係るエンジン評価装置１０の場合と同様であるため、ここでの記載を省略する。
【０１３２】
そして、ステップＳ１０６において、燃焼率比較部１１ｄが、算出された燃焼率が基準燃焼率１２ｃを上回らないと判定した場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、限界値更新部１１ｇは、基準燃焼率１２ｃに対応する開度を限界値として推定し、推定した限界値とマップ１２ｄの限界値とが異なるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【０１３３】
ここで、ステップＳ１１０の判定条件を満たす場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、限界値更新部１１ｇは、推定した限界値、すなわち、基準燃焼率１２ｃに対応した開度で、マップ１２ｄの限界値を更新し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。
【０１３４】
一方、ステップＳ１１０の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、限界値更新部１１ｇは、マップ１２ｄの限界値を保持したまま（ステップＳ１１２）、処理を終了する。
【０１３５】
次に、図１０において示した「初期処理ＩＩ」の処理手順について図１１を用いて説明する。図１１は、初期処理ＩＩの処理手順を示すフローチャートである。
【０１３６】
なお、図１１では、図６に示した初期処理Ｉと重複する処理手順については、図６と同一のステップ番号を付し、その説明も省略するか簡単な説明にとどめることとする。
【０１３７】
図１１に示すように、初期処理ＩＩにおいて、エンジン制御装置１０ａは、開度増加部１１ｂ’に、ＥＧＲ弁１７の開度をマップ１２ｄの限界値より小さい値で設定させる（ステップＳ２０１’）。具体的には、マップ１２ｄの限界値を所定量減少させた開度を初期値として設定し、開度の増加を開始する。
【０１３８】
そして、所定時間のウェイトを行った後（ステップＳ２０２）、基準燃焼率を算出する（ステップＳ２０３）。これらの処理を実行した後、エンジン制御装置１０ａは、初期処理ＩＩを終了する。
【０１３９】
上述してきたように、実施例２では、記憶部が、エンジンの所定の運転条件とＥＧＲ弁の開度の上限を示す限界値とを対応付けたマップを記憶し、開度増加部が、エンジンが運転条件を満たした場合に、ＥＧＲ弁の開度を徐々に増加させ、燃焼率算出部が、開度が増加されるごとに、エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を算出し、限界値更新部が、算出された燃焼率の変化に基づき、マップの運転条件に対応する限界値を更新するようにエンジン制御装置を構成した。
【０１４０】
したがって、エンジンの個体差や経年劣化による失火限界にばらつきがある場合であっても、走行中に個別の自動車ごとに動的にマップを更新することができるので、ＥＧＲによる燃費改善の効果を十分に得ることができる。
【０１４１】
なお、実施例２では、実施例１のエンジン評価装置１０における適合によって最適化された精度の高いマップ１２ｄが、あらかじめエンジン制御装置１０ａに組み込まれている場合について説明したが、実施例２のエンジン制御装置１０ａにおいて初めてマップ１２ｄを最適化することとしてもよい。
【０１４２】
かかる場合、エンジン制御装置１０ａには、雛形となるマップ１２ｄを組み込んでおくこととしたうえで、実際の自動車の走行中に、エンジン制御装置１０ａにおいて動的にかかるマップ１２ｄを適合させればよい。
【０１４３】
このように、走行中に適宜マップ１２ｄを適合させることによって、エンジン評価装置１０による適合を簡略化あるいは不要とすることができ、エンジン制御装置１０ａの生産過程におけるコスト低減を図ることができる。
【０１４４】
また、上述した各実施例では、燃焼率の変曲点に基づく例を示したが、燃焼率の平均値の変曲点に基づいてもよい。さらに、平均値が高く、かつ、分散の少ない燃焼率の変曲点に基づいてもよい。これらの場合、データのノイズ成分やばらつきを抑えることができるので、誤検出を防ぐことができ、より精度の高いマップの生成および更新を可能にすることができる。
【０１４５】
また、上述した各実施例では、ステッピングモータによってＥＧＲ弁の開度を調整する場合について説明したが、いわゆるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によってデューティ比制御が可能なモータを用いてもよい。かかる場合、ＥＧＲ弁の開度を細かく制御できるので、データのプロット点を増やすことができ、より精度の高いマップの生成および更新を可能にすることができる。
【０１４６】
また、上述した各実施例では、エンジンが４ストロークエンジンであり、かかるエンジンの１サイクルのクランク角が「７２０°」である場合について説明したが、エンジン形式などを限定するものではない。
【０１４７】
また、上述した各実施例では、自動車のエンジンを評価するエンジン評価装置、および、かかるエンジンを制御するエンジン制御装置に適用する場合について主に説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、種々の異なる内燃機関を制御する内燃機関評価装置および内燃機関制御装置にて実施されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
以上のように、本発明に係るエンジン評価装置、エンジン評価方法およびエンジン制御装置は、失火限界にばらつきがある場合であっても、精度よくＥＧＲ弁の開度を制御したい場合に有用であり、特に、燃費改善性能の向上を企図して開発されるエンジン制御装置およびエンジン制御システムへの適用に適している。
【符号の説明】
【０１４９】
２ 吸気管
３ 排気管
４ 排気還流管
５ シリンダ
１０ エンジン評価装置
１０ａ エンジン制御装置
１１ 制御部
１１ａ 運転条件判定部
１１ｂ 開度制御部
１１ｂ’ 開度増加部
１１ｃ 燃焼率算出部
１１ｄ 燃焼率比較部
１１ｅ 限界値決定部
１１ｆ マップ生成部
１１ｇ 限界値更新部
１２ 記憶部
１２ａ 開度初期値
１２ｂ 燃焼率算出定数
１２ｃ 基準燃焼率
１２ｄ マップ
１３ エアフローセンサ
１４ クランク角度センサ
１５ 筒内圧センサ
１６ Ａ／Ｆセンサ
１７ ＥＧＲ弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気再循環用のバルブを備えたエンジンを評価するエンジン評価装置であって、
前記エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、前記バルブの開度を同一の開度方向に徐々に変化させる開度制御手段と、
前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度制御手段によって前記開度が変化させられるごとに算出する燃焼率算出手段と、
前記燃焼率の変化に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な前記開度の上限を示す限界値を決定する限界値決定手段と、
前記運転条件と前記限界値とを対応付けたマップを生成するマップ生成手段と
を備えたことを特徴とするエンジン評価装置。
【請求項２】
排気再循環用のバルブを備えたエンジンを評価するエンジン評価装置であって、
前記エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、前記バルブの開度を徐々に増加させる開度制御手段と、
前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度制御手段によって前記開度が増加されるごとに算出する燃焼率算出手段と、
前記燃焼率の変化に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な前記開度の上限を示す限界値を決定する限界値決定手段と、
前記運転条件と前記限界値とを対応付けたマップを生成するマップ生成手段と
を備えたことを特徴とするエンジン評価装置。
【請求項３】
前記燃焼率は、
前記燃料の供給量から見込まれる発生熱量である目標発生熱量に対する、前記燃料の燃焼によって実際に発生した実発生熱量の比率であって、
前記限界値決定手段は、
算出された前記燃焼率が前回算出された前記燃焼率よりも低下した場合に、前回算出された前記燃焼率に対応する前記開度を前記限界値として決定することを特徴とする請求項２に記載のエンジン評価装置。
【請求項４】
前記運転条件は、
前記エンジンの回転数および負荷の組み合わせを含むことを特徴とする請求項２または３に記載のエンジン評価装置。
【請求項５】
排気再循環用のバルブを備えたエンジンを評価するエンジン評価方法であって、
前記エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、前記バルブの開度を同一の開度方向に徐々に変化させる開度制御工程と、
前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度制御工程によって前記開度が変化させられるごとに算出する燃焼率算出工程と、
前記燃焼率の変化に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な前記開度の上限を示す限界値を決定する限界値決定工程と、
前記運転条件と前記限界値とを対応付けたマップを生成するマップ生成工程と
を含んだことを特徴とするエンジン評価方法。
【請求項６】
排気再循環用のバルブを備えたエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
前記エンジンの所定の運転条件と前記バルブの通常のエンジン制御で使用可能な開度の上限を示す限界値とを対応付けたマップを記憶するマップ記憶手段と、
前記運転条件が満たされた場合に、前記開度を所定の基準値から徐々に増加させる開度増加手段と、
前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度増加手段によって前記開度が増加されるごとに算出する燃焼率算出手段と、
前記燃焼率の変化に基づき、前記マップの前記運転条件に対応する前記限界値を更新する限界値更新手段と
を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項７】
前記開度増加手段は、
前記限界値よりも小さい値を前記基準値として前記開度の増加を開始することを特徴とする請求項６に記載のエンジン制御装置。
【請求項１】
排気再循環用のバルブを備えたエンジンを評価するエンジン評価装置であって、
前記エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、前記バルブの開度を同一の開度方向に徐々に変化させる開度制御手段と、
前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度制御手段によって前記開度が変化させられるごとに算出する燃焼率算出手段と、
前記燃焼率の変化に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な前記開度の上限を示す限界値を決定する限界値決定手段と、
前記運転条件と前記限界値とを対応付けたマップを生成するマップ生成手段と
を備えたことを特徴とするエンジン評価装置。
【請求項２】
排気再循環用のバルブを備えたエンジンを評価するエンジン評価装置であって、
前記エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、前記バルブの開度を徐々に増加させる開度制御手段と、
前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度制御手段によって前記開度が増加されるごとに算出する燃焼率算出手段と、
前記燃焼率の変化に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な前記開度の上限を示す限界値を決定する限界値決定手段と、
前記運転条件と前記限界値とを対応付けたマップを生成するマップ生成手段と
を備えたことを特徴とするエンジン評価装置。
【請求項３】
前記燃焼率は、
前記燃料の供給量から見込まれる発生熱量である目標発生熱量に対する、前記燃料の燃焼によって実際に発生した実発生熱量の比率であって、
前記限界値決定手段は、
算出された前記燃焼率が前回算出された前記燃焼率よりも低下した場合に、前回算出された前記燃焼率に対応する前記開度を前記限界値として決定することを特徴とする請求項２に記載のエンジン評価装置。
【請求項４】
前記運転条件は、
前記エンジンの回転数および負荷の組み合わせを含むことを特徴とする請求項２または３に記載のエンジン評価装置。
【請求項５】
排気再循環用のバルブを備えたエンジンを評価するエンジン評価方法であって、
前記エンジンを所定の運転条件に制御した状態で、前記バルブの開度を同一の開度方向に徐々に変化させる開度制御工程と、
前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度制御工程によって前記開度が変化させられるごとに算出する燃焼率算出工程と、
前記燃焼率の変化に基づき、通常のエンジン制御で使用可能な前記開度の上限を示す限界値を決定する限界値決定工程と、
前記運転条件と前記限界値とを対応付けたマップを生成するマップ生成工程と
を含んだことを特徴とするエンジン評価方法。
【請求項６】
排気再循環用のバルブを備えたエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
前記エンジンの所定の運転条件と前記バルブの通常のエンジン制御で使用可能な開度の上限を示す限界値とを対応付けたマップを記憶するマップ記憶手段と、
前記運転条件が満たされた場合に、前記開度を所定の基準値から徐々に増加させる開度増加手段と、
前記エンジンのシリンダ内へ供給された燃料の燃焼率を、前記開度増加手段によって前記開度が増加されるごとに算出する燃焼率算出手段と、
前記燃焼率の変化に基づき、前記マップの前記運転条件に対応する前記限界値を更新する限界値更新手段と
を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項７】
前記開度増加手段は、
前記限界値よりも小さい値を前記基準値として前記開度の増加を開始することを特徴とする請求項６に記載のエンジン制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３６３３３（Ｐ２０１３−３６３３３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７０２１１（Ｐ２０１１−１７０２１１）
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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