(57)【要約】【課題】エンジンとＥＧＲ制御部とを備えたエンジンシステムにおいて、安定した運転を実現しながら適切なＥＧＲ率を維持して排気エミッションを改善する。【解決手段】高ＥＧＲ差圧域制御モードと低ＥＧＲ差圧域制御モードとの間でＥＧＲ制御部６１の制御モードを切り替える制御モード切替部６２を備え、ＥＧＲ弁制御部６１ｅが、低ＥＧＲ差圧域制御モードではＥＧＲ弁４１の開度Ｖｅを全開Ｖｅｍａｘに保持すると共に、高ＥＧＲ差圧域制御モードではＥＧＲ圧力比に基づいて決定した目標開度ＶｅｔにＥＧＲ弁４１の開度Ｖｅを設定し、吸気スロットル弁制御部６１ｔが、高ＥＧＲ差圧域制御モードでは吸気スロットル弁２１の開度を全開Ｖｔｍａｘに保持すると共に、低ＥＧＲ差圧域制御モードではエンジン１の作動状態に基づいて決定した目標開度Ｖｔｔに吸気スロットル弁２１の開度Ｖｔを設定する。【選択図】図１
2020007968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路から新気を導入すると共に排気通路に排気を排出するエンジンと、
前記吸気通路に配置された吸気スロットル弁と、
前記排気通路と前記吸気通路における前記吸気スロットル弁の下流側とを接続するＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ弁と、
新気に対する排気の還流状態を制御するＥＧＲ制御を行うＥＧＲ制御部と、を備えた、エンジンシステムであって、
前記ＥＧＲ制御部として、前記ＥＧＲ弁の開度を制御するＥＧＲ弁制御部と、前記吸気スロットル弁の開度を制御する吸気スロットル弁制御部とを備え、
吸気圧に対する排気圧の差圧であるＥＧＲ差圧が所定の高ＥＧＲ差圧域にある場合には高ＥＧＲ差圧域制御モードに設定すると共に、前記ＥＧＲ差圧が前記高ＥＧＲ差圧域よりも小さい所定の低ＥＧＲ差圧域にある場合には低ＥＧＲ差圧域制御モードに設定する形態で、前記ＥＧＲ制御部の制御モードを切り替える制御モード切替部を備え、
前記ＥＧＲ弁制御部が、前記低ＥＧＲ差圧域制御モードでは前記ＥＧＲ弁の開度を全開に保持すると共に、前記高ＥＧＲ差圧域制御モードでは前記ＥＧＲ弁の上流側と下流側との圧力比であるＥＧＲ圧力比に基づいて決定した目標ＥＧＲ弁開度に前記ＥＧＲ弁の開度を設定し、
前記吸気スロットル弁制御部が、前記高ＥＧＲ差圧域制御モードでは前記吸気スロットル弁の開度を全開に保持すると共に、前記低ＥＧＲ差圧域制御モードでは前記ＥＧＲ圧力比とは異なる前記エンジンの作動状態に基づいて決定した目標吸気スロットル弁開度に前記吸気スロットル弁の開度を設定するエンジンシステム。
【請求項２】
前記制御モード切替部が、前記エンジンの作動状態として検出されたエンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて前記ＥＧＲ差圧が前記高ＥＧＲ差圧域及び前記低ＥＧＲ差圧域の何れに属するかを判定する請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項３】
前記排気通路に配置されて排気を浄化する排気浄化部と、
前記排気浄化部の上流側と下流側との圧力差である排気浄化部差圧を検出する排気浄化部差圧検出部と、を備え、
前記制御モード切替部が、前記エンジンの作動状態をパラメータとして前記高ＥＧＲ差圧域と前記低ＥＧＲ差圧域とを規定する判定マップを用いて、前記エンジンの作動状態に基づいて前記ＥＧＲ差圧が前記高ＥＧＲ差圧域及び前記低ＥＧＲ差圧域の何れに属するかを判定し、
前記排気浄化部差圧検出部で検出された排気浄化部差圧に基づいて、前記制御モード切替部で用いられる判定マップを補正する判定マップ補正部を備えた請求項１又は２に記載のエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路から新気を導入すると共に排気通路に排気を排出するエンジンと、新気に対する排気の還流状態を制御するＥＧＲ制御を行うＥＧＲ制御部と、を備えたエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンにおけるＮＯｘの生成を抑制して排気エミッションを改善するために、吸気通路の新気に対してＥＧＲ通路を通じて排気通路の排気を還流させるＥＧＲ（排気再循環）を採用したエンジンシステムが知られている。かかるエンジンシステムにおいて、新気への排気の還流率であるＥＧＲ率は、吸気圧に対する排気圧の差圧であるＥＧＲ差圧と、排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ弁の開度に基づいて決定される。
そこで、例えば適切なＥＧＲ率を維持するようにＥＧＲ弁の開度を調整して新気に対する排気の還流状態を制御するＥＧＲ制御を行うエンジンシステムが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
具体的に、この種のエンジンシステムでは、ＥＧＲ制御において、ＥＧＲ弁の上流側と下流側との圧力比であるＥＧＲ圧力比に基づいてＥＧＲ弁の目標開度を決定し、ＥＧＲ弁の開度を当該目標開度に設定するように構成されている。詳しくは、目標ＥＧＲ弁開度の決定には、下記［数１］に示すような関係式が用いられる。この関係式は、吸気圧Ｐ１、排気圧Ｐ２、ＥＧＲガス温度Ｔｅ、排気ＥＧの比熱κ及び気体定数Ｒ、ＥＧＲ弁４１の有効断面積Ａｅ、ＥＧＲ流量Ｍｅ等の関係を示すものとして構成されている。そして、このような関係式を用いて、適切なＥＧＲ率に維持するためのＥＧＲ流量Ｍｅと、各種センサーで検出された吸気圧Ｐ１、排気圧Ｐ２、及びＥＧＲガス温度Ｔｅとから、目標となるＥＧＲ弁の有効断面積Ａｅを求め、その有効断面積Ａｅから目標ＥＧＲ弁開度が決定される。
【０００３】
［数１］
π＝Ｐ１／Ｐ２
Ｍｅ＝Ａｅ・Ｐ２・［｛２・κ／（κ−１）・Ｒ・Ｔｅ｝・（π２／κ−π１＋１／κ）］１／２
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−７５０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記段落０００３に記載の関係式では、ＥＧＲ差圧が小さい場合に、ＥＧＲ圧力比πが１に近くなって、当該ＥＧＲ圧力比πの変化量に対してそれを含む係数が比較的大きく変動する。その結果、当該関係式を用いて決定される目標開度が不安定なものとなる。このことからも判るように、ＥＧＲ差圧が小さい場合には、新気に対して排気を安定して還流させることが難しくなる。このような場合に、吸気通路におけるＥＧＲ通路との合流部よりも上流側に配置された吸気スロットル弁の開度を減少側に制御すれば、吸気圧の低下に伴ってＥＧＲ差圧を増加させることができる。しかしながら、ＥＧＲ弁の開度制御と同時に吸気スロットル弁の開度制御を行えば、それらのうちの一方の開度調整に影響を受けて他方の開度が不安定となるという問題が生じる。
【０００６】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、吸気通路から新気を導入すると共に排気通路に排気を排出するエンジンと、新気に対する排気の還流状態を制御するＥＧＲ制御を行うＥＧＲ制御部と、を備えたエンジンシステムにおいて、安定した運転を実現しながら、適切なＥＧＲ率を維持して、排気エミッションを改善することができる技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１特徴構成は、吸気通路から新気を導入すると共に排気通路に排気を排出するエンジンと、
前記吸気通路に配置された吸気スロットル弁と、
前記排気通路と前記吸気通路における前記吸気スロットル弁の下流側とを接続するＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ弁と、
新気に対する排気の還流状態を制御するＥＧＲ制御を行うＥＧＲ制御部と、を備えた、エンジンシステムであって、
前記ＥＧＲ制御部として、前記ＥＧＲ弁の開度を制御するＥＧＲ弁制御部と、前記吸気スロットル弁の開度を制御する吸気スロットル弁制御部とを備え、
吸気圧に対する排気圧の差圧であるＥＧＲ差圧が所定の高ＥＧＲ差圧域にある場合には高ＥＧＲ差圧域制御モードに設定すると共に、前記ＥＧＲ差圧が前記高ＥＧＲ差圧域よりも小さい所定の低ＥＧＲ差圧域にある場合には低ＥＧＲ差圧域制御モードに設定する形態で、前記ＥＧＲ制御部の制御モードを切り替える制御モード切替部を備え、
前記ＥＧＲ弁制御部が、前記低ＥＧＲ差圧域制御モードでは前記ＥＧＲ弁の開度を全開に保持すると共に、前記高ＥＧＲ差圧域制御モードでは前記ＥＧＲ弁の上流側と下流側との圧力比であるＥＧＲ圧力比に基づいて決定した目標ＥＧＲ弁開度に前記ＥＧＲ弁の開度を設定し、
前記吸気スロットル弁制御部が、前記高ＥＧＲ差圧域制御モードでは前記吸気スロットル弁の開度を全開に保持すると共に、前記低ＥＧＲ差圧域制御モードでは前記ＥＧＲ圧力比とは異なる前記エンジンの作動状態に基づいて決定した目標吸気スロットル弁開度に前記吸気スロットル弁の開度を設定する点にある。
【０００８】
本構成によれば、ＥＧＲ制御部として設けられたＥＧＲ弁制御部と吸気スロットル弁制御部とが、制御モード切替部により決定される制御モードでＥＧＲ制御を行って、吸気スロットル弁及びＥＧＲ弁の開度のうちの一方を全開としながら他方を目標開度に調整する形態で、ＥＧＲ率等の還流状態を排気エミッションの改善を実現し得るものに維持することができる。このことで、吸気スロットル弁及びＥＧＲ弁のうちの一方の開度調整に影響を受けて他方の開度が不安定となることを防止することができる。
【０００９】
詳しくは、制御モード切替部は、ＥＧＲ差圧を認識可能なエンジンの作動状態により、ＥＧＲ差圧が高ＥＧＲ差圧域及び低ＥＧＲ差圧域の何れに属するかを判定する。
そして、ＥＧＲ差圧が比較的大きい高ＥＧＲ差圧域にあって、新気に対して排気を充分に還流させることができる状況においては、ＥＧＲ制御部の制御モードが上記高ＥＧＲ差圧域制御モードに切り替えられてＥＧＲ制御が行われることになる。そして、この高ＥＧＲ差圧域制御モードでは、吸気スロットル弁制御部が吸気スロットル弁の開度を全開に保持しながら、ＥＧＲ弁制御部がＥＧＲ弁の開度を例えば実際に測定されたＥＧＲ圧力比に基づいて決定された目標ＥＧＲ弁開度に設定する。このことで、吸気スロットル弁の開度を全開に保持してポンピングロスを最小限として吸気圧を安定させることができる。更には、ＥＧＲ弁の開度調整により確実に適切なＥＧＲ率を維持して、排気エミッションを改善することができる。
【００１０】
一方、ＥＧＲ差圧が比較的小さい低ＥＧＲ差圧域にあって、新気に対して排気を充分に還流させることができない状況においては、ＥＧＲ制御部の制御モードが上記吸気低ＥＧＲ差圧域制御モードに切り替えられてＥＧＲ制御が行われることになる。そして、この吸気低ＥＧＲ差圧域制御モードでは、ＥＧＲ弁制御部がＥＧＲ弁の開度を全開に保持しながら、吸気スロットル弁制御部が吸気スロットル弁の開度をエンジンの作動状態に基づいて決定した目標吸気スロットル弁開度に設定する。このことで、ＥＧＲ弁の開度を全開に保持してＥＧＲ通路の圧力損失を最小限として安定させることができる。更には、吸気スロットル弁の開度調整により吸気圧の低下を伴ってＥＧＲ差圧が増加側に調整されるので、確実に適切なＥＧＲ率を維持して、排気エミッションを改善することができる。
【００１１】
従って、本発明により、吸気通路から新気を導入すると共に排気通路に排気を排出するエンジンと、新気に対する排気の還流状態を制御するＥＧＲ制御を行うＥＧＲ制御部と、を備えたエンジンシステムにおいて、安定した運転を実現しながら、適切なＥＧＲ率を維持して、排気エミッションを改善することができる技術を提供することができる。
【００１２】
本発明の第２特徴構成は、前記制御モード切替部が、前記エンジンの作動状態として検出されたエンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて前記ＥＧＲ差圧が前記高ＥＧＲ差圧域及び前記低ＥＧＲ差圧域の何れに属するかを判定する点にある。
【００１３】
本構成によれば、エンジン回転数及び燃料噴射量はＥＧＲ差圧を認識することができるエンジンの作動状態であることから、制御モード切替部は、これらエンジン回転数及び燃料噴射量の検出結果を用いて、ＥＧＲ差圧が高ＥＧＲ差圧域及び低ＥＧＲ差圧域の何れに属するかを簡単に判定することができる。
【００１４】
本発明の第３特徴構成は、前記排気通路に配置されて排気を浄化する排気浄化部と、
前記排気浄化部の上流側と下流側との圧力差である排気浄化部差圧を検出する排気浄化部差圧検出部と、を備え、
前記制御モード切替部が、前記エンジンの作動状態をパラメータとして前記高ＥＧＲ差圧域と前記低ＥＧＲ差圧域とを規定する判定マップを用いて、前記エンジンの作動状態に基づいて前記ＥＧＲ差圧が前記高ＥＧＲ差圧域及び前記低ＥＧＲ差圧域の何れに属するかを判定し、
前記排気浄化部差圧検出部で検出された排気浄化部差圧に基づいて、前記制御モード切替部で用いられる判定マップを補正する判定マップ補正部を備えた点にある。
【００１５】
本構成によれば、排気浄化部における粒子状物質の堆積量が変化すると、排気圧の変化に伴って排気浄化部差圧及びＥＧＲ差圧が変化する。このことを利用して、判定マップ補正部により、排気浄化部差圧検出部の検出結果に基づいて制御モード切替部で用いられる判定マップを補正することで、排気浄化部における粒子状物質の堆積量増加に伴うＥＧＲ率の過剰増加を抑制し、当該ＥＧＲ率を確実に目標ＥＧＲ率に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】エンジンシステムの概略構成図
【図２】エンジンシステムの制御フロー図
【図３】エンジンシステムの制御ブロック図
【図４】判定マップ及びその補正方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のエンジンシステムの実施形態について図面に基づいて説明する。尚、本発明のエンジンシステムは、以下の形態に限られるものではなく、他の種々形態のエンジンシステムに対しても同様に適当することができる。
【００１８】
本実施形態のエンジンシステムは、図１に示すように、４つの気筒２を配置したエンジン１を備える。かかるエンジン１は、吸気通路２０から吸気マニホールド２０Ａを通じて各気筒２に新気Ａを導入すると共に各気筒２から排気マニホールド３０Ａを通じて排気通路３０に排気ＥＧを排出するディーゼルエンジンとして構成されている。このエンジンシステムには、他の補機や計器類が設けられていると共に、運転を制御する制御装置６０が設けられている。尚、本実施形態において、エンジン１は、ディーゼルエンジンとは別の形式のエンジンとして構成することもできる。
【００１９】
エンジン１には、吸気通路２０と排気通路３０とを接続するＥＧＲ通路４０が設けられている。このＥＧＲ通路４０の吸気通路２０近傍には、制御装置６０からの制御信号により開度Ｖｅが調整可能なＥＧＲ弁４１が設けられている。このような構成により、吸気通路２０における吸気圧に対する排気通路３０における排気圧の差圧であるＥＧＲ差圧を利用して、排気通路３０に排出された排気ＥＧの一部を、ＥＧＲ通路４０を通じて、吸気通路２０から導入される新気Ａに還流させる所謂ＥＧＲを実行可能となる。
また、エンジン１において、ディーゼル燃料は、コモンレール５に供給されて高圧状態で貯留され、夫々のインジェクタ６から各気筒２に噴射される。
【００２０】
吸気通路２０においてＥＧＲ通路４０との接続部よりも上流側には、制御装置６０からの制御信号により開度Ｖｔが調整可能な吸気スロットル弁２１が設けられている。
排気通路３０においてＥＧＲ通路４０との接続部よりも下流側には、排気中の粒子状物質（以下、「ＰＭ」と略称する）を捕集して排気ＥＧを浄化するＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）５０（排気浄化部の一例）が設けられている。
【００２１】
エンジンシステムには、下記に示すような各種センサーが設けられており、これらセンサーの検出結果が制御装置６０に入力される。
吸気マニホールド２０Ａには、当該吸気マニホールド２０Ａの内圧を吸気圧Ｐ１として検出する吸気圧センサー２５が設けられている。
排気マニホールド３０Ａには、当該排気マニホールド３０Ａの内圧を排気圧Ｐ２として検出する排気圧センサー３５が設けられている。
ＥＧＲ通路４０には、当該ＥＧＲ通路４０を通流する排気ＥＧの温度をＥＧＲガス温度Ｔｅとして検出するＥＧＲガス温度センサー４５が設けられている。
コモンレール５には、当該コモンレール５から各気筒２への燃料噴射量Ｑを検出する燃料噴射量センサー７が設けられている。
ＤＰＦ５０には、当該ＤＰＦ５０の上流側と下流側との圧力差をＤＰＦ差圧ΔＰｄ（排気浄化部差圧の一例）として検出するＤＰＦ差圧センサー（排気浄化部差圧検出部の一例）５５が設けられている。
また、エンジン１には、クランク軸３の回転数をエンジン回転数Ｎｅとして検出するエンジン回転数センサー４が設けられている。
【００２２】
制御装置６０は、所定のコンピュータプログラムを実行することで、後述するＥＧＲ制御部６１、制御モード切替部６２、及び判定マップ補正部６３等として機能する。そして、ＥＧＲ制御部６１は、制御モード切替部６２及び判定マップ補正部６３と協働して、吸気スロットル弁２１とＥＧＲ弁４１との開度を設定する形態で、新気Ａに対する排気ＥＧの還流状態を制御するＥＧＲ制御を行うものとして構成されている。
以下、ＥＧＲ制御の詳細内容及びそれを実行するための詳細構成について、図２、図３、及び図４に基づいて説明を加える。
【００２３】
ＥＧＲ制御部６１として、図３に示すように、ＥＧＲ弁４１の開度Ｖｅを制御するＥＧＲ弁制御部６１ｅと、吸気スロットル弁２１の開度Ｖｔを制御する吸気スロットル弁制御部６１ｔとが設けられている。
これらＥＧＲ弁制御部６１ｅと吸気スロットル弁制御部６１ｔとが、制御モード切替部６２により決定される制御モードでＥＧＲ制御を行って、吸気スロットル弁２１及びＥＧＲ弁４１の開度のうち、一方を全開Ｖｅｍａｘ，Ｖｔｍａｘとしながら、他方を目標開度Ｖｅｔ，Ｖｔｔに調整する。すると、ＥＧＲ率等の還流状態が排気エミッションの改善を実現し得るものに維持される。
【００２４】
制御装置６０は、このようなＥＧＲ制御を実行するにあたり、各種センサーで検出されたＥＧＲガス温度Ｔｅ、吸気圧Ｐ１、排気圧Ｐ２、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量センサー７、及びＤＰＦ差圧ΔＰｄ等を取得する（図２のステップ＃１）。
【００２５】
次に、制御モード切替部６２は、所定の判定マップＭ２（図４を参照。）を用いて、エンジン１の作動状態に基づいて、吸気圧Ｐ１に対する排気圧Ｐ２の差圧であるＥＧＲ差圧ΔＰｅが高ＥＧＲ差圧域Ａ１及び低ＥＧＲ差圧域Ａ２の何れに属するかを判定する（図２のステップ＃２）。
この判定マップＭ２は、上記エンジン１の作動状態であるエンジン回転数Ｎｅや燃料噴射量Ｑをパラメータとし、ＥＧＲ差圧ΔＰｅが高いと判断できる高ＥＧＲ差圧域Ａ１と低ＥＧＲ差圧域Ａ２とを規定するものとして構成されている。
【００２６】
具体的に、制御モード切替部６２は、エンジン回転数Ｎｅが比較的大きく燃料噴射量Ｑが比較的小さい場合には、ＥＧＲ差圧ΔＰｅが高ＥＧＲ差圧域Ａ１にあると判断する。そして、制御モード切替部６２は、ＥＧＲ差圧ΔＰｅが高ＥＧＲ差圧域Ａ１にあると判断した場合には、新気Ａに対して排気ＥＧを充分に還流させることができる状況であるとして、ＥＧＲ制御部６１の制御モードを高ＥＧＲ差圧域制御モードに設定する（図２のステップ＃２、ステップ＃１０）。
【００２７】
一方、制御モード切替部６２は、エンジン回転数Ｎｅが比較的小さく燃料噴射量Ｑが比較的大きい場合には、ＥＧＲ差圧ΔＰｅが低ＥＧＲ差圧域Ａ２にあると判断する。そして、制御モード切替部６２は、ＥＧＲ差圧ΔＰｅが低ＥＧＲ差圧域Ａ２にあると判断した場合には、新気Ａに対して排気ＥＧを充分に還流させることができない状況であるとして、ＥＧＲ制御部６１の制御モードを低ＥＧＲ差圧域制御モードに設定する（図２のステップ＃２、ステップ＃２０）。
【００２８】
上記高ＥＧＲ差圧域制御モード（図２のステップ＃１０）では、詳細は後述するがＥＧＲ弁４１の上流側の排気圧Ｐ２と下流側の吸気圧Ｐ１との圧力比であるＥＧＲ圧力比π（＝Ｐ１／Ｐ２）に基づいて目標ＥＧＲ弁開度Ｖｅｔを決定する（図２のステップ＃１１）。そして、吸気スロットル弁制御部６１ｔが吸気スロットル弁２１の開度Ｖｔを全開Ｖｔｍａｘに保持しながら、ＥＧＲ弁制御部６１ｅがＥＧＲ弁４１の開度Ｖｅを目標ＥＧＲ弁開度Ｖｅｔに設定する（図２のステップ＃１２）。
【００２９】
すると、吸気スロットル弁２１の開度Ｖｔが全開Ｖｔｍａｘに保持されるので、エンジン１のポンピングロスが最小限となって、吸気圧Ｐ１が安定する。更に、ＥＧＲ弁４１の開度Ｖｅの調整により適切なＥＧＲ率に維持されて排気エミッションが改善される。
【００３０】
上記目標ＥＧＲ弁開度Ｖｅｔの決定（図２のステップ＃１１）に関しては、図３にも示すように、排気圧Ｐ２に対する吸気圧Ｐ１の圧力比であるＥＧＲ圧力比π（＝Ｐ１／Ｐ２）等と目標ＥＧＲ弁開度Ｖｅｔとの関係を示すＥＧＲモデルＭ１が用いられる。そして、このようなＥＧＲモデルＭ１を用いて、吸気圧センサー２５及び排気圧センサー３５の検出結果等に基づいて目標ＥＧＲ弁開度Ｖｅｔが決定される。このＥＧＲモデルＭ１は、従来のＥＧＲ制御（例えば特開２０１５−７５０４３号公報を参照。）と同様に、段落０００３に記載の［数１］に示すように、吸気圧Ｐ１、排気圧Ｐ２、ＥＧＲガス温度Ｔｅ、排気ＥＧの比熱κ及び気体定数Ｒ、ＥＧＲ弁４１の有効断面積Ａｅ、ＥＧＲ流量Ｍｅ等の関係を示す関係式で構成されている。そして、このようなＥＧＲモデルＭ１により、適切なＥＧＲ率に維持するためのＥＧＲ流量Ｍｅと、各種センサーで検出された吸気圧Ｐ１、排気圧Ｐ２、及びＥＧＲガス温度Ｔｅとから、目標となるＥＧＲ弁４１の有効断面積Ａｅを求め、その有効断面積Ａｅから目標ＥＧＲ弁開度Ｖｅｔを決定する。
【００３１】
上記低ＥＧＲ差圧域制御モード（図２のステップ＃２０）では、詳細は後述するが上記ＥＧＲ圧力比πとは異なるエンジン１の作動状態に基づいて目標吸気スロットル弁開度Ｖｔｔを決定する（図２のステップ＃２１）。そして、ＥＧＲ弁制御部６１ｅがＥＧＲ弁４１の開度Ｖｔを全開Ｖｅｍａｘに保持しながら、吸気スロットル弁制御部６１ｔが吸気スロットル弁２１の開度Ｖｔを目標吸気スロットル弁開度Ｖｔｔに設定する（図２のステップ＃２２）。
【００３２】
すると、ＥＧＲ弁４１の開度Ｖｅが全開Ｖｅｍａｘに保持されるので、ＥＧＲ通路４０の圧力損失が最小限となり、排気ＥＧが安定してＥＧＲ通路４０を通じて新気Ａに還流される。更に、吸気スロットル弁２１の開度Ｖｔの調整により吸気圧Ｐ１の低下を伴ってＥＧＲ差圧ΔＰｅが増加側に調整されることにより、適切なＥＧＲ率に維持されて排気エミッションが改善される。
【００３３】
上記目標吸気スロットル弁開度Ｖｔｔの決定（図２のステップ＃２１）に関しては、図３にも示すように、ＥＧＲ差圧ΔＰｅを認識可能なエンジン１の作動状態であるエンジン回転数Ｎｅや燃料噴射量Ｑをパラメータとして目標ＥＧＲ差圧ΔＰｅｔを規定する目標ＥＧＲ差圧マップＭ３が用いられる。そして、このような目標ＥＧＲ差圧マップＭ３を用いて目標ＥＧＲ差圧ΔＰｅｔが決定され、ＰＩＤ制御部６５によりＥＧＲ差圧ΔＰｅが目標ＥＧＲ差圧ΔＰｅｔとなるように目標吸気スロットル弁開度Ｖｔｔが決定される。
【００３４】
エンジンシステムでは、ＤＰＦ５０における粒子状物質の堆積量が増加すると、排気圧Ｐ２及びＤＰＦ差圧ΔＰｄの増加を伴って、ＥＧＲ通路４０を通じて排気通路３０の排気ＥＧを吸気通路２０の新気Ａに還流させやすい状態となる。このことから、制御モード切替部６２において、同じ判定マップＭ２でＥＧＲ制御部６１の制御モードを吸気スロットル弁制御に切り替えて吸気スロットル弁２１を絞ると、ＥＧＲ率が過剰に増加して、スモークの排出が増加するという問題がある。
【００３５】
そこで、本実施形態のエンジンシステムでは、図３に示すように、ＤＰＦ差圧センサー５５で検出されたＤＰＦ差圧ΔＰｄに基づいて、制御モード切替部６２で用いられる判定マップＭ２を補正する判定マップ補正部６３が設けられている。この構成により、ＤＰＦ５０における粒子状物質の堆積量増加に伴うＥＧＲ率の増加を抑制して、確実に適切なＥＧＲ率を維持している。
【００３６】
詳しくは、図４に示すように、制御モード切替部６２は、高ＥＧＲ差圧域Ａ１と低ＥＧＲ差圧域Ａ２との境界が異なる複数の判定マップＭ２を有する。例えば、図４（ｂ）に示す高ＤＰＦ差圧域用判定マップＭ２ｂは、図４（ａ）に示す低ＤＰＦ差圧域用判定マップＭ２ａと比べて高ＥＧＲ差圧域Ａ１の範囲が拡大されており、エンジン回転数Ｎｅが比較的低い値であったり燃料噴射量Ｑが比較的高い値であっても高ＥＧＲ差圧域Ａ１であると判定され易いものとなっている。
【００３７】
そして、判定マップ補正部６３は、ＤＰＦ差圧ΔＰｄが所定の低ＤＰＦ差圧域Ｐｄ１にある場合に、制御モード切替部６２で用いられる判定マップＭ２を低ＤＰＦ差圧域用判定マップＭ２ａ（図４（ａ））に決定する。一方、判定マップ補正部６３は、ＤＰＦ差圧ΔＰｄが上記低ＤＰＦ差圧域Ｐｄ１よりも大きい高ＤＰＦ差圧域Ｐｄ２にある場合に、制御モード切替部６２で用いられる判定マップＭ２を高ＤＰＦ差圧域用判定マップＭ２ｂ（図４（ｂ））に決定する。すると、ＤＰＦ差圧ΔＰｄが増加すると、制御モード切替部６２において、高ＥＧＲ差圧域Ａ１であると判定され易くなる。それに伴って、ＥＧＲ弁制御モードから吸気スロットル弁制御モードへの切替タイミングが遅れることになる。その結果、ＥＧＲ率の過剰増加によるスモークの排出の増加が抑制されることになる。
【００３８】
〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００３９】
（１）上記実施形態では、制御モード切替部６２により、エンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑに基づいてＥＧＲ差圧ΔＰｅが高ＥＧＲ差圧域Ａ１及び低ＥＧＲ差圧域Ａ２の何れに属するかを判定したが、例えばエンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑ以外のエンジン１の作動状態を用いて判定を行っても良い。また、吸気圧センサー２５で検出された吸気圧Ｐ１と排気圧センサー３５で検出された排気圧Ｐ２とをエンジン１の作動状態として取得して、それらから求めた実際のＥＧＲ差圧ΔＰに基づいてＥＧＲ差圧が高ＥＧＲ差圧域及び低ＥＧＲ差圧域の何れに属するかを判定するように構成しても良い。
【００４０】
（２）上記実施形態では、ＤＰＦ差圧センサー５５で検出されたＤＰＦ差圧ΔＰｄに基づいて、制御モード切替部６２で用いられる判定マップＭ２を補正する判定マップ補正部６３を設けたが、当該判定マップ補正部６３は、ＥＧＲ差圧ΔＰｅの経時的変化に影響を与える他のパラメータを用いて、判定マップＭ２を補正するように構成しても構わない。また、このような判定マップ補正部６３は、適宜省略することもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１          エンジン
２０        吸気通路
２１        吸気スロットル弁
３０        排気通路
４０        ＥＧＲ通路
４１        ＥＧＲ弁
５０        ＤＰＦ（排気浄化部）
６１        ＥＧＲ制御部
６１ｅ      ＥＧＲ弁制御部
６１ｔ      吸気スロットル弁制御部
６２        制御モード切替部
６３        判定マップ補正部
Ｍ２        判定マップ
Ａ          新気
ＥＧ        排気
【図１】
2020007968.tif 000003
【図２】
2020007968.tif 000004
【図３】
2020007968.tif 000005
【図４】
2020007968.tif 000006