(57)【要約】理論空燃比の混合気を燃焼させる場合にも、ドライバビリティを維持しながら、ＥＧＲ弁の前後差圧を確保し、ＥＧＲ量を精度良く制御できる内燃機関の吸気制御装置を提供する。本発明の内燃機関の吸気制御装置によれば、内燃機関３の運転状態に応じて算出された要求トルクＴＲＱに基づいて、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤを設定し（ステップ２）、排ガスを安定的に還流させるのに必要なＥＧＲ弁１３ａの前後差圧（大気圧ＰＡ−吸気圧ＰＢ）を、目標差圧ＤＰＣＭＤとして設定し（ステップ４）、目標差圧ＤＰＣＭＤを確保することが可能な前後差圧の状態でないと判定されたときに（ステップ８：ＮＯ）、目標差圧ＤＰＣＭＤを確保するために、ＥＧＲ弁１３ａの開度ＬＥＧＲを減少側に制御し、ＥＧＲ量ＧＥＧＲを制限するとともに、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤに基づいてスロットル弁１０ａの開度θＴＨを制御する（ステップ９、図８、図１０）。
2013069427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に設けられ、燃焼室に吸入される新気量を調整するためのスロットル弁と、
前記燃焼室から排気通路に排出された排ガスの一部を前記吸気通路の前記スロットル弁よりも下流側に還流させるためのＥＧＲ通路と、
当該ＥＧＲ通路の途中に設けられ、当該ＥＧＲ通路を介して還流する排ガスの量であるＥＧＲ量を調整するためのＥＧＲ弁と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、運転者が要求する要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
当該算出された要求トルクに基づいて、目標新気量を設定する目標新気量設定手段と、
排ガスを安定的に還流させるのに必要な、前記ＥＧＲ弁の上流側と下流側との圧力の差である前後差圧を、必要差圧として設定する必要差圧設定手段と、
当該設定された必要差圧を確保することが可能な前記前後差圧の状態であるか否かを判定する差圧状態判定手段と、
前記必要差圧を確保することが可能な前記前後差圧の状態でないと判定されたときに、前記必要差圧を確保するために、前記ＥＧＲ弁の開度を減少側に制御し、前記ＥＧＲ量を制限するとともに、前記目標新気量が前記燃焼室に吸入されるように前記スロットル弁の開度を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ弁の前記前後差圧は、大気圧と前記スロットル弁の下流側における前記吸気通路内の圧力との差であることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項３】
大気圧を検出する大気圧検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、目標ＥＧＲ量を設定する目標ＥＧＲ量設定手段と、
前記検出された大気圧から前記必要差圧を減算することによって、当該必要差圧を確保するための限界吸気圧を設定する限界吸気圧設定手段と、
当該設定された限界吸気圧に基づいて、前記燃焼室に吸入することが可能な限界吸気量を算出する限界吸気量算出手段と、
当該算出された限界吸気量から前記目標新気量を減算することによって、限界ＥＧＲ量を算出する限界ＥＧＲ量算出手段と、をさらに備え、
前記差圧状態判定手段は、前記設定された目標ＥＧＲ量と前記算出された限界ＥＧＲ量とを比較することによって、前記必要差圧を確保することが可能な前記前後差圧の状態であるか否かを判定し、
前記制御手段は、前記目標ＥＧＲ量が前記限界ＥＧＲ量よりも大きいときに、前記目標ＥＧＲ量を前記限界ＥＧＲ量に制限するとともに、当該制限された目標ＥＧＲ量に基づいて前記ＥＧＲ弁の開度を制御することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項４】
前記スロットル弁の下流側における前記吸気通路内の圧力を、吸気圧として検出する吸気圧検出手段と、
前記大気圧と前記検出された吸気圧との差が前記必要差圧よりも小さいときに、前記目標ＥＧＲ量を減少側に補正する補正手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項５】
大気圧を検出する大気圧検出手段をさらに備え、
前記必要差圧設定手段は、前記検出された大気圧が低いほど、前記必要差圧をより大きな値に設定することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路からＥＧＲ通路を介して吸気通路に還流するＥＧＲ量と、燃焼室に吸入される新気量とを制御する内燃機関の吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関の吸気制御装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この内燃機関は、例えばディーゼルエンジンであり、吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、排気通路と吸気通路の吸気絞り弁よりも下流側とに接続され、排気通路に排出された排ガスの一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路の吸気通路への出口付近に設けられ、ＥＧＲ量を調整するためのＥＧＲ弁とを備えている。【０００３】
また、この吸気制御装置では、ＥＧＲ弁の前後差圧を算出するとともに、算出された前後差圧が所定値以下のときには、吸気絞り弁を絞ることによって、前後差圧を増加させる。これにより、ＥＧＲ弁の前後差圧を確保し、ＥＧＲ弁の開度に対するＥＧＲ量の変化度合を緩やかにすることによって、ＥＧＲ弁によるＥＧＲ量の制御を精度良く行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８８８０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来の吸気制御装置では、ディーゼルエンジンにおいて、ＥＧＲ弁の前後差圧が所定値以下のときに、ＥＧＲ弁によるＥＧＲ量の制御を精度良く行うために、吸気絞り弁を絞ることによって、ＥＧＲ弁の前後差圧が確保される。しかし、このような手法を、理論空燃比の混合気を燃焼させるガソリンエンジンに用いた場合には、吸気絞り弁の絞りによって新気量が減少し、それに伴って内燃機関のトルクが低下するため、運転者のトルク要求に応えることができず、ドライバビリティが低下してしまう。【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、理論空燃比の混合気を燃焼させる場合においても、ドライバビリティを維持しながら、ＥＧＲ弁の前後差圧を確保でき、それにより、ＥＧＲ量を精度良く制御することができる内燃機関の吸気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】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１による内燃機関の吸気制御装置は、内燃機関３の吸気通路６に設けられ、燃焼室３ｄに吸入される新気量を調整するためのスロットル弁１０ａと、燃焼室３ｄから排気通路７に排出された排ガスの一部を吸気通路６のスロットル弁１０ａよりも下流側に還流させるためのＥＧＲ通路１２と、ＥＧＲ通路１２の途中に設けられ、ＥＧＲ通路１２を介して還流する排ガスの量であるＥＧＲ量ＧＥＧＲを調整するためのＥＧＲ弁１３ａと、内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＰ）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ２０、アクセル開度センサ２１）と、検出された内燃機関３の運転状態に応じて、運転者が要求する要求トルクＴＲＱを算出する要求トルク算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１）と、算出された要求トルクＴＲＱに基づいて、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤを設定する目標新気量設定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２）と、排ガスを安定的に還流させるのに必要な、ＥＧＲ弁１３ａの上流側と下流側との圧力の差である前後差圧（大気圧ＰＡ−吸気圧ＰＢ）を、必要差圧ＤＰＣＭＤとして設定する必要差圧設定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ４）と、設定された必要差圧ＤＰＣＭＤを確保することが可能な前後差圧の状態であるか否かを判定する差圧状態判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ５〜８）と、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保することが可能な前後差圧の状態でないと判定されたときに、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保するために、ＥＧＲ弁１３ａの開度（ＥＧＲ弁開度ＬＥＧＲ）を減少側に制御し、ＥＧＲ量ＧＥＧＲを制限するとともに、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤが燃焼室３ｄに吸入されるようにスロットル弁１０ａの開度（スロットル弁開度θＴＨ）を制御する制御手段（ＥＣＵ２、図３のステップ８、９、図８、図１０）と、を備えることを特徴とする。【０００８】
この内燃機関の吸気制御装置によれば、吸気通路に設けられたスロットル弁により、燃焼室に吸入される新気量が調整される。また、燃焼室から排気通路に排出された排ガスの一部を、ＥＧＲ通路を介して、吸気通路のスロットル弁よりも下流側に還流させるとともに、ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁により、ＥＧＲ量が調整される。さらに、検出された内燃機関の運転状態に応じて、運転者が要求する要求トルクを算出するとともに、算出された要求トルクに基づいて、目標新気量が算出される。【０００９】
本発明によれば、排ガスを安定的に還流させるのに必要なＥＧＲ弁の前後差圧（上流側と下流側との圧力の差）を、必要差圧として設定するとともに、設定された必要差圧を確保することが可能なＥＧＲ弁の前後差圧の状態であるか否かを判定する。そして、必要差圧を確保可能な前後差圧の状態でないと判定されたときには、必要差圧を確保するために、ＥＧＲ弁の開度を減少側に制御し、ＥＧＲ量を制限する。これにより、前後差圧が増加し、必要差圧が確保されることで、排ガスを安定的に還流させることができ、それにより、ＥＧＲ量を精度良く制御することができる。【００１０】
一方、上記の状況においても、新気量については、要求トルクに基づいて設定された目標新気量が燃焼室に吸入されるように、スロットル弁の開度を制御することで、目標新気量に維持される。したがって、従来の制御装置と異なり、理論空燃比の混合気を燃焼させる場合においても、内燃機関のトルクが低下することがなく、運転者のトルク要求が満たされることで、ドライバビリティを維持することができる。【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置において、ＥＧＲ弁１３ａの前後差圧は、大気圧ＰＡとスロットル弁１０ａの下流側における吸気通路６内の圧力（吸気圧ＰＢ）との差であることを特徴とする。【００１２】
ＥＧＲ弁の上流側は、ＥＧＲ通路の上流部および排気通路を介して、大気と連通し、ＥＧＲ弁の下流側は、ＥＧＲ通路の下流部を介して、吸気通路のスロットル弁よりも下流側と連通している。したがって、これらの連通部分の圧力である大気圧と吸気圧との差は、ＥＧＲ弁の前後差圧を良好に表す。したがって、ＥＧＲ弁の前後差圧として、大気圧と吸気圧との差を用いることによって、前述した請求項１による作用を有効に得ることができる。【００１３】
また、大気圧は、内燃機関の制御のために通常、用いられるパラメータであるので、その検出のために通常、設けられている既存の検出手段の検出結果を、そのまま利用することが可能である。さらに、前述した制御によって必要差圧が確保される結果、大気圧と吸気圧との差がその目標値になるように制御されるので、両圧力の差を利用する制御、例えば蒸発燃料のパージ制御を精度良く行うことができる。【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置において、大気圧ＰＡを検出する大気圧検出手段（大気圧センサ２２）と、内燃機関３の運転状態に基づいて、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを設定する目標ＥＧＲ量設定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ３）と、検出された大気圧ＰＡから必要差圧ＤＰＣＭＤを減算することによって、必要差圧を確保するための限界吸気圧ＰＢＣＭＤを設定する限界吸気圧設定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ５）と、設定された限界吸気圧ＰＢＣＭＤに基づいて、燃焼室３ｄに吸入することが可能な限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴを算出する限界吸気量算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ６）と、算出された限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴから目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤを減算することによって、限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴを算出する限界ＥＧＲ量算出手段（ＥＣＵ２、図３のステップ７）と、をさらに備え、差圧状態判定手段は、設定された目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤと算出された限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴとを比較することによって、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保することが可能な前後差圧の状態であるか否かを判定し（図３のステップ８）、制御手段は、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴよりも大きいときに、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴに制限するとともに、制限された目標ＥＧＲ量に基づいてＥＧＲ弁１３ａの開度を制御すること（図３のステップ８、９、図１０）を特徴とする。【００１５】
この構成によれば、内燃機関の運転状態に基づいて、目標ＥＧＲ量が設定される。また、検出された大気圧から必要差圧を減算することによって、必要差圧を確保するための限界吸気圧が設定されるとともに、設定された限界吸気圧に基づいて、燃焼室に吸入することが可能な限界吸気量が算出される。これにより、設定された必要差圧を確保するのに必要な吸気量の上限値である限界吸気量が適切に算出される。また、この限界吸気量から目標新気量を減算することによって、ＥＧＲ量の上限値である限界ＥＧＲ量が算出されるとともに、この限界ＥＧＲ量を目標ＥＧＲ量と比較することによって、必要差圧を確保することが可能な前後差圧の状態であるか否かが判定される。【００１６】
そして、目標ＥＧＲ量が限界ＥＧＲ量よりも大きいときには、必要差圧を確保することが可能でないと判定され、その判定に応じて、目標ＥＧＲ量を限界ＥＧＲ量に制限するとともに、制限された目標ＥＧＲ量に基づいてＥＧＲ弁の開度が制御される。以上の制御により、必要差圧を確保することが可能な限界吸気量を目標新気量と目標ＥＧＲ量との和が上回るときには、目標新気量を維持することで、新気量を確保する一方、目標ＥＧＲ量を、目標新気量との和が限界吸気量に一致するように制限する。したがって、必要差圧を確保することで、ＥＧＲ制御を精度良く行えるとともに、新気量を確保することで、ドライバビリティを維持できるという請求項１による作用を良好に得ることができる。【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の内燃機関の吸気制御装置において、スロットル弁１０ａの下流側における吸気通路６内の圧力を、吸気圧ＰＢとして検出する吸気圧検出手段（吸気圧センサ２４）と、大気圧ＰＡと検出された吸気圧ＰＢとの差（実差圧ＤＰ）が必要差圧ＤＰＣＭＤよりも小さいときに、目標ＥＧＲ量ＧＥＲＣＭＤを減少側に補正する補正手段（ＥＣＵ２、図１３のステップ４２、４５、４８、図１２のステップ３３）と、をさらに備えることを特徴とする。【００１８】
前述した請求項３のように、必要差圧を確保するために、所定の条件に従って目標ＥＧＲ量をフィードフォワード的に制限しても、ハード構成のばらつきや経年変化などによる吸気特性のずれによって、必要差圧を確保できないことがある。この構成によれば、検出された大気圧と吸気圧との差をＥＧＲ弁の実際の前後差圧として求め、この前後差圧が必要差圧よりも小さいときに、目標ＥＧＲ量を減少側にフィードバック的に補正するので、吸気特性のずれが生じている場合でも、必要差圧を確保することができる。【００１９】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置において、大気圧ＰＡを検出する大気圧検出手段（大気圧センサ２２）をさらに備え、必要差圧設定手段は、検出された大気圧ＰＡが低いほど、必要差圧ＤＰＣＭＤをより大きな値に設定すること（図３のステップ４、図４）を特徴とする。【００２０】
ＥＧＲ弁の前後差圧が同じ条件の場合、ＥＧＲ弁の上流側の圧力である大気圧が低いほど、下流側の圧力の変化に対するＥＧＲ量の変化度合がより大きくなることで、排ガスの還流が不安定になりやすい。この構成によれば、検出された大気圧が低いほど、必要差圧をより大きな値に設定するので、より大きな前後差圧を確保し、排ガスの還流を安定化させることができ、したがって、大気圧が低い場合でも、ＥＧＲ量の制御を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した内燃機関を概略的に示す図である。
【図２】吸気制御装置を示すブロック図である。
【図３】目標新気量および目標ＥＧＲ量の設定処理を示すフローチャートである。
【図４】必要差圧を算出するためのマップである。
【図５】限界吸気量を算出するためのマップである。
【図６】図３の設定処理による動作例を（ａ）平地条件および（ｂ）高地条件の場合について示す図である。
【図７】圧力関数を示す図である。
【図８】スロットル弁の制御処理を示すフローチャートである。
【図９】スロットル弁の目標開度を算出するためのマップである。
【図１０】ＥＧＲ弁の制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】ＥＧＲ弁の目標開度を算出するためのマップである。
【図１２】目標新気量および目標ＥＧＲ量の算出処理のメインフローを示すフローチャートである。
【図１３】目標ＥＧＲ量のフィードバック補正項の算出処理を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態による動作例を比較例とともに模式的に示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明を適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３を示す。このエンジン３は、車両（図示せず）に搭載されたガソリンエンジンであり、例えば４つの気筒３ａ（１つのみ図示）を有している。各気筒３ａのピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃとの間には、燃焼室３ｄが形成されている。
【００２３】
各気筒３ａには、吸気コレクタ部６ａを有する吸気マニホルド６ｂを介して、吸気通路６が接続されるとともに、排気マニホルド（図示せず）を介して、排気通路７が接続されている。吸気マニホルド６ｂには燃料噴射弁４（図２参照）が、シリンダヘッド３ｃには点火プラグ５（図２参照）が、それぞれ気筒３ａごとに設けられている。燃料噴射弁４による燃料の噴射量・噴射時期、および点火プラグ５の点火時期は、後述するＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。
【００２４】
吸気通路６の吸気コレクタ部６ａよりも上流側には、スロットル弁機構１０が設けられている。このスロットル弁機構１０は、吸気通路６内に配置されたバタフライ式のスロットル弁１０ａと、スロットル弁１０ａを駆動するＴＨアクチュエータ１０ｂを有している。スロットル弁１０ａの開度（以下「スロットル弁開度」という）θＴＨは、ＴＨアクチュエータ１０ｂに供給される電流のデューティ比をＥＣＵ２で制御することによって制御され、それにより、燃焼室３ｄに吸入される新気量ＧＡＩＲが調整される。
【００２５】
排気通路７には、燃焼室３ｄから排出された排ガスを浄化するための三元触媒（図示せず）などから成る排ガス浄化装置８が設けられている。
【００２６】
また、エンジン３には、排気通路７に排出された排ガスの一部を、ＥＧＲガスとして、吸気通路６に還流させるためのＥＧＲ装置１１が設けられている。ＥＧＲ装置１１は、ＥＧＲ通路１２と、ＥＧＲ通路１２の途中に設けられたＥＧＲ弁機構１３およびＥＧＲクーラ１４などで構成されている。ＥＧＲ通路１２は、排気通路７の排ガス浄化装置８よりも下流側と、吸気通路６のスロットル弁１０ａよりも下流側の吸気コレクタ部６ａとに接続されている。
【００２７】
ＥＧＲ弁機構１３は、ＥＧＲ通路１２内に配置されたポペット式のＥＧＲ弁１３ａと、ＥＧＲ弁１３ａを駆動するＥＧＲアクチュエータ１３ｂを有している。ＥＧＲ弁１３ａのリフト量（以下「ＥＧＲ弁開度」という）ＬＥＧＲは、ＥＧＲアクチュエータ１３ｂに供給される電流のデューティ比をＥＣＵ２で制御することによって制御され、それにより、吸気通路６に還流するＥＧＲ量ＧＥＧＲが調整される。ＥＧＲクーラ１４は、ＥＧＲ弁１３ａの上流側に配置されており、エンジン３の冷却水を利用し、高温のＥＧＲガスを冷却する。
【００２８】
さらに、エンジン３には、蒸発燃料処理装置１５が設けられている。この蒸発燃料処理装置１５は、燃料タンク１６内で発生した蒸発燃料を吸気通路６を介して気筒３ａに供給するためのものである。蒸発燃料処理装置１５は、キャニスタ（図示せず）と、パージ制御弁１５ａ（図２参照）を有している。
【００２９】
キャニスタは、燃料タンク１６と吸気コレクタ部６ａに接続されており、蒸発燃料は、キャニスタで一時的に吸着された後、吸気コレクタ部６ａ内の負圧を利用して、吸気通路６に送り込まれる（パージされる）。パージ制御弁１５ａの開度はＥＣＵ２によって制御され、それにより、吸気通路６にパージされる蒸発燃料のパージ流量が制御される。
【００３０】
エンジン３のクランクシャフト（図示せず）には、クランク角センサ２０が設けられている。クランク角センサ２０は、クランクシャフトの回転に伴い、所定クランク角（例えば３０°）ごとに、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２１から、車両のアクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が入力される。
【００３１】
また、吸気通路６のスロットル１０ａよりも上流側には、大気圧センサ２２および吸気温センサ２３が設けられている。大気圧センサ２２は大気圧ＰＡを検出し、吸気温センサ２３は吸気通路６を流れる新気の温度（以下「吸気温」という）ＴＡを検出し、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。
【００３２】
さらに、吸気コレクタ部６ａには、吸気圧センサ２４が設けられている。吸気圧センサ２４は、スロットル弁１０ａの下流側における吸気の圧力（以下「吸気圧」という）ＰＢを絶対圧として検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３３】
さらに、ＥＧＲ通路１２には、ＥＧＲ弁１３ａのすぐ上流側に、ＥＧＲ温度センサ２５が設けられている。ＥＧＲ温度センサ２５は、ＥＧＲ弁１３ａを通過するＥＧＲガスの温度（以下「ＥＧＲ温度」という）ＴＥＧＲを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３４】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２０〜２５の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、エンジン３への燃料噴射制御や、スロットル弁１０ａおよびＥＧＲ弁１３ａをそれぞれ介した新気量制御およびＥＧＲ量制御を含む吸気制御処理などを実行する。
【００３５】
本実施形態では、ＥＣＵ２が、要求トルク算出手段、目標新気量設定手段、必要差圧設定手段、差圧状態判定手段、制御手段、目標ＥＧＲ量設定手段、限界吸気圧設定手段、限界吸気量算出手段、限界ＥＧＲ量算出手段、および補正手段に相当する。
【００３６】
図１２は、ＥＣＵ２で実行される吸気制御処理のうちの、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤおよび目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤの算出処理のメインフローを示す。本処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。
【００３７】
本処理ではまず、ステップ３１（「Ｓ３１」と図示。以下同じ）において、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤおよび目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを設定する。次いで、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤのフィードバック補正項ＧＥＧＲＦ／Ｂを算出する（ステップ３２）。次に、算出したフィードバック補正項ＧＥＧＲＦ／Ｂを、ステップ３１で設定された目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤに加算することによって、最終的な目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを算出し（ステップ３３）、本処理を終了する。
【００３８】
図３は、上記ステップ３１で実行される目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤおよび目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤの設定処理のサブルーチンを示す。本処理では、まずステップ１において、運転者が要求する要求トルクＴＲＱを、検出されたアクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって算出する。
【００３９】
次に、算出された要求トルクＴＲＱおよびエンジン回転数ＮＥに応じ、目標新気量用の所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤを算出する（ステップ２）。また、要求トルクＴＲＱおよびエンジン回転数ＮＥに応じ、目標ＥＧＲ量用の所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを算出する（ステップ３）。
【００４０】
次に、検出された大気圧ＰＡに応じ、図４に示すマップを検索することによって、ＥＧＲ弁１３ａの前後差圧（上流側と下流側との圧力の差）として必要な必要差圧ＤＰＣＭＤを算出する（ステップ４）。このマップでは、必要差圧ＤＰＣＭＤは、大気圧ＰＡが平地相当の所定圧ＰＡＮ（例えば７６０ｍｍＨｇ）のときに所定値ＤＰＮ（例えば５０ｍｍＨｇ）に設定されるとともに、大気圧ＰＡが低いほど、すなわち標高が高いほど、より大きな値に設定されている。これは、ＥＧＲ弁１３ａの上流側の圧力である大気圧ＰＡが低いほど、下流側圧力の変化に対するＥＧＲ量の変化度合がより大きくなるので、ＥＧＲガスの還流を安定化させ、ＥＧＲ量を精度良く制御するために、より大きな前後差圧が必要になるからである。
【００４１】
次に、算出された必要差圧ＤＰＣＭＤを大気圧ＰＡから減算することによって、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保するための吸気圧ＰＢの限界値である限界吸気圧ＰＢＣＭＤを算出する（ステップ５）。
【００４２】
次に、算出された限界吸気圧ＰＢＣＭＤおよびエンジン回転数ＮＥに応じ、図５に示すマップを検索することによって、限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴを算出する（ステップ６）。このマップは、吸気圧ＰＢに対して燃焼室３ｄに吸入することが可能な吸気量ＧＣＹＬを実験などによって求め、限界吸気圧ＰＢＣＭＤ−限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴの関係としてマップ化したものである。
【００４３】
また、図示しないが、このマップは、互いに異なるエンジン回転数ＮＥ１〜ＮＥｍに対して作成されたｍ個のマップで構成されており、これらの中から、実際のエンジン回転数ＮＥに対応するものが用いられる。また、エンジン回転数ＮＥがＮＥ１〜ＮＥｍ値のいずれにも一致しない場合には、限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴは補間計算によって求められる。
【００４４】
次に、この限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴから、前記ステップ２で算出された目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤを減算することによって、限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴを算出する（ステップ７）。次に、前記ステップ３で算出された目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴよりも大きいか否かを判別する（ステップ８）。この答がＮＯで、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴ以下のときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ８の答がＹＥＳで、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴを上回っているときには、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴに設定する（ステップ９）ことによって制限し、本処理を終了する。
【００４５】
図６は、これまでに説明した図３の処理によって得られる動作例を、（ａ）平地条件および（ｂ）高地条件の場合について示している。（ａ）に示すように、平地の場合には、検出された平地相当の大気圧ＰＡＮからステップ４で算出された必要差圧ＤＰＣＭＤＮを減算することで、限界吸気圧ＰＢＣＭＤＮが設定され（ステップ５）、この限界吸気圧ＰＢＣＭＤＮに応じて限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴＮが算出される（ステップ６）。また、この限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴＮから目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤを減算することで、限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴＮが算出される（ステップ７）とともに、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤと比較される（ステップ８）。この例の場合には、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤは、限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴＮと等しい（ステップ８：ＮＯ）ので、その制限を受けず、ステップ３で設定された値に維持される。
【００４６】
一方、同図（ｂ）に示す高地の場合には、限界吸気圧ＰＢＣＭＤＨは、平地相当の大気圧ＰＡＮよりも低い高地相当の大気圧ＰＡＨから、ステップ４で算出されたより大きな必要差圧ＤＰＣＭＤＨを減算することによって算出され、その結果、平地の場合の限界吸気圧ＰＢＣＭＤＮよりも小さくなる。それに伴い、平地の場合と比較して、限界吸気圧ＰＢＣＭＤＨに応じて算出される限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴＨはより小さくなり、その値から目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤを減算することによって算出される限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴＨもより小さくなる。その結果、この例では、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴＨを上回る（ステップ８：ＹＥＳ）ことで、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴＮに設定・制限される（ステップ９）。
【００４７】
図１３は、図１２のステップ３２で実行される目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤのフィードバック補正項ＧＥＧＲＦ／Ｂの算出処理のサブルーチンを示す。本処理では、まずステップ４１において、検出された大気圧ＰＡと吸気圧ＰＢとの差を、実差圧ＤＰとして算出する。次に、算出した実差圧ＤＰが必要差圧ＤＰＣＭＤよりも小さいか否かを判別する（ステップ４２）。
【００４８】
このステップ４２の答がＹＥＳで、実差圧ＤＰが必要差圧ＤＰＣＭＤよりも小さく、必要なＥＧＲ弁１３ａの前後差圧が確保されていないときには、両者の差（ＤＰ−ＤＰＣＭＤ）を差圧偏差ＤＤＰとして算出する（ステップ４３）。一方、前記ステップ４２の答がＮＯで、ＤＰ≧ＤＰＣＭＤが成立し、必要な前後差圧が確保されているときには、差圧偏差ＤＤＰを値０に設定する（ステップ４４）。以上のように、差圧偏差ＤＤＰは、実質的に、実差圧ＤＰが必要差圧ＤＰＣＭＤよりも小さいときのみ、両者の差（負値）として算出される。
【００４９】
次に、ステップ４５では、上記ステップ４３または４４で算出された差圧偏差ＤＤＰを用いて、偏差積算値ＳＤＤＰを、ＳＤＤＰ＝ＤＤＰ＋λ・ＳＤＤＰＺによって算出する。ここで、右辺のＳＤＤＰＺは、偏差積算値ＳＤＤＰの前回値であり、λは、０＜λ＜１を満たす所定の忘却係数である。
【００５０】
次に、図３の処理で設定された目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが値０であるか否かを判別する（ステップ４６）。この答がＹＥＳのとき、すなわちＥＧＲが実行されていないときには、フィードバック補正項ＧＥＧＲＦ／Ｂを値０に設定し（ステップ４７）、本処理を終了する。一方、上記ステップ４６の答がＮＯのときには、上記ステップ４５で算出した偏差積算値ＳＤＤＰに所定の積分ゲインＫＩを乗算することによって、フィードバック補正項ＧＥＧＲＦ／Ｂを算出し（ステップ４８）、本処理を終了する。
【００５１】
以上の算出方法から明らかなように、フィードバック補正項ＧＥＧＲＦ／Ｂは、ＥＧＲの実行時、実差圧ＤＰが必要差圧ＤＰＣＭＤを下回っているときに、両者の差の積算値である偏差積算値ＳＤＤＰに応じ、負値として算出される。前述したように、算出されたフィードバック補正項ＧＥＧＲＦ／Ｂは、図１２のステップ３３において目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤに加算されるので、それにより、最終的な目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤは減少側にフィードバック的に補正される。
【００５２】
また、偏差積算値ＳＤＤＰを算出する際に忘却係数λを用いるので、その算出が進行するにつれて偏差積算値ＳＤＤＰが飽和することにより、フィードバック補正項ＧＥＧＲＦ／Ｂが過大化するのを防止し、過剰な補正を回避できるとともに、前後差圧の不足状態が解消された後、フィードバック補正を速やかに終了させることができる。
【００５３】
以下、上述したフィードバック補正項ＧＥＧＲＦ／Ｂを用いた目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤの減少側への補正を「フィードバック補正」といい、前述した図３の処理における、限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴによる目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤの制限を「フィードフォワード補正」という。
【００５４】
図１４は、これまでに説明した図１２の処理によって得られる動作例として、エンジン３の運転領域の推移に応じた、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤおよび吸気圧ＰＢなどの変化を、比較例とともに模式的に示したものである。
【００５５】
同図の右上の部分に示すように、エンジン３の運転領域Ａは、要求トルクＴＲＱが小さいために、吸気圧ＰＢが低く、ＥＧＲ弁１３ａの前後差圧がもともと大きいことで、目標ＥＧＲＧＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴによる制限を受けない領域である。運転領域Ｂは、要求トルクＴＲＱが中程度であり、前後差圧を確保するために、目標ＥＧＲＧＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴによる制限を受ける領域である。また、運転領域Ｃは、要求トルクＴＲＱが大きく、高負荷であることで、目標ＥＧＲＧＣＭＤがもともと値０に設定されていて、その制限の必要がない領域である。
【００５６】
また、同図の点線は、ハード構成のばらつきなどによる吸気特性のずれが存在しない場合の動作例、実線は、吸気特性のずれが存在する場合の動作例を示し、一点鎖線は、吸気特性のずれが存在するとともに、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤのフィードフォワード補正のみを適用し、フィードバック補正を省略した比較例である。
【００５７】
この例では、エンジン３の運転領域はＡ→Ｂ→Ｃ→Ｂ→Ａの順で推移している。このうち、運転領域ＡおよびＣでは、上述した理由から、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤは制限されず、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤとして、図３のステップ３において要求トルクＴＲＱなどに応じて設定された値がそのまま用いられる。それに応じて、吸気圧ＰＢは、曲線で示す応答遅れを伴いながら、要求トルクＴＲＱに応じた目標値に制御される。
【００５８】
また、エンジン３が運転領域ＣまたはＡから運転領域Ｂに移行すると、ステップ３で設定された目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤ（同図の破線）が限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴを上回るのに応じて（図３のステップ８：ＹＥＳ）、フィードフォワード補正が実行されることにより、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴに制限される（点線）。その結果、吸気圧ＰＢは、吸気特性のずれが存在しない場合には、点線で示すように、応答遅れを伴いながら、このときの目標値である、大気圧ＰＡと必要差圧ＤＰＣＭＤとの差（＝ＰＡ−ＤＰＣＭＤ）に一致するように制御され、それにより、必要差圧ＤＰＣＭＤが確保される。
【００５９】
一方、吸気特性のずれが存在する場合には、運転領域Ｂにおいて上述したようにフィードフォワード補正を実行しても、一点鎖線で示すように、吸気圧ＰＢが目標値を上回り、オーバーシュートすることで、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保できないことがある。そのような場合、本実施形態によれば、実差圧ＤＰが必要差圧ＤＰＣＭＤを下回るのに応じて（図１３のステップ４２：ＹＥＳ）、フィードバック補正が実行され、フィードバック補正項ＧＥＧＲＦ／Ｂの分だけ、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが減少側に補正される（実線）。その結果、実線で示すように、吸気圧ＰＢは、応答遅れを伴いながら、目標値に収束するように制御され、それにより、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保することができる。
【００６０】
後述するように、本実施形態では、前述したようにして算出された限界吸気圧ＰＢＣＭＤ、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤおよび目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤに基づいて、スロットル弁１０ａの目標開度θＴＨＣＭＤおよびＥＧＲ弁１３ａの目標開度ＬＥＧＲＣＭＤが算出される。以下、これらの算出に用いられるノズル式について、まず説明する。
【００６１】
このノズル式は、ノズルを通過する流体を圧縮性流体と見なし、ノズルの上下流の圧力とノズルを通過する流体の流量との関係をモデル化したものであり、その一般式は次式（１）で表される。
【数１】
2013069427.tif 000003
【００６２】
ここで、左辺のＧは流体の流量である。右辺のＫは、ノズルの構成および開度に応じて定まる開度関数、Ｐ１はノズルの上流側圧力、Ｒは流体の気体定数、Ｔは流体の温度である。また、Ψは、次式（２）によって定義される圧力関数である。
【数２】
2013069427.tif 000004
【００６３】
ここで、Ｐ２はノズルの下流側圧力、κは流体の比熱比である。式（２）およびそれを図示した図７から明らかなように、圧力関数Ψは、ノズルの構成や開度にかかわらず、その下流側圧力Ｐ２と上流側圧力Ｐ１との圧力比Ｐ２／Ｐ１のみによって一義的に定まるとともに、圧力比Ｐ２／Ｐ１が音速に相当する所定値以下のときには、一定の最大値Ψｍａｘをとる。
【００６４】
また、式（１）を開度関数Ｋについて表すと、次式（３）が得られる。
【数３】
2013069427.tif 000005
【００６５】
以上のノズル式をスロットル弁１０ａに適用する場合には、式（１）〜（３）中の流体流量Ｇを目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤに、開度関数Ｋをスロットル弁１０ａの開度関数ＫＴＨに、上流側圧力Ｐ１を大気圧ＰＡに、下流側圧力Ｐ２を限界吸気圧ＰＢＣＭＤに、流体温度Ｔを吸気温ＴＡに、圧力関数Ψをスロットル弁１０ａ用の圧力関数ΨＴＨに、それぞれ置き換える。これにより、式（１）〜（３）は、次の式（４）〜（６）にそれぞれ書き換えられる。
【数４】
2013069427.tif 000006
【数５】
2013069427.tif 000007
【数６】
2013069427.tif 000008
【００６６】
また、ノズル式をＥＧＲ弁１３ａに適用する場合には、式（１）〜（３）中の流体流量Ｇを目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤに、開度関数ＫをＥＧＲ弁１３ａの開度関数ＫＥＧＲに、上流側圧力Ｐ１および下流側圧力Ｐ２を、スロットル弁１０ａの場合と同様にそれぞれ大気圧ＰＡおよび限界吸気圧ＰＢＣＭＤに、流体温度ＴをＥＧＲ温度ＴＥＧＲに、圧力関数ΨをＥＧＲ弁１３ａ用の圧力関数ΨＥＧＲに、それぞれ置き換える。これにより、式（１）および（３）は、次の式（７）および（８）にそれぞれ書き換えられる。
【数７】
2013069427.tif 000009
【数８】
2013069427.tif 000010
【００６７】
なお、上記のように、上下流側圧力Ｐ１、Ｐ２として大気圧ＰＡおよび限界吸気圧ＰＢＣＭＤを用いることは、スロットル弁１０ａの場合と共通であるので、ＥＧＲ弁１３ａ用の圧力関数ΨＥＧＲは、スロットル弁１０ａ用の圧力関数ΨＴＨと同じになり、式（５）によって算出される。
【００６８】
次に、図８を参照しながら、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤに基づいて実行されるスロットル弁１０ａの制御処理について説明する。本処理では、まずステップ１１において、大気圧ＰＡおよび限界吸気圧ＰＢＣＭＤに応じ、前記式（５）によって、スロットル弁１０ａ用の圧力関数ΨＴＨを算出する。次に、算出された圧力関数ΨＴＨを用い、式（６）によってスロットル弁１０ａの開度関数ＫＴＨを算出する（ステップ１２）。
【００６９】
次に、開度関数ＫＴＨに応じ、図９に示すマップを検索することによって、スロットル弁１０ａの目標開度θＴＨＣＭＤを算出する（ステップ１３）。このマップは、開度関数ＫＴＨとスロットル弁開度θＴＨとの関係を実験などによって求め、開度関数ＫＴＨ−目標開度θＴＨＣＭＤの関係としてマップ化したものであり、開度関数ＫＴＨが大きいほど、目標開度θＴＨＣＭＤはより大きな値に設定されている。
【００７０】
次に、算出された目標開度θＴＨＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、制御入力Ｕ＿ＴＨを算出する（ステップ１４）。そして、この制御入力Ｕ＿ＴＨに基づく駆動信号をＴＨアクチュエータ１０ｂに出力し、スロットル弁１０ａを駆動する（ステップ１５）ことによって、スロットル弁開度θＴＨを目標開度θＴＨＣＭＤに制御し、本処理を終了する。
【００７１】
次に、図１０を参照しながら、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤに基づいて実行されるＥＧＲ弁１３ａの制御処理について説明する。本処理では、まずステップ２１において、大気圧ＰＡおよび限界吸気圧ＰＢＣＭＤに応じ、式（５）によって、ＥＧＲ弁１３ａ用の圧力関数ΨＥＧＲを算出する。次に、算出された圧力関数ΨＥＧＲを用い、式（８）によってＥＧＲ弁１３ａの開度関数ＫＥＧＲを算出する（ステップ２２）。
【００７２】
次に、開度関数ＫＥＧＲに応じ、図１１に示すマップを検索することによっって、ＥＧＲ弁１３ａの目標開度ＬＥＧＲＣＭＤを算出する（ステップ２３）。このマップは、開度関数ＫＥＧＲとＥＧＲ弁開度ＬＥＧＲとの関係を実験などによって求め、開度関数ＫＥＧＲ−目標開度ＬＥＧＲＣＭＤの関係としてマップ化したものであり、開度関数ＫＥＧＲが大きいほど、目標開度ＬＥＧＲＣＭＤはより大きな値に設定されている。また、前述したように、スロットル弁１０ａがバタフライ式であるのに対し、ＥＧＲ弁１３ａはポペット式であるという弁の形式の相違から、図１１のマップの形状は、図９のスロットル弁１０ａ用のマップとは異なっている。
【００７３】
次に、算出された目標開度ＬＥＧＲＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、制御入力Ｕ＿ＥＧＲを算出する（ステップ２４）。そして、この制御入力Ｕ＿ＥＧＲに基づく駆動信号をＥＧＲアクチュエータ１３ｂに出力し、ＥＧＲ弁１３ａを駆動する（ステップ２５）ことによって、ＥＧＲ弁開度ＬＥＧＲを目標開度ＬＥＧＲＣＭＤに制御し、本処理を終了する。
【００７４】
以上のように、本実施形態によれば、検出された大気圧ＰＡから必要差圧ＤＰＣＭＤを減算することによって、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保するための限界吸気圧ＰＢＣＭＤを設定するとともに、この限界吸気圧ＰＢＣＭＤに基づいて、燃焼室３ｄに吸入することが可能な限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴを算出する。また、この限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴから目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤを減算することによって、限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴを算出する。
【００７５】
そして、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴよりも大きいときには、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保することができないと判定し、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴに制限する。このような制御により、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤを維持し、新気量を確保することができ、したがって、運転者のトルク要求に応え、ドライバビリティを維持することができる。また、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを、目標新気量ＡＩＲＣＭＤとの和が限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴに一致するように制限することによって、前後差圧を増加させ、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保することができ、したがって、排ガスを安定的に還流させ、ＥＧＲ量を精度良く制御することができる。
【００７６】
さらに、検出された大気圧ＰＡと吸気圧ＰＢとの差を実差圧ＤＰとして算出し、この実差圧ＤＰが必要差圧ＤＰＣＭＤよりも小さいときに、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを減少側にフィードバック補正するので、ハード構成のばらつきや経年変化などによる吸気特性のずれが生じている場合でも、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保することができる。
【００７７】
また、ＥＧＲ弁１３ａの前後差圧として、大気圧ＰＡと吸気圧ＰＢとの差を用いるので、ＥＧＲ弁１３ａの上流側と下流側との圧力差を良好に反映させながら、上記の効果を有効に得ることができる。また、大気圧ＰＡは、エンジン３の制御のために通常、用いられるパラメータであるので、その検出のために通常、設けられている既存の大気圧センサ２２の検出結果を、そのまま利用することができる。さらに、必要差圧ＤＰＣＭＤが確保される結果、大気圧ＰＡと吸気圧ＰＢとの差がその目標値になるように制御されるので、両圧力の差を利用する制御、例えば、吸気コレクタ部６ａ内の負圧を利用して吸気通路６に蒸発燃料をパージするパージ制御を、精度良く行うことができる。
【００７８】
さらに、検出された大気圧ＰＡが低いほど、必要差圧ＤＰＣＭＤをより大きな値に設定するので、より大きな前後差圧を確保し、排ガスの還流を安定化させることができ、したがって、大気圧が低い場合でも、ＥＧＲ量の制御を精度良く行うことができる。
【００７９】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、ＥＧＲ弁１３ａの前後差圧として、大気圧ＰＡと吸気圧ＰＢとの差を用いているが、これに限らず、ＥＧＲ弁１３ａの上流側と下流側との圧力の差を良好に反映するものであればよい。例えば、ＥＧＲ弁１３ａの前後差圧として、ＥＧＲ通路１２内におけるＥＧＲ弁１３ａのすぐ上流側と下流側との圧力差を用いてもよく、あるいは排気通路７と吸気通路６のスロットル弁１０ａよりも下流側の任意の部位との間の圧力差を用いてもよい。これらの場合にも、必要差圧ＤＰＣＭＤは、大気圧ＰＡが低いほど、より大きな値に設定される。
【００８０】
また、必要差圧を確保することが可能な前後差圧の状態であるか否かの判定を、実施形態では、限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴと目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤとの差である限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴを、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤと比較することによって行っているが、これに限らず、限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴを目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤと目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤとの和（＝目標総吸気量）と比較することによって行ってもよいことはもちろんである。その場合、限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴは、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤから目標総吸気量と限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴとの差を減算することによって、算出される。
【００８１】
さらに、実施形態は、本発明を車両用のガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外のディーゼルエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明による内燃機関の吸気制御装置は、理論空燃比の混合気を燃焼させる場合においても、ドライバビリティを維持しながら、ＥＧＲ弁の前後差圧を確保し、ＥＧＲ量を精度良く制御する上で有用である。
【符号の説明】
【００８３】
２  ＥＣＵ（要求トルク算出手段、目標新気量設定手段、
必要差圧設定手段、差圧状態判定手段、制御手段、
目標ＥＧＲ量設定手段、限界吸気圧設定手段、
限界吸気量算出手段、限界ＥＧＲ量算出手段、補正手段）
３  エンジン（内燃機関）
３ｄ  燃焼室
６  吸気通路
７  排気通路
１０ａ  スロットル弁
１２  ＥＧＲ通路
１３ａ  ＥＧＲ弁
２０  クランク角センサ（運転状態検出手段）
２１  アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
２２  大気圧センサ（大気圧検出手段）
２４  吸気圧センサ（吸気圧検出手段）
ＧＡＩＲ  新気量
ＧＥＧＲ  ＥＧＲ量
ＮＥ  エンジン回転数（内燃機関の運転状態）
ＡＰ  アクセル開度（内燃機関の運転状態）
ＬＥＧＲ  ＥＧＲ弁開度（ＥＧＲ弁の開度）
ＬＥＧＲＣＭＤ  ＥＧＲ弁の目標開度
ＴＲＱ  要求トルク
ＧＡＩＲＣＭＤ  目標新気量
ＤＰＣＭＤ  必要差圧
ＤＰ  実差圧（大気圧と吸気圧との差）
θＴＨ  スロットル弁開度（スロットル弁の開度）
θＴＨＣＭＤ  スロットル弁の目標開度
ＰＡ  大気圧
ＰＢ  吸気圧
ＧＥＧＲＣＭＤ  目標ＥＧＲ量
ＰＢＣＭＤ  限界吸気圧
ＧＣＹＬＬＭＴ  限界吸気量
ＧＥＧＲＬＭＴ  限界ＥＧＲ量
ＧＥＧＲＦ／Ｂ  目標ＥＧＲ量のフィードバック補正項
【図１】
2013069427.tif 000011
【図２】
2013069427.tif 000012
【図３】
2013069427.tif 000013
【図４】
2013069427.tif 000014
【図５】
2013069427.tif 000015
【図６】
2013069427.tif 000016
【図７】
2013069427.tif 000017
【図８】
2013069427.tif 000018
【図９】
2013069427.tif 000019
【図１０】
2013069427.tif 000020
【図１１】
2013069427.tif 000021
【図１２】
2013069427.tif 000022
【図１３】
2013069427.tif 000023
【図１４】
2013069427.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月26日(2014.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
また、吸気通路６のスロットル弁１０ａよりも上流側には、大気圧センサ２２および吸気温センサ２３が設けられている。大気圧センサ２２は大気圧ＰＡを検出し、吸気温センサ２３は吸気通路６を流れる新気の温度（以下「吸気温」という）ＴＡを検出し、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
同図の右上の部分に示すように、エンジン３の運転領域Ａは、要求トルクＴＲＱが小さいために、吸気圧ＰＢが低く、ＥＧＲ弁１３ａの前後差圧がもともと大きいことで、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴによる制限を受けない領域である。運転領域Ｂは、要求トルクＴＲＱが中程度であり、前後差圧を確保するために、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴによる制限を受ける領域である。また、運転領域Ｃは、要求トルクＴＲＱが大きく、高負荷であることで、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤがもともと値０に設定されていて、その制限の必要がない領域である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
そして、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤが限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴよりも大きいときには、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保することができないと判定し、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを限界ＥＧＲ量ＧＥＧＲＬＭＴに制限する。このような制御により、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤを維持し、新気量を確保することができ、したがって、運転者のトルク要求に応え、ドライバビリティを維持することができる。また、目標ＥＧＲ量ＧＥＧＲＣＭＤを、目標新気量ＧＡＩＲＣＭＤとの和が限界吸気量ＧＣＹＬＬＭＴに一致するように制限することによって、前後差圧を増加させ、必要差圧ＤＰＣＭＤを確保することができ、したがって、排ガスを安定的に還流させ、ＥＧＲ量を精度良く制御することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2013069427.tif 000025
【国際調査報告】
2013069427.tif 000026
2013069427.tif 000027
2013069427.tif 000028
2013069427.tif 000029