(57)【要約】      （修正有）【課題】  吸気絞り弁を補助的に制御することにより、ＥＧＲ弁の制御性及び燃費を確保することが可能な内燃機関のＥＧＲ制御装置を提供する。【解決手段】  吸気系の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、吸気絞り弁の下流側の吸気通路と排気通路とを接続し、排気ガスの一部が通過するＥＧＲ通路と、、当該ＥＧＲ通路を通過するＥＧＲガスの量を調節するＥＧＲ弁と、予め設定された、ＥＧＲ弁の開度とＥＧＲ率とが満たす所定の関係を取得する取得手段と、所定の関係に基づいて目標ＥＧＲ率を得るために必要なＥＧＲ弁の開度を算出し、算出されたＥＧＲ弁の開度と、現在設定されているＥＧＲ弁の開度との間にずれがあった場合に、ずれ分を補正するように吸気絞り弁の開度を制御する吸気絞り弁制御手段と、を備える。これにより、内燃機関の運転状態が変化しても、目標ＥＧＲ率から一義的にＥＧＲ弁の開度が決定されるため、ＥＧＲ弁の制御性が向上する。【選択図】      図３
2006214416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスの一部を吸気系に還流させる内燃機関のＥＧＲ制御装置であって、
前記吸気系の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、
前記吸気絞り弁の下流側の吸気通路と排気通路とを接続し、前記排気ガスの一部が通過するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路上に設けられ、当該ＥＧＲ通路を通過するＥＧＲガスの量を調節するＥＧＲ弁と、
予め設定された、前記ＥＧＲ弁の開度とＥＧＲ率とが満たす所定の関係を取得する取得手段と、
前記所定の関係に基づいて目標ＥＧＲ率を得るために必要なＥＧＲ弁の開度を算出し、前記算出されたＥＧＲ弁の開度と、現在設定されている前記ＥＧＲ弁の開度との間にずれがあった場合に、前記ずれ分を補正するように前記吸気絞り弁の開度を制御する吸気絞り弁制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。
【請求項２】
前記所定の関係とは、前記ＥＧＲ弁の開度と前記ＥＧＲ率とが一次関数の関係を満たしていることをいい、
前記吸気絞り弁制御手段は、前記目標ＥＧＲ率を満たすように設定されたＥＧＲ弁の開度と、当該目標ＥＧＲ率とが前記一次関数の関係を満たすように、前記吸気絞り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ＥＧＲ制御装置。
【請求項３】
前記所定の関係は、前記内燃機関の燃費が最良である場合における前記ＥＧＲ弁の開度に基づいて表され、
前記吸気絞り弁制御手段は、前記目標ＥＧＲ率を満たすように設定されたＥＧＲ弁の開度において、前記内燃機関の燃費が最良となるように、前記吸気絞り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ＥＧＲ制御装置。
【請求項４】
前記吸気絞り弁制御手段は、前記吸気絞り弁の開度を制御するごとに、当該吸気絞り弁の開度を補正した量を記憶すると共に、当該吸気絞り弁の開度を更新することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置。
【請求項５】
前記吸気絞り弁制御手段は、前記ＥＧＲ弁の前後の差圧が一定となるように、前記吸気絞り弁を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のＥＧＲ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量を低減するために、内燃機関から排出された排気ガスを還流させて内燃機関に供給する排気ガス再循環（ＥＧＲ；Exhaust Gas Recirculation）制御装置が広く用いられている。詳しくは、ＥＧＲ制御装置は、内燃機関の運転状態や排気ガスの状態などに応じて目標ＥＧＲ率（ＥＧＲガス流量／吸入空気量）を決定し、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるようにフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）している。具体的には、ＥＧＲ制御装置は、ＥＧＲ弁の開度や吸気絞り弁の開度などを制御することによって、ＥＧＲ率又はＥＧＲガス量を変化させている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、大気圧変化に応じてＥＧＲガス流量を補正するＥＧＲ制御装置が記載されている。特許文献２は、吸気絞り弁の開度にかかわらず、常に目標ＥＧＲ率を実現できるようにＥＧＲ弁の開度を制御する技術が記載されている。更に、特許文献３には、排気通路におけるＥＧＲガスの取り出し口の下流側に排気絞り弁（背圧制御弁）を設け、最適なＥＧＲガスの圧力（ＥＧＲガス還流圧力）が得られるように、排気絞り弁を制御するする技術が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４３９６４号公報
【特許文献２】特開２００４−３３８９号公報
【特許文献３】特開平５−７１４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排気系の圧損増加などが原因で、ＥＧＲ弁の前後において圧力変化（背圧変化）が生じることが知られている。このような背圧変化が生じると、例えば、ＥＧＲ弁の開度を小さく変化させただけでＥＧＲ率が大きく変化したり、ＥＧＲ弁の開度を大きく変化させてもＥＧＲ率がほとんど変化しなかったりする場合があり、ＥＧＲ弁の制御性が悪化してしまう。また、車両をベンチ適合した状態などにおいて、最適な燃費が得られるＥＧＲ弁の開度（以下、この開度を「ベース開度」と呼ぶ。）を予め求めることができるが、上記のような背圧変化が生じた場合には、ＥＧＲ弁をベース開度に設定しても最適な燃費を得ることができない場合がある。
【０００６】
前述した特許文献１乃至３のＥＧＲ制御装置においては、このようなＥＧＲ弁の前後の背圧変化を考慮に入れて制御を行っていなかったため、背圧変化が生じたときに、ＥＧＲ弁の制御性及び内燃機関の燃費を確保することができない場合があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、吸気絞り弁を補助的に制御することにより、ＥＧＲ弁の制御性及び燃費を確保することが可能な内燃機関のＥＧＲ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの観点では、内燃機関の排気ガスの一部を吸気系に還流させる内燃機関のＥＧＲ制御装置は、前記吸気系の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、前記吸気絞り弁の下流側の吸気通路と排気通路とを接続し、前記排気ガスの一部が通過するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路上に設けられ、当該ＥＧＲ通路を通過するＥＧＲガスの量を調節するＥＧＲ弁と、予め設定された、前記ＥＧＲ弁の開度とＥＧＲ率とが満たす所定の関係を取得する取得手段と、前記所定の関係に基づいて目標ＥＧＲ率を得るために必要なＥＧＲ弁の開度を算出し、前記算出されたＥＧＲ弁の開度と、現在設定されている前記ＥＧＲ弁の開度との間にずれがあった場合に、前記ずれ分を補正するように前記吸気絞り弁の開度を制御する吸気絞り弁制御手段と、を備える。
【０００９】
上記の内燃機関のＥＧＲ制御装置は、内燃機関から排出された排気ガスの一部を還流させて内燃機関の吸気系に供給する排気ガス再循環装置である。ＥＧＲ制御装置は、吸気系の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、吸気絞り弁の下流側の吸気通路と排気通路とを接続し、排気ガスの一部が通過するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路上に設けられ、ＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲ弁と、を有する。ＥＧＲ制御装置は、予め設定された、ＥＧＲ弁の開度とＥＧＲ率とが満たす所定の関係を取得手段によって取得する。吸気絞り弁制御手段は、この所定の関係に基づいて目標ＥＧＲ率を得るために必要なＥＧＲ弁の開度を算出し、算出されたＥＧＲ弁の開度と、現在設定されているＥＧＲ弁の開度との間にずれがあった場合に、このずれ分を補正するように吸気絞り弁の開度を制御する。通常、内燃機関の運転状態が変化してＥＧＲ弁の前後の差圧変化（背圧変化）が生じた場合には、上記の所定の関係から定まる開度にＥＧＲ弁を設定しても、目標ＥＧＲ率を得られない場合がある。そのため、ＥＧＲ制御装置は、内燃機関の運転状態が変化しても常にＥＧＲ弁の開度とＥＧＲ率とが所定の関係を満たすように、吸気絞り弁の開度を制御する。これにより、内燃機関の運転状態が変化しても、目標ＥＧＲ率から一義的にＥＧＲ弁の開度が決定されるため、ＥＧＲ弁の制御性が向上する。
【００１０】
上記の内燃機関のＥＧＲ制御装置の一態様では、前記所定の関係とは、前記ＥＧＲ弁の開度と前記ＥＧＲ率とが一次関数の関係を満たしていることをいい、前記吸気絞り弁制御手段は、前記目標ＥＧＲ率を満たすように設定されたＥＧＲ弁の開度と、当該目標ＥＧＲ率とが前記一次関数の関係を満たすように、前記吸気絞り弁の開度を制御する。
【００１１】
この態様では、吸気絞り弁制御手段は、内燃機関の運転状態が変化しても常に、ＥＧＲ弁の開度とＥＧＲ率とが一次関数の関係を満たすように吸気絞り弁の開度を制御する。言い換えると、吸気絞り弁制御手段は、ＥＧＲ弁の開度に対するＥＧＲ率の制御リニアリティーを確保するように吸気絞り弁の開度を制御する。この場合、吸気絞り弁制御手段は、一次関数の関係に基づいて目標ＥＧＲ率を得るために必要なＥＧＲ弁の開度を算出し、算出されたＥＧＲ弁の開度と現在設定されているＥＧＲ弁の開度との間にずれがあった場合に、このずれ分を補正するように吸気絞り弁の開度を制御する。これにより、内燃機関の運転状態によって目標ＥＧＲ率に対して設定すべきＥＧＲ弁の開度が変化しても、この変化分を吸気絞り弁の開度を制御することで補正することによって、設定しているＥＧＲ弁の開度と目標ＥＧＲ率とが常に一次関数の関係を満たすようになる。よって、ＥＧＲ率の制御リニアリティーが確保でき、ＥＧＲ弁の制御性が更に向上する。
【００１２】
上記の内燃機関のＥＧＲ制御装置の他の一態様では、前記所定の関係は、前記内燃機関の燃費が最良である場合における前記ＥＧＲ弁の開度に基づいて表され、前記吸気絞り弁制御手段は、前記目標ＥＧＲ率を満たすように設定されたＥＧＲ弁の開度において、前記内燃機関の燃費が最良となるように、前記吸気絞り弁の開度を制御する。
【００１３】
この態様では、吸気絞り弁制御手段は、ＥＧＲ弁の開度をベース開度に設定した場合に、内燃機関の運転状態にかかわらず常に最良な燃費が得られるように吸気絞り弁の開度を制御する。ＥＧＲ弁のベース開度は、例えば、車両をベンチ適合させた状態におけるＥＧＲ弁の開度であり、この状態ではポンプ損失などが最小となり、内燃機関の燃費が最良になると考えることができる。このように、吸気絞り弁制御手段は、内燃機関の運転状態によって目標ＥＧＲ率に対して設定すべきＥＧＲ弁の開度が変化しても、この変化分を吸気絞り弁の開度を制御することによって補う。これにより、内燃機関の運転状態にかかわらず、ＥＧＲ弁の開度をベース開度に設定することによって、最良な燃費を得ることが可能となる。
【００１４】
上記の内燃機関のＥＧＲ制御装置の他の一態様では、前記吸気絞り弁制御手段は、前記吸気絞り弁の開度を制御するごとに、当該吸気絞り弁の開度を補正した量を記憶すると共に、当該吸気絞り弁の開度を更新することができる。これにより、ＥＧＲ弁の前後の背圧変化や排気系の圧損変化などに対して、適切に対処することが可能となる。
【００１５】
上記の内燃機関のＥＧＲ制御装置において、好適には、前記吸気絞り弁制御手段は、前記ＥＧＲ弁の前後の差圧が一定となるように、前記吸気絞り弁を制御する。これにより、ＥＧＲ弁の開度とＥＧＲ率とが上記の所定の関係を満たすようになるため、目標ＥＧＲ率から一義的にＥＧＲ弁の開度が決定されるので、ＥＧＲ弁の制御性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１７】
［ＥＧＲ制御装置の構成］
まず、本発明の実施形態に係るＥＧＲ制御装置について、図１を用いて説明する。図１は、ＥＧＲ制御装置を搭載した車両の概略構成を示す模式図である。
【００１８】
車両は、主に、内燃機関１と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）２と、吸気通路３と、過給機４と、吸気絞り弁（スロットル弁）５と、排気通路７と、ＥＧＲ通路８と、ＥＧＲ弁９と、を備える。なお、本実施形態に係るＥＧＲ制御装置は、主として、ＥＣＵ２、吸気絞り弁５、ＥＧＲ通路８、及びＥＧＲ弁９などにより構成される。
【００１９】
内燃機関１は、燃焼室内の混合気を爆発させて動力を発生する装置である。内燃機関１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどのエンジンとすることができる。
【００２０】
吸気通路３には、矢印２０ａで示すように吸気が供給される。吸気通路３中には過給機４が設けられており、過給機４は流入した吸気を圧縮する。また、吸気通路３には、吸気絞り弁５が設けられている。吸気絞り弁５は、内燃機関１に供給する吸気の流量を調整する。この吸気絞り弁５は、ＥＣＵ２から供給される制御信号Ｓ１によって開度が制御される。
【００２１】
排気通路７は、内燃機関１から排出された排気ガスが流通する。この排気通路７中には、ＥＧＲ通路８が接続されている。具体的には、ＥＧＲ通路８は、一端が排気通路７に接続され、他の一端が吸気通路３に接続されている。ＥＧＲ通路８には、矢印２０ｂで示すように排気ガスの一部が流入し、流入した排気ガスは矢印２０ｃで示すように吸気系に還流される。
【００２２】
ＥＧＲ通路８上にはＥＧＲ弁９が設けられており、ＥＧＲ弁９によって吸気系に還流される排気ガスの流量が調整される。このＥＧＲ弁９は、ＥＣＵ２から供給される制御信号Ｓ２によって開度が制御される。
【００２３】
内燃機関１から排出された排気ガスは、過給機４へ流入し、過給機４内の図示しないタービンホイールを回転させる。その際、タービンホイールの回転トルクは、過給機４内の図示しないコンプレッサホイールへ伝達される。これにより、吸気は、過給機４を通過する際に圧縮される。
【００２４】
ＥＣＵ２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。ＥＣＵ２は、主に、内燃機関１などの運転状態などに基づいてＥＧＲ率を調節する。具体的には、ＥＣＵ２は、吸気絞り弁５の開度及びＥＧＲ弁９の開度を制御することによってＥＧＲ率を調節する。このように、ＥＣＵ２は、ＥＧＲ弁９の開度とＥＧＲ率とが満たす所定の関係を取得する取得手段、及び吸気絞り弁９の開度を制御する吸気絞り弁制御手段として機能する。
【００２５】
ここで、吸気絞り弁５の開度を制御したときの、ＥＧＲ弁９の制御性と内燃機関１の燃費との関係について図２を用いて説明する。図２は、横軸にＥＧＲ弁９の開度（以下、単に「ＥＧＲ弁開度」とも呼ぶ。）を示し、縦軸にＥＧＲ率を示す図である。
【００２６】
直線２１〜２３は、吸気絞り弁５の開度を変えた場合に得られる、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率との関係を示している。具体的には、直線２１〜２３は、直線２１→直線２２→直線２３の順で吸気絞り弁５の開度を大きくした場合に得られた結果である。直線２１が得られる状態では、ＥＧＲ弁開度に対して感度良くＥＧＲ率が変化している、即ちＥＧＲ弁開度の変化に対してＥＧＲ率の変化量が大きいため、ＥＧＲ弁９の制御性が良いといえる。しかし、この場合には、吸気絞り弁５の開度が小さいため吸気損失やポンプ損失が生じるので、内燃機関１の燃費は良好ではないといえる。
【００２７】
一方、直線２３が得られる状態では、ＥＧＲ弁開度の変化に対してＥＧＲ率の変化量が小さいため、ＥＧＲ弁９の制御性が良好ではないといえる。しかし、この場合は、吸気絞り弁５の開度が大きいため上記した吸気損失などは生じないので、内燃機関１の燃費は良好であるといえる。また、直線２１と直線２３との間に位置する直線２２が得られる状態は、ＥＧＲ弁９の制御性も燃費も比較的良好な状態にあるといえる。
【００２８】
このように、吸気絞り弁５の開度を制御することによって、ＥＧＲ弁９の制御性や内燃機関１の燃費が変化する。したがって、本実施形態に係るＥＧＲ制御装置は、ＥＧＲ弁９の制御性を良好にするため、及び内燃機関１の燃費を良好にするために、吸気絞り弁５の開度（以下、「吸気絞り弁開度」と呼ぶ。）を制御する。即ち、ＥＧＲ制御装置は、ＥＧＲ率を変化させるために吸気絞り弁５を補助的に用いる。
【００２９】
［吸気絞り弁の制御方法］
以下、本実施形態に係る吸気絞り弁５の制御方法について説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る吸気絞り弁５の制御方法の基本的な概念について説明する。
【００３１】
通常は、ＥＣＵ２は、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが満たす所定の関係を記憶しており、目標ＥＧＲ率を得るために、この所定の関係に基づいてＥＧＲ弁開度を設定している。しかし、内燃機関１の運転状態が変化してＥＧＲ弁９の前後の差圧変化（背圧変化）が生じた場合には、上記の所定の関係から定まる開度にＥＧＲ弁開度を設定しても、目標ＥＧＲ率を得られない場合がある。
【００３２】
したがって、第１実施形態に係る吸気絞り弁５の制御は、内燃機関１の運転状態が変化しても常に、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが所定の関係、具体的には一次関数の関係（以下、この関係を「基準となる関係」とも呼ぶ。）を満たすように、吸気絞り弁開度を制御する。言い換えると、ＥＣＵ２は、ＥＧＲ弁開度に対するＥＧＲ率の制御リニアリティーを確保するように吸気絞り弁開度を制御する。より詳しくは、ＥＣＵ２は、基準となる関係に基づいて目標ＥＧＲ率を得るために必要なＥＧＲ弁開度を算出し、算出されたＥＧＲ弁開度と現在設定されているＥＧＲ弁開度との間にずれがあった場合に、このずれ分を補正するように吸気絞り弁開度を制御する。これにより、内燃機関１の運転状態によって目標ＥＧＲ率に対して設定すべきＥＧＲ弁開度が変化しても、この変化分を吸気絞り弁開度を制御することで補正することによって、設定しているＥＧＲ弁開度と目標ＥＧＲ率とが一次関数の関係を満たすようになる。したがって、内燃機関１の運転状態が変化しても、目標ＥＧＲ率から一義的にＥＧＲ弁開度が決定されるため、ＥＧＲ弁９の制御性が良好になる。
【００３３】
なお、上記のように、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが常に所定の関係を満たすように吸気絞り弁開度の制御を行うことにより、ＥＧＲ弁９の前後の差圧が概ね一定となる。
【００３４】
ここで、第１実施形態に係る吸気絞り弁５の制御処理を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、吸気絞り弁５の制御処理は、ＥＣＵ２が行う。また、この処理は所定の周期で繰り返し実行される。
【００３５】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ２は、内燃機関１の回転数、燃料の噴射量、ＥＧＲ率、ＥＧＲ弁開度、及び吸気絞り弁開度の現在値を取得する。具体的には、ＥＣＵ２は、内燃機関１に設けられた図示しない回転数センサから回転数を求め、図示しないアクセル開度センサなどから燃料の噴射量を求める。更に、ＥＣＵ２は、吸気通路３やＥＧＲ通路８中に設けられた図示しないＯ２センサなどの出力に基づいて現在のＥＧＲ率を算出する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。
【００３６】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ２は、内燃機関１の運転状態が定常であるか否かを判定する。ＥＣＵ２は、内燃機関１の運転状態が定常であるときのみ、本実施形態に係る吸気絞り弁５の制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２は、内燃機関１の回転数や噴射量などに基づいて、運転状態が定常であるか否かの判定を行う。運転状態が定常である場合には（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）処理はステップＳ１０３に進み、運転状態が定常でない場合には（ステップＳ１０２；Ｎｏ）処理は当該フローを抜ける。
【００３７】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ２は、基準となる関係に基づいて目標ＥＧＲ率に対応するＥＧＲ弁開度を算出し、現在のＥＧＲ弁開度と算出されたＥＧＲ弁開度が一致するか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ２は、基準となる関係として以下の式（１）を用いて、目標ＥＧＲ率に対応するＥＧＲ弁開度（以下、このＥＧＲ弁開度を「目標ＥＧＲ弁開度」とも呼ぶ。）を算出する。この式（１）は、目標ＥＧＲ弁開度と目標ＥＧＲ率とが一次関数の関係を満たしていることを示している。なお、基準となる関係に用いられる一次関数の傾きは、ＥＧＲ弁９の制御性が良好となるような傾きに設定されている。
【００３８】
（目標ＥＧＲ弁開度）＝ｆ（目標ＥＧＲ率）    式（１）
そして、ＥＣＵ２は、式（１）から算出された目標ＥＧＲ弁開度（即ち、「ｆ（目標ＥＧＲ率）」）と、現在のＥＧＲ弁開度を比較する。詳しくは、ＥＣＵ２は、現在のＥＧＲ弁開度と目標ＥＧＲ弁開度が等しいか否かを判定する。現在のＥＧＲ弁開度と目標ＥＧＲ弁開度が等しくなければ（ステップＳ１０３；Ｎｏ）処理はステップＳ１０４に進む。一方、現在のＥＧＲ弁開度と目標ＥＧＲ弁開度が等しければ（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）処理は当該フローを抜ける。この場合は、現在の吸気絞り弁開度を補正する必要がないからである。なお、現在のＥＧＲ弁開度は、目標ＥＧＲ率を実現するようにフィードバック制御によって設定されたものである。
【００３９】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ２は、現在のＥＧＲ弁開度が、式（１）に示した一次関数を用いて算出された目標ＥＧＲ弁開度（ｆ（目標ＥＧＲ率））よりも大きいか否かを判定している。現在のＥＧＲ弁開度が、目標ＥＧＲ弁開度よりも大きい場合には（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進む。一方、現在のＥＧＲ弁開度が、目標ＥＧＲ弁開度よりも小さい場合には（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に進む。
【００４０】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ２は、吸気絞り弁開度が小さくなるような学習量を決定する。この場合は、現在のＥＧＲ弁開度が目標ＥＧＲ弁開度よりも大きいため、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが一次関数の関係に従っている場合の状態と比較して、ＥＧＲ弁開度の変化量に対してＥＧＲ率の変化量が小さい状態にあるといえる。したがって、吸気絞り弁開度を小さくすることによって、吸気系に還流させるＥＧＲガスの量を増加させる。具体的には、ＥＣＵ２は、現在のＥＧＲ弁開度と目標ＥＧＲ弁開度との差分に基づいて学習量を決定する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０７に進む。
【００４１】
一方、ステップＳ１０６では、ＥＣＵ２は、吸気絞り弁開度が大きくなるような学習量を決定する。この場合は、現在のＥＧＲ弁開度が目標ＥＧＲ弁開度よりも小さいため、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが一次関数の関係に従っている場合の状態と比較して、ＥＧＲ弁開度の変化量に対してＥＧＲ率の変化量が大きい状態にあるといえる。したがって、吸気絞り弁開度を大きくすることによって、吸気系に還流させるＥＧＲガスの量を減少させる。具体的には、ＥＣＵ２は、現在のＥＧＲ弁開度と目標ＥＧＲ弁開度との差分に基づいて学習量を決定する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０７に進む。
【００４２】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ２は、吸気絞り弁開度の学習量を記憶し、この学習量で吸気絞り弁開度を補正する。具体的には、ＥＣＵ２は、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６で決定された学習量を記憶し、現在の吸気絞り弁開度をこの学習量で補正する。そして、処理はステップＳ１０８に進む。
【００４３】
ステップＳ１０８では、ＥＣＵ２は、補正した開度に吸気絞り弁５を設定して制御する。更に、ＥＣＵ２は、ＥＧＲ弁開度を目標ＥＧＲ弁開度に設定する。これにより、現在のＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが一次関数の関係を満たすようになる。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０９に進む。
【００４４】
ステップＳ１０９では、ＥＣＵ２は、前述したステップＳ１０３と同様の処理を行う。具体的には、ＥＣＵ２は、式（１）の一次関数に基づいて目標ＥＧＲ率に対応する目標ＥＧＲ弁開度を算出し、現在のＥＧＲ弁開度と目標ＥＧＲ弁開度とを比較する。即ち、吸気絞り弁５によって制御した後における、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが一次関数の関係を満たしているか否かを判定している。ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが一次関数の関係を満たしている場合には（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、処理は当該フローを抜ける。
【００４５】
一方、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが一次関数の関係を満たしていない場合には（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０１に戻って再度処理を行う。このように、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理を繰り返し実行することによって、即ち吸気絞り弁開度をフィードバック制御することによって、内燃機関１の運転状態にかかわらずに、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが一次関数の関係を満たすようになる。
【００４６】
以上のように、第１実施形態に係る吸気絞り弁５の制御処理では、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率との関係が一次関数の関係を満たすように吸気絞り弁５を制御する。これにより、内燃機関１の運転状態にかかわらず、目標ＥＧＲ率から一義的にＥＧＲ弁開度が決定されるため、ＥＧＲ弁９の制御性が良好になる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る吸気絞り弁５の制御方法の基本的な概念について説明する。
【００４８】
車両をベンチ適合させた状態における開度（ベース開度）にＥＧＲ弁開度を設定した場合には、ポンプ損失などが最小となり、内燃機関１の燃費が最良になると考えることができる。よって、内燃機関１の燃費を確保すべき状況においては、ＥＧＲ弁開度をベース開度に設定することが好ましい。しかしながら、内燃機関１の運転状態が変化してＥＧＲ弁９の前後において背圧変化が生じた場合には、目標ＥＧＲ率を得るためのＥＧＲ弁開度が変化するため、ＥＧＲ弁開度をベース開度に設定しても燃費が最良ではない場合がある。
【００４９】
したがって、第２実施形態に係る吸気絞り弁５の制御は、ＥＧＲ弁開度をベース開度に設定した場合に、内燃機関１の運転状態にかかわらず常に最良な燃費が得られるように吸気絞り弁５を制御する。即ち、内燃機関１の運転状態によって、目標ＥＧＲ率に対して設定すべきＥＧＲ弁開度が変化しても、この変化分を吸気絞り弁開度を制御することによって補う。これにより、内燃機関１の運転状態にかかわらず、ＥＧＲ弁開度をベース開度に設定することによって最良な燃費を得ることが可能となる。このように、第２実施形態に係る吸気絞り弁５の制御は、上記した第１実施形態に係るに吸気絞り弁５の制御と異なり、内燃機関１の燃費を確保することを主目的として実行される。なお、第２実施形態では、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが満たす所定の関係は、ＥＧＲ弁９のベース開度を用いて表されている。
【００５０】
ここで、第２実施形態に係る吸気絞り弁５の制御処理を、図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、吸気絞り弁５の制御処理は、ＥＣＵ２が行う。また、この処理は所定の周期で繰り返し実行される。
【００５１】
まず、ステップＳ２０１では、ＥＣＵ２は、内燃機関１の回転数、燃料の噴射量、ＥＧＲ率、ＥＧＲ弁開度、及び吸気絞り弁５の開度の現在値を取得する。具体的には、ＥＣＵ２は、内燃機関１に設けられた図示しない回転数センサから回転数を求め、図示しないアクセル開度センサなどから燃料の噴射量を求める。更に、ＥＣＵ２は、吸気通路３やＥＧＲ通路８中に設けられた図示しないＯ２センサなどの出力に基づいて現在のＥＧＲ率を算出する。そして、処理はステップＳ２０２に進む。
【００５２】
ステップＳ２０２では、ＥＣＵ２は、内燃機関１の運転状態が定常であるか否かを判定する。ＥＣＵ２は、内燃機関１の運転状態が定常であるときのみ、本実施形態に係る吸気絞り弁５の制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２は、内燃機関１の回転数や噴射量などに基づいて、運転状態が定常であるか否かの判定を行う。運転状態が定常である場合には（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）処理はステップＳ２０３に進み、運転状態が定常でない場合には（ステップＳ２０２；Ｎｏ）処理は当該フローを抜ける。
【００５３】
ステップＳ２０３では、ＥＣＵ２は、現在のＥＧＲ弁開度がベース開度に一致するか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ２は、目標ＥＧＲ率に対応するＥＧＲ弁９のベース開度を取得し、現在のＥＧＲ弁開度がベース開度に一致するか否かを判定する。このベース開度は、例えば、車両をベンチ適合させた状態におけるＥＧＲ弁開度であり、ＥＣＵ２内の図示しないメモリなどに記憶されている。また、ＥＧＲ弁９のベース開度は、目標ＥＧＲ率の関数となっている。現在のＥＧＲ弁開度とベース開度が等しくなければ（ステップＳ２０３；Ｎｏ）処理はステップＳ２０４に進む。一方、現在のＥＧＲ弁開度とベース開度が等しければ（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）処理は当該フローを抜ける。この場合は、現在の吸気絞り弁開度を補正する必要がないからである。なお、現在のＥＧＲ弁開度は、目標ＥＧＲ率を実現するようにフィードバック制御によって設定されたものである。
【００５４】
ステップＳ２０４では、ＥＣＵ２は、現在のＥＧＲ弁開度がベース開度よりも大きいか否かを判定している。現在のＥＧＲ弁開度がベース開度よりも大きい場合には（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０５に進み、現在のＥＧＲ弁開度がベース開度よりも小さい場合には（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０６に進む。
【００５５】
ステップＳ２０５では、ＥＣＵ２は、吸気絞り弁開度が小さくなるような学習量を決定する。この場合は、現在のＥＧＲ弁開度がベース開度よりも大きいため、ＥＧＲ弁開度がベース開度に設定されている場合の状態と比較して、ＥＧＲ弁開度の変化量に対してＥＧＲ率の変化量が小さい状態にあるといえる。したがって、吸気絞り弁開度を小さくすることによって、吸気系に還流させるＥＧＲガスの量を増加させる。具体的には、ＥＣＵ２は、現在のＥＧＲ弁開度とベース開度との差分に基づいて学習量を決定する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ２０７に進む。
【００５６】
一方、ステップＳ２０６では、ＥＣＵ２は、吸気絞り弁開度が大きくなるような学習量を決定する。この場合は、現在のＥＧＲ弁開度がベース開度よりも小さいため、ＥＧＲ弁開度がベース開度に設定されている場合の状態と比較して、ＥＧＲ弁開度の変化量に対してＥＧＲ率の変化量が大きい状態にあるといえる。したがって、吸気絞り弁開度を大きくすることによって、吸気系に還流させるＥＧＲガスの量を減少させる。具体的には、ＥＣＵ２は、現在のＥＧＲ弁開度とベース開度との差分に基づいて学習量を決定する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ２０７に進む。
【００５７】
ステップＳ２０７では、ＥＣＵ２は、吸気絞り弁開度の学習量を記憶し、この学習量で吸気絞り弁開度を補正する。具体的には、ＥＣＵ２は、ステップＳ２０５又はステップＳ２０６で決定された学習量を記憶し、現在の吸気絞り弁開度をこの学習量で補正する。そして、処理はステップＳ２０８に進む。
【００５８】
ステップＳ２０８では、ＥＣＵ２は、補正した開度に吸気絞り弁５を設定して制御する。更に、ＥＣＵ２は、ＥＧＲ弁開度をベース開度に設定する。そして、処理はステップＳ２０９に進む。
【００５９】
ステップＳ２０９では、ＥＣＵ２は、前述したステップＳ２０３と同様の処理を行う。具体的には、ＥＣＵ２は、現在のＥＧＲ率に対応するベース開度を算出し、現在のＥＧＲ弁開度とベース開度とを比較する。即ち、ＥＣＵ２は、吸気絞り弁５によって制御した後において、現在のＥＧＲ弁開度が目標ＥＧＲ率に対応するベース開度に一致しているか否かを判定している。ＥＧＲ弁開度がベース開度に一致している場合には（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、処理は当該フローを抜ける。
【００６０】
一方、ＥＧＲ弁開度がベース開度と一致しない場合には（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０１に戻って再度処理を行う。このように、ステップＳ２０１〜Ｓ２０９の処理を繰り返し実行することによって、即ち吸気絞り弁開度をフィードバック制御することによって、内燃機関１の運転状態にかかわらずに、目標ＥＧＲ率に対応するベース開度にＥＧＲ弁開度を設定することによって内燃機関１の燃費が最良となる。
【００６１】
以上のように、第２実施形態に係る吸気絞り弁５の制御処理によれば、内燃機関１の運転状態にかかわらず、ＥＧＲ弁開度をベース開度に設定することによって最良な燃費を得ることが可能となる。
【００６２】
なお、第１実施形態及び第２実施形態に係る吸気絞り弁５の制御処理は、内燃機関１の運転状態に応じて切り替えることが好ましい。例えば、内燃機関１の運転状態が過渡状態にあると判断された場合には、第１実施形態に係る吸気絞り弁５の制御処理を実行し、内燃機関１の運転状態が定常状態にあると判断された場合には、第２実施形態に係る吸気絞り弁５の制御処理を実行することが好ましい。
【００６３】
また、本発明は、所定の関係に基づいて目標ＥＧＲ率を得るために必要なＥＧＲ弁開度を算出し、算出されたＥＧＲ弁開度と現在のＥＧＲ弁開度との間にずれがあった場合に、ずれ分を補正するように吸気絞り弁開度を制御することに限定はされない。他の例では、ＥＣＵ２は、所定の関係に基づいて現在のＥＧＲ弁開度に対応する目標ＥＧＲ率を算出し、目標ＥＧＲ率と現在のＥＧＲ率との間にずれがあった場合に、このずれ分を補正するように吸気絞り弁開度を制御する。
【００６４】
更に、本発明は、ＥＧＲ率に基づいて吸気絞り弁５を制御することに限定はされず、ＥＧＲガス流量に基づいて吸気絞り弁５を制御してもよい。この場合には、ＥＧＲガス流量に基づいて、前述した基準となる関係（式（１）に示した一次関数）、及び内燃機関１の燃費が最良となるベース開度などを設定することができる。
【００６５】
更に、本発明は、ＥＧＲ率を調整するために吸気絞り弁５を補助的に用いることに限定はされない。吸気絞り弁５を制御する代わりに、例えば、排気通路７上に設けられた図示しない排気絞り弁を補助的に用いることができる。更に他の例では、吸気絞り弁５を制御する代わりに、過給機４に設けられた図示しない可変バルブを補助的に用いることもできる。更に他の例では、吸気絞り弁５の開度、排気絞り弁の開度、及び可変バルブの開度のうち、２以上の開度を制御してもよい。
【００６６】
更に、本発明は、ＥＧＲ弁開度とＥＧＲ率とが所定の関係を満たすように吸気絞り弁開度の制御を行うことに限定はされず、ＥＧＲ弁９の前後の差圧が概ね一定となるように吸気絞り弁開度の制御を行ってもよい。この場合には、ＥＧＲ弁９の前後に圧力センサなどを設け、この圧力センサが検出した圧力に基づいて吸気絞り弁開度の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態に係るＥＧＲ制御装置が搭載された車両の概略構成を示す模式図である。
【図２】吸気絞り弁の開度を制御したときの、ＥＧＲ弁の制御性と燃費の変化を説明するための図である。
【図３】第１実施形態に係る吸気絞り弁の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係る吸気絞り弁の制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１  内燃機関
２  ＥＣＵ
３  吸気通路
４  過給機
５  吸気絞り弁
７  排気通路
８  ＥＧＲ通路
９  ＥＧＲ弁
【図１】
2006214416.tif 000003
【図２】
2006214416.tif 000004
【図３】
2006214416.tif 000005
【図４】
2006214416.tif 000006