(57)【要約】【課題】内燃機関において、過給機よりも下流の吸気ガスがＥＧＲ通路を逆流することを防止する。【解決手段】ＥＧＲ通路は、ＥＧＲ弁を介して、排気通路と過給機の下流の吸気通路との間をつなぐ。当該吸気通路における過給圧に関する情報として、目標過給圧と、吸気圧センサによって検出される実過給圧の２種類が用いられる。制御装置は、目標過給圧と実過給圧のうちより高い方である比較対象圧を、排気通路における排気ガス圧と比較する。比較対象圧が排気ガス圧より高い場合、制御装置は、ＥＧＲを禁止して、ＥＧＲ弁を全閉する。一方、比較対象圧が排気ガス圧より低い場合、制御装置は、ＥＧＲを許可する。【選択図】図３
2018141387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機と、
ＥＧＲ弁を介して排気通路と前記過給機の下流の吸気通路との間をつなぐＥＧＲ通路と、
排気ガスの一部を前記排気通路から前記ＥＧＲ通路を通して前記吸気通路に戻すＥＧＲを制御する制御装置と、
前記吸気通路におけるガス圧力である過給圧を検出する吸気圧センサと
を備え、
前記過給圧の目標値は、目標過給圧であり、
前記吸気圧センサによって検出される前記過給圧は、実過給圧であり、
前記制御装置は、
前記目標過給圧、前記実過給圧、及び前記排気通路における排気ガス圧を取得する取得処理と、
前記目標過給圧と前記実過給圧のうちより高い方である比較対象圧と前記排気ガス圧との比較を行う判定処理と、
前記比較対象圧が前記排気ガス圧より高い場合、前記ＥＧＲを禁止して、前記ＥＧＲ弁を全閉する禁止処理と、
前記比較対象圧が前記排気ガス圧より低い場合、前記ＥＧＲを許可する許可処理と
を行う
内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関であって、
前記排気通路に配置された触媒を更に備え、
前記触媒は、前記ＥＧＲ通路と前記排気通路とがつながる位置よりも下流に配置されている
内燃機関。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関であって、
前記内燃機関が搭載された車両の加速時、前記比較対象圧が前記排気ガス圧より高くなると、前記制御装置は、前記禁止処理を開始する
内燃機関。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関であって、
前記制御装置は、前記禁止処理を開始するとき、前記ＥＧＲ弁の目標開度を即座にゼロまで下げる
内燃機関。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関であって、
前記内燃機関が搭載された車両の減速時、前記比較対象圧が前記排気ガス圧より低くなると、前記制御装置は、前記ＥＧＲ弁を開いて前記ＥＧＲを開始する
内燃機関。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関であって、
前記制御装置は、前記ＥＧＲを開始するとき、前記ＥＧＲ弁の目標開度を徐々に増加させる
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のＥＧＲ装置は、排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に戻すために設けられている。ＥＧＲ装置に関連する先行技術として、次の特許文献１〜特許文献４に記載されているものが知られている。
【０００３】
特許文献１は、内燃機関の吸気装置を開示している。当該吸気装置は、ターボチャージャーとＥＧＲ装置を備えている。ターボチャージャーは、吸気通路に設けられたコンプレッサと、排気通路に設けられたタービンとを備えている。ＥＧＲ装置は、タービン下流の排気通路とコンプレッサ下流の吸気通路との間をつないでおり、排気ガスの一部をタービン下流からコンプレッサ下流に戻す。
【０００４】
特許文献２は、内燃機関のＥＧＲ制御装置を開示している。当該ＥＧＲ制御装置は、車両の加速時にＥＧＲ制御を行う。具体的には、ＥＧＲ制御装置は、加速要求を受け取ると、まず最初にＥＧＲ弁を閉じる。ＥＧＲ弁が完全に閉じたことを確認した後、ＥＧＲ制御装置は、スロットル弁を要求開度まで開く。
【０００５】
特許文献３は、エンジンの制御装置を開示している。当該制御装置は、車両の減速を検知すると、燃料噴射量を減らす燃料カット制御を行う。この燃料カット制御と連動して、制御装置は、ＥＧＲ弁を閉じる。具体的には、制御装置は、燃料カット制御開始時にＥＧＲ弁を閉じ、所定の遅れ時間後にＥＧＲ弁を開く。
【０００６】
特許文献４は、内部ＥＧＲ量の推定に用いられる排気圧を推定する排気圧推定装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１２２１９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２０４７２号公報
【特許文献３】特開２００６−１８３５５８号公報
【特許文献４】特開２００５−３０７８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１において、ＥＧＲ装置は、排気ガスの一部をコンプレッサ下流の吸気通路に戻すように構成されている。ここで、コンプレッサ下流の吸気ガス圧（過給圧）が排気ガス圧より高い状態を考える。この状態においてＥＧＲ弁が開いていると、コンプレッサ下流の吸気ガスの一部がＥＧＲ通路を逆流し、排気通路側に流出してしまう。この場合、気筒に導入される新気量が減少するため、トルク低下等の性能低下が発生する。
【０００９】
本発明の１つの目的は、過給機よりも下流の吸気ガスがＥＧＲ通路を逆流することを防止することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、内燃機関を提供する。
内燃機関は、
過給機と、
ＥＧＲ弁を介して排気通路と前記過給機の下流の吸気通路との間をつなぐＥＧＲ通路と、
排気ガスの一部を前記排気通路から前記ＥＧＲ通路を通して前記吸気通路に戻すＥＧＲを制御する制御装置と、
前記吸気通路におけるガス圧力である過給圧を検出する吸気圧センサと
を備える。
前記過給圧の目標値は、目標過給圧である。
前記吸気圧センサによって検出される前記過給圧は、実過給圧である。
前記制御装置は、
前記目標過給圧、前記実過給圧、及び前記排気通路における排気ガス圧を取得する取得処理と、
前記目標過給圧と前記実過給圧のうちより高い方である比較対象圧と前記排気ガス圧との比較を行う判定処理と、
前記比較対象圧が前記排気ガス圧より高い場合、前記ＥＧＲを禁止して、前記ＥＧＲ弁を全閉する禁止処理と、
前記比較対象圧が前記排気ガス圧より低い場合、前記ＥＧＲを許可する許可処理と
を行う。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
前記内燃機関は、前記排気通路に配置された触媒を更に備える。
前記触媒は、前記ＥＧＲ通路と前記排気通路とがつながる位置よりも下流に配置されている。
【００１２】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、更に次の特徴を有する。
前記内燃機関が搭載された車両の加速時、前記比較対象圧が前記排気ガス圧より高くなると、前記制御装置は、前記禁止処理を開始する。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明において、更に次の特徴を有する。
前記制御装置は、前記禁止処理を開始するとき、前記ＥＧＲ弁の目標開度を即座にゼロまで下げる。
【００１４】
第５の発明は、第１から第４の発明のいずれかにおいて、更に次の特徴を有する。
前記内燃機関が搭載された車両の減速時、前記比較対象圧が前記排気ガス圧より低くなると、前記制御装置は、前記ＥＧＲ弁を開いて前記ＥＧＲを開始する。
【００１５】
第６の発明は、第５の発明において、更に次の特徴を有する。
前記制御装置は、前記ＥＧＲを開始するとき、前記ＥＧＲ弁の目標開度を徐々に増加させる。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、制御装置は、目標過給圧と実過給圧のうちより高い方である比較対象圧を、排気ガス圧と比較する。比較対象圧が排気ガス圧より低い場合、制御装置は、ＥＧＲを許可する。一方、比較対象圧が排気ガス圧より高い場合、制御装置は、ＥＧＲを禁止し、ＥＧＲ弁を全閉する。これにより、吸気ガスがＥＧＲ通路を逆流することを確実に防止することが可能となる。気筒に導入される新気量が減少しないため、トルク低下等の性能低下が防止される。更に、目標過給圧と実過給圧のうち高い方を比較対象圧として用いることにより、目標過給圧あるいは実過給圧の値にエラーが存在する場合に誤判定が発生する確率を抑えることが可能となる。
【００１７】
第２の発明によれば、ＥＧＲ通路と排気通路とがつながる位置よりも下流に、触媒が配置されている。仮に吸気ガスがＥＧＲ通路を逆流して排気通路に流出したとすると、その吸気ガスが未燃炭化水素と共に触媒に導入されてしまう。このことは、触媒の過熱ひいては溶損を招く。第２の発明によれば、吸気ガスがＥＧＲ通路を逆流することが防止されるため、触媒の過熱及び溶損も防止される。
【００１８】
第３の発明によれば、車両の加速時に発生し得るＥＧＲ通路における吸気ガスの逆流を防止することが可能となる。
【００１９】
第４の発明によれば、禁止処理の開始時、制御装置は、ＥＧＲ弁の目標開度を即座にゼロに設定する。その結果、ＥＧＲ弁は最速で全閉される。これにより、ＥＧＲ通路における吸気ガスの逆流をより確実に防ぐことが可能となる。
【００２０】
第５の発明によれば、車両の減速時に発生し得るＥＧＲ通路における吸気ガスの逆流を防止することが可能となる。
【００２１】
第６の発明によれば、ＥＧＲを開始するとき、制御装置は、ＥＧＲ弁の目標開度を徐々に増加させる。これにより、ＥＧＲガス量が過多となることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の構成例を示す概略図である。
【図２】図２は、課題を説明するための概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る内燃機関におけるＥＧＲ制御の概要を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置によるＥＧＲ制御を説明するためのブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態における排気ガス圧マップを説明するための概念図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置によるＥＧＲ制御を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る内燃機関におけるＥＧＲ制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の第１の変形例を示す概略図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の第２の変形例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の第３の変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
１．内燃機関の構成例
図１は、本実施の形態に係る内燃機関１（エンジン）の構成例を示す概略図である。内燃機関１は車両に搭載される。内燃機関１は、主な構成として、エンジン本体１０、吸気通路２０、排気通路３０、過給機４０、ＥＧＲ装置５０、センサ群６０、及び制御装置１００を備えている。
【００２５】
エンジン本体１０は、燃焼が行われる気筒（燃焼室）を有している。
【００２６】
吸気通路２０は、エンジン本体１０の気筒に吸気ガスを供給するためのものであり、エンジン本体１０の上流側に配置されている。吸気通路２０の最上流部にはエアクリーナ２１が設けられている。エアクリーナ２１の下流には、過給機４０のコンプレッサ４１が設けられている。コンプレッサ４１の下流の吸気通路２０には、スロットルバルブ２３が設けられている。スロットルバルブ２３の下流には、吸気マニホールド２４が設けられている。吸気マニホールド２４は、エンジン本体１０の各気筒に吸気ガスを導入するように接続されている。
【００２７】
排気通路３０は、エンジン本体１０の気筒から排気ガスを排出するためのものであり、エンジン本体１０の下流側に配置されている。より詳細には、エンジン本体１０の各気筒の排気口に排気マニホールド３１が接続されている。排気マニホールド３１の下流には、過給機４０のタービン４２が設けられている。タービン４２の下流の排気通路３０には、フロント触媒３２が設けられている。更に、フロント触媒の下流の排気通路３０には、リア触媒３３が設けられている。例えば、フロント触媒３２はスタート触媒（Ｓ／Ｃ）であり、リア触媒３３はアンダーフロア触媒（Ｕ／Ｆ）である。
【００２８】
タービン４２の出力軸は、吸気側のコンプレッサ４１に接続されている。エンジン本体１０からの排気ガス流によってタービン４２が回転すると、コンプレッサ４１も回転し、それにより吸気ガスの圧縮が行われる。このようにして、過給機４０は、吸気ガスの圧力を大気圧以上に高めることができる。尚、図１では過給機４０としてターボチャージャーが例示されているが、他の過給方式の過給機４０が用いられてもよい。
【００２９】
ＥＧＲ装置５０は、排気通路３０を流れる排気ガスの一部を吸気通路２０に戻す「ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）」を実施するために設けられている。図１に示される例では、ＥＧＲ装置５０は、フロント触媒３２とリア触媒３３との間の排気通路３０から排気ガスの一部を取り込む。そして、ＥＧＲ装置５０は、取り込んだ排気ガスをＥＧＲガスとして、コンプレッサ４１の下流の吸気マニホールド２４に戻す。
【００３０】
より詳細には、ＥＧＲガスの流路としてＥＧＲ通路５１が配置されている。ＥＧＲ通路５１の一端は、フロント触媒３２とリア触媒３３との間の排気通路３０における接続位置３０Ａにつながっている。ＥＧＲ通路５１の他端は、コンプレッサ４１の下流の吸気マニホールド２４につながっている。このＥＧＲ通路５１には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５２、及びＥＧＲガスの流量を調節するためのＥＧＲ弁５３が設けられている。ＥＧＲアクチュエータ５４は、ＥＧＲ弁５３の開度を変更可能なように構成されている。ＥＧＲ弁５３の開度を変更することによって、ＥＧＲ通路５１を流れるＥＧＲガス量を調節することができる。
【００３１】
センサ群６０は、内燃機関１の運転状態を検出し、検出情報を制御装置１００に送る。例えば、センサ群６０は、エンジン回転センサ６１、大気圧センサ６２、アクセルポジションセンサ６３、及び吸気圧センサ６４を含んでいる。エンジン回転センサ６１は、エンジン回転速度ＮＥを検出し、検出情報を制御装置１００に送る。大気圧センサ６２は、大気圧Ｐａｔを検出し、検出情報を制御装置１００に送る。アクセルポジションセンサ６３は、アクセル開度ＡＰを検出し、検出情報を制御装置１００に送る。吸気圧センサ６４は、吸気マニホールド２４における吸気ガス圧（実過給圧Ｐｍａ）を検出し、検出情報を制御装置１００に送る。
【００３２】
制御装置１００は、内燃機関１の運転を制御する。典型的には、制御装置１００は、プロセッサ、記憶装置、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。制御装置１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。制御装置１００は、センサ群６０から検出情報を受け取り、検出情報に基づいて各種アクチュエータを制御することによって、内燃機関１の運転を制御する。特に、制御装置１００は、ＥＧＲアクチュエータ５４を制御してＥＧＲ弁５３の開度を調節することによって、ＥＧＲ制御を行う。
【００３３】
２．ＥＧＲ制御の概要
図２は、課題を説明するための概略図である。上述の通り、ＥＧＲ通路５１は、ＥＧＲ弁５３を介して、排気通路３０の接続位置３０Ａと吸気通路２０の吸気マニホールド２４との間をつないでいる。排気通路３０（接続位置３０Ａ）におけるガス圧力は、以下「排気ガス圧Ｐｓｃ」と呼ばれる。また、過給機４０のコンプレッサ４１よりも下流の吸気マニホールド２４におけるガス圧力は、以下「過給圧Ｐｍ」と呼ばれる。
【００３４】
ここで、過給圧Ｐｍが排気ガス圧Ｐｓｃよりも高くなる状態を考える。例えば、車両の加速時、内燃機関１がＮＡ域から過給域に移行すると、過給圧Ｐｍが排気ガス圧Ｐｓｃより高くなる可能性がある。また、大気圧Ｐａｔが低く、空気密度が低い環境（例えば、高地環境）において、過給圧Ｐｍが排気ガス圧Ｐｓｃより高くなる可能性がある。
【００３５】
このように過給圧Ｐｍが排気ガス圧Ｐｓｃよりも高い状態においてＥＧＲ弁５３が開いていると、吸気マニホールド２４中の吸気ガスの一部が、ＥＧＲ通路５１を逆流し、排気通路３０に流出してしまう。この場合、エンジン本体１０の気筒に導入される新気量が減少するため、トルク低下等の性能低下が発生する。
【００３６】
また、ＥＧＲ通路５１を逆流した新気ガスは、未燃炭化水素（ＨＣ）と共にリア触媒３３に導入されてしまう。このことは、リア触媒３３の過熱（OT: Over Temperature）ひいては溶損を招き、好ましくない。
【００３７】
上記の課題を解決するため、本実施の形態では、吸気ガスがＥＧＲ通路５１を逆流することを防止することができるＥＧＲ制御を提案する。具体的には、逆流を防止するために、過給圧Ｐｍと排気ガス圧Ｐｓｃとの比較結果に基づいてＥＧＲ弁５３の開閉が制御される。
【００３８】
特に、本実施の形態では、過給圧Ｐｍとして２種類の値が用いられる。１つ目は、過給圧Ｐｍの目標値である「目標過給圧Ｐｍｔ」である。この目標過給圧Ｐｍｔは、内燃機関１の運転状態に基づき、制御装置１００によって決定される。２つ目は、過給圧Ｐｍの実測値である「実過給圧Ｐｍａ」である。この実過給圧Ｐｍａは、吸気圧センサ６４によって検出される。そして、目標過給圧Ｐｍｔと実過給圧Ｐｍａのうちより高い方が、排気ガス圧Ｐｓｃと比較される。目標過給圧Ｐｍｔと実過給圧Ｐｍａのうちより高い方は、以下「比較対象圧Ｐｍｃ」と呼ばれる。
【００３９】
図３は、本実施の形態に係るＥＧＲ制御の概要を説明するためのタイミングチャートである。
【００４０】
時刻ｔ１より前、目標過給圧Ｐｍｔと実過給圧Ｐｍａは共に、排気ガス圧Ｐｓｃより低い。すなわち、比較対象圧Ｐｍｃは、排気ガス圧Ｐｓｃより低い（Ｐｍｃ＜Ｐｓｃ）。この場合、ＥＧＲは許可される。ＥＧＲが許可されている場合、必要に応じてＥＧＲ弁５３を開いてＥＧＲを実施してもよい。
【００４１】
時刻ｔ１において、目標過給圧Ｐｍｔが増加し、排気ガス圧Ｐｓｃより高くなる。一方、実過給圧Ｐｍａは、時刻ｔ１以降に徐々に増加し、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２に排気ガス圧Ｐｓｃより高くなる。本実施の形態によれば、実過給圧Ｐｍａが排気ガス圧Ｐｓｃより低くても、目標過給圧Ｐｍｔが排気ガス圧Ｐｓｃより高ければ、ＥＧＲは禁止され、ＥＧＲ弁５３は全閉される。すなわち、比較対象圧Ｐｍｃが排気ガス圧Ｐｓｃより高い場合（Ｐｍｃ＞Ｐｓｃ）、ＥＧＲは禁止され、ＥＧＲ弁５３は全閉される。これにより、ＥＧＲ通路５１における吸気ガスの逆流を確実に防止することが可能となる。
【００４２】
時刻ｔ１以降、しばらくの間、比較対象圧Ｐｍｃは排気ガス圧Ｐｓｃより高く、ＥＧＲは禁止されたままである。つまり、ＥＧＲ弁５３は全閉されたままである。
【００４３】
時刻ｔ３において、目標過給圧Ｐｍｔが減少し、排気ガス圧Ｐｓｃより低くなる。一方、実過給圧Ｐｍａは、時刻ｔ３以降に徐々に減少し、時刻ｔ３より後の時刻ｔ４に排気ガス圧Ｐｓｃより低くなる。目標過給圧Ｐｍｔが排気ガス圧Ｐｓｃより低くても、実過給圧Ｐｍａが排気ガス圧Ｐｓｃより高ければ、ＥＧＲは禁止される。すなわち、比較対象圧Ｐｍｃが排気ガス圧Ｐｓｃより高い場合（Ｐｍｃ＞Ｐｓｃ）、ＥＧＲは禁止される。
【００４４】
時刻ｔ４において、比較対象圧Ｐｍｃ（ここでは実過給圧Ｐｍａ）が排気ガス圧Ｐｓｃより低くなる。その結果、ＥＧＲは許可される。ＥＧＲが許可されている場合、必要に応じてＥＧＲ弁５３を開いてＥＧＲを実施してもよい。実過給圧Ｐｍａが排気ガス圧Ｐｓｃより低くなる時刻ｔ４まで待ってからＥＧＲ弁５３を開くため、ＥＧＲ通路５１における吸気ガスの逆流を確実に防止することが可能となる。
【００４５】
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、過給機４０よりも下流の過給圧Ｐｍとして、目標過給圧Ｐｍｔと実過給圧Ｐｍａの２種類が用いられる。そして、目標過給圧Ｐｍｔと実過給圧Ｐｍａのうちより高い方である比較対象圧Ｐｍｃが、排気ガス圧Ｐｓｃと比較される。比較対象圧Ｐｍｃが排気ガス圧Ｐｓｃより低い場合（Ｐｍｃ＜Ｐｓｃ）、ＥＧＲは許可される。一方、比較対象圧Ｐｍｃが排気ガス圧Ｐｓｃより高い場合（Ｐｍｃ＞Ｐｓｃ）、ＥＧＲは禁止され、ＥＧＲ弁５３が全閉される。これにより、吸気ガスの一部がＥＧＲ通路５１を逆流することを確実に防止することが可能となる。エンジン本体１０の気筒に導入される新気量は減少しないため、トルク低下等の性能低下が防止される。また、リア触媒３３の過熱及び溶損が防止される。
【００４６】
更に、目標過給圧Ｐｍｔと実過給圧Ｐｍａのうち高い方を比較対象圧Ｐｍｃとして用いることにより、次のような効果も得られる。例えば、吸気圧センサ６４が故障した場合、実過給圧Ｐｍａの値にエラーが生じる可能性がある。その場合、仮に実過給圧Ｐｍａだけに基づいてＥＧＲの許可あるいは禁止を判定すると、その判定が誤りとなる可能性がある。本実施の形態によれば、目標過給圧Ｐｍｔと実過給圧Ｐｍａのうち高い方が比較対象圧Ｐｍｃとして用いられるため、少なくとも時刻ｔ１〜ｔ３の期間においては誤判定を防止することが可能となる。目標過給圧Ｐｍｔの値にエラーが生じた場合も同様である。すなわち、本実施の形態によれば、少なくとも定常状態においては誤判定を防止することが可能となる。
【００４７】
３．制御装置によるＥＧＲ制御
３−１．ＥＧＲ制御のための構成例
図４は、本実施の形態に係る内燃機関１の制御装置１００によるＥＧＲ制御を説明するためのブロック図である。制御装置１００は、プロセッサ１１０及び記憶装置１２０を備えている。プロセッサ１１０が記憶装置１２０に格納された制御プログラムを実行することにより、本実施の形態に係るＥＧＲ制御が実現される。
【００４８】
より詳細には、制御装置１００は、センサ群６０から、エンジン回転速度ＮＥ、大気圧Ｐａｔ、アクセル開度ＡＰ、実過給圧Ｐｍａ等の検出情報を受け取る。そして、制御装置１００は、検出情報に基づいて比較対象圧Ｐｍｃ及び排気ガス圧Ｐｓｃを取得する。排気ガス圧Ｐｓｃを取得する際、制御装置１００は、あらかじめ作成された排気ガス圧マップＭＡＰを参照してもよい。
【００４９】
図５は、排気ガス圧マップＭＡＰを説明するための概念図である。横軸はエンジン回転速度ＮＥを表し、縦軸は排気ガス圧Ｐｓｃを表している。エンジン回転速度ＮＥが高くなるにつれ、排気ガス圧Ｐｓｃも高くなる。また、図５には、排気ガス圧Ｐｓｃとエンジン回転速度ＮＥとの関係が、複数の異なる大気圧Ｐａｔのそれぞれについて示されている。大気圧Ｐａｔが低くなるにつれて、排気ガス圧Ｐｓｃも低くなる。このように、排気ガス圧Ｐｓｃは、エンジン回転速度ＮＥと大気圧Ｐａｔの関数として与えられる。排気ガス圧マップＭＡＰは、そのような関数を規定するマップである。排気ガス圧マップＭＡＰは、あらかじめ作成され、制御装置１００の記憶装置１２０に格納される。制御装置１００は、この排気ガス圧マップＭＡＰを用いることによって、排気ガス圧Ｐｓｃを推定することができる。
【００５０】
制御装置１００は、比較対象圧Ｐｍｃと排気ガス圧Ｐｓｃとの比較を行い、その比較結果に基づいてＥＧＲを許可するか禁止するかを決定する。ＥＧＲを禁止する場合、制御装置１００は、ＥＧＲ弁５３を全閉する。このとき、制御装置１００は、ＥＧＲアクチュエータ５４を通して、ＥＧＲ弁５３の開度を制御する。より詳細には、制御装置１００は、ＥＧＲ弁５３の目標開度を示す指令をＥＧＲアクチュエータ５４に出力する。ＥＧＲアクチュエータ５４は、当該指令に従い、ＥＧＲ弁５３の開度を目標開度に制御する。
【００５１】
３−２．ＥＧＲ制御の処理フロー
図６は、本実施の形態に係るＥＧＲ制御を示すフローチャートである。図６に示されるフローは、所定のサイクル毎に繰り返し実行される。
【００５２】
ステップＳ１００：取得処理
ステップＳ１００において、制御装置１００は、ＥＧＲ制御に必要な各種圧力を取得する。具体的には、制御装置１００は、排気通路３０における排気ガス圧Ｐｓｃを取得する（ステップＳ１１０）。例えば、制御装置１００は、排気ガス圧マップＭＡＰ（図５参照）を用いて排気ガス圧Ｐｓｃを推定する。上述の通り、排気ガス圧マップＭＡＰに対する入力パラメータは、エンジン回転速度ＮＥと大気圧Ｐａｔである。エンジン回転速度ＮＥは、エンジン回転センサ６１によって検出される。大気圧Ｐａｔは、大気圧センサ６２によって検出される。大気圧Ｐａｔも考慮することによって、大気圧Ｐａｔが低くなる高地環境においても、排気ガス圧Ｐｓｃを精度良く推定することができる。
【００５３】
また、制御装置１００は、実過給圧Ｐｍａを取得する（ステップＳ１２０）。実過給圧Ｐｍａは、吸気圧センサ６４によって検出される。更に、制御装置１００は、目標過給圧Ｐｍｔを取得する（ステップＳ１３０）。具体的には、制御装置１００は、内燃機関１の運転状態に基づいて目標過給圧Ｐｍｔを算出する。この目標過給圧Ｐｍｔの算出方法は設計次第であり、様々な方法が考えられる。例えば、制御装置１００は、アクセル開度ＡＰに基づいて目標過給圧Ｐｍｔを算出する。アクセル開度ＡＰは、アクセルポジションセンサ６３によって検出される。
【００５４】
ステップＳ２００：ＥＧＲ制御処理
ステップＳ２００において、制御装置１００は、ステップＳ１００で取得した各種圧力に基づいてＥＧＲ制御を行う。まず、制御装置１００は、実過給圧Ｐｍａと目標過給圧Ｐｍｔのうちより高い方を比較対象圧Ｐｍｃとする（ステップＳ２１０）。そして、制御装置１００は、比較対象圧Ｐｍｃと排気ガス圧Ｐｓｃとの比較を行い、比較対象圧Ｐｍｃが排気ガス圧Ｐｓｃより高いか否かを判定する（ステップＳ２２０）。
【００５５】
比較対象圧Ｐｍｃが排気ガス圧Ｐｓｃより高い場合（ステップＳ２２０；Ｙｅｓ）、制御装置１００は「禁止処理」を行う。具体的には、制御装置１００は、判定フラグＦＬＧを“１”に設定する（ステップＳ２３０）。判定フラグＦＬＧが“１”の場合、ＥＧＲは禁止される。更に、制御装置１００は、ＥＧＲ通路５１における吸気ガスの逆流を防止するために、ＥＧＲ弁５３を全閉する（ステップＳ２４０）。
【００５６】
一方、比較対象圧Ｐｍｃが排気ガス圧Ｐｓｃより低い場合（ステップＳ２２０；Ｎｏ）、制御装置１００は「許可処理」を行う。具体的には、制御装置１００は、判定フラグＦＬＧを“０”に設定する（ステップＳ２５０）。判定フラグＦＬＧが“０”の場合、ＥＧＲは許可される。ＥＧＲが許可されている場合、制御装置１００は、必要に応じてＥＧＲ弁５３を開いてＥＧＲを実施してもよい（ステップＳ２６０）。
【００５７】
３−３．ＥＧＲ制御の一例
図７は、本実施の形態に係るＥＧＲ制御の一例を示すタイミングチャートである。図７には、アクセル開度ＡＰ、各種圧力、判定フラグＦＬＧ、及びＥＧＲ弁５３の開度のそれぞれの時間変化が示されている。ＥＧＲ弁５３の開度としては、目標開度と実開度の２種類が示されている。
【００５８】
時刻ｔ１において、内燃機関１が搭載された車両が加速を開始する。アクセル開度ＡＰは増加し、それに伴って目標過給圧Ｐｍｔも増加する。実過給圧Ｐｍａは排気ガス圧Ｐｓｃよりまだ低いが、目標過給圧Ｐｍｔは排気ガス圧Ｐｓｃより高くなる。すなわち、比較対象圧Ｐｍｃが排気ガス圧Ｐｓｃより高くなる。従って、制御装置１００は、判定フラグＦＬＧを“１”に設定し、禁止処理を開始する。
【００５９】
禁止処理を開始する際、制御装置１００は、ＥＧＲ弁５３の目標開度を即座にゼロまで下げる。ＥＧＲ弁５３の実開度は目標開度よりも遅れて変化するが、目標開度を即座にゼロに設定することによって、ＥＧＲ弁５３を可能な限り早く閉じることができる。すなわち、ＥＧＲ弁５３を最速で全閉することができる。これにより、ＥＧＲ通路５１における吸気ガスの逆流を、より確実に防ぐことが可能となる。
【００６０】
実過給圧Ｐｍａは、時刻ｔ１以降に徐々に増加する。時刻ｔ１より後の時刻ｔ２において、実過給圧Ｐｍａは排気ガス圧Ｐｓｃより高くなる。しかしながら、先の時刻ｔ１において禁止処理は既に始まっている。時刻ｔ２において判定フラグＦＬＧ等に変化はない。その後、実過給圧Ｐｍａは一定となる（定常状態）。この定常状態において、ＥＧＲは禁止されたままであり、ＥＧＲ弁５３は全閉されたままである。
【００６１】
時刻ｔ３において、内燃機関１が搭載された車両が減速を開始する。アクセル開度ＡＰは減少し、それに伴って目標過給圧Ｐｍｔも減少する。目標過給圧Ｐｍｔは排気ガス圧Ｐｓｃより低くなるが、実過給圧Ｐｍａは排気ガス圧Ｐｓｃよりまだ高い。すなわち、比較対象圧Ｐｍｃは排気ガス圧Ｐｓｃよりまだ高い。従って、判定フラグＦＬＧ等に変化はない。ＥＧＲは禁止されたままであり、ＥＧＲ弁５３は全閉されたままである。
【００６２】
実過給圧Ｐｍａは、時刻ｔ３以降に徐々に減少する。時刻ｔ３より後の時刻ｔ４において、実過給圧Ｐｍａは排気ガス圧Ｐｓｃより低くなる。すなわち、比較対象圧Ｐｍｃが排気ガス圧Ｐｓｃより低くなる。従って、制御装置１００は、判定フラグＦＬＧを“０”に設定し、ＥＧＲを許可する。
【００６３】
ＥＧＲが許可されると、制御装置１００は、ＥＧＲ弁５３を開いて、ＥＧＲを開始してもよい。ＥＧＲを開始する際、ＥＧＲガス量が過多とならないように、ＥＧＲ弁５３を徐々に開くことが好適である。そのために、図７に示されるように、制御装置１００は、ＥＧＲ弁５３の目標開度を徐々に増加させることが好適である。
【００６４】
３−４．効果
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、制御装置１００は、目標過給圧Ｐｍｔと実過給圧Ｐｍａのうちより高い方である比較対象圧Ｐｍｃを、排気ガス圧Ｐｓｃと比較する。比較対象圧Ｐｍｃが排気ガス圧Ｐｓｃより低い場合（Ｐｍｃ＜Ｐｓｃ）、制御装置１００は、ＥＧＲを許可する。一方、比較対象圧Ｐｍｃが排気ガス圧Ｐｓｃより高い場合（Ｐｍｃ＞Ｐｓｃ）、制御装置１００は、ＥＧＲを禁止し、ＥＧＲ弁５３を全閉する。これにより、吸気ガスの一部がＥＧＲ通路５１を逆流することを確実に防止することが可能となる。エンジン本体１０の気筒に導入される新気量は減少しないため、トルク低下等の性能低下が防止される。また、リア触媒３３の過熱及び溶損が防止される。
【００６５】
更に、目標過給圧Ｐｍｔと実過給圧Ｐｍａのうち高い方を比較対象圧Ｐｍｃとして用いることにより、目標過給圧Ｐｍｔあるいは実過給圧Ｐｍａの値にエラーが存在する場合に誤判定が発生する確率を抑えることが可能となる。少なくとも定常状態においては、誤判定を防止することが可能である。
【００６６】
４．変形例
４−１．第１の変形例
図８は、本実施の形態に係る内燃機関１の第１の変形例を示す概略図である。既出の説明と重複する説明は、適宜省略される。第１の変形例では、ＥＧＲ通路５１は、過給機４０のタービン４２よりも上流の排気通路３０（例えば排気マニホールド３１）につながっている。つまり、ＥＧＲ装置５０は、タービン４２よりも上流の排気通路３０からコンプレッサ４１よりも下流の吸気通路２０にＥＧＲガスを戻す。このような構成によるＥＧＲは、ＨＰＬ（High Pressure Loop）−ＥＧＲと呼ばれる場合がある。このような構成においても、吸気ガスの一部がＥＧＲ通路５１を逆流するという現象は発生し得る。従って、本実施の形態に係るＥＧＲ制御は有用である。
【００６７】
４−２．第２の変形例
図９は、本実施の形態に係る内燃機関１の第２の変形例を示す概略図である。既出の説明と重複する説明は、適宜省略される。第２の変形例では、ＥＧＲ通路５１は、リア触媒３３よりも下流の排気通路３０につながっている。この場合、吸気ガスの一部がＥＧＲ通路５１を逆流しても、リア触媒３３の過熱及び溶損は発生しない。しかしながら、エンジン本体１０の気筒に導入される新気量が減少することによる性能低下はやはり発生する。従って、本実施の形態に係るＥＧＲ制御は有用である。
【００６８】
４−３．第３の変形例
図１０は、本実施の形態に係る内燃機関１の第３の変形例を示す概略図である。既出の説明と重複する説明は、適宜省略される。第３の変形例では、排気圧センサ６５が排気通路３０に設けられる。この排気圧センサ６５は、排気通路３０における排気ガス圧Ｐｓｃを検出し、検出情報を制御装置１００に送る。図６中のステップＳ１１０において、制御装置１００は、この検出情報から排気ガス圧Ｐｓｃを取得する。本変形例の場合、排気ガス圧マップＭＡＰは不要である。
【００６９】
尚、第３の変形例は、上述の図１、図８、及び図９に示された構成のいずれとも組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  内燃機関（エンジン）
１０  エンジン本体
２０  吸気通路
２１  エアクリーナ
２３  スロットルバルブ
２４  吸気マニホールド
３０  排気通路
３１  排気マニホールド
３２  フロント触媒
３３  リア触媒
４０  過給機
４１  コンプレッサ
４２  タービン
５０  ＥＧＲ装置
５１  ＥＧＲ通路
５２  ＥＧＲクーラ
５３  ＥＧＲ弁
５４  ＥＧＲアクチュエータ
６０  センサ群
６１  エンジン回転センサ
６２  大気圧センサ
６３  アクセルポジションセンサ
６４  吸気圧センサ
６５  排気圧センサ
１００  制御装置（ＥＣＵ）
１１０  プロセッサ
１２０  記憶装置
ＭＡＰ  排気ガス圧マップ
Ｐｍａ  実過給圧
Ｐｍｔ  目標過給圧
Ｐｍｃ  比較対象圧
Ｐｓｃ  排気ガス圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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