(57)【要約】【課題】吸気通路にＥＧＲガスが還流される内燃機関において、車両の減速時における失火耐性を向上させる。【解決手段】内燃機関の制御装置は、可変圧縮比機構１０、ＥＧＲ通路１４及びＥＧＲ制御弁１５を備えると共に車両に搭載される内燃機関１を制御する。内燃機関の制御装置は、車両の減速要求時にＥＧＲ制御弁の開度を小さくすると共に一部の気筒２への燃料供給を停止した場合には、一部の気筒における機械圧縮比を最大にし、且つ、燃料供給が停止されない気筒について、車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率の推移を予測し、車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差の最小値が最大になるように機械圧縮比を設定する。【選択図】図１
2018076838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒毎に機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、排気通路を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に設けられると共に前記ＥＧＲガスの量を調整するＥＧＲ制御弁とを備えると共に車両に搭載される内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置において、
前記車両の減速要求時に前記ＥＧＲ制御弁の開度を小さくすると共に一部の気筒への燃料供給を停止した場合には、該一部の気筒における機械圧縮比を最大にし、且つ、燃料供給が停止されない気筒について、前記車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率の推移を予測し、前記車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差の最小値が最大になるように機械圧縮比を設定することを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される内燃機関において、排気通路を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させることが知られている（例えば、特許文献１〜４）。斯かる内燃機関において車両の減速が要求されると、目標機関負荷率が低下し、これに伴い失火限界ＥＧＲ率が低下する。この場合、所望の減速性能を得るべく吸入空気量を急激に減少させると、実ＥＧＲ率が失火限界ＥＧＲ率よりも高くなり、失火が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５０５００号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１２７１号公報
【特許文献３】特開２０１０−３６７８０号公報
【特許文献４】国際公開第２０１４／１４１７５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の内燃機関では、所望の減速性能を得つつ失火の発生を抑制すべく、車両の減速要求時に一部の気筒への燃料供給を停止する。この結果、燃料供給が停止されていない気筒の一気筒当たりの機関負荷率を高めることができ、失火限界ＥＧＲ率の低下を抑制することができる。
【０００５】
しかしながら、斯かる制御が実行された場合であっても、車両の減速要求時に多量のＥＧＲガスが還流されている場合等には、実ＥＧＲ率が失火限界ＥＧＲ率よりも高くなり、失火が発生するおそれがある。
【０００６】
そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、吸気通路にＥＧＲガスが還流される内燃機関において、車両の減速時における失火耐性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、気筒毎に機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、排気通路を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に設けられると共に前記ＥＧＲガスの量を調整するＥＧＲ制御弁とを備えると共に車両に搭載される内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置において、
前記車両の減速要求時に前記ＥＧＲ制御弁の開度を小さくすると共に一部の気筒への燃料供給を停止した場合には、該一部の気筒における機械圧縮比を最大にし、且つ、燃料供給が停止されない気筒について、前記車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率の推移を予測し、前記車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差の最小値が最大になるように機械圧縮比を設定することを特徴とする、内燃機関の制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、吸気通路にＥＧＲガスが還流される内燃機関において、車両の減速時における失火耐性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関を概略的に示す図である。
【図２】図２は、可変長コンロッドの概略的な断面図である。
【図３】図３は、失火限界ＥＧＲ率と機関負荷率ＫＬとの関係を示すマップである。
【図４】図４は、機械圧縮比が高圧縮比又は低圧縮比であるときの休止気筒における概略的なＰＶ線図の部分拡大図である。
【図５】図５は、車両の減速時におけるＥＧＲ制御弁の開度等のタイムチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施形態における内燃機関の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図７は、本実施形態において用いられる失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率の予測モデルを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１１】
＜内燃機関全体の説明＞
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関１を概略的に示す図である。内燃機関１は、点火プラグによって混合気が点火される火花点火式内燃機関であり、車両に搭載される。
【００１２】
内燃機関１は、複数の気筒２が設けられた機関本体３を備える。本実施形態では、気筒２の数は四つである。各気筒２には吸気マニホルド４及び排気マニホルド５が接続されている。
【００１３】
吸気マニホルド４は吸気管６を介してターボチャージャ（過給機）７のコンプレッサ７ａの出口に連結される。コンプレッサ７ａの入口は吸気管６を介してエアクリーナ８に連結される。吸気管６内にはステップモータ等により駆動されるスロットル弁９が配置される。さらに、吸気管６周りには吸気管６内を流れる吸入空気を冷却するためのインタークーラ１３が配置される。なお、インタークーラ１３は吸気マニホルド４に内蔵されていてもよい。吸気マニホルド４及び吸気管６は、空気を各気筒２内に導く吸気通路を形成する。
【００１４】
一方、排気マニホルド５は排気管２７を介してターボチャージャ７のタービン７ｂの入口に連結される。タービン７ｂの出口は排気管２７を介して排気浄化触媒２９に連結される。排気浄化触媒２９は、例えば、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を浄化する三元触媒である。排気マニホルド５及び排気管２７は、混合気の燃焼によって生じた排気ガスを各気筒２から排出する排気通路を形成する。
【００１５】
排気通路と吸気通路とは排気ガス再循環通路（ＥＧＲ通路）１４を介して互いに連結される。ＥＧＲ通路１４は、排気通路を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させる。また、ＥＧＲ通路１４には電子制御式のＥＧＲ制御弁１５が設けられている。ＥＧＲ制御弁１５は、排気通路から吸気通路に還流されるＥＧＲガスの量を調整する。さらに、ＥＧＲ通路１４には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１６が設けられている。
【００１６】
本実施形態では、ＥＧＲ通路１４は排気浄化触媒２９よりも下流側の排気通路とコンプレッサ７ａよりも上流側の吸気通路とに接続されている。したがって、内燃機関１はいわゆる低圧ループ方式（ＬＰＬ方式）のＥＧＲシステムを備える。なお、内燃機関１は他の方式のＥＧＲシステムを備えていてもよい。例えば、内燃機関１はいわゆる高圧ループ方式（ＨＰＬ方式）のＥＧＲシステムを備えていてもよい。この場合、ＥＧＲ通路は例えば排気マニホルド５と吸気マニホルド４とに接続される。
【００１７】
内燃機関１の各種制御は電子制御ユニット（ＥＣＵ）８０によって実行される。したがって、ＥＣＵ８０は内燃機関１の制御装置として機能する。ＥＣＵ８０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス８１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）８２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）８３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）８４、入力ポート８５及び出力ポート８６を備える。負荷センサ１０１、エアフロメータ１０２及びスロットル開度センサ１０３の出力が、対応するＡＤ変換器８７を介して入力ポート８５に入力される。
【００１８】
負荷センサ１０１は、アクセルペダル１２０の踏込み量に比例した出力電圧を発生させる。したがって、負荷センサ１０１は機関負荷を検出する。エアフロメータ１０２は、吸気通路においてエアクリーナ８とコンプレッサ７ａとの間に配置され、吸気管６内を流れる空気流量を検出する。スロットル開度センサ１０３はスロットル弁９の開度（スロットル開度）を検出する。
【００１９】
さらに、入力ポート８５には、クランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ１０８が接続され、クランク角センサ１０８によって機関回転数が検出される。
【００２０】
一方、出力ポート８６は、対応する駆動回路８８を介して、燃料噴射弁２０、スロットル弁駆動用ステップモータ及びＥＧＲ制御弁１５に接続されている。燃料噴射弁２０は、例えば、気筒２内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁である。なお、燃料噴射弁２０は、吸気ポート内に燃料を噴射するポート燃料噴射弁であってもよい。ＥＣＵ８０は、燃料噴射弁２０から噴射される燃料の噴射タイミング及び噴射量を制御する。
【００２１】
ＥＣＵ８０は、スロットル弁駆動用ステップモータを介してスロットル弁９の開度を制御することによって、気筒２内に供給される吸入空気量を制御する。また、ＥＣＵ８０は、ＥＧＲ制御弁１５の開度を制御することによって、吸気通路に還流されるＥＧＲガスの量を制御する。
【００２２】
内燃機関１は気筒２毎に機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を更に備える。可変圧縮比機構は、例えば、図２に示されたような可変長コンロッド１０である。図２は、可変長コンロッド１０の概略的な断面図である。可変長コンロッド１０は各気筒２に設けられる。
【００２３】
可変長コンロッド１０では、クランクピンを受容するクランク受容開口４１の中心とピストンピンを受容するピストンピン受容開口３２ｄの中心との間の長さ、すなわち可変長コンロッド１０の有効長さを変更することによって機械圧縮比を変更する。図２（Ａ）に示されるように、可変長コンロッド１０の有効長さが長くなる（Ｌ１になる）と、ピストン４０が圧縮上死点にあるときの燃焼室容積が小さくなり、機械圧縮比が増大する。一方、図２（Ｂ）に示すように、可変長コンロッド１０の有効長さが短くなる（Ｌ２になる）と、ピストン４０が圧縮上死点にあるときの燃焼室容積が大きくなり、機械圧縮比が低下する。したがって、可変長コンロッド１０は機械圧縮比を高圧縮比及び低圧縮比の二段階に変更することができる。
【００２４】
可変長コンロッド１０では、油圧ピストン機構３３、３４によって偏心部材３２を回動させることによって有効長さを変更する。油圧ピストン機構３３、３４への作動油の供給は、可変長コンロッド本体３１の外部の油供給装置によって作動される流れ方向切換機構３５によって制御される。可変長コンロッド本体３１の外部の油供給装置は、対応する駆動回路８８を介してＥＣＵ８０の出力ポート８６に接続される。したがって、ＥＣＵ８０は油供給装置を介して各気筒２における機械圧縮比を制御することができる。
【００２５】
可変長コンロッド１０は、特開２０１６−１１８１８１号公報に記載されているような公知技術であるため、その構成及び制御の詳細な説明は省略する。なお、可変圧縮比機構は、特開２０１６−１１８１８０号公報に記載されているような、機械圧縮比を三段階に変更可能な可変長コンロッドであってもよい。また、可変圧縮比機構は、気筒毎に機械圧縮比を変更可能であれば、任意の構成を有することができる。
【００２６】
なお、気筒配列、吸排気系の構成及び過給機の有無のような内燃機関１の具体的な構成は、図１に示した構成と異なっていてもよい。
【００２７】
＜内燃機関の制御＞
上述したような内燃機関１において車両の減速が要求されると、目標機関負荷率が低下する。図３から分かるように、機関負荷率ＫＬが低下すると、失火限界ＥＧＲ率も低下する。ＥＧＲ率とは、気筒２内に供給される全ガス量（吸入空気量とＥＧＲガス量との合計）に対するＥＧＲガス量の割合である。また、失火限界ＥＧＲ率とは、気筒２内で失火が発生するときのＥＧＲ率の下限値である。
【００２８】
車両の減速が要求されたときには、そのときの機関運転状態に応じた量のＥＧＲガスが吸入通路に還流されている。このため、車両の減速要求時にＥＧＲ制御弁１５の開度を小さくしても、実ＥＧＲ率の低下にはある程度の時間を要する。特に、内燃機関１のＥＧＲシステムがＬＰＬ方式である場合、ＨＰＬ方式に比べて、より多くのＥＧＲガスが吸入通路に還流されるため、実ＥＧＲ率の低下はより遅くなる。したがって、目標機関負荷率を実現すべく吸入空気量を急激に減少させると、実ＥＧＲ率が失火限界ＥＧＲ率よりも高くなり、失火が発生する場合がある。
【００２９】
そこで、本実施形態の内燃機関の制御装置は、車両の減速時における失火耐性を向上させるべく以下の制御を実行する。内燃機関の制御装置は、車両の減速要求時の実ＥＧＲ率が所定値以上の場合、ＥＧＲ制御弁１５の開度を小さくすると共に一部の気筒２への燃料供給を停止する。この結果、燃料供給が停止されていない気筒２（以下、「燃焼気筒」という）の一気筒当たりの機関負荷率を高めることができ、失火限界ＥＧＲ率の低下を抑制することができる。また、燃焼気筒の機関負荷率を高めることで、ＥＧＲガスの掃気が促進され、実ＥＧＲ率の低下を早めることができる。したがって、車両の減速要求時に一部の気筒２への燃料供給を停止することによって、車両の減速時における失火耐性を向上させることができる。
【００３０】
しかしながら、上記の制御が実行された場合であっても、車両の減速要求時に大量のＥＧＲガスが吸気通路に還流されている場合等には、実ＥＧＲ率が失火限界ＥＧＲ率よりも高くなり、失火が発生するおそれがある。そこで、本実施形態では、車両の減速時における失火耐性をより向上させるべく、各気筒２の機械圧縮比を以下のように制御する。
【００３１】
内燃機関の制御装置は、車両の減速要求時にＥＧＲ制御弁１５の開度を小さくすると共に一部の気筒２への燃料供給を停止した場合には、燃料供給を停止した気筒２（以下、「休止気筒」という）における機械圧縮比を最大にする。例えば、内燃機関１が機械圧縮比を二段階に変更する可変圧縮比機構を備えている場合、内燃機関の制御装置は休止気筒の機械圧縮比を高圧縮比側に設定する。
【００３２】
図４は、機械圧縮比が高圧縮比又は低圧縮比であるときの休止気筒における概略的なＰＶ線図の部分拡大図である。図中の実線は機械圧縮比が高圧縮比（ε＝１６）である場合を示し、図中の破線は機械圧縮比が低圧縮比（ε＝１０）である場合を示す。
【００３３】
高圧縮比における筒内容積の最小値は低圧縮比における筒内容積の最小値よりも小さい。このため、高圧縮比におけるポンプ損は図４の斜線部分の面積だけ低圧縮比に比べて増加する。また、高圧縮比における冷却損は低圧縮比における冷却損よりも大きく、高圧縮比における膨張時の圧力は低圧縮比における膨張時の圧力よりも低い。したがって、休止気筒における機械圧縮比を最大にすることによって、休止気筒における負の仕事量を増大させ、ひいては燃焼気筒の機関負荷率をより高めることができる。この結果、失火限界ＥＧＲ率が高められるため、車両の減速時における失火耐性をより向上させることができる。
【００３４】
図５は、燃焼気筒における機械圧縮比、車両の減速時におけるＥＧＲ制御弁１５の開度、スロットル弁９の開度（スロットル開度）、機関負荷率ＫＬ、失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率のタイムチャートである。図中の実線は車両の減速要求後に機械圧縮比が低圧縮比に設定された場合を示し、図中の破線は車両の減速要求後に機械圧縮比が高圧縮比に設定された場合を示す。
【００３５】
図示した例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで機械圧縮比が低圧縮比に設定され、時刻ｔ１において、車両の減速が要求される。これに伴い、ＥＧＲガス量を減少させるべくＥＧＲ制御弁１５の開度が小さくされると共に、機関負荷率ＫＬを低下させるべくスロットル開度が小さくされる。
【００３６】
機関負荷率ＫＬが同一の場合、失火限界ＥＧＲ率は、機械圧縮比が高いほど高くなる。このため、時刻ｔ１後、高圧縮比における失火限界ＥＧＲ率は低圧縮比における失火限界ＥＧＲ率よりも高くなる。しかしながら、高圧縮比における熱効率は低圧縮比に比べて高い。このため、出力トルクを目標トルクまで低下させるためには、高圧縮比における機関負荷率ＫＬを低圧縮比に比べて低くする必要がある。この結果、車両の減速時には、高圧縮比における失火限界ＥＧＲ率と低圧縮比における失火限界ＥＧＲ率との差が小さくなる。また、機関負荷率ＫＬが高い低圧縮比では、高圧縮比に比べて、ＥＧＲガスの掃気が促進され、実ＥＧＲ率の低下が速くなる。
【００３７】
したがって、燃焼気筒については、車両の減速要求時の機関運転状態、減速要求による目標トルク等に応じて、失火耐性に有利な機械圧縮比が異なる。このため、内燃機関の制御装置は、燃焼気筒について、車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率の推移を予測し、車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差の最小値が最大になるように機械圧縮比を設定する。このことによって、車両の減速時における失火耐性をより向上させることができる。
【００３８】
以下、図６のフローチャートを参照して、上述した制御について詳細に説明する。図６は、本発明の実施形態における内燃機関の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、内燃機関１の始動後、ＥＣＵ８０によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。
【００３９】
最初に、ステップＳ１０１では、燃料カット（ＦＣ）条件が成立しているか否かが判定される。例えば、アクセルペダル１２０の踏込み量が第一閾値以下であり且つ機関回転数がアイドリング時の回転数よりも高い所定の回転数以上であるときに燃料カット条件が成立していると判定され、アクセルペダル１２０の踏込み量が第一閾値よりも大きく又は機関回転数がアイドリング時の回転数よりも高い所定の回転数未満であるときに燃料カット条件が成立していないと判定される。第一閾値は例えばゼロである。
【００４０】
ステップＳ１０１において燃料カット条件が成立していると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、全気筒２への燃料供給が停止される。
【００４１】
次いで、ステップＳ１０３において出力トルクが目標トルク以下であるか否かが判定される。出力トルクが目標トルクよりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、休止気筒における負の仕事量を増大させて出力トルクを低下させるべく、休止気筒における機械圧縮比Ｒε、すなわち全気筒における機械圧縮比が高くされる。例えば、可変圧縮比機構によって機械圧縮比が二段階に変更される場合、休止気筒における機械圧縮比Ｒεは高圧縮比側に設定される。
【００４２】
ステップＳ１０４の後、本制御ルーチンは終了する。一方、ステップＳ１０３において出力トルクが目標トルク以下であると判定された場合、機械圧縮比が変更されることなく、本制御ルーチンは終了する。
【００４３】
ステップＳ１０１において燃料カット条件が成立していないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、車両の減速要求が有るか否かが判定される。例えば、アクセルペダル１２０の踏込み量が第二閾値以下であるときに車両の減速要求が有ると判定され、アクセルペダル１２０の踏込み量が第二閾値よりも大きいときに車両の減速要求が無いと判定される。第二閾値は、ステップＳ１０１における第一閾値よりも大きい値である。ステップＳ１０５において車両の減速要求が有ると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０６に進む。
【００４４】
ステップＳ１０６では、部分気筒休止条件が成立しているか否かが判定される。例えば、車両の減速要求時の実ＥＧＲ率が所定値以上の場合には部分気筒休止条件が成立していると判定され、車両の減速要求時の実ＥＧＲ率が所定値未満の場合には部分気筒休止条件が成立していないと判定される。車両の減速要求時の実ＥＧＲ率は、例えば、エアフロメータ１０２によって検出された空気流量、ＥＧＲ制御弁１５の開度等に基づいて算出される。
【００４５】
ステップＳ１０６において部分気筒休止条件が成立していると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、吸入通路に還流されるＥＧＲガスの量を減少させるべく、ＥＧＲ制御弁１５の開度が小さくされる。例えば、ステップＳ１０７において、ＥＧＲ制御弁１５を閉弁してＥＧＲ制御弁１５の開度をゼロにする。
【００４６】
次いで、ステップＳ１０８では、燃焼気筒における機関負荷率を高めるべく、一部の気筒２への燃料供給が停止される。次いで、ステップＳ１０９では、燃焼気筒における機関負荷率を更に高めるべく、休止気筒における機械圧縮比Ｒεが最大値εｍａｘにされる。例えば、可変圧縮比機構によって機械圧縮比が二段階に変更される場合、休止気筒における機械圧縮比Ｒεは高圧縮比側に設定される。
【００４７】
次いで、ステップＳ１１０では、燃焼気筒について、車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率の推移が予測される。具体的な予測方法については後述する。次いで、ステップＳ１１１では、ステップＳ１１０における予測結果に基づいて、車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差の最小値が最大になるように燃料気筒における機械圧縮比Ｃεが最適な機械圧縮比εｏｐｔに設定される。ステップＳ１１１の後、本制御ルーチンは終了する。
【００４８】
また、ステップＳ１０５において車両の減速要求が無いと判定された場合、又はステップＳ１０６において部分気筒休止条件が成立していないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２では、通常制御が実行され、全ての気筒２に燃料が供給され、機関運転状態に応じて各気筒２における機械圧縮比が設定される。ステップＳ１１２の後、本制御ルーチンは終了する。
【００４９】
＜失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率の予測＞
図６のステップＳ１１０における失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率の予測は例えば以下のような方法によって行われる。
【００５０】
図７は、本実施形態において用いられる失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率の予測モデルを示すブロック図である。予測モデルでは、入力パラメータの一つとしてスロットル開度ＴＡが用いられる。車両の減速中における時間Δｔ毎のスロットル開度の値は、車両の減速開始時におけるスロットル開度の変化量から推定可能である。車両の減速開始時におけるスロットル開度の変化量はスロットル開度センサ１０３によって検出される。時間Δｔ毎のスロットル開度の値を予測モデルに入力してループ計算を行うことによって、車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率の推移を予測することができる。
【００５１】
また、燃焼気筒における機械圧縮比は、車両の減速開始時には、そのときの機関運転状態に応じた値に設定されている。例えば、車両の減速開始時に、燃焼気筒における機関負荷率が低圧縮比側に設定されていたと仮定する。この場合、機械圧縮比が低圧縮比側に設定された場合の車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率を算出するためには、車両の減速開始時に検出されたスロットル開度の変化量を用いればよい。
【００５２】
一方、機械圧縮比が高圧縮比側に設定される場合、低圧縮比側に比べて機関効率が高くなるため、車両の減速のために必要なスロットル開度の変化量（低下量）が大きくなる。このため、機械圧縮比が高圧縮比側に設定されたときの車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率を算出するためには、機械圧縮比が低圧縮比側に設定されているときに検出されたスロットル開度の変化量とは異なる値を用いる必要がある。この値は、マップ又は計算式を用いて、機械圧縮比が低圧縮比側に設定されているときに検出されたスロットル開度の変化量に基づいて算出される。この手法は、機械圧縮比が三段階以上に切替えられるような場合にも適用される。
【００５３】
以下、予測モデルを構成する各種モデルの機能について簡単に説明する。スロットルモデルＭ１では、スロットル開度ＴＡと、過給圧Ｐｃｍｐと、スロットル下流圧Ｐｍと、インタークーラ出口温度Ｔｉｃとが入力され、スロットル流量ｍｔが算出される。過給圧Ｐｃｍｐは、インタークーラ１３とスロットル弁９との間の吸気通路内の圧力であり、インタークーラモデルＭ６において算出される。スロットル下流圧Ｐｍは、スロットル弁９の下流側の吸気通路内の圧力であり、インマニモデルＭ２において算出される。インタークーラ出口温度Ｔｉｃは、インタークーラ１３とスロットル弁９との間の吸気通路内の温度であり、インタークーラモデルＭ６において算出される。スロットル流量ｍｔは、単位時間当たりにスロットル弁９を通過するガスの流量である。スロットルモデルＭ１では、特開２００８−１０１６２６号公報に記載されたようなスロットルモデルと同様の計算が行われる。
【００５４】
インマニモデルＭ２では、スロットルモデルＭ１において算出されたスロットル流量ｍｔと、インタークーラ出口温度Ｔｉｃと、筒内流入ガス流量ｍｃとが入力され、インマニ圧力Ｐｍが算出される。筒内流入ガス流量ｍｃは、単位時間当たりに気筒２内に流入するガスの流量であり、吸気弁モデルＭ３において算出される。インマニ圧力Ｐｍは吸気マニホルド４内の圧力である。インマニモデルＭ２では、特開２００８−１０１６２６号公報に記載されたような吸気管モデルと同様の計算が行われる。
【００５５】
吸気弁モデルＭ３では、インマニモデルＭ２において算出されたインマニ圧力Ｐｍ等が入力され、筒内流入ガス流量ｍｃが算出される。吸気弁モデルＭ３では、特開２００８−１０１６２６号公報に記載されたような吸気弁モデルと同様の計算が行われる。
【００５６】
ターボ回転数モデルＭ４では、ウエストゲートバルブ（図示せず）の操作量によって推定されるウエストゲートバルブ開度ｗｇｖと、吸気弁モデルＭ３において算出された筒内流入ガス流量ｍｃとが入力され、ターボ回転数Ｎｔｂが算出される。なお、ウエストゲートバルブ開度ｗｇｖの代わりにウエストゲートバルブのダイヤフラム差圧ｄＰｗｇｖが用いられてもよい。ターボ回転数モデルＭ４は、特開２０１２−２４１６２５号公報又は国際公開第２０１２／０７０１００号に記載されたようなターボ回転数モデルと同様である。
【００５７】
コンプレッサモデルＭ５では、ターボ回転数モデルＭ４において算出されたターボ回転数Ｎｔｂ、インタークーラモデルＭ６において算出された過給圧Ｐｃｍｐ等が入力され、コンプレッサ流量ｍｃｍｐ及びコンプレッサ下流温度Ｔｃｍｐが算出される。コンプレッサ流量ｍｃｍｐは、単位時間当たりにコンプレッサ７ａを通過するガスの流量である。コンプレッサ下流温度Ｔｃｍｐは、コンプレッサ７ａとインタークーラ１３との間の吸気通路内の温度である。コンプレッサモデルＭ５は、特開２０１２−２４１６２５号公報又は国際公開第２０１２／０７０１００号に記載されたようなコンプレッサモデルと同様である。
【００５８】
インタークーラモデルＭ６では、コンプレッサモデルＭ５において算出されたコンプレッサ流量ｍｃｍｐ及びコンプレッサ下流温度Ｔｃｍｐ等が入力され、過給圧Ｐｃｍｐ及びインタークーラ出口温度Ｔｉｃが算出される。インタークーラモデルＭ６は、特開２０１２−２４１６２５号公報又は国際公開第２０１２／０７０１００号に記載されたようなインタークーラモデルと同様である。
【００５９】
上記の予測モデルを用いた計算を繰り返すことによって、車両の減速開始時に、車両の減速中における時間Δｔ毎の筒内流入ガス流量ｍｃを算出することができる。また、マップ又は計算式を用いて、筒内流入ガス流量ｍｃ及び機関回転数に基づいて、機関負荷率ＫＬが算出される。さらに、図３に示したようなマップを用いて、機関負荷率ＫＬに基づいて、失火限界ＥＧＲ率が算出される。したがって、上述した方法によれば、車両の減速開始時に、車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率の推移を予測することができる。なお、機械圧縮比が高圧縮比側及び低圧縮比側の二段階に切り替えられる場合、失火限界ＥＧＲ率と機関負荷率ＫＬとの関係を示すマップとして、機械圧縮比に応じた二種類のマップが用意される。
【００６０】
一方、車両の減速中における実ＥＧＲ率は以下のように算出される。ＥＧＲ弁モデルＭ７では、スロットルモデルＭ１において算出されたスロットル流量ｍｔと、ＥＧＲ制御弁１５の開度θｅとが入力され、ＥＧＲ制御弁通過ガス流量ｍｅｇｒが算出される。
【００６１】
次いで、ＥＧＲガス遅れモデルＭ８では、ＥＧＲ弁モデルＭ７において算出されたＥＧＲ制御弁通過ガス流量ｍｅｇｒ等が入力され、筒内流入ＥＧＲガス流量ｍｃｅｇｒが算出される。ＥＧＲガス遅れモデルＭ８は、特許文献２（特開２０１３−１１２７１号公報）に記載されたＥＧＲガス遅れモデルと同様であり、新気合流遅れモデルと、吸気管移流遅れモデルと、インマニ充填遅れモデルと、吸気ポート移流遅れモデルとを含む。
【００６２】
上記の予測モデルを用いた計算を繰り返すことによって、車両の減速開始時に、車両の減速中における時間Δｔ毎の筒内流入ＥＧＲガス流量ｍｃｅｇｒを算出することができる。また、時間Δｔ毎の筒内流入ＥＧＲガス流量ｍｃｅｇｒ及び筒内流入ガス流量ｍｃに基づいて、時間Δｔ毎の実ＥＧＲ率が算出される。したがって、上述した方法によれば、車両の減速開始時に、車両の減速中における実ＥＧＲ率の推移を予測することができる。
【００６３】
なお、上述した予測モデルは、内燃機関１の構成（ターボチャージャの有無、エアバイパスバルブの有無、ＥＧＲシステムの種類等）に応じて適宜変更可能である。例えば、内燃機関に設けられたＥＧＲシステムがＨＰＬ方式のＥＧＲシステムである場合、車両の減速中における失火限界ＥＧＲ率及び実ＥＧＲ率を算出するための予測モデルとして、特開２００８−１０１６２６号公報の図１０又は国際公開第２０１２／０７０１００号の図１に記載されたようなモデルが用いられてもよい。
【００６４】
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００６５】
１    内燃機関
２    気筒
１０    可変長コンロッド（可変圧縮比機構）
１４    ＥＧＲ通路
１５    ＥＧＲ制御弁
８０    電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【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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