(57)【要約】【課題】本発明は、還元剤の供給装置から排気浄化装置へ還元剤が供給されるときに、燃焼変動が発生しないように低圧ＥＧＲ装置を制御する内燃機関の排気浄化システムにおいて、より確実に燃焼変動を抑制することができる技術の提供を課題とする。【解決手段】本発明は、供給装置から還元剤が供給されるときに気筒内へ吸入されるガスの酸素濃度が還元剤の供給前後において変化しないようにＥＧＲ率を調整する調整処理を行う内燃機関の排気浄化システムにおいて、調整処理の実施により燃焼変動が発生した場合に、燃焼状態の履歴に基づいて燃焼変動の要因が前記調整処理の実行タイミングにあるか又は前記調整処理におけるＥＧＲ率の制御量にあるかを判別し、その判別結果に応じて調整処理の実行タイミング又は調整処理におけるＥＧＲ率の制御量を補正するようにした。【選択図】図７
2011241752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ導くＥＧＲ通路、及び前記ＥＧＲ通路の通路断面積を変更するＥＧＲ弁を含むＥＧＲ機構と、
前記ＥＧＲ通路の接続部位より上流の排気通路に配置された排気浄化装置と、
前記排気浄化装置へ還元剤を供給する供給装置と、
前記供給装置から還元剤が供給される場合に、気筒内へ吸入されるガスの酸素濃度が還元剤の供給前後において変化しないようにＥＧＲ率を調整する調整処理を行う制御手段と、
前記調整処理が実施されているときに気筒内の燃焼状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値から燃焼変動の発生を判定する判定手段と、
前記判定手段により燃焼変動が発生したと判定されたときに前記検出手段により検出される燃焼状態の履歴に基づいて、燃焼変動の要因が前記調整処理の実行タイミングにあるか又は前記調整処理におけるＥＧＲ率の制御量にあるかを判別する判別手段と、
前記判別手段の判別結果に応じて前記調整処理の実行タイミング又は前記調整処理におけるＥＧＲ率の制御量を補正する補正手段と、
を備える内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
請求項１において、前記検出手段は、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサであり、
前記判別手段は、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象と正常値より低くなる現象とが繰り返し発生する場合は燃焼変動の要因が前記調整処理の実行タイミングにあると判定し、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高く又は低くなる現象が単発的に発生する場合は燃焼変動の要因が前記調整処理におけるＥＧＲ弁の制御量にあると判定する内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
請求項２において、前記判別手段は、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が発生した後に正常値より低くなる現象が発生した場合は前記調整処理の実行タイミングが過早であると判別し、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が発生した後に正常値より高くなる現象が発生した場合は前記調整処理の実行タイミングが過遅であると判別する内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
請求項２において、前記判別手段は、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が単発的に発生した場合は前記調整処理における前記ＥＧＲ率の制御量が過大であると判別し、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が単発的に発生した場合は前記調整処理における前記ＥＧＲ率の制御量が過少であると判別する内燃機関の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関し、特に排気通路内へ還元剤を供給する機構とＥＧＲ機構とを備えた排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャを備えた内燃機関において、ターボチャージャのタービンより下流の排気通路からターボチャージャのコンプレッサより上流の吸気通路へ排気（ＥＧＲガス）を戻す低圧ＥＧＲ装置を備えたものが知られている。
【０００３】
さらに、タービンより下流かつＥＧＲガスの取り出し部より上流の排気通路に、還元剤供給装置と排気浄化装置（ＮＯＸ触媒やパティキュレートフィルタなど）を配置した排気浄化システムも知られている。このような排気浄化システムでは、還元剤供給装置から供給された還元剤が低圧ＥＧＲ装置によって吸気通路へ導かれ、内燃機関の燃焼変動が誘発される可能性がある。
【０００４】
このような問題に対し、還元剤供給装置から還元剤が供給されるときに、還元剤の供給前後において気筒内へ吸入されるガスの酸素濃度が変化しないように低圧ＥＧＲ装置を制御する技術が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０８７２３号公報
【特許文献２】特開平０５−２１５００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、還元剤供給装置から排気浄化装置へ還元剤が供給されるときに、燃焼変動が発生しないように低圧ＥＧＲ装置を制御する内燃機関の排気浄化システムにおいて、より確実に燃焼変動を抑制することができる技術の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係わる内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ導くＥＧＲ通路、及びＥＧＲ通路の通路断面積を変更するＥＧＲ弁を含むＥＧＲ機構と、
ＥＧＲ通路の接続部位より上流の排気通路に配置された排気浄化装置と、
排気浄化装置へ還元剤を供給する供給装置と、
供給装置から還元剤が供給される場合に、気筒内へ吸入されるガスの酸素濃度が還元剤の供給前後において変化しないようにＥＧＲ率を調整する調整処理を行う制御手段と、
調整処理が実施されているときに気筒内の燃焼状態を検出する検出手段と、
検出手段の検出値から燃焼変動の発生を判定する判定手段と、
判定手段により燃焼変動が発生したと判定されたときに、検出手段により検出される燃焼状態の履歴に基づいて、燃焼変動の要因が前記調整処理の実行タイミングにあるか又は前記調整処理におけるＥＧＲ率の制御量にあるかを判別する判別手段と、
判別手段の判別結果に応じて前記調整処理の実行タイミング又は前記調整処理におけるＥＧＲ率の制御量を補正する補正手段と、
を備えるようにした。
【０００８】
本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果、調整処理の実行タイミングに起因して燃焼変動が発生する場合と、調整処理におけるＥＧＲ率の制御量に起因して燃焼変動が発生する場合とでは、燃焼状態が異なる挙動を示すことを見出した。
【０００９】
そこで、本発明の内燃機関の排気浄化システムは、燃焼変動が発生したときに検出手段により検出される燃焼状態の履歴に基づいて、燃焼変動の要因が調整処理の実行タイミングにあるか又は前記調整処理におけるＥＧＲ率の制御量にあるかを判別し、その判別結果に応じて調整処理の実行タイミング又は調整処理におけるＥＧＲ率の制御量を補正することにより、燃焼変動を解消することができるようにした。
【００１０】
本発明により燃焼変動が解消されると、内燃機関のトルク変動、排気エミッションの増加、及び燃料消費率の増加を抑制することが可能になる。
【００１１】
本発明に係わる検出手段として、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサを用いることができる。本願発明者の知見によれば、調整処理の実行タイミングが適正値からずれた場合は、筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象と正常値より低くなる現象とが交互に発生する。一方、調整処理におけるＥＧＲ率の制御量（たとえば、目標ＥＧＲ率）が適正値からずれた場合は、ピーク値が正常値より高く又は低くなる現象が単発的に発生する。
【００１２】
そこで、判別手段は、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象と正常値より低くなる現象とが交互に発生した場合は燃焼変動の要因が調整処理の実行タイミングにあると判定し、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高く又は低くなる現象が単発的に発生した場合は燃焼変動の要因が前記調整処理におけるＥＧＲ率の制御量にあると判定してもよい。
【００１３】
このような判別方法によれば、燃焼変動の要因が調整処理の実行タイミングにあるか、又は調整処理におけるＥＧＲ率の制御量にあるかを判別することができる。その結果、補正手段は、調整処理の実行タイミング又はＥＧＲ率の制御量を適正値に補正（修正）することができる。
【００１４】
また、本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果によれば、調整処理の実行タイミングが適正タイミングに対して過早である場合は筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が発生した後に正常値より低くなる現象が発生し、調整処理の実行タイミングが適正タイミングに対して過遅である場合は筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が発生した後に正常値より高くなる現象が発生することがわかった。
【００１５】
そこで、判別手段は、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が発生した後に正常値より低くなる現象が発生した場合は調整処理の実行タイミングが適正タイミングに対して過早であると判別し、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が発生した後に正常値より高くなる現象が発生した場合は調整処理の実行タイミングが適正タイミングに対して過遅であると判別してもよい。その場合、補正手段は、調整処理の実行タイミングを適正なタイミングに補正することができる。その結果、燃焼変動をより確実に抑制することが可能になる。
【００１６】
また、本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果によれば、調整処理におけるＥＧＲ率の制御量が適正値に対して過大である場合は筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が単発的に発生し、調整処理におけるＥＧＲ率の制御量が適正値に対して過少である場合は筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が単発的に発生することもわかった。
【００１７】
そこで、判別手段は、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が単発的に発生した場合は調整処理におけるＥＧＲ率の制御量が適正値に対して過大であると判別し、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が単発的に発生した場合は調整処理におけるＥＧＲ率の制御量が適正値に対して過少であると判別してもよい。その場合、補正手段は、調整処理におけるＥＧＲ率の制御量を適正値に補正（修正）することができる。その結果、燃焼変動をより確実に抑制することが可能になる。
【００１８】
なお、調整処理におけるＥＧＲ率の制御量を補正（修正）する方法としては、ＥＧＲ弁の開度を補正（修正）する方法を用いることができる。たとえば、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が単発的に発生した場合はＥＧＲ弁の制御量（目標開度）を減少させ、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が単発的に発生した場合はＥＧＲ弁の制御量（目標開度）を増加させればよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、還元剤供給装置から還元剤が供給されるときに、還元剤の供給前後において気筒内へ吸入されるガスの酸素濃度が変化しないように低圧ＥＧＲ装置を制御する内燃機関の排気浄化システムにおいて、より確実に燃焼変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】調整処理の実行手順を示すタイミングチャートである。
【図３】輸送遅れ時間が適正値より短い場合における筒内圧の経時変化を示す図である。
【図４】輸送遅れ時間が適正値より長い場合における筒内圧の経時変化を示す図である。
【図５】調整用目標開度が適正値より大きいときの筒内圧の経時変化を示す図である。
【図６】調整用目標開度が適正値より小さいときの筒内圧の経時変化を示す図である。
【図７】調整処理の実行時にＥＣＵが実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する車両駆動用の圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。内燃機関１の各気筒２には、該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。
【００２３】
内燃機関１には、インテークマニフォルド５とエキゾーストマニフォルド７が接続されている。インテークマニフォルド５には吸気通路４が接続されている。エキゾーストマニフォルド７には排気通路６が接続されている。吸気通路４には遠心過給器（ターボチャージャ）８のコンプレッサ８ａが設置されている。排気通路６にはターボチャージャ８のタービン８ｂが設置されている。
【００２４】
吸気通路４におけるコンプレッサ８ａより下流側には第１スロットル弁９が設けられて
いる。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａより上流側には第２スロットル弁１９が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａより下流、かつ第１スロットル弁９より上流には、インタークーラ４０が設けられている。
【００２５】
排気通路６におけるタービン８ｂよりも下流側には、酸化触媒２３、及びパティキュレートフィルタ２４が排気の流れ方向に沿って上流側から順に配置されている。酸化触媒２３及びパティキュレートフィルタ２４は、本発明に係わる排気浄化装置の一実施態様である。エキゾーストマニフォルド７には、排気中に還元剤としての燃料を添加する添加弁２５が取り付けられている。添加弁２５は、本発明に係わる供給装置の一実施態様である。
【００２６】
内燃機関１の吸排気系には高圧ＥＧＲ装置１１及び低圧ＥＧＲ装置１５が設けられている。高圧ＥＧＲ装置１１は、高圧ＥＧＲ通路１２、高圧ＥＧＲ弁１３及び高圧ＥＧＲクーラ１４を備えている。高圧ＥＧＲ通路１２は、その一端がエキゾーストマニフォルド７に接続されており、その他端が吸気通路４における第１スロットル弁９よりも下流の部位（又はインテークマニフォルド５）に接続されている。
【００２７】
高圧ＥＧＲ弁１３及び高圧ＥＧＲクーラ１４は、高圧ＥＧＲ通路１２に設けられている。高圧ＥＧＲ弁１３は高圧ＥＧＲ通路１２の通路断面積を変更する弁機構であり、この高圧ＥＧＲ弁１３により高圧ＥＧＲ通路１２の通路断面積が変更されることによってエキゾーストマニフォルド７から吸気通路４へ導入される高圧ＥＧＲガスの流量が変更される。
【００２８】
低圧ＥＧＲ装置１５は、低圧ＥＧＲ通路１６、低圧ＥＧＲ弁１７及び低圧ＥＧＲクーラ１８を備えている。低圧ＥＧＲ通路１６は、その一端が排気通路６におけるパティキュレートフィルタ２４より下流の部位に接続されており、その他端が吸気通路４における第２スロットル弁１９より下流側且つコンプレッサ８ａより上流の部位に接続されている。
【００２９】
低圧ＥＧＲ弁１７及び低圧ＥＧＲクーラ１８は、低圧ＥＧＲ通路１６に設けられている。低圧ＥＧＲ弁１７は低圧ＥＧＲ通路１６の通路断面積を変更する弁機構であり、この低圧ＥＧＲ弁１７により低圧ＥＧＲ通路１６の通路断面積が変更されることによって排気通路６から吸気通路４に導入される低圧ＥＧＲガスの流量が制御される。
【００３０】
以上述べたように構成された内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、クランクポジションセンサ２１、アクセルポジションセンサ２２、酸素濃度センサ２６、及び筒内圧センサ２７などの各種センサが電気的に接続されている。
【００３１】
クランクポジションセンサ２１は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ２２は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関する電気信号を出力するセンサである。酸素濃度センサ２６は、排気通路６内の酸素（Ｏ２）の濃度（排気中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度）に相関する電気信号を出力するセンサである。図１に示す例では、酸素濃度センサ２６は、低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位近傍の排気通路６に配置されている。筒内圧センサ２７は、気筒２内の圧力に相関した電気信号を出力するセンサである。図１に示す例では、筒内圧センサ２７が全ての気筒２に各々取り付けられているが、一部の気筒２のみに筒内圧センサ２７が取り付けられるようにしてもよい。
【００３２】
また、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁３、第１スロットル弁９、第２スロットル弁１９、添加弁２５、高圧ＥＧＲ弁１３、低圧ＥＧＲ弁１７、などの各種機器が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、上記した各種センサの検出信号に基づいて各種機器を制御する。
【００３３】
たとえば、ＥＣＵ２０は、パティキュレートフィルタ２４に捕集された粒子状物質（ＰＭ）を酸化及び除去させる必要があるときのように排気温度を昇温させる必要があるときに、添加弁２５から燃料を供給させることにより、添加燃料を酸化触媒２３において酸化させる添加処理を実行する。
【００３４】
ところで、低圧ＥＧＲ弁１７の開弁時に添加処理が実行されると、添加燃料が酸化触媒２３で酸化され、又はパティキュレートフィルタ２４においてＰＭが酸化することにより、排気中に含まれる二酸化炭素（ＣＯ２）が増加する。それに伴い、低圧ＥＧＲガス中に含まれる二酸化炭素（ＣＯ２）も増加する。
【００３５】
よって、添加処理の実行前後において吸入空気量及びＥＧＲ率が一定に維持された場合は、気筒２内へ吸入されるガス（空気と低圧ＥＧＲガスとの混合ガス、又は空気と低圧ＥＧＲガスと高圧ＥＧＲガスとの混合ガス）中の二酸化炭素（ＣＯ２）の量が増加するとともに酸素（Ｏ２）の量が減少することになる。このように二酸化炭素（ＣＯ２）及び酸素（Ｏ２）の量が変化すると、燃料の燃焼状態が変化（燃焼変動）する。その結果、トルク変動、排気エミッションの増加、又は燃料消費率の増加などが誘発される可能性がある。なお、ここでいう「ＥＧＲ率」は、混合ガスの量に対する低圧ＥＧＲガス量の比率である。
【００３６】
このような問題に対し、ＥＣＵ２０は、低圧ＥＧＲ弁１７の開弁中に添加処理が実施される場合は、混合ガスに含まれる酸素（Ｏ２）の量（二酸化炭素（ＣＯ２）の量）が添加処理の実行前後で略一定となるようにＥＧＲ率を低下（低圧ＥＧＲガス量を減量）させる処理（調整処理）を行う。
【００３７】
調整処理では、ＥＣＵ２０は、酸素濃度センサ２６の出力信号から排気中の酸素濃度の変化量ΔＯ２を取得する。ＥＣＵ２０は、酸素濃度の変化量ΔＯ２に応じて目標ＥＧＲ率を変更し、変更後の目標ＥＧＲ率に対応した低圧ＥＧＲ弁１７の目標開度を演算する。なお、ＥＣＵ２０は、酸素濃度の変化量ΔＯ２から低圧ＥＧＲ弁１７の目標開度（又は目標開度の補正量）を直接演算してもよい。その際、酸素濃度の変化量ΔＯ２と低圧ＥＧＲ弁１７の目標開度（又は目標開度の補正量）との関係を予め実験などを利用した適合処理によって求めておくようにしてもよい。以下では、このようにして求められた目標開度を「調整用目標開度」と記す。
【００３８】
また、添加弁２５から添加された燃料を含むガス（以下、「制御対象ガス」と称する）が低圧ＥＧＲ弁１７に到達するまでにはガスの輸送遅れが発生する。そのため、ＥＣＵ２０は、制御対象ガスが低圧ＥＧＲ弁１７に到達するまでに要する時間（以下、「輸送遅れ時間」と記す）Δｔを演算する。輸送遅れ時間Δｔは、添加弁２５から低圧ＥＧＲ弁１７までの経路の容積Ｖと、１サイクル当たりに内燃機関１から排出されるガス量Ｇｅｘと、機関回転数Ｎｅと、をパラメータにして演算することができる。
【００３９】
調整用目標開度及び輸送遅れ時間Δｔが求められると、ＥＣＵ２０は、図２に示すように、添加処理の実行開始タイミングから輸送遅れ時間Δｔが経過したときに低圧ＥＧＲ弁１７の開度を調整用目標開度へ変更する。その場合、添加処理の実行前後において気筒２内に吸入される二酸化炭素（ＣＯ２）の量及び酸素（Ｏ２）の量の変化が抑制される。その結果、添加処理の実行に起因した燃焼変動を回避することができ、以てトルク変動の発生、排気エミッションの増加、及び燃料消費率の増加を抑制することが可能になる。
【００４０】
なお、酸素濃度センサ２６により検出された酸素濃度と低圧ＥＧＲガス中の酸素濃度が相異したり、空気中の酸素濃度や二酸化炭素濃度がばらついたり、輸送遅れ時間の計算値と実際の輸送遅れ時間との間に誤差が生じたりする場合が考えられる。そのような場合は
、調整用目標開度又は輸送遅れ時間が適正値からずれることになる。その結果、調整処理が実施されない場合に比べ燃焼変動が緩和されるものの、僅かな燃焼変動が発生する可能性がある。
【００４１】
そこで、本実施例においては、調整処理実行時に燃焼変動が発生した場合は、その要因が輸送遅れ時間Δｔのずれにあるか、又は調整用目標開度のずれにあるかを判別し、その判別結果に応じて輸送遅れ時間Δｔ又は調整用目標開度を補正するようにした。
【００４２】
ここで、本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果、輸送遅れ時間Δｔのずれによって燃焼変動が発生する場合と、調整用目標開度のずれによって燃焼変動が発生する場合とでは、燃焼状態の挙動が相異することを見出した。
【００４３】
図３は、輸送遅れ時間Δｔが適正値に対して短い場合（調整処理の実行タイミングが適正なタイミングに対して過早である場合）の筒内圧の変化を示す図である。図３中の（ａ），（ｂ），（ｃ）は筒内圧の経時変化を示したものである。たとえば、図３中（ａ）は調整処理開始後に最初に燃焼時期を迎える気筒の筒内圧を示し、図３中（ｂ）は調整処理開始後に２番目に燃焼時期を迎える気筒の筒内圧を示し、図３中（ｃ）は調整処理開始後に３番目に燃焼時期を迎える気筒の筒内圧を示す。なお、筒内圧センサ２７が１つの気筒のみに設けられる場合は、図３中（ａ）は調整処理開始後の最初のサイクルにおける筒内圧を示し、図３中（ｂ）は調整処理開始後の２サイクル目における筒内圧を示し、図３中（ｃ）は調整処理開始後の３サイクル目における筒内圧を示すと考えてもよい。また、図３中の実線は輸送遅れ時間Δｔが適正値より短いときの筒内圧を示し、図３中の破線は輸送遅れ時間Δｔが適正値であるときの筒内圧（正常時の筒内圧）を示している。
【００４４】
図３において、輸送遅れ時間Δｔが適正値より短くなると、筒内圧のピーク値は、先ず正常時より高くなる（図３中（ａ）を参照）。続いて、筒内圧のピーク値は、正常時より低くなる（図３中（ｂ）を参照）。このような現象が交互に発生した後、筒内圧のピーク値は正常時と同等の値に収束する（図３中（ｃ）を参照）。
【００４５】
図４は、輸送遅れ時間Δｔが適正値に対して長い場合（調整処理の実行タイミングが適正なタイミングに対して過遅である場合）の筒内圧の変化を示す図である。図４中の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、前述した図３と同様に筒内圧の経時変化を示したものである。また、図４中の実線は輸送遅れ時間Δｔが適正値より長いときの筒内圧を示し、図４中の破線は輸送遅れ時間Δｔが適正値であるときの筒内圧（正常時の筒内圧）を示している。
【００４６】
図４において、輸送遅れ時間Δｔが適正値より長くなると、筒内圧のピーク値は、先ず正常時より低くなる（図４中（ａ）を参照）。続いて、筒内圧のピーク値は、正常時より高くなる（図４中（ｂ）を参照）。このような現象が交互に発生した後、筒内圧のピーク値が正常時と同等の値に収束する（図４中（ｃ）を参照）。
【００４７】
図５は、調整用目標開度が適正値より大きい場合（ＥＧＲ率の制御量が適正値に対して過大である場合）の筒内圧の変化を示す図である。図５中の（ａ），（ｂ）は筒内圧の経時変化を示したものである。たとえば、図５中（ａ）は調整処理開始後に最初に燃焼時期を迎える気筒の筒内圧を示し、図５中（ｂ）は調整処理開始後に２番目に燃焼時期を迎える気筒の筒内圧を示す。なお、筒内圧センサ２７が１つの気筒のみに設けられる場合は、図５中（ａ）は調整処理開始後の最初のサイクルにおける筒内圧を示し、図５中（ｂ）は調整処理開始後の２サイクル目における筒内圧を示すと考えてもよい。また、図５中の実線は調整用目標開度が適正値より大きいときの筒内圧を示し、図５中の破線は調整用目標開度が適正値であるときの筒内圧（正常時の筒内圧）を示している。
【００４８】
図５において、調整用目標開度が適正値より大きくなると、筒内圧のピーク値が正常時より低くなり（図５中（ａ）を参照）、その後に正常時と同等の値に収束する（図５中（ｂ）を参照）。
【００４９】
図６は、調整用目標開度が適正値より小さい場合（ＥＧＲ率の制御量が適正値に対して過少である場合）の筒内圧の変化を示す図である。図６中の（ａ），（ｂ）は、前述した図５と同様に筒内圧の経時変化を示したものである。また、図６中の実線は調整用目標開度が適正値より小さいときの筒内圧を示し、図６中の破線は調整用目標開度が適正値であるときの筒内圧（正常時の筒内圧）を示している。
【００５０】
図６において、調整用目標開度が適正値より小さくなると、筒内圧のピーク値が正常時より高くなり（図６中（ａ）を参照）、その後に正常時と同等の値に収束する（図６中（ｂ）を参照）。
【００５１】
上記したように、輸送遅れ時間Δｔが適正値からずれた場合は図３及び図４に示すように筒内圧のピーク値が正常時より高くなる現象と正常時より低くなる現象とが交互に発生するのに対し、調整用目標開度が適正値からずれた場合は図５及び図６に示すように筒内圧のピーク値が正常時より高くなる現象又は正常時より低くなる現象が単発的に発生する。
【００５２】
したがって、ＥＣＵ２０は、筒内圧センサ２７の検出信号をモニタリングすることにより、燃焼変動の要因が輸送遅れ時間Δｔのずれにあるか又は調整用目標開度のずれにあるかを判別することができる。さらに、燃焼変動の要因が輸送遅れ時間Δｔのずれにある場合には、輸送遅れ時間Δｔが適正値より長いか又は短いかを判別することも可能となる。また、燃焼変動の要因が調整用目標開度のずれにある場合には、調整用目標開度が適正値より大きいか又は小さいかを判別することも可能となる。
【００５３】
このような方法により燃焼変動の要因が判別されると、ＥＣＵ２０は、判別された要因に応じて輸送遅れ時間Δｔ又は調整用目標開度を補正する。その際の補正量は、予め定められた固定値であってもよい。前記した固定値は、補正後のピーク値が正常時のピーク値に対してオーバーシュート又はアンダーシュートしない大きさに定められることが望ましい。また、前記した補正量は、筒内圧センサ２７により検出されたピーク値と正常時のピーク値との差に応じて増減される可変値であってもよい。たとえば、筒内圧センサ２７により検出されたピーク値と正常時のピーク値との差が大きいときは小さいときに比べ補正量が多くされるようにしてもよい。
【００５４】
以上述べた方法により輸送遅れ時間Δｔ又は調整用目標開度が補正されると、添加処理の実行に起因した燃焼変動の発生をより確実に抑制することが可能となる。その結果、トルク変動の発生、排気エミッションの増加、及び燃料消費率の増加などを抑制することができる。
【００５５】
以下、本実施例における調整処理の実行手順について図７に沿って説明する。図７は、調整処理が実施される際にＥＣＵ２０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭなどに記憶されており、ＥＣＵ２０によって周期的に実行される。
【００５６】
図７の制御ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において各種データを読み込む。たとえば、ＥＣＵ２０は、上記した各種センサの検出信号に加え、パティキュレートフィルタ２４のＰＭ捕集量などを読み込み。ＰＭ捕集量は、別途のルーチンにより演算される。
【００５７】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ２０は、添加処理の実行条件が成立しているか否かを判別する。たとえば、ＥＣＵ２０は、パティキュレートフィルタ２４のＰＭ捕集量が予め定められた上限値以上であるときに添加処理実行条件が成立していると判定する。前記Ｓ１０２において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ１０２において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３へ進む。
【００５８】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ２０は、低圧ＥＧＲ処理が実行中であるか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ２０は、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁状態にあるか否かを判別する。Ｓ１０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ１０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４へ進む。
【００５９】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ２０は、調整処理の実行を開始する。すなわち、ＥＣＵ２０は、前述した図２の説明で述べたように、輸送遅れ時間Δｔ及び調整用目標開度を演算し、添加処理の実行開始から輸送遅れ時間Δｔが経過した時点で低圧ＥＧＲ弁１７の開度が調整用目標開度へ変更されるように低圧ＥＧＲ弁１７を制御する。なお、ＥＣＵ２０がＳ１０４の処理を実行することにより、本発明に係わる制御手段が実現される。
【００６０】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ２０は、筒内圧センサ２７の検出信号の読み込みを開始する。すなわち、ＥＣＵ２０は、燃焼状態のモニタリングを開始する。
【００６１】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ２０は、燃焼変動が発生したか否かを判別する。たとえば、ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ２１の検出信号から演算されるクランクシャフトの回転角速度に基づいて燃焼変動が発生したか否かを判別してもよく、若しくは筒内圧センサ２７の検出値から筒内圧のピーク値を特定し、特定されたピーク値と以前のサイクルにおけるピーク値と比較することにより燃焼変動が発生したか否かを判別してもよい。なお、ＥＣＵ２０がＳ１０６の処理を実行することにより、本発明に係わる判定手段が実現される。
【００６２】
前記Ｓ１０６において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ１０６において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０７へ進む。Ｓ１０７では、ＥＣＵ２０は、筒内圧センサ２７の検出信号を参照して、燃焼変動の発生要因が輸送遅れ時間Δｔのずれ（タイミング異常）にあるか否かを判別する。その際の判別方法は、前述した図３乃至６の説明で述べた方法を用いるものとする。なお、ＥＣＵ２０がＳ１０７の処理を実行することにより本発明に係わる判別手段が実現される。
【００６３】
前記Ｓ１０７において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０８へ進む。一方、Ｓ１０７において否定判定された場合（燃焼変動の発生要因が調整用目標開度のずれにある場合）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０９へ進む。
【００６４】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ２０は、輸送遅れ時間Δｔの補正を行う。その際、ＥＣＵ２０は、筒内圧センサ２７の検出信号が前述した図３に示したような挙動を示していれば、輸送遅れ時間Δｔを増量補正する。一方、筒内圧センサ２７の検出信号が前述した図４に示したような挙動を示していれば、ＥＣＵ２０は、輸送遅れ時間Δｔを減量補正する。このように輸送遅れ時間Δｔが補正されると、輸送遅れ時間Δｔのずれによる燃焼変動が解消される。
【００６５】
また、Ｓ１０９では、ＥＣＵ２０は、調整用目標開度の補正を行う。その際、ＥＣＵ２０は、筒内圧センサ２７の検出信号が前述した図５に示したような挙動を示していれば、
調整用目標開度を減量補正する。一方、筒内圧センサ２７の検出信号が前述した図６に示したような挙動を示していれば、ＥＣＵ２０は、調整用目標開度を増量補正する。このように調整用目標開度が補正されると、調整用目標開度のずれによる燃焼変動が解消される。
【００６６】
なお、ＥＣＵ２０がＳ１０８又はＳ１０９の処理を実行することにより、本発明に係わる補正手段が実現される。
【００６７】
以上述べたようにＥＣＵ２０が図７の制御ルーチンを実行することにより、添加処理に起因した燃焼変動が発生した場合に、その発生要因が輸送遅れ時間Δｔのずれにあるか又は調整用目標開度のずれにあるかを判別することができる。よって、輸送遅れ時間Δｔ又は調整用目標開度を適当に補正することが可能になり、燃焼変動をより確実に抑制することができる。その結果、トルク変動の発生、排気エミッションの増加、及び燃料消費率の増加が回避される。
【００６８】
なお、本実施例では、排気通路６に酸化触媒２３とパティキュレートフィルタ２４が配置される構成を例に挙げたが、酸化触媒２３とパティキュレートフィルタ２４の代わりに吸蔵還元型ＮＯＸ触媒が配置されてもよい。その場合、ＥＣＵ２０は、前述した制御ルーチンのＳ１０２において吸蔵還元型ＮＯＸ触媒のＮＯＸ吸蔵量が予め定められた上限量以上であるときに添加処理実行条件が成立していると判定してもよい。
【００６９】
また、本発明では、筒内圧センサ２７の検出信号の履歴（挙動）に基づいて燃焼変動の要因が輸送遅れ時間のずれにあるか又は調整用目標開度のずれにあるかを判別する方法を例に挙げたが、低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より下流の吸気通路４、又はインテークマニフォルド５に酸素濃度センサを取付け、該酸素濃度センサの検出信号から輸送遅れ時間のずれ又は調整用目標開度のずれを判別してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１     内燃機関
２     気筒
３     燃料噴射弁
４     吸気通路
５     インテークマニフォルド
６     排気通路
７     エキゾーストマニフォルド
８     ターボチャージャ
８ａ   コンプレッサ
８ｂ   タービン
９     第１スロットル弁
１１   高圧ＥＧＲ装置
１２   高圧ＥＧＲ通路
１３   高圧ＥＧＲ弁
１４   高圧ＥＧＲクーラ
１５   低圧ＥＧＲ装置
１６   低圧ＥＧＲ通路
１７   低圧ＥＧＲ弁
１８   低圧ＥＧＲクーラ
１９   第２スロットル弁
２０   ＥＣＵ
２１   クランクポジションセンサ
２２   アクセルポジションセンサ
２３   酸化触媒
２４   パティキュレートフィルタ
２５   添加弁
２６   酸素濃度センサ
２７   筒内圧センサ
４０   インタークーラ
【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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