(57)【要約】【課題】フィードフォワード制御を行うＥＧＲ装置の制御精度を向上したエンジン制御装置を提供する。【解決手段】排ガスを吸気菅内に導入するＥＧＲ流路８１に設けられるＥＧＲバルブ８３を有するエンジン１を制御するエンジン制御装置１００を、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲバルブの開度を制御するＥＧＲバルブ制御部と、エンジンの燃焼変動を検出する燃焼変動検出部１１と、車両の車速維持制御の実行中に、ＥＧＲバルブ制御部にＥＧＲバルブの開度を増加させるとともに、燃焼変動が所定の閾値以上となるＥＧＲバルブの開度を検出するＥＧＲ限界検出部とを備え、ＥＧＲバルブ制御部は、燃焼変動が閾値以上となるＥＧＲバルブの開度に基づいて、ＥＧＲバルブに与えられる開度指示値を補正する構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスを吸気菅内に導入するＥＧＲ流路と、
前記ＥＧＲ流路に設けられ前記排ガスの流量を調節するＥＧＲバルブと
を有するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
前記エンジンの運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブの開度を制御するＥＧＲバルブ制御部と、
前記エンジンの燃焼変動を検出する燃焼変動検出部と、
前記エンジンが搭載される車両の車速維持制御の実行中に、前記ＥＧＲバルブ制御部に前記ＥＧＲバルブの開度を増加させるとともに、前記燃焼変動が所定の閾値以上となる前記ＥＧＲバルブの開度を検出するＥＧＲ限界検出部とを備え、
前記ＥＧＲバルブ制御部は、前記燃焼変動が前記閾値以上となる前記ＥＧＲバルブの開度に基づいて、前記ＥＧＲバルブに与えられる開度指示値を補正すること
を特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ限界検出部は、前記ＥＧＲバルブの上流圧と下流圧との差圧に基づいて前記ＥＧＲバルブの開度を検出すること
を特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
排ガスを吸気管内に導入するＥＧＲ流路と、
前記ＥＧＲ流路に設けられ前記排ガスの流量を調節するＥＧＲバルブと
を有するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
前記エンジンの運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブの開度を制御するＥＧＲバルブ制御部と、
前記エンジンの燃焼変動を検出する燃焼変動検出部と、
前記エンジンが搭載される車両の車速維持制御の実行中に、前記ＥＧＲバルブ制御部に前記ＥＧＲバルブの開度を増加させるとともに、前記燃焼変動が所定の閾値以上となるＥＧＲ率を検出するＥＧＲ限界検出部とを備え、
前記ＥＧＲバルブ制御部は、前記燃焼変動が前記閾値以上となる前記ＥＧＲ率に基づいて、前記ＥＧＲバルブの制御に用いられる目標ＥＧＲ率を補正すること
を特徴とするエンジン制御装置。
【請求項４】
前記ＥＧＲ限界検出部は、前記ＥＧＲバルブの上流圧と下流圧との差圧、及び、前記ＥＧＲバルブの流量特性に基づいて前記ＥＧＲ率を算出すること
を特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記ＥＧＲ限界検出部は、前記車速維持制御の実行中であって前記ＥＧＲバルブ制御部における目標ＥＧＲ率が所定の閾値以上である高ＥＧＲ率運転領域である場合に前記検出を行うこと
を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ装置を備えたエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車等の車両に搭載されるエンジンにおいて、燃焼室から排出された排ガス（既燃ガス）の一部を、新気（燃焼用空気）を燃焼室に導入する吸気管内に還流させる排ガス再循環（ＥＧＲ）を行うことが知られている。
エンジンに導入される新気に、実質的に不活性ガスである排ガスを混合することによって、部分負荷時のスロットルバルブ開度を大きくしてポンプ損失を低減するとともに、ＥＧＲによりノッキング耐性が向上するため点火時期を進角させることができ、熱効率を改善して燃費を向上することができる。
また、燃焼温度を低下させることによって、排ガス中のＮＯＸを低減するとともに、冷却損失も抑制することができる。
【０００３】
ＥＧＲ装置を有するエンジンの制御に関する従来技術として、例えば特許文献１には、燃焼状態に応じた安定したＥＧＲを行うため、ＥＧＲ量の増大又は減少を、変更前後の吸入空気量の変化量が目標値に達するまで繰り返し、目標値に達した際のＥＧＲ量を最終的なＥＧＲ量として設定することが記載されている。
特許文献２には、機関の個体差による実際の着火時期およびＥＧＲ量のばらつきを抑制するため、ＥＧＲ率と燃料噴射時期との相関関係にある最大燃焼圧及び燃焼圧最大変化率マップ値を学習補正することが記載されている。
特許文献３には、内燃機関のノッキングを抑制するため、ノッキング発生時に点火時期を遅角させるとともに、ＥＧＲ量を増量させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平  ７−２９３７９１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７４７３７号公報
【特許文献３】特開２０１４−１４１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＧＲによる燃費改善等の効果を高めるためには、ＥＧＲが可能な運転領域においては可能な限りＥＧＲ率を高める制御を行うことが好ましい。
しかし、ＥＧＲ装置のＥＧＲバルブは、その個体差やデポジット堆積などの経年変化によって流量特性が変化する。
また、燃焼変動が過大となることなくエンジンが安定して運転可能な上限ＥＧＲ量（ＥＧＲ限界）も、エンジンの個体差や燃料の性状、環境条件などによって変化する。
このため、ＥＧＲバルブの開度を、実際のＥＧＲ率を検出してフィードバックすることなく、フィードフォワード制御するＥＧＲ装置においては、ＥＧＲバルブの個体差等があった場合でも燃焼が不安定になったり、失火を生じたりしないよう、ある程度の余裕をもたせてＥＧＲバルブ開度や目標ＥＧＲ率を設定する必要があり、ＥＧＲによる燃費改善等の観点からは改善の余地があった。
また、ＥＧＲバルブの経年変化等により、実際のＥＧＲ率の目標ＥＧＲ率からのかい離が大きくなり、制御精度が悪化するという問題があった。
【０００６】
これに対し、実際のＥＧＲ率又はＥＧＲ量に相関するパラメータをリアルタイムで逐次検出し、実際のＥＧＲ率等が所定の目標ＥＧＲ率等に近づくようＥＧＲバルブの開度をフィードバック制御することも考えられるが、この場合装置構成や制御が複雑化してしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、フィードフォワード制御を行うＥＧＲ装置の制御精度を向上したエンジン制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、排ガスを吸気菅内に導入するＥＧＲ流路と、前記ＥＧＲ流路に設けられ前記排ガスの流量を調節するＥＧＲバルブとを有するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、前記エンジンの運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブの開度を制御するＥＧＲバルブ制御部と、前記エンジンの燃焼変動を検出する燃焼変動検出部と、前記エンジンが搭載される車両の車速維持制御の実行中に、前記ＥＧＲバルブ制御部に前記ＥＧＲバルブの開度を増加させるとともに、前記燃焼変動が所定の閾値以上となる前記ＥＧＲバルブの開度を検出するＥＧＲ限界検出部とを備え、前記ＥＧＲバルブ制御部は、前記燃焼変動が前記閾値以上となる前記ＥＧＲバルブの開度に基づいて、前記ＥＧＲバルブに与えられる開度指示値を補正することを特徴とするエンジン制御装置である。
これによれば、ＥＧＲバルブの開度を増加させた際に、燃焼変動が閾値以上となるＥＧＲバルブの開度を検出することにより、ＥＧＲバルブの個体差や、経年変化による排ガス還流のし易さ、し難さを判別し、このような特性を反映させたＥＧＲバルブの開度制御を行うことができる。
これにより、フィードフォワード制御であってもＥＧＲ限界に近いより大量のＥＧＲを可能とし、ＥＧＲによる燃費改善等の効果を促進することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記ＥＧＲ限界検出部は、前記ＥＧＲバルブの上流圧と下流圧との差圧に基づいて前記ＥＧＲバルブの開度を検出することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、簡単な構成により適切にＥＧＲバルブの開度を検出することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、排ガスを吸気管内に導入するＥＧＲ流路と、前記ＥＧＲ流路に設けられ前記排ガスの流量を調節するＥＧＲバルブとを有するエンジンを制御するエンジン制御装置であって、前記エンジンの運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブの開度を制御するＥＧＲバルブ制御部と、前記エンジンの燃焼変動を検出する燃焼変動検出部と、前記エンジンが搭載される車両の車速維持制御の実行中に、前記ＥＧＲバルブ制御部に前記ＥＧＲバルブの開度を増加させるとともに、前記燃焼変動が所定の閾値以上となるＥＧＲ率を検出するＥＧＲ限界検出部とを備え、前記ＥＧＲバルブ制御部は、前記燃焼変動が前記閾値以上となる前記ＥＧＲ率に基づいて、前記ＥＧＲバルブの制御に用いられる目標ＥＧＲ率を補正することを特徴とするエンジン制御装置である。
これによれば、ＥＧＲバルブの開度を増加させた際に、燃焼変動が閾値以上となるＥＧＲ率を検出することにより、エンジンの個体差や環境条件によるＥＧＲ限界を判別し、このような特性を反映させたＥＧＲバルブの開度制御を行うことができる。
これにより、フィードフォワード制御であってもＥＧＲ限界に近いより大量のＥＧＲを可能とし、ＥＧＲによる燃費改善等の効果を促進することができる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記ＥＧＲ限界検出部は、前記ＥＧＲバルブの上流圧と下流圧との差圧、及び、前記ＥＧＲバルブの流量特性に基づいて前記ＥＧＲ率を算出することを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、簡単な構成により適切にＥＧＲ率を算出することができる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、前記ＥＧＲ限界検出部は、前記車速維持制御の実行中であって前記ＥＧＲバルブ制御部における目標ＥＧＲ率が所定の閾値以上である高ＥＧＲ率運転領域である場合に前記検出を行うことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、比較的大量のＥＧＲが行われる領域においてＥＧＲ限界を検出することにより、ＥＧＲ率をＥＧＲ限界近くまで増大することが可能となり、ＥＧＲによる燃費改善効果等をより促進することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、ＥＧＲ装置の制御精度を向上したエンジン制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用したエンジン制御装置の第１実施形態を有するエンジンの構成を模式的に示す図である。
【図２】第１実施形態のエンジン制御装置におけるＥＧＲバルブ開度指示値の学習補正時の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明を適用したエンジン制御装置の第２実施形態における目標ＥＧＲ率の学習補正時の動作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】
【００１４】
＜第１実施形態＞
以下、本発明を適用したエンジン制御装置の第１実施形態について説明する。
第１実施形態のエンジン制御装置は、例えば、乗用車等の自動車に走行用動力源として搭載される水平対向４気筒のガソリン直噴ターボ過給エンジンに設けられるものである。
【００１５】
図１は、第１実施形態のエンジン制御装置を有するエンジンの構成を模式的に示す図である。
エンジン１は、クランクシャフト１０、シリンダブロック２０、シリンダヘッド３０、ターボチャージャ４０、インテークシステム５０、エキゾーストシステム６０、キャニスタ７０、ＥＧＲ装置８０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００等を有して構成されている。
【００１６】
クランクシャフト１０は、エンジン１の出力軸となる回転軸である。
クランクシャフト１０の一方の端部には、図示しない変速機等の動力伝達機構が接続されている。
クランクシャフト１０には、図示しないコンロッドを介してピストンが連結されている。
クランクシャフト１０の端部には、クランクシャフト１０の角度位置を検出するクランク角センサ１１が設けられている。
クランク角センサ１１の出力は、ＥＣＵ１００に伝達される。
エンジン１において、例えばＥＧＲ率が過大なこと等を原因として燃焼変動が発生した場合、クランクシャフト１０の回転速度変動が発生する。
このような回転速度変動は、クランク角センサ１１が検出するクランクシャフト１０の角度位置の履歴に基づいて検出することができる。
クランク角センサ１１は、本発明の燃焼変動検出部として機能する。
【００１７】
シリンダブロック２０は、クランクシャフト１０を、車体に縦置き搭載する場合における左右方向から挟みこむように二分割として構成されている。
シリンダブロック２０の中央部には、クランクシャフト１０を収容するとともに、クランクシャフト１０を回転可能に支持するメインベアリングを有するクランクケース部が設けられている。
クランクケース部を挟んで左右に配置されるシリンダブロック２０の左右バンクの内部には、ピストンが挿入され内部で往復するシリンダが例えば２気筒ずつ（４気筒の場合）形成されている。
【００１８】
シリンダヘッド３０は、シリンダブロック２０のクランクシャフト１０とは反対側の端部（左右端部）にそれぞれ設けられている。
シリンダヘッド３０は、燃焼室３１、点火プラグ３２、吸気ポート３３、排気ポート３４、吸気バルブ３５、排気バルブ３６、吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８、インジェクタ３９等を備えて構成されている。
燃焼室３１は、シリンダヘッド３０のピストン冠面と対向する箇所を、例えばペントルーフ状に凹ませて形成されている。
点火プラグ３２は、燃焼室３１の中央に設けられ、ＥＣＵ１００からの点火信号に応じてスパークを発生し、混合気に点火するものである。
【００１９】
吸気ポート３３は、燃焼用空気（新気）を燃焼室３１に導入する流路である。
排気ポート３４は、燃焼室３１から既燃ガス（排ガス）を排出する流路である。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、吸気ポート３３、排気バルブ３４を所定のバルブタイミングで開閉するものである。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、各気筒に例えば２本ずつ設けられる。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、クランクシャフト１０の１／２の回転数で同期して回転する吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８によって開閉される。
吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８のカムスプロケット部には、各カムシャフトの位相を進角・遅角させて各バルブの開弁時期、閉弁時期を変化させる図示しないバルブタイミング可変機構が設けられている。
インジェクタ３９は、図示しない高圧燃料ポンプから加圧された燃料（ガソリン）が供給され、ＥＣＵ１００が発する開弁信号に応じて、燃焼室３１内に燃料を噴射して混合気を形成する直噴インジェクタである。
【００２０】
ターボチャージャ４０は、エンジン１の排気が有するエネルギを利用して、燃焼用空気（新気）を圧縮し、過給する過給機である。
ターボチャージャ４０は、タービン４１、コンプレッサ４２、エアバイパス流路４３、エアバイパスバルブ４４、ウエストゲート流路４５、ウエストゲートバルブ４６等を備えている。
タービン４１は、エンジン１の排ガスによって回転駆動される。
コンプレッサ４２は、タービン４１に同軸に取り付けられ、タービン４１によって回転駆動され空気を圧縮する。
【００２１】
エアバイパス流路４３は、コンプレッサ４２の下流側から空気の一部を抽出し、コンプレッサ４２の上流側に還流させるものである。
エアバイパスバルブ４４は、エアバイパス流路４３に設けられ、ＥＣＵ１００からの指令に応じてエアバイパス流路４３を実質的に閉塞する閉状態と、エアバイパス流路４３を空気が通過可能な開状態とを、二段階に切換えるものである。
エアバイパスバルブ４４は、電動アクチュエータによって開閉駆動される弁体を有する電動バルブとなっている。
エアバイパスバルブ４４は、例えば、スロットルバルブ５６を急激に閉じた場合等に、ターボチャージャ４０のサージング防止やブレードの保護等を図るため開状態とされ、コンプレッサ４２よりも下流側の吸気管内の空気をコンプレッサ４２の上流側に還流させ、余剰圧力を低減させる。
また、エアバイパスバルブ４４は、過給時におけるキャニスタ７０からのパージガスの流量を増加させるため、過給時に開状態としてコンプレッサ４２の入口部の負圧を大きくするためにも用いられる。
【００２２】
ウエストゲート流路４５は、過給圧制御や触媒の昇温等を目的として、タービン４１の上流側から排ガスの一部を抽出し、タービン４１の下流側にバイパスさせるものである。
ウエストゲート流路４５は、タービン４１のハウジングに一体に形成されている。
ウエストゲートバルブ４６は、ウエストゲート流路４５に設けられ流路を開閉する弁体を有し、ウエストゲート流路４５を通過する排ガスの流量を制御するものである。
ウエストゲートバルブ４６は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて弁体を開閉駆動する電動アクチュエータを有する電動ウエストゲートバルブである。
ウエストゲートバルブ４６は、全開状態と全閉状態とを切換可能であるとともに、これらの中間位置においても任意の開度設定が可能となっている。
【００２３】
インテークシステム５０は、空気を導入して吸気ポート３３に導入するものである。
インテークシステム５０は、インテークダクト５１、チャンバ５２、エアクリーナ５３、エアフローメータ５４、インタークーラ５５、スロットルバルブ５６、インテークマニホールド５７、吸気圧センサ５８等を備えて構成されている。
【００２４】
インテークダクト５１は、外気を導入して吸気ポート３３に導入する流路である。
チャンバ５２は、インテークダクト５１の入口部近傍に連通して設けられた空間部である。
エアクリーナ５３は、インテークダクト５１におけるチャンバ５２との連通箇所の下流側に設けられ、空気を濾過してダスト等を取り除くものである。
エアフローメータ５４は、エアクリーナ５３の出口近傍に設けられ、インテークダクト５１内に新たに導入される吸入空気量（新気流量）を計測するものである。
エアフローメータ５４の出力は、ＥＣＵ１００に伝達される。
ターボチャージャ４０のコンプレッサ４２は、エアフローメータ５４の下流側に設けられている。
【００２５】
インタークーラ５５は、インテークダクト５１におけるコンプレッサ４２の下流側に設けられ、例えば走行風等との熱交換によって、圧縮され高温となった空気を冷却する熱交換器である。
スロットルバルブ５６は、インテークダクト５１におけるインタークーラ５５の下流側に設けられ、空気の流量を調節してエンジン１の出力を制御するバタフライバルブである。
スロットルバルブ５６は、ドライバによるアクセルペダル操作等に応じて、図示しないスロットルアクチュエータによって開閉駆動される。
また、スロットルバルブ５６には、その開度を検出するスロットルセンサが設けられ、その出力はＥＣＵ１００に伝達される。
【００２６】
インテークマニホールド５７は、スロットルバルブ５６の下流側に設けられた吸気管であって、空気を各気筒の吸気ポート３３に分配する分岐管である。
吸気圧センサ５８は、インテークマニホールド５７内の空気の圧力（吸気圧力）を検出するものである。
吸気圧センサ５８の出力は、ＥＣＵ１００に伝達される。
【００２７】
エキゾーストシステム６０は、排気ポート３４から排出された排ガスを外部に排出するものである。
エキゾーストシステム６０は、エキゾーストマニホールド６１、エキゾーストパイプ６２、フロント触媒６３、リア触媒６４、サイレンサ６５、空燃比センサ６６、リアＯ２センサ６７等を有して構成されている。
【００２８】
エキゾーストマニホールド６１は、各気筒の排気ポート３４から出た排ガスを集合させる集合管である。
ターボチャージャ４０のタービン４１は、エキゾーストマニホールド６１の下流側に配置されている。
エキゾーストパイプ６２は、タービン４１から出た排ガスを外部に排出する管路である。
フロント触媒６３、リア触媒６４は、エキゾーストパイプ６２の中間部分に設けられ、排ガス中のＨＣ、ＮＯｘ、ＣＯ等を浄化する三元触媒をそれぞれ備えている。
フロント触媒６３は、タービン４１の出口に隣接して設けられ、リア触媒６４はフロント触媒の出口側に設けられている。
サイレンサ６５は、エキゾーストパイプ６２の出口近傍に設けられ、排ガスの音響エネルギを低減するものである。
【００２９】
空燃比センサ６６は、タービン４１の出口とフロント触媒６３の入口との間に設けられている。
リアＯ２センサ６７は、フロント触媒６３の出口とリア触媒６４の入口との間に設けられている。
空燃比センサ６６、リアＯ２センサ６７は、ともに排ガス中の酸素濃度に応じた出力電圧を発生することによって、排ガス中の酸素量を検出するものである。
空燃比センサ６６は、リアＯ２センサ６７に対してより広範囲の空燃比における酸素濃度を検出可能なリニア出力センサとなっている。
空燃比センサ６６、リアＯ２センサ６７の出力は、ともにＥＣＵ１００に伝達される。
【００３０】
キャニスタ（チャコールキャニスタ）７０は、エンジン１の燃料として用いられるガソリンが貯留される図示しない燃料タンクで発生した燃料蒸発ガス（エバポ）が導入され、一時的に吸蔵されるものである。
キャニスタ７０は、燃料蒸発ガスを一時的に吸着可能な活性炭を、樹脂製の筐体であるキャニスタケース内に収容して構成されている。
キャニスタ７０は、主に非過給時用のパージライン７１、パージコントロールバルブ７２、及び、主に過給時用のパージライン７３、パージコントロールバルブ７４等を備えて構成されている。
【００３１】
パージライン７１は、両端部がキャニスタ７０、及び、インテークマニホールド５７にそれぞれ接続され、これらの内部間を連通させる流路である。
パージライン７１は、インテークマニホールド５７内が負圧となる非過給時に、キャニスタ７０から放出された燃料蒸発ガスからなるパージガスを、インテークマニホールド５７内に導入するものである。
パージコントロールバルブ（ＰＣＶ）７２は、パージライン７１の途中に設けられたデューティ制御ソレノイドバルブである。
ＰＣＶ７２は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて、開状態と閉状態との切換、及び、開状態における開度の設定が可能となっている。
【００３２】
パージライン７３は、両端部がキャニスタ７０、及び、インテークダクト５１におけるコンプレッサ４２の入口部に隣接する領域に接続され、これらの内部間を連通させる流路である。
パージライン７３は、インテークマニホールド５７内が正圧となり、パージライン７１によるパージガスの導入が困難となる過給時に、パージガスをコンプレッサ４２よりも上流側のインテークダクト５１内に導入するものである。
パージコントロールバルブ（ＰＣＶ）７４は、パージライン７３の途中に設けられた電磁弁である。
ＰＣＶ７４は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて、開状態と閉状態との切換が可能となっている。
【００３３】
ＥＧＲ装置８０は、エキゾーストマニホールド６１から排ガスの一部をＥＧＲガスとして抽出し、インテークマニホールド５７内に導入する排ガス再循環（ＥＧＲ）を行うものである。
ＥＧＲ装置８０は、ＥＧＲ流路８１、ＥＧＲクーラ８２、ＥＧＲバルブ８３等を備えている。
【００３４】
ＥＧＲ流路８１は、エキゾーストマニホールド６１からインテークマニホールド５７に排ガス（ＥＧＲガス）を導入する管路である。なお、このような構成に代えて、シリンダヘッド３０の排気ポート３４から排気を抽出する構成としてもよい。
ＥＧＲクーラ８２は、ＥＧＲ流路８１の途中に設けられ、ＥＧＲ流路８１を流れるＥＧＲガスを、エンジン１の冷却水との熱交換によって冷却するものである。
ＥＧＲバルブ８３は、ＥＧＲ流路８１におけるＥＧＲクーラ８２の下流側に設けられ、ＥＧＲ流路８１内を通過するＥＧＲガスの流量を調節する調量弁である。
ＥＧＲバルブ８３は、ソレノイド等の電動アクチュエータによって駆動される弁体を有し、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００によって、実際のＥＧＲ率（ＥＧＲガス流量／新気流量）が、後述する所定の目標ＥＧＲ率に近づくよう開度をフィードフォワード制御される。
ＥＧＲバルブ８３は、ＥＣＵ１００から与えられる開度指示値に応じて、その開度をステップ状に変化させる。
ＥＧＲバルブ８３は、バルブ開度を推定するための手段として、その上流側、下流側におけるＥＧＲ流路８１の内圧を検出する図示しない上流圧センサ及び下流圧センサを有する。これら各センサの出力は、ＥＣＵ１００に伝達される。
【００３５】
エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、エンジン１及びその補機類を統括的に制御するものである。
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を備えて構成されている。
また、ＥＣＵ１００には、ドライバによる図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ１０１が設けられている。
【００３６】
ＥＣＵ１００は、アクセルペダルセンサ１０１の出力等に基づいて、ドライバ要求トルクを設定する機能を備えている。
ＥＣＵ１００は、エンジン１が実際に発生するトルクが、設定されたドライバ要求トルクに近づくよう、スロットルバルブ開度、過給圧、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、バルブタイミング、ＥＧＲバルブ開度等を制御する。
【００３７】
ＥＣＵ１００は、通常運転時（非診断時）において、エンジン回転数、及び、エアフローメータ５４が検出する吸入空気量に応じて、予め設定された目標ＥＧＲ率マップを用いて目標ＥＧＲ率を設定する。
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲガスの流量の吸入空気量に対する比（実際のＥＧＲ率）が、上述した目標ＥＧＲ率に近づくよう、目標ＥＧＲ率からＥＧＲバルブ８３の開度指示値を設定し、ＥＧＲバルブ８３の開度をフィードフォワード制御するＥＧＲバルブ制御部としても機能する。
さらに、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ限界学習診断時に、燃焼変動が著大となるＥＧＲバルブの開度を検出するＥＧＲ限界検出部としても機能する。
【００３８】
ＥＧＲバルブ８３は、新品時からの個体差や、デポジットの堆積等の経年変化により、流量特性にばらつきがある（同一の開度指示値を与えても流量が異なる）場合がある。
ＥＧＲバルブ８３の制御を、実際のＥＧＲ率をフィードバックしないフィードフォワード制御により行う場合には、このような流量特性のばらつきを考慮してＥＧＲバルブ８３の開度指示値を設定する必要がある。
例えば、想定される流量特性ばらつきのなかで最も流量が大きいＥＧＲバルブ８３が用いられた場合であっても、ＥＧＲ量が過大なことに起因して、燃焼変動や失火が生じないよう、余裕をもたせた開度指示値を設定することになる。
しかし、このような開度指示値を、比較的流量が小さいＥＧＲバルブ８３に与えた場合、実際にはより大量のＥＧＲが可能であるにも関わらず、ＥＧＲ率が制限されることになり、燃費改善やノッキング防止などのＥＧＲによる効果が限定的なものになってしまう。
そこで、本実施形態においては、以下の手法によりＥＧＲバルブ８３固有の流量特性に応じた開度指示値の補正を行っている。
【００３９】
図２は、第１実施形態のエンジン制御装置におけるＥＧＲバルブ開度指示値の学習補正時の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
【００４０】
＜ステップＳ０１：ＥＧＲ限界学習条件充足判断＞
ＥＣＵ１００は、エンジン回転数、負荷、ドライバ要求トルク等のエンジン１の運転状態から、ＥＧＲ限界学習が可能である条件として予め設定されたＥＧＲ限界学習条件が充足したか否かを判別する。
ＥＧＲ限界学習条件は、実用上導入可能なＥＧＲ率やＥＧＲ量の最大値を検出するのに適したエンジン１の運転条件であって、例えば、ＥＧＲ率が安定して所定の閾値以上となる高ＥＧＲ率運転領域において成立するように設定されている。
このような高ＥＧＲ運転領域は、典型的には、部分負荷時でありかつ実質的に負荷が一定である運転領域である。
例えば、ＥＣＵ１００は、クルーズコントロール（車速維持制御）により高速道路等の高規格道路を実質的に一定速度で走行している際に、ＥＧＲ限界学習条件が充足したものと判断する。あるいは、ＥＣＵ１００は、クルーズコントロールの実行中であって、目標ＥＧＲ率が所定の閾値以上である運転領域である場合に、ＥＧＲ限界学習条件が充足したものと判断してもよい。
ＥＧＲ限界学習条件が充足した場合はステップＳ０２に進み、充足しない場合は一連の処理を終了（リターン）する。
【００４１】
＜ステップＳ０２：ＥＧＲバルブ開度ステップ増加＞
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ８３に対して与えられる開度指示値を、現在のステップから１ステップだけ開度が増加する方向に変更する。
ＥＧＲバルブ８３は、新たに与えられた開度指示値に応じて、開度を増加させる。
これによって、ＥＧＲ装置８０がインテークマニホールド５７内に導入するＥＧＲ量は増加する。
その後、ステップＳ０３に進む。
【００４２】
＜ステップＳ０３：回転変動検出＞
ＥＣＵ１００は、エンジン１における燃焼状態を示すパラメータとして、クランクシャフト１０の回転速度変動を検出する。
クランクシャフト１０の回転速度変動は、クランク角センサ１１が検出するクランクシャフト１０の角度位置の履歴をモニタすることによって検出することができる。
その後、ステップＳ０４に進む。
【００４３】
＜ステップＳ０４：回転変動判断＞
ＥＣＵ１００は、ステップＳ０３において検出したクランクシャフト１０の回転速度変動を、予め設定された閾値と比較する。
回転速度変動が閾値以上である場合には、所定以上の燃焼変動が発生したものとしてステップＳ０５に進み、閾値未満である場合には、ステップＳ０２に戻って以降の処理を繰り返す。
【００４４】
＜ステップＳ０５：ＥＧＲバルブ開度取得＞
ＥＣＵ１００は、現在のＥＧＲバルブ８３の開度に関する情報を取得する。
ＥＧＲバルブ８３の開度は、例えば、ＥＧＲバルブ８３の上流側、下流側におけるＥＧＲ流路８１の内圧の差圧から、予め設定されたマップ（テーブル）を用いて判定することができる。
その後、ステップＳ０６に進む。
【００４５】
＜ステップＳ０６：ＥＧＲバルブ開度指示値学習補正＞
ＥＣＵ１００は、ステップＳ０５において検出されたＥＧＲバルブ８３の開度に基づいて、今後のＥＧＲ制御においてＥＧＲバルブ８３に与える開度指示値を補正する。
具体的には、学習補正制御開始時のＥＧＲバルブ８３の開度に対して、ステップＳ０５で検出されたＥＧＲバルブ開度が所定量以上大きい場合には、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも小さいものとして、今後の同一の目標ＥＧＲ率に対応するＥＧＲバルブ開度指示値を、開度が増加する方向に補正する。
このときの補正量は、学習補正制御開始時のＥＧＲバルブ８３の開度と、ステップＳ０５で検出されたＥＧＲバルブ開度との差が拡大するのに応じて増加するように設定される。
その後、ステップＳ０７に進む。
【００４６】
＜ステップＳ０７：通常ＥＧＲ制御に復帰＞
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ限界の学習処理を終了し、通常のＥＧＲ制御に復帰する。
なお、このときのＥＧＲバルブ８３への開度指示値は、ステップＳ０６における補正後の値を用いる。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。
【００４７】
以上説明した第１実施形態によれば、以下説明する効果を得ることができる。
（１）ＥＧＲバルブ８３の開度を増加させた際に、クランクシャフト１０の回転速度変動（燃焼変動）が閾値以上となるＥＧＲバルブ８３の開度を検出することにより、ＥＧＲバルブ８３の個体差や経年変化による排ガス還流のし易さ、し難さを判別し、このような特性を反映させたＥＧＲバルブ８３の開度制御を行うことができる。
これにより、フィードフォワード制御であってもＥＧＲ限界に近いより大量のＥＧＲを可能とし、ＥＧＲによる燃費改善等の効果を促進することができる。
（２）ＥＧＲバルブ８３の上流圧、下流圧の差圧に基づいてＥＧＲバルブ８３の開度を検出することにより、簡単な構成により適切にＥＧＲバルブ８３の開度を検出することができる。
（３）ＥＧＲ量が上限近くまで多くなる部分負荷時かつ実質的に一定負荷時にＥＧＲ限界学習条件が充足したと判定することによって、比較的大量のＥＧＲが行われる領域においてＥＧＲ限界を検出することにより、ＥＧＲ率をＥＧＲ限界近くまで増大することが可能となり、ＥＧＲによる燃費改善効果等をより促進することができる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用したエンジン制御装置の第２実施形態について説明する。
第２実施形態のエンジン制御装置及びこれによって制御されるエンジンのハードウェア構成は、第１実施形態と実質的に同一である。
第２実施形態においては、第１実施形態におけるＥＧＲバルブ開度指示値の学習補正に代えて、以下説明する目標ＥＧＲ率のマップ値の学習補正を行っている。
【００４９】
図３は、第２実施形態のエンジン制御装置における目標ＥＧＲ率の学習補正時の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
【００５０】
＜ステップＳ１１：ＥＧＲ限界学習条件充足判断＞
ＥＣＵ１００は、予め設定されたＥＧＲ限界学習条件が充足したか否かを判別する。
ＥＧＲ限界学習条件が充足した場合はステップＳ１２に進み、充足しない場合は一連の処理を終了（リターン）する。ＥＧＲ限界学習条件は、第１実施形態のステップＳ０１で述べたものと同様な条件である。
【００５１】
＜ステップＳ１２：ＥＧＲバルブ開度ステップ増加＞
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ８３に対して与えられる開度指示値を、現在のステップから１ステップだけ開度が増加する方向に変更する。
その後、ステップＳ１３に進む。
【００５２】
＜ステップＳ１３：回転変動検出＞
ＥＣＵ１００は、クランクシャフト１０の回転速度変動を検出する。
その後、ステップＳ１４に進む。
【００５３】
＜ステップＳ１４：回転変動判断＞
ＥＣＵ１００は、ステップＳ０３において検出したクランクシャフト１０の回転速度変動を、予め設定された閾値と比較する。
回転速度変動が閾値以上である場合には、ステップＳ１５に進み、閾値未満である場合には、ステップＳ１２に戻って以降の処理を繰り返す。
【００５４】
＜ステップＳ１５：ＥＧＲ率限界算出＞
ＥＣＵ１００は、現在のＥＧＲバルブ８３の開度に関する情報（例えば、ＥＧＲバルブ８３の上流圧と下流圧との差圧）を取得し、この情報及び既知のＥＧＲバルブ８３の流量特性、及び、エアフローメータが検出するエンジン１の吸入空気量に基づいて、ステップＳ１４において回転変動（燃焼変動）が閾値を超えた際のＥＧＲ率を算出する。
このＥＧＲ率は、実用上のＥＧＲ率の上限であるＥＧＲ率限界となる。
その後、ステップＳ１６に進む。
【００５５】
＜ステップＳ１６：目標ＥＧＲ率学習補正＞
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１５において検出されたＥＧＲ率限界に基づいて、今後のＥＧＲ制御において用いられる目標ＥＧＲ率を学習補正する。
具体的には、ＥＧＲバルブ８３の制御に用いられる目標ＥＧＲ率マップのマップ値を、ＥＧＲ率限界を超過しない範囲でＥＧＲ率限界に近づけるよう補正する。
その後、ステップＳ１７に進む。
【００５６】
＜ステップＳ１７：通常ＥＧＲ制御に復帰＞
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ限界の学習処理を終了し、通常のＥＧＲ制御に復帰する。
なお、このときのＥＧＲバルブ８３の制御に用いられる目標ＥＧＲ率のマップは、ステップＳ１６における補正後のマップを用いる。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。
【００５７】
以上説明した第２実施形態によれば、ＥＧＲバルブ８３の開度を増加させた際にクランクシャフト１０の回転速度変動（燃焼変動）が閾値以上となるＥＧＲ率を検出することにより、エンジン１の個体差や環境条件によるＥＧＲ限界を判別し、このような特性を反映させたＥＧＲバルブ８３の開度制御を行うことによって、フィードフォワード制御であってもＥＧＲ限界に近いより大量のＥＧＲを可能とし、ＥＧＲによる燃費改善等の効果を促進することができる。
【００５８】
（変形例）
本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン制御装置、及び、制御対象となるエンジンの構成は、上述した実施形態に限定されることなく、適宜変更することができる。
例えば、実施形態のエンジンのシリンダレイアウト、気筒数、過給機の有無、燃料噴射方式などは一例であって、適宜変更することが可能である。
（２）実施形態においては、エンジンの燃焼変動をクランクシャフトの回転速度変動に基づいて検出しているが、これに限らず、他の手法により燃焼変動を検出してもよい。
例えば、シリンダの筒内圧力（燃焼ガス圧力）を検出する手段を設けて、筒内圧力に基づいて燃焼変動を検出してもよい。また、エンジンや車体の振動を検出し、振動に基づいて燃焼変動を検出してもよい。
（３）実施形態においては、ＥＧＲ限界の学習を行う際に、ＥＧＲバルブの開度をステップ状に変化させているが、連続的に徐変させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１    エンジン                    １０    クランクシャフト
１１    クランク角センサ            ２０    シリンダブロック
３０    シリンダヘッド              ３１    燃焼室
３２    点火プラグ                  ３３    吸気ポート
３４    排気ポート                  ３５    吸気バルブ
３６    排気バルブ                  ３７    吸気カムシャフト
３８    排気カムシャフト            ３９    インジェクタ
４０    ターボチャージャ            ４１    タービン
４２    コンプレッサ                ４３    エアバイパス流路
４４    エアバイパスバルブ          ４５    ウエストゲート流路
４６    ウエストゲートバルブ
５０    インテークシステム          ５１    インテークダクト
５２    チャンバ                    ５３    エアクリーナ
５４    エアフローメータ            ５５    インタークーラ
５６    スロットルバルブ            ５７    インテークマニホールド
５８    吸気圧センサ
６０    エキゾーストシステム        ６１    エキゾーストマニホールド
６２    エキゾーストパイプ          ６３    フロント触媒
６４    リア触媒                    ６５    サイレンサ
６６    空燃比センサ                ６７    リアＯ２センサ
７０    キャニスタ                  ７１    パージライン
７２    パージコントロールバルブ    ７３    パージライン
７４    パージコントロールバルブ    ８０    ＥＧＲ装置
８１    ＥＧＲ流路                  ８２    ＥＧＲクーラ
８３    ＥＧＲバルブ
１００    エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１０１    アクセルペダルセンサ
【図１】
2019120204.tif 000003
【図２】
2019120204.tif 000004
【図３】
2019120204.tif 000005