(57)【要約】【課題】ＥＧＲ制御が行われる内燃機関において、吸気通路内の圧力低下に起因した不都合の発生を抑えることのできる吸気量制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１では、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路４に還流させる排気還流制御が行われる。制御装置８は、内燃機関１の吸気通路４に設けられた吸気絞り弁３の開度調整を通じて吸気の量を制御する。そして、制御装置８は、排気還流制御によって調整されるＥＧＲ率が所定値以下のときには、排気中の未燃ＨＣ濃度が所定濃度以下であって且つ吸気絞り弁３よりも吸気下流側の吸気通路４内の圧力が所定圧以上となるように、吸気絞り弁の閉弁量を制限する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させる排気還流制御が行われる内燃機関に適用されて、前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気調量弁の開度調整を通じて吸気の量を制御する吸気量制御装置であって、
前記排気還流制御によって調整されるＥＧＲ率が所定値以下のときには、排気中の未燃ＨＣ濃度が所定濃度以下であって且つ前記吸気調量弁よりも吸気下流側の吸気通路内の圧力が所定圧以上となるように、前記吸気調量弁の閉弁量を制限する
ことを特徴とする内燃機関の吸気量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に吸入される吸気の量を制御する吸気量制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気通路には、開度調整を通じて吸気の量を制御する吸気調量弁が設けられている。また、例えば特許文献１に記載されているように、車載等の内燃機関に採用される装置として、内燃機関の排気の一部を吸気通路に還流する排気還流装置（以下、ＥＧＲ装置という）がある。このＥＧＲ装置によって排気を還流させると、内燃機関の燃焼温度が低下するようになるため、内燃機関でのＮＯｘ発生量の減少させることができる。
【０００３】
こうした排気還流の制御に際しては、吸気通路に還流されるＥＧＲガスの量であるＥＧＲ量がＥＧＲ制御弁の開度制御を通じて調量されることにより、ＥＧＲ率［ＥＧＲ率＝ＥＧＲ量／（ＥＧＲ量＋新気量）］は機関運転状態に応じた比率に調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２６７３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ＥＧＲ量が減少してＥＧＲ率が低下すると、内燃機関の吸気におけるＥＧＲ分圧が低下するため、吸気通路内の圧力が低下する。このようにして吸気通路内の圧力が低下している状態で、吸気調量弁の開度が過剰に閉じ側へと制御されてしまうと、吸気通路内の圧力が更に低下するため、例えば以下のような不都合等が起きるおそれがある。
【０００６】
まず、燃焼室内での圧縮端温度が低下して混合気の着火が不安定になるため、内燃機関からの未燃ＨＣの排出量（濃度）が増加しやすくなる。
また、内燃機関において、クランクケース内よりもシリンダ内の圧力の方が低くなるため、ピストンリングの合口部などから機関潤滑油がシリンダ内に流入する、いわゆるオイル上がりが起きやすくなり、オイル消費量が増大するおそれがある。
【０００７】
また、内燃機関の吸気行程において、クランクケース内よりもシリンダ内の圧力の方が低い状態で、クランクシャフトの回転によりコネクティングロッドが引き下げられる際に、クランクシャフトとコネクティングロッドとの間を満たしている潤滑油内でキャビテーションが発生する。このキャビテーションで発生した気泡が、圧縮行程に移行した際に破裂して、「パチパチ」といった異音が発生したり、ベアリング表層の剥離等が起きたりするおそれがある。
【０００８】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＥＧＲ制御が行われる内燃機関において、吸気通路内の圧力低下に起因した不都合の発生を抑えることのできる吸気量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】
【０００９】
上記課題を解決する内燃機関の吸気量制御装置は、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させる排気還流制御が行われる内燃機関に適用されて、その内燃機関の吸気通路に設けられた吸気調量弁の開度調整を通じて吸気の量を制御する。そして、吸気量制御装置は、排気還流制御によって調整されるＥＧＲ率が所定値以下のときには、排気中の未燃ＨＣ濃度が規定濃度以下であって且つ吸気調量弁よりも吸気下流側の吸気通路内の圧力が規定圧以上であるとの条件を満たすように、吸気調量弁の閉弁量を制限するようにしている。
【００１０】
同構成によれば、ＥＧＲガスが減少してＥＧＲ率が所定値以下になると、上記条件を満たすように吸気調量弁の閉弁量が制限される。そのため、ＥＧＲ率が低下している状態で吸気調量弁が過剰に閉じ側に制御されることにより、同吸気調量弁よりも吸気下流側の吸気通路内の圧力が過度に低くなることを抑えることができる。そして、これにより上述したような不都合の発生、例えば未燃ＨＣの排出量増大、オイル消費量の増大、異音の発生、ベアリングの損傷等を抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態の内燃機関の吸気量制御装置について、これが適用される内燃機関の吸排気系を示す模式図。
【図２】最終絞り弁開度を設定するためのブロック図。
【図３】閉じ側ガード値を算出するためのブロック図。
【図４】ＥＧＲ率比と補間係数との対応関係を示すグラフ。
【図５】ＥＧＲ率と閉じ側ガード値との対応関係を示すグラフ。
【図６】吸気絞り弁の開度が閉じ側ガード値で制限されているときのＥＧＲ率とＨＣ濃度との関係を示すグラフ。
【図７】吸気絞り弁の開度が閉じ側ガード値で制限されているときのＥＧＲ率と吸気圧との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、内燃機関の吸気量制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に、本実施形態における吸気量制御装置が設けられたディーゼルエンジン（以下、内燃機関という）の吸排気系を示す。この図１に示すように、内燃機関１には吸気通路４が接続されている。吸気通路４の途中にはサージタンク２が設けられている。また、吸気通路４にあってサージタンク２の吸気上流側には、吸入空気量を調量する吸気調量弁としての吸気絞り弁３が設けられている。
【００１３】
内燃機関１には、排気通路６が接続されており、この排気通路６の途中には、排気圧を利用して吸入空気を過給する可変容量型のターボチャージャ１３が設けられている。このターボチャージャ１３において、排気通路６が接続されるタービンハウジング１３ｂには、排気流量を調整するノズルベーンが設けられており、このノズルベーンの開度は機関運転状態に応じて変更される。例えば低負荷領域ではノズルベーンの開度が小さくされることにより、排気流量が少ない場合でも排気流速は増大されて排気の動圧が大きくされる。また、高負荷領域ではノズルベーンの開度が大きくされることにより、排気流量が多いときの排気の圧力損失が低減される。
【００１４】
ターボチャージャ１３において、吸気通路４が接続されるコンプレッサハウジング１３ａと吸気絞り弁３との間の吸気通路４にはインタークーラ１４が設けられている。このインタークーラ１４によって、ターボチャージャ１３の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００１５】
また、排気通路６の途中にあって、ターボチャージャ１３のタービンハウジング１３ｂの排気下流には、排気を浄化する触媒７が設けられている。
他方、内燃機関１には、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路４に還流する排気還流装置（以下、ＥＧＲ装置という）が設けられている。このＥＧＲ装置には、排気通路６にあってタービンハウジング１３ｂの排気上流から分岐されたＥＧＲガス還流通路１０が設けられており、このＥＧＲガス還流通路１０は上記サージタンク２に接続されている。また、ＥＧＲガス還流通路１０の途中には、ＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換を行うＥＧＲクーラ１２や、ＥＧＲガス還流通路１０を流れるＥＧＲガスの量を調整するＥＧＲ制御弁１１、ＥＧＲクーラ１２を迂回して排気を流すバイパス通路１５などが配設されている。バイパス通路１５には、同バイパス通路１５を開閉するバイパス弁１６が設けられている。
【００１６】
排気通路６を通る排気の一部はＥＧＲガスとしてＥＧＲガス還流通路１０に導入され、ＥＧＲクーラ１２にて熱交換された後、吸気通路４へ還流されて新気とともに再び内燃機関１の燃焼室に導入される。こうした排気還流制御を実行してＥＧＲガスを還流させることにより、混合気の燃焼温度が低下してＮＯｘの発生量が低減される。なお、排気還流制御の実行に際しては、機関運転状態、例えば機関回転速度ＮＥや内燃機関１の機関負荷を示す燃料噴射量Ｑ等に基づき、目標ＥＧＲ率ＥＰが設定される（目標ＥＧＲ率ＥＰは「０」以上「１」以下の値）。そして、ＥＧＲ制御弁１１の開度が目標ＥＧＲ率ＥＰに対応した開度に調整されることにより、実際のＥＧＲ率［ＥＧＲ率＝ＥＧＲ量／（ＥＧＲ量＋新気量）］は、機関運転状態に適した状態に調整される。
【００１７】
内燃機関１の機関運転状態等は各種センサによって検出される。例えば、クランク角センサ６０によって、内燃機関１のクランクシャフトの回転角度、すなわちクランク角度が検出され、その検出信号に基づいて機関回転速度ＮＥが算出される。また、エアフロメータ６１によって、内燃機関１に吸入される空気の量である吸入空気量ＧＡが検出される。また、吸気圧センサ６２によって、サージタンク２内の吸気圧ＰＭが検出される。また、吸気温センサ６３によって、インタークーラ１４を通過した後の吸入空気の温度である吸気温度ＴＨＡが検出される。また、水温センサ６４によって、内燃機関１の冷却水の温度である水温ＴＨＷが検出される。また、大気圧センサ６５によって、大気圧ＰＡが検出される。また、アクセルセンサ６７によって、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル操作量ＡＣＣＰが検出される。また、吸気絞り弁センサ６８によって、吸気絞り弁３の開度である絞り弁開度ＴＡが検出される。
【００１８】
なお、本実施形態では、吸気絞り弁３が全開になっている状態を同吸気絞り弁３の基準動作位置としており、この全開状態を「絞り弁開度ＴＡ＝０％」という。そして、吸気絞り弁３の全閉状態を「絞り弁開度ＴＡ＝１００％」とし、吸気絞り弁３の開度は０％〜１００％の間で調整される。従って、絞り弁開度ＴＡの値が小さくなるほど、吸気絞り弁３は開き側に動作し、吸入空気量ＧＡは多くなる。
【００１９】
内燃機関１の各種制御は、制御装置８によって行われる。この制御装置８は、各種制御にかかる演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。制御装置８は、各種センサにて検出された機関運転状態に応じて、内燃機関１の燃料噴射制御や、吸気絞り弁３の開度を目標開度に調整する開度制御、あるいは上記ＥＧＲ制御弁１１の開度制御を通じた上記排気還流制御等を行う。
【００２０】
ところで、ＮＯｘの発生量を抑えるには、ＥＧＲ量を可能な限り増やすことが望ましい。そこで、本実施形態では、低負荷運転領域などにおいて、吸気絞り弁３の開度をできるだけ閉じ側に制御することにより、大量のＥＧＲガスを還流させるようにしている。
【００２１】
ここで、ＥＧＲガス還流通路１０内でのデポジットの堆積等により、ＥＧＲ量が本来の量に対して不足している場合などには、内燃機関１の吸気におけるＥＧＲ分圧が低下するため、吸気通路４内の圧力である上記吸気圧ＰＭが低下してしまう。
【００２２】
また、吸気圧ＰＭの低下を招くＥＧＲ量の減少は、ＥＧＲガス還流通路１０内でのデポジットの堆積等によるものの他に、例えば以下のようなものもある。
混合気が燃焼すると水蒸気が発生する。この水蒸気は、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１２で冷却されることにより凝縮水になる。この凝縮水が吸気系に溜まらないように、機関運転状態に応じてＥＧＲ量を意図的に減量し、新気の量を増やして排気の飽和水蒸気圧を高め、凝縮水の発生を抑えるようにすることもある。また、吸気温度の上昇や大気圧の低下によって空気密度が低下すると圧縮端温度が低くなるため、こうした圧縮端温度の低下を抑えるために、意図的にＥＧＲ量を減量して新気の量を増やすこともある。
【００２３】
こうしたＥＧＲ量の減少によって吸気圧ＰＭが低下しているときに、吸気絞り弁３の開度が過剰に閉じ側へと制御されてしまうと、吸気圧ＰＭが更に低下するため、例えば以下のような不都合が起きるおそれがある。
【００２４】
まず、燃焼室内での圧縮端温度が低下して混合気の着火が不安定になるため、内燃機関１からの未燃ＨＣの排出量（濃度）が増加しやすくなる。このようにして未燃ＨＣの排出量が増加してしまうと、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１２や、ターボチャージャ１３のノズルベーンなどに未燃ＨＣが付着してデポジットが堆積し、それらＥＧＲクーラ１２やノズルベーンなどの機能低下を招くおそれがある。また、内燃機関１の軽負荷運転が連続して多用されると、排気温度が低い軽負荷運転中において触媒７などの排気系機能部品に未燃ＨＣが蓄積される。その後、排気温度が高くなる高負荷運転を行う際において、触媒７が活性化する前に、蓄積された未燃ＨＣが排気通路６から白煙状態で排出されてしまう。
【００２５】
また、内燃機関１において、クランクケース内よりもシリンダ内の圧力の方が低くなるため、ピストンリングの合口部などから機関潤滑油がシリンダ内に流入する、いわゆるオイル上がりが起きやすくなり、オイル消費量が増大するおそれがある。
【００２６】
また、内燃機関１の吸気行程において、クランクケース内よりもシリンダ内の圧力の方が低い状態で、クランクシャフトの回転によりコネクティングロッドが引き下げられる際に、クランクシャフトとコネクティングロッドとの間を満たしている潤滑油内でキャビテーションが発生する。このキャビテーションで発生した気泡が、圧縮行程に移行した際に破裂し、「パチパチ」という異音が発生したり、ベアリング表層の剥離等が起きたりするおそれがある。
【００２７】
そこで、本実施形態では、ＥＧＲ制御によって調整されるＥＧＲ率が所定値以下のときには、排気中の未燃ＨＣ濃度が規定濃度以下であって且つ吸気圧ＰＭが規定圧以上であるとの条件を満たすように、吸気絞り弁３の閉弁量を制限するようにしている。以下、こうした閉弁量の制限について説明する。
【００２８】
図２に、吸気絞り弁３の目標開度である最終絞り弁開度ＴＡＦを算出するためのブロック図を示す。この最終絞り弁開度ＴＡＦは、制御装置８によって所定周期毎に算出される。
【００２９】
同図２に示すように、ベース開度設定部１００は、吸気絞り弁３の目標開度のベース値であるベース開度ＴＡＢを機関回転速度ＮＥ及び内燃機関１の燃料噴射量Ｑに基づいて設定する。このベース開度設定部１００には、吸気通路４にＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ実行時用に最適化された設定マップと、ＥＧＲガスを還流させないＥＧＲカット時用に最適化された設定マップとがそれぞれ用意されている。そして、ＥＧＲ実行中には、ＥＧＲ実行時用の設定マップを使って、目標ＥＧＲ率ＥＰに対応した新気の量を得ることのできるベース開度ＴＡＢが機関回転速度ＮＥ及び内燃機関１の燃料噴射量Ｑに基づいて設定される。一方、ＥＧＲカット時には、ＥＧＲカット時用の設定マップを使って機関回転速度ＮＥ及び内燃機関１の燃料噴射量Ｑに基づき、ベース開度ＴＡＢが設定される。
【００３０】
なお、本実施形態では、機関負荷を示す値として燃料噴射量Ｑを利用するようにしているが、この他の値、例えばアクセル操作量ＡＣＣＰを利用してもよい。
気圧補正係数設定部１１０は、大気圧ＰＡに基づいて気圧補正係数Ｋ１を設定する。
【００３１】
吸気温補正係数設定部１２０は、吸気温度ＴＨＡに基づいて吸気温補正係数Ｋ２を設定する。
水温補正係数設定部１３０は、水温ＴＨＷに基づいて水温補正係数Ｋ３を設定する。
【００３２】
環境補正係数算出部１４０は、上記気圧補正係数Ｋ１及び上記吸気温補正係数Ｋ２及び上記水温補正係数Ｋ３の乗算値を算出し、その算出された乗算値を環境補正係数ＫＥとして設定する。
【００３３】
第１絞り弁開度算出部１５０は、上記ベース開度ＴＡＢに上記環境補正係数ＫＥを乗算した値である第１絞り弁開度ＴＡＥを算出する。この第１絞り弁開度ＴＡＥの算出により、吸気絞り弁３のベース開度ＴＡＢは、大気圧ＰＡ及び吸気温度ＴＨＡ及び水温ＴＨＷに応じて環境補正される。
【００３４】
こうして第１絞り弁開度ＴＡＥが算出されると、最終絞り弁開度設定部１６０は、吸気絞り弁３の最終的な目標開度である最終絞り弁開度ＴＡＦを設定する。この最終絞り弁開度設定部１６０では、上述した閉じ側ガード値ＴＡＧ及び第１絞り弁開度ＴＡＥのうちで値の小さい方が最終絞り弁開度ＴＡＦに設定される。従って、第１絞り弁開度ＴＡＥが閉じ側ガード値ＴＡＧよりも小さいとき、つまり第１絞り弁開度ＴＡＥが閉じ側ガード値ＴＡＧよりも開き側の開度になっている場合には、第１絞り弁開度ＴＡＥが最終絞り弁開度ＴＡＦに設定される。一方、第１絞り弁開度ＴＡＥが閉じ側ガード値ＴＡＧよりも大きいとき、つまり第１絞り弁開度ＴＡＥが閉じ側ガード値ＴＡＧよりも閉じ側の開度になっている場合には、閉じ側ガード値ＴＡＧが最終絞り弁開度ＴＡＦに設定されることにより、吸気絞り弁３の開度は、閉じ側ガード値ＴＡＧよりも閉じ側の開度にならないように制限される。
【００３５】
こうして最終絞り弁開度ＴＡＦが設定されると、絞り弁開度ＴＡが最終絞り弁開度ＴＡＦと一致するように吸気絞り弁３の開度が調整される。
次に、吸気絞り弁３の閉じ過ぎを抑える値であって、同吸気絞り弁３の閉弁量を制限する上記閉じ側ガード値ＴＡＧについてその算出手順を説明する。
【００３６】
図３に、閉じ側ガード値ＴＡＧを算出するためのブロック図を示す。なお、この閉じ側ガード値ＴＡＧも、制御装置８によって所定周期毎に算出される。
まず、補正開始ＥＧＲ率設定部２００は、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに基づいて補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳを設定する。補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳは、目標ＥＧＲ率ＥＰまたは推定ＥＧＲ率ＥＳのいずれかが、上述したような吸気圧ＰＭの低下に起因した不都合の発生が懸念される程度に低くなっているか否かを判断するための値であり、予めの実験等により、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに対応した値がマップ等に設定されている。なお、補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳは、「０」以上「１」以下の値である。
【００３７】
次に、目標ＥＧＲ率読込部２１０は、現在設定されている目標ＥＧＲ率ＥＰを読み込み、推定ＥＧＲ率読込部２２０は、現在算出されている推定ＥＧＲ率ＥＳを読み込む。なお、推定ＥＧＲ率ＥＳは、現状のＥＧＲ率の推定値であり、吸気温度ＴＨＡ及び吸気圧ＰＭ及び吸入空気量ＧＡ等に基づいて算出される。また、推定ＥＧＲ率ＥＳは、「０」以上「１」以下の値である。
【００３８】
ＥＧＲ率比算出部２３０は、目標ＥＧＲ率読込部２１０に読み込まれた目標ＥＧＲ率ＥＰと、推定ＥＧＲ率読込部２２０に読み込まれた推定ＥＧＲ率ＥＳとを参照して、次式（１）からＥＧＲ率比ＥＲＰを算出する。なお、ＥＧＲ率比ＥＲＰは、「０」以上「１」以下の値であり、次式（１）の右辺の値が「１」を超えている場合には、ＥＧＲ率比ＥＲＰは「１」に設定される。
【００３９】
ＥＲＰ＝ｍｉｎ（ＥＰ、ＥＳ）／ＥＨＳ  …（１）
ＥＲＰ：ＥＧＲ率比
ＥＰ：目標ＥＧＲ率
ＥＳ：推定ＥＧＲ率
ＥＨＳ：補正開始ＥＧＲ率
式（１）から分かるように、目標ＥＧＲ率ＥＰ及び推定ＥＧＲ率ＥＳのうちで値の小さい方が選択されて、その選択値が補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳにて除算される。従って、目標ＥＧＲ率ＥＰ及び推定ＥＧＲ率ＥＳのうちのいずれかの選択値が補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳを超えている場合、または同じである場合には、ＥＧＲ率比ＥＲＰは「１」になる。
【００４０】
一方、目標ＥＧＲ率ＥＰ及び推定ＥＧＲ率ＥＳのうちのいずれかの選択値が補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳを下回っている場合には、ＥＧＲ率比ＥＲＰは「１」よりも小さい値になる。また、このようにして目標ＥＧＲ率ＥＰ及び推定ＥＧＲ率ＥＳのうちのいずれかの選択値が補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳを下回っている場合には、吸気絞り弁３の開度は、ＥＧＲ実行時に適した開度からＥＧＲカット時に適した開度に向けて徐々に変更されていく。
【００４１】
ＥＧＲ率比算出部２３０にてＥＧＲ率比ＥＲＰが算出されると、補間係数設定部２４０は、ＥＧＲ率比ＥＲＰに基づいて補間係数Ｋ４を設定する。
図４に示すように、補間係数Ｋ４は、「０」以上「１」以下の値であり、ＥＧＲ率比ＥＲＰとは直線状の線形関係になっている。つまり、ＥＧＲ率比ＥＲＰがそのまま補間係数Ｋ４の値になるように設定されており、例えばＥＧＲ率比ＥＲＰが「０」の場合には、補間係数Ｋ４は「０」に設定され、ＥＧＲ率比ＥＲＰが「１」の場合には、補間係数Ｋ４は「１」に設定され、ＥＧＲ率比ＥＲＰが「０．５」の場合には、補間係数Ｋ４は「０．５」に設定される。なお、こうしたＥＧＲ率比ＥＲＰと補間係数Ｋ４との対応関係は一例であり、例えば同図４に二点鎖線にて示すように、曲線状の線形関係となるようにＥＧＲ率比ＥＲＰと補間係数Ｋ４との対応関係を設定してもよい。
【００４２】
こうして補間係数Ｋ４が設定されると、最終補間係数設定部２６０は、徐変後補間係数Ｋ４Ｋ及び補間係数設定部２４０で設定された補間係数Ｋ４のうちで値の小さい方を最終補間係数Ｋ４Ｆに設定する。なお、徐変後補間係数Ｋ４Ｋは、補間係数徐変部２５０で算出される値であり、この補間係数徐変部２５０では、最終補間係数Ｋ４Ｆの前回値に所定の徐変量が加算された値を徐変後補間係数Ｋ４Ｋとして設定する。こうした最終補間係数Ｋ４Ｆの設定により、補間係数設定部２４０で設定された補間係数Ｋ４が急激に変化したとしても、最終補間係数Ｋ４Ｆの急変は抑えられる。
【００４３】
次に、ＥＧＲカット時閉じ側ガード値設定部２７０は、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに基づいてＥＧＲカット時閉じ側ガード値ＴＡＣＧを設定する。このＥＧＲカット時閉じ側ガード値ＴＡＣＧは、排気通路６にＥＧＲガスを還流させないＥＧＲカット時において、排気中のＨＣ濃度が規定の制約ＨＣ濃度ＨＣＬ以下であって、且つ吸気圧ＰＭが規定の制約吸気圧ＰＭＬ以上であるとの条件を満たすことのできる吸気絞り弁３の閉じ側への最大開度である。吸気絞り弁３がこのＥＧＲカット時閉じ側ガード値ＴＡＣＧよりも閉じ側の開度になると、吸気圧ＰＭの過剰な低下による上記不都合の発生が起きやすくなる。なお、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量ＱとＥＧＲカット時閉じ側ガード値ＴＡＣＧとの対応関係は、予めの実験等により求められている。
【００４４】
また、ＥＧＲ実行時閉じ側ガード値設定部２８０は、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに基づいてＥＧＲ実行時閉じ側ガード値ＴＡＥＧを設定する。このＥＧＲ実行時閉じ側ガード値ＴＡＥＧは、排気通路６にＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ実行時において、排気中のＨＣ濃度が規定の制約ＨＣ濃度ＨＣＬ以下であって、且つ吸気圧ＰＭが規定の制約吸気圧ＰＭＬ以上であるとの条件を満たすことのできる吸気絞り弁３の閉じ側への最大開度である。吸気絞り弁３がこのＥＧＲ実行時閉じ側ガード値ＴＡＥＧよりも閉じ側の開度になると、吸気圧ＰＭの過剰な低下による上記不都合の発生が起きやすくなる。なお、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量ＱとＥＧＲ実行時閉じ側ガード値ＴＡＥＧとの対応関係も、予めの実験等により求められている。なお、同一の機関回転速度ＮＥ及び同一の燃料噴射量Ｑにおいて、ＥＧＲ実行時閉じ側ガード値ＴＡＥＧの値は、ＥＧＲカット時閉じ側ガード値ＴＡＣＧの値に比べて大きい値に、つまり閉じ側の値に設定される。
【００４５】
次に、閉じ側ガード値算出部２９０は、次式（２）から最終的な閉じ側ガード値ＴＡＧを算出する。
ＴＡＧ＝ＴＡＣＧ−（ＴＡＣＧ−ＴＡＥＧ）×Ｋ４Ｆ  …（２）
ＴＡＧ：閉じ側ガード値
ＴＡＣＧ：ＥＧＲカット時閉じ側ガード値
ＴＡＥＧ：ＥＧＲ実行時閉じ側ガード値
Ｋ４Ｆ：最終補間係数
上記式（２）から分かるように、閉じ側ガード値ＴＡＧは、ＥＧＲカット時閉じ側ガード値ＴＡＣＧ及びＥＧＲ実行時閉じ側ガード値ＴＡＥＧの各値の間を補間する値として算出される。
【００４６】
そして、この算出された閉じ側ガード値ＴＡＧを使って、先の図１に示した最終絞り弁開度設定部１６０では、吸気絞り弁３の閉じ側への開度制限が行われる。
次に、図５〜図７を参照しつつ、本実施形態の作用を説明する。なお、図５においては、上記式（１）の「ｍｉｎ（ＥＰ、ＥＳ）」の項において推定ＥＧＲ率ＥＳが選択された場合の閉じ側ガード値ＴＡＧの推移についてその一例を示すが、上記式（１）の「ｍｉｎ（ＥＰ、ＥＳ）」の項で目標ＥＧＲ率ＥＰが選択された場合も、同様な態様で閉じ側ガード値ＴＡＧは推移する。ただし、ＥＧＲ制御弁１１の開度が変化してから実際のＥＧＲ率が変化するまでの間にはある程度の応答遅れが存在する。そのため、上記式（１）の「ｍｉｎ（ＥＰ、ＥＳ）」の項において、ＥＧＲ制御弁１１の制御目標値である目標ＥＧＲ率ＥＰが選択された場合には、実際のＥＧＲ率を示す推定ＥＧＲ率ＥＳが選択された場合と比較して、より早い時期に閉じ側ガード値ＴＡＧの算出が行われる。従って、例えば実際のＥＧＲ率が低下して吸気圧ＰＭが過剰に低下してしまう前に、吸気絞り弁３の閉じ側への開度制限を実施しておくことが可能になる。
【００４７】
一方、上記式（１）の「ｍｉｎ（ＥＰ、ＥＳ）」の項において、実際のＥＧＲ率を示す推定ＥＧＲ率ＥＳが選択された場合には、ＥＧＲガス還流通路１０内でのデポジットの堆積等により、目標ＥＧＲ率に対応した本来のＥＧＲ量に対して実際のＥＧＲ量が不足している場合などおいて、吸気絞り弁３の閉じ側への開度制限を実施することが可能になる。
【００４８】
推定ＥＧＲ率ＥＳ（または目標ＥＧＲ率ＥＰ）が上述した補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳを下回ると、上述したように、吸気絞り弁３の開度は、ＥＧＲ実行時に適した開度からＥＧＲカット時に適した開度に向けて徐々に変更されていく。また、推定ＥＧＲ率ＥＳ（または目標ＥＧＲ率ＥＰ）が上述した補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳを下回ると、ＥＧＲ率比ＥＲＰは「１」よりも小さい値になり、補間係数Ｋ４の急変等が無い限り、最終補間係数Ｋ４ＦはＥＧＲ率比ＥＲＰと同じ値に設定される。そして推定ＥＧＲ率ＥＳが小さいときほど、上記式（１）の分母に対して分子の値が小さくなるため、ＥＧＲ率比ＥＲＰはより小さい値になり、最終補間係数Ｋ４Ｆも小さくなる。このようにして最終補間係数Ｋ４Ｆが小さくなると、上記式（２）から分かるように、閉じ側ガード値ＴＡＧは、ＥＧＲカット時閉じ側ガード値ＴＡＣＧに近づいていくため、吸気絞り弁３の閉じ側の制限値（＝閉じ側ガード値ＴＡＧ）は、吸気絞り弁３がより開く方向へと変化する。
【００４９】
つまり、図５に示すように、推定ＥＧＲ率ＥＳが低いときほど閉じ側ガード値ＴＡＧの値は小さくなる。そのためＥＧＲ分圧が低いときほど、閉じ側ガード値ＴＡＧによって吸気絞り弁３の閉じ側開度が制限されているときの同吸気絞り弁３の開度は開き側になり、吸入空気量は多くなる。従って、ＥＧＲ量の減少によって吸気圧ＰＭの低下量が多くなるときほど、最小吸入空気量は多くなるため、吸気圧ＰＭの過剰な低下が抑えられる。
【００５０】
また、上述したように上記式（２）で用いるＥＧＲカット時閉じ側ガード値ＴＡＣＧ及びＥＧＲ実行時閉じ側ガード値ＴＡＥＧは、ともに排気中のＨＣ濃度が規定の制約ＨＣ濃度ＨＣＬ以下であって、且つ吸気圧ＰＭが規定の制約吸気圧ＰＭＬ以上であるとの条件を満たすことのできる吸気絞り弁３の開度が設定されている。従って、これらＥＧＲカット時閉じ側ガード値ＴＡＣＧ及びＥＧＲ実行時閉じ側ガード値ＴＡＥＧの間を補間する値である閉じ側ガード値ＴＡＧによって吸気絞り弁３の開度が制限されている場合には、図６に示すように、推定ＥＧＲ率ＥＳ（または目標ＥＧＲ率ＥＰ）が変化してもＨＣ濃度（線Ｌ１）は制約ＨＮ濃度ＨＣＬ以下に維持される。そして、閉じ側ガード値ＴＡＧにて吸気絞り弁３の開度が制限されている場合には、図７に示すように、推定ＥＧＲ率ＥＳ（または目標ＥＧＲ率ＥＰ）が変化しても吸気圧ＰＭ（線Ｌ２）は、制約吸気圧ＰＭＬ以上に維持される。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ＥＧＲガスが減少して推定ＥＧＲ率ＥＳ又は目標ＥＧＲ率ＥＰのいずれかが補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳ以下になると、排気中の未燃のＨＣ濃度が制約ＨＣ濃度ＨＣＬ以下であって且つ吸気圧ＰＭが制約吸気圧ＰＭＬ以上になるとの条件を満たすように、吸気絞り弁３の閉弁量は閉じ側ガード値ＴＡＧによって制限される。そのため、推定ＥＧＲ率ＥＳや目標ＥＧＲ率ＥＰが低下している状態で吸気絞り弁３が過剰に閉じ側に制御されることにより、吸気絞り弁３よりも吸気下流側の吸気通路４内の圧力が過度に低くなることを抑えることができる。そして、これにより上述したような不都合の発生、例えば未燃ＨＣの排出量増大、オイル消費量の増大、異音の発生、ベアリングの損傷等を抑えることが可能になる。
【００５２】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・ＥＧＲ率比算出部２３０では、目標ＥＧＲ率ＥＰ及び推定ＥＧＲ率ＥＳのうちで値の小さい方を選択するようにした。この他、そうした選択処理を省略して、ＥＧＲ率比ＥＲＰを推定ＥＧＲ率ＥＳに基づいて算出したり、目標ＥＧＲ率ＥＰに基づいて算出したりしてもよい。
【００５３】
・上記式（１）にて算出されるＥＧＲ率比ＥＲＰが「１」よりも小さい値である場合に、目標ＥＧＲ率ＥＰ及び推定ＥＧＲ率ＥＳのうちのいずれかの選択値が補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳを下回っていると判断するようにした。この他、目標ＥＧＲ率ＥＰや推定ＥＧＲ率ＥＳを補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳと直接比較して、目標ＥＧＲ率ＥＰや推定ＥＧＲ率ＥＳが補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳを下回っているか否かを判断してもよい。そして、目標ＥＧＲ率ＥＰや推定ＥＧＲ率ＥＳが補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳを下回っていると判断された場合には、目標ＥＧＲ率ＥＰまたは推定ＥＧＲ率ＥＳと補正開始ＥＧＲ率ＥＨＳとの乖離度合に応じて補間係数Ｋ４を設定するようにしてもよい。
【００５４】
・上記式（２）による閉じ側ガード値ＴＡＧの算出は一例であり、他の態様にて閉じ側ガード値ＴＡＧを算出してもよい。
・補間係数徐変部２５０や最終補間係数設定部２６０を省略し、補間係数設定部２４０で設定された補間係数Ｋ４を使って上記式（２）から閉じ側ガード値ＴＡＧを算出してもよい。
【００５５】
・上記実施形態の内燃機関はディーゼルエンジンであったが、ガソリンエンジンでも同様に実施することができる。なお、一般に、ガソリンエンジンでは、吸気調量弁（例えばスロットルバルブなど）が全閉になっている状態を基準動作位置とすることが多い。従って、ガソリンエンジンの場合には、例えば吸気調量弁の全閉状態を「吸気調量弁の開度＝０％」とし、吸気調量弁の全開状態を「吸気調量弁の開度＝１００％」とする。この場合には、吸気調量弁の開度が大きくなるほど、吸気調量弁は開き側に動作し、吸入空気量ＧＡは多くなる。つまり上述したディーゼルエンジンの場合には、吸気調量弁の開度の値（０％〜１００％）が小さくなるほど、吸入空気量ＧＡは多くなったが、上記ガソリンエンジンの場合には、吸気調量弁の開度の値（０％〜１００％）が大きくなるほど、吸入空気量ＧＡは多くなる。このように吸気調量弁の開度の値と吸入空気量の変化方向とが逆になる点を考慮して上記閉じ側ガード値ＴＡＧの設定等を行うようにすれば、ガソリンエンジンの場合にも吸気圧ＰＭの過剰な低下による不都合の発生、例えばオイル消費量の増大、異音の発生、ベアリングの損傷等を抑えることが可能になる。
【符号の説明】
【００５６】
１…内燃機関、２…サージタンク、３…吸気絞り弁、４…吸気通路、６…排気通路、７…触媒、８…電子制御装置、１０…ＥＧＲガス還流通路、１１…ＥＧＲ制御弁、１２…ＥＧＲクーラ、１３…ターボチャージャ、１３ａ…コンプレッサハウジング、１３ｂ…タービンハウジング、１４…インタークーラ、１５…バイパス通路、１６…バイパス弁、６０…クランク角センサ、６１…エアフロメータ、６２…吸気圧センサ、６３…吸気温センサ、６４…水温センサ、６５…大気圧センサ、６７…アクセルセンサ、６８…吸気絞り弁センサ、１００…ベース開度設定部、１１０…気圧補正係数設定部、１２０…気温補正係数設定部、１３０…水温補正係数設定部、１４０…環境補正係数算出部、１５０…第１絞り弁開度算出部、１６０…最終絞り弁開度設定部、２００…補正開始ＥＧＲ率設定部、２１０…目標ＥＧＲ率読込部、２２０…推定ＥＧＲ率読込部、２３０…ＥＧＲ率比算出部、２４０…補間係数設定部、２５０…補間係数徐変部、２６０…最終補間係数設定部、２７０…ＥＧＲカット時閉じ側ガード値設定部、２８０…ＥＧＲ実行時閉じ側ガード値設定部、２９０…閉じ側ガード値算出部。
【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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