(57)【要約】【課題】燃焼状態に応じて適切な目標酸素濃度を算出することで、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度を正確に制御するエンジンを提供する。【解決手段】エンジンは、現在酸素濃度算出部と、目標酸素濃度算出部と、ＥＧＲ装置調整部と、を備える。現在酸素濃度算出部は、現在の吸気に含まれる酸素濃度である現在酸素濃度を算出する。目標酸素濃度算出部は、吸気に含まれる酸素濃度と排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度の関係式と、少なくとも吸気温度、吸気圧力、及び冷却水温度に応じた関係式の補正値と、に基づいて、吸気に含まれる酸素濃度の目標値である目標酸素濃度を算出する。ＥＧＲ装置調整部は、現在酸素濃度が目標酸素濃度に近づくように、ＥＧＲ装置を調整する。【選択図】図４
2015183626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールドに還流するＥＧＲ装置を備えたエンジンにおいて、
現在の吸気に含まれる酸素濃度である現在酸素濃度を算出する現在酸素濃度算出部と、
吸気に含まれる酸素濃度と排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度の関係式と、少なくとも吸気温度、吸気圧力、及び冷却水温度に応じた前記関係式の補正値と、に基づいて、吸気に含まれる酸素濃度の目標値である目標酸素濃度を算出する目標酸素濃度算出部と、
前記現在酸素濃度が前記目標酸素濃度に近づくように、前記ＥＧＲ装置を調整するＥＧＲ装置調整部と、
を備えることを特徴とするエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンであって、
前記目標酸素濃度算出部は、吸気温度、吸気圧力、及び冷却水温度のそれぞれに重み付けを行って前記目標酸素濃度を算出することを特徴とするエンジン。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエンジンであって、
排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度の目標値である目標窒素酸化物濃度をＮＯｘdesとし、基準窒素酸化物濃度をＮＯｘoとし、前記目標酸素濃度をＯ2,DESとし、基準酸素濃度をＯ2,0とし、窒素酸化物指数をχとしたときに、
前記目標酸素濃度算出部は、前記基準窒素酸化物濃度及び前記窒素酸化物指数を、少なくとも吸気温度、吸気圧力、及び、冷却水温度に基づいて補正し、以下の式（１）に基づいて、前記目標酸素濃度を求めることを特徴とするエンジン。
【数１】
2015183626.tif 000006
【請求項４】
請求項３に記載のエンジンであって、
前記目標酸素濃度算出部は、更に前記目標窒素酸化物濃度を、少なくとも大気圧、吸気温度、及び冷却水温度に基づいて補正することを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ装置を備えるエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの燃焼室で発生した排気ガスをＥＧＲガスとして吸気系に還流するＥＧＲ（排気再循環）装置を備えたエンジンが知られている。また、非特許文献１に示すように、吸気に含まれる酸素濃度と、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度と、に相関性があることが知られている。
【０００３】
従って、ＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲバルブの開度）を調整することで、吸気に含まれる酸素濃度を変化させて、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度を調整することができる。特許文献１は、このようにしてＥＧＲバルブの制御を行うエンジンを開示する。
【０００４】
特許文献１のＥＧＲ制御手段は、目標吸気酸素濃度設定部と、吸気酸素濃度推定部と、を備える。目標吸気酸素濃度設定部は、エンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて、排気ガスの窒素酸化物濃度を適切な値にするための目標酸素濃度を設定する。吸気酸素濃度推定部は、吸気圧力、吸気温度、及びＥＧＲ量（還流量）等に基づいて、現在の吸気に含まれる酸素濃度（現在酸素濃度）を推定する。また、ＥＧＲ制御手段は、目標酸素濃度と、現在酸素濃度と、に基づいてＥＧＲバルブを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１７０５２０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】トーマス  コーファー（Ｔｈｏｍａｓ  Ｋｏｅｒｆｅｒ）、他４名、「高馬力エンジンの空気経路制御のためのより厳格な要件（Ｍｏｒｅ  Ｓｔｒｉｎｇｅｎｔ  Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ａｉｒ  Ｐａｔｈ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  ＨＤ  Ｅｎｇｉｎｅｓ）」、エムティーゼットワールドワイド（ＭＴＺ  Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ）、（独国）、スプリンガーオートモーティブメディア（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｍｅｄｉａ）、２００８年１１月、Ｖｏｌｕｍｅ６９、Ｉｓｓｕｅ１１、ｐ．４６−５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、吸気に含まれる酸素濃度と排気に含まれる窒素酸化物濃度の関係は、常に一定ではなく、エンジンの燃焼状態（吸気温度等）に応じて変化する。従って、特許文献１のＥＧＲ制御手段では、例えばエンジンの過渡時、又は、インタークーラの性能が劣化した場合等において、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度を正確に制御することができなかった。
【０００８】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、燃焼状態に応じて適切な目標酸素濃度を算出することで、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度を正確に制御するエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１０】
本発明の観点によれば、ＥＧＲ装置を備えたエンジンにおいて、以下の構成が提供される。即ち、このエンジンは、現在酸素濃度算出部と、目標酸素濃度算出部と、ＥＧＲ装置調整部と、を備える。前記現在酸素濃度算出部は、現在の吸気に含まれる酸素濃度である現在酸素濃度を算出する。前記目標酸素濃度算出部は、吸気に含まれる酸素濃度と排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度の関係式と、少なくとも吸気温度、吸気圧力、及び冷却水温度に応じた前記関係式の補正値と、に基づいて、吸気に含まれる酸素濃度の目標値である目標酸素濃度を算出する。前記ＥＧＲ装置調整部は、前記現在酸素濃度が前記目標酸素濃度に近づくように、前記ＥＧＲ装置を調整する。
【００１１】
これにより、吸気温度等に基づいて目標酸素濃度を算出するため、エンジンの燃焼状態に応じて適切な目標酸素濃度を算出することができる。そのため、例えば過渡時又はインタークーラの劣化時であっても、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度を正確に制御することができる。
【００１２】
前記のエンジンにおいては、前記目標酸素濃度算出部は、吸気温度、吸気圧力、及び冷却水温度のそれぞれに重み付けを行って前記目標酸素濃度を算出することが好ましい。
【００１３】
これにより、エンジン１００の仕様、用途、使用環境等に応じて重み係数を設定することで、一層適切な制御を行うことができる。
【００１４】
前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度の目標値である目標窒素酸化物濃度をＮＯｘdesとし、基準窒素酸化物濃度をＮＯｘoとし、前記目標酸素濃度をＯ2,DESとし、基準酸素濃度をＯ2,0とし、窒素酸化物指数をχとしたときに、前記目標酸素濃度算出部は、前記基準窒素酸化物濃度及び前記窒素酸化物指数を、少なくとも吸気温度、吸気圧力、及び、冷却水温度に基づいて補正し、以下の式（１）に基づいて、前記目標酸素濃度を求める。
【数１】
2015183626.tif 000003
【００１５】
これにより、一般的に使用されている関係式に基づいて、精度の高い目標酸素濃度を算出することができる。
【００１６】
前記のエンジンにおいては、前記目標酸素濃度算出部は、更に前記目標窒素酸化物濃度を、少なくとも大気圧、吸気温度、及び冷却水温度に基づいて補正することが好ましい。
【００１７】
これにより、目標窒素酸化物濃度をより正確に算出することができる。従って、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度をより正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】エンジンの概略平面図。
【図２】気体の流れ及び各種センサを模式的に示す説明図。
【図３】ＥＧＲ制御部の概念的な構成を示すブロック図。
【図４】目標酸素濃度算出部が行う処理を示すブロック図。
【図５】補正量マップ及び補正係数カーブを示す図。
【図６】第１変形例に係る目標酸素濃度算出部が行う処理を示すブロック図。
【図７】第２変形例に係る目標窒素酸化物濃度算出部が行う処理を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。エンジン１００は、ディーゼルエンジンであり、作業機及び船舶等に搭載される。
【００２０】
図１に示すように、エンジン１００は、吸気系の部材として、吸入管２０と、過給機２１と、インタークーラ２４と、吸気管２５と、吸気マニホールド２６と、を備える。
【００２１】
吸入管２０は、外部から気体を吸入する。吸入管２０は、気体中の塵等を取り除くフィルタを備える。
【００２２】
過給機２１は、タービンハウジング２２と、コンプレッサーハウジング２３と、を備える。タービンハウジング２２内の図略のタービンホイールは、排気ガスを利用して回転するように構成されている。コンプレッサーハウジング２３内の図略のコンプレッサホイールは、タービンホイールと同じシャフト２１ａ（図２）に接続されており、タービンホイールの回転に伴って回転する。過給機２１は、コンプレッサホイールが回転することにより、空気を圧縮して強制的に吸気を行うことができる。
【００２３】
吸入管２０及び過給機２１によって吸入された吸入空気は、インタークーラ２４で冷却される。インタークーラ２４で冷却された吸入空気は、吸気管２５を介して吸気マニホールド２６へ供給される。
【００２４】
吸気マニホールド２６は、吸気管２５から供給された吸入空気をシリンダ数に応じた数（本実施形態では４つ）に分けてシリンダヘッド１０へ供給する。また、吸気マニホールド２６には、図２に示すように、吸気圧力センサ５１と、吸気温度センサ５２と、が取り付けられている。吸気圧力センサ５１は、吸気マニホールド２６内の気体の圧力を検出してＥＣＵ６（図２）へ出力する。吸気温度センサ５２は、吸気マニホールド２６内の気体の温度を検出してＥＣＵ６へ出力する。
【００２５】
シリンダヘッド１０には、吸気マニホールド２６から吸入空気が供給される。シリンダヘッド１０には、シリンダヘッドカバー１１及びインジェクタ（燃料噴射装置）１２が配置されている。インジェクタ１２は、所定のタイミングで燃焼室に燃料を噴射する。インジェクタ１２が燃料を噴射してシリンダブロック内のピストンを駆動させることで、エンジン１００は動力を発生させることができる。なお、エンジン１００には、各部（シリンダブロック等）の冷却を行う冷却水が流れている。冷却水温度センサ５３は、冷却水温度を検出してＥＣＵ６へ出力する。
【００２６】
エンジン１００は、排気系の部材として、排気マニホールド３０と、排気管３１と、排気ガス浄化装置３２と、を備える。なお、エンジン１００は、排気ガス浄化装置３２を備えていなくても良い。
【００２７】
排気マニホールド３０は、複数の燃焼室で発生した排気ガスをまとめて過給機２１のタービンハウジング２２へ供給する。また、排気マニホールド３０には、排気圧力センサ５４と、排気温度センサ５５と、が取り付けられている。排気圧力センサ５４は、排気マニホールド３０内の気体の圧力を検出してＥＣＵ６へ出力する。排気温度センサ５５は、排気マニホールド３０内の気体の温度を検出してＥＣＵ６へ出力する。
【００２８】
排気マニホールド３０を通過した排気ガスは、一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ装置４０によって吸気系に還流され、残りが排気管３１を経由して排気ガス浄化装置３２で浄化された後に排出される。
【００２９】
ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲ管４１と、ＥＧＲクーラ４２と、ＥＧＲバルブ４３と、を備えている。ＥＧＲ管４１は、ＥＧＲガスを吸気系へ還流する。ＥＧＲクーラ４２は、排気ガスを冷却する。ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲバルブ４３の開度を調整することで、吸気マニホールド２６に供給される排気ガスの量を変化させることができる。
【００３０】
ＥＧＲバルブ４３のバルブ開度は、ＥＣＵ６によって制御される。ＥＣＵ６は、例えば吸気圧力と排気圧力の差圧に基づいてＥＧＲバルブ４３のバルブ開度を調整する。また、ＥＧＲバルブ４３よりも吸気側には、ＥＧＲ温度センサ５６が配置されている。ＥＧＲ温度センサ５６は、ＥＧＲガスの温度を検出してＥＣＵ６へ出力する。
【００３１】
排気ガス浄化装置３２は、排気ガスを浄化して排出する。排気ガス浄化装置３２は、酸化触媒３３と、フィルタ３４と、を備える。酸化触媒３３は、白金等で構成されており、排気ガスに含まれる未燃燃料、一酸化炭素、一酸化窒素等を酸化（燃焼）するための触媒である。フィルタ３４は、例えばウォールフロー型のフィルタとして構成されており、酸化触媒３３で処理された排気ガスに含まれるＰＭ（粒子状物質）を捕集する。
【００３２】
また、エンジン１００は、大気圧センサ５７（図２）を備えている。大気圧センサ５７は、大気圧を検出してＥＣＵ６へ出力する。
【００３３】
ＥＣＵ６は、エンジン１００の各部を制御する。以下では、特にＥＧＲバルブ４３のバルブ開度を変更して排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度を調整する制御について説明する。ＥＣＵ６は、この制御を行う構成として、ＥＧＲ制御部６０を備える。
【００３４】
初めに、ＥＧＲ制御部６０が行う制御の概要を説明する。なお、以下の説明において吸気とは、シリンダに供給される気体（外部から吸入した空気とＥＧＲガスとを混合した気体）を指すものとする。
【００３５】
非特許文献１に示すように、吸気に含まれる酸素濃度と、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度には関連がある。そのため、ＥＧＲ制御部６０は、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度が所定の値になるときの吸気に含まれる酸素濃度（目標酸素濃度）を算出し、現在の吸気に含まれる酸素濃度（現在酸素濃度）が目標酸素濃度に近づくように、ＥＧＲバルブ４３のバルブ開度を変化させる。これにより、排気ガスに含まれる窒素酸化物を制御することができる。
【００３６】
ＥＧＲ制御部６０は、図３に示すように、目標酸素濃度算出部７０と、現在酸素濃度算出部８０と、ＥＧＲ装置調整部９０と、を備える。
【００３７】
目標酸素濃度算出部７０は、目標窒素酸化物濃度算出部７１と、求値部７２と、を備える。目標酸素濃度算出部７０には、各種センサから、冷却水温度、吸気圧力、及び吸気温度が入力されている。
【００３８】
目標窒素酸化物濃度算出部７１は、エンジンの運転状態（エンジン回転速度及び燃料噴射量等）に基づいて、目標となる窒素酸化物の濃度（目標窒素酸化物濃度）を算出する。なお、目標窒素酸化物濃度算出部７１は、目標窒素酸化物濃度を算出するときにおいて、大気圧センサ５７が検出した大気圧を用いても良い。例えば、エンジン回転速度と燃料噴射量とに基づいてマップ処理を行って基準となる補正値を決定する。そして、大気圧に基づいて定まる補正係数を算出し、基準となる補正値と積算することで、大気圧に基づく補正値を算出することができる。なお、目標窒素酸化物濃度を算出する処理は任意であり、適宜変更することができる。
【００３９】
求値部７２は、目標窒素酸化物濃度算出部７１が算出した目標窒素酸化物濃度と、窒素酸化物濃度と酸素濃度の関係式と、センサ入力値（吸気温度、吸気圧力、及び冷却水温度）と、エンジンの運転状態と、に基づいて、目標窒素酸化物濃度を算出する。なお、求値部７２が目標酸素濃度を算出する処理の詳細は後述する。
【００４０】
現在酸素濃度算出部８０は、吸気重量算出部８１と、ＥＧＲガス重量算出部８２と、求値部８３と、を備える。現在酸素濃度算出部８０には、各種センサから、吸気圧力、吸気温度、排気圧力、排気温度、及びＥＧＲ温度が入力されている。また、現在酸素濃度算出部８０には、後述のＥＧＲ装置調整部９０からＥＧＲバルブ４３のバルブ開度が入力されている。なお、吸気圧力等から現在酸素濃度を求める方法は、特許文献１等に示すように公知なので簡単に説明する。
【００４１】
吸気重量算出部８１は、吸気圧力、吸気温度、及び排気圧力等に基づいて、吸気の重量（流量）を求めることができる。ＥＧＲガス重量算出部８２は、吸気圧力、排気圧力、及びＥＧＲ温度等に基づいて、ＥＧＲ管４１を流れるＥＧＲガスの重量を算出したり、吸気圧力及び吸気温度等に基づいて、シリンダ内の吸気ガスの重量を算出したりすることができる。
【００４２】
求値部８３は、吸気重量算出部８１及びＥＧＲガス重量算出部８２が算出した結果に基づいて、現在酸素濃度を求めることができる。なお、現在酸素濃度を求める方法は任意であり、適宜変更することができる。例えば、演算により求める値の少なくとも一部をセンサにより取得しても良い。
【００４３】
ＥＧＲ装置調整部９０には、目標酸素濃度算出部７０が算出した目標酸素濃度と、現在酸素濃度算出部８０が算出した現在酸素濃度と、が入力されている。ＥＧＲ装置調整部９０は、入力された値に基づいてＥＧＲバルブ４３のバルブ開度を調整する。また、ＥＧＲ装置調整部９０は、目標ＥＧＲガス重量算出部９１と、目標ＥＧＲバルブ開度算出部９２と、ＥＧＲバルブ開度制御部９３と、を備える。
【００４４】
目標ＥＧＲガス重量算出部９１は、目標酸素濃度を実現するために必要なＥＧＲガスの重量（目標ＥＧＲガス重量）を算出する。目標ＥＧＲバルブ開度算出部９２は、目標ＥＧＲガスをシリンダに供給するために必要なＥＧＲバルブ４３のバルブ開度（目標ＥＧＲバルブ開度）を算出する。
【００４５】
ＥＧＲバルブ開度制御部９３は、目標バルブ開度に基づいてＥＧＲバルブ４３を制御する。ＥＧＲバルブ開度制御部９３は、例えば現在のＥＧＲバルブ開度と目標ＥＧＲバルブ開度に基づいてフィードバック制御を行うことによりＥＧＲバルブ４３のバルブ開度を調整する。
【００４６】
次に、図４及び図５を参照して、目標酸素濃度算出部７０の求値部７２が行う処理について詳細に説明する。
【００４７】
従来から、吸気に含まれる酸素濃度と排気ガスに含まれる窒素酸化物との間に、非特許文献１に記載の以下の式（１）が成り立つことが知られている。
【数２】
2015183626.tif 000004
【００４８】
ここで、ＮＯｘdesは目標窒素酸化物濃度を示し、ＮＯｘoは基準窒素酸化物濃度を示し、Ｏ2,DESは目標酸素濃度を示し、Ｏ2,0は基準酸素濃度を示し、χは窒素酸化物指数を示す。χは、詳細には上記の式（２）で表される。ここで、ＮＯｘw0, EGRはＥＧＲが無い場合の窒素酸化物濃度を示し、ＮＯｘw, EGRはＥＧＲが有る場合の窒素酸化物濃度を示し、Ｏ2,wo,EGRはＥＧＲが無い場合の酸素濃度を示し、Ｏ2,w,EGRはＥＧＲが有る場合の酸素濃度を示す。
【００４９】
本実施形態のＥＧＲ制御部６０は、式（１）を変形した以下の式（３）を用いて目標酸素濃度を算出する。なお、式（１）を利用するのであれば、式（３）以外を用いることもできる。
【数３】
2015183626.tif 000005
【００５０】
従来は、目標酸素濃度を算出する際において、エンジン１００の燃焼状態（吸気温度等）は考慮されていなかった。しかし、エンジン１００の燃焼状態の変化により着火遅れ等が発生することにより、窒素酸化物濃度が変化する。
【００５１】
例えば、吸気温度が上昇した場合、燃焼温度が上昇するため、排気ガスに含まれる窒素酸化物の濃度が増加する。また、吸気圧力又は吸気温度が上昇した場合、空気密度が上昇するため、排気ガスに含まれる窒素酸化物の濃度が増加する。また、冷却水温度が上昇した場合、シリンダ内の温度が上昇するため、排気ガスに含まれる窒素酸化物の濃度が増加する。
【００５２】
以上のように、燃焼状態が変化すると、同一の酸素濃度であっても窒素酸化物の濃度が異なるので、目標酸素濃度算出部７０は、基準窒素酸化物濃度を補正する。また、燃焼状態が変化すると窒素酸化物濃度と酸素濃度の関係が変化するので、目標酸素濃度算出部７０は、式（３）の窒素酸化物指数（χ）を補正する。
【００５３】
図４は、この式（３）に基づいて目標酸素濃度を処理するためのブロック図である。図４に示す左側に記載されている基準窒素酸化物濃度（ＮＯｘo）、窒素酸化物指数（χ）、及び基準酸素濃度（Ｏ2,0）は、エンジン回転速度及び燃料噴射量等に基づいて算出された値（従来の方法で算出された値）であり、エンジンの燃焼状態（吸気温度等）に関係なく一定の値である。
【００５４】
図４に示すように、基準窒素酸化物濃度は、吸気圧力、吸気温度、及び冷却水温度（以下、まとめて状態値と称することがある）に基づいて補正されている。具体的には、各状態値に応じて補正量マップと補正係数カーブを用いて、各状態値毎の補正値が決定されている。
【００５５】
図５は、この補正量マップ及び補正係数カーブを示す図である。補正量マップは、エンジン回転速度と燃料噴射量に応じて、状態値毎の補正量を決定するためのテーブル（マップ）である（図５（ａ））。また、補正係数カーブは、状態値に応じた補正係数を決定するためのテーブル（カーブ）である（図５（ｂ））。
【００５６】
図４に示すように、補正量マップで決定された補正量に補正係数カーブで決定された補正係数を積算することで、状態値毎の補正値（最終的な補正量）が算出される。基準窒素酸化物濃度は、吸気圧力、吸気温度、及び冷却水温度に基づく補正値がそれぞれ加算されることで、最終的な基準窒素酸化物濃度となる。
【００５７】
窒素酸化物指数も同様に、吸気圧力、吸気温度、及び冷却水温度に基づく補正値が加算されることで、最終的な窒素酸化物指数となる。なお、基準窒素酸化物濃度と窒素酸化物指数で用いる補正量マップ及び補正係数カーブは、同じであっても良いし異なっていても良い。
【００５８】
目標酸素濃度算出部７０（求値部７２）は、以上のように補正を行い、式（３）に基づいて、目標酸素濃度を算出する。これにより、エンジンの燃焼状態に応じて適切な目標酸素濃度を算出することができる。そのため、過渡時又はインタークーラ２４の劣化時であっても、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度を正確に制御することができる。
【００５９】
次に、図６を参照して、上記実施形態の第１変形例を説明する。なお、以下で説明する各変形例においては、前述の実施形態と同一又は類似の処理の説明を簡略化又は省略する場合がある。
【００６０】
第１変形例では、吸気圧力、吸気温度、及び冷却水温度に基づくそれぞれの補正量に重み付けを行う。具体的には、図６に示すように、重み係数ａ，ｂ，ｃを設定する（ａ＋ｂ＋ｃ＝１）。そして、補正量マップ及び補正係数カーブに基づいて算出された状態値毎の補正量に、それぞれａ，ｂ，ｃを積算することで、補正値（最終的な補正量）を算出する。これにより、エンジン１００の仕様、用途、使用環境等に応じて重み係数を設定することで、より適切な制御を行うことができる。
【００６１】
なお、重み係数は、予め定めた値を使い続けても良いし、ユーザ又はサービスマンが設定可能としても良いし、使用環境等に応じて動的に変化させても良い。また、基準窒素酸化物濃度のみ、又は、窒素酸化物指数のみに重み係数を設定しても良い。
【００６２】
次に、図７を参照して、上記実施形態の第２変形例を説明する。なお、図７のＮＯｘdes1は補正前の目標窒素酸化物濃度を示し、ＮＯｘdes2は補正後の目標窒素酸化物濃度を示している。
【００６３】
上記実施形態は、目標窒素酸化物濃度（ＮＯｘdes）を算出する際に補正を行わない又は大気圧に基づく補正のみを行う構成である。これに対して第２変形例では、大気圧だけでなく、吸気温度及び冷却水温度に基づく補正を行う。これにより、吸気温度に基づく燃焼温度の変化、及び、冷却水温度に基づくシリンダ内温度の変化を更に考慮して、目標窒素酸化物濃度を算出することができる。従って、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度をより正確に制御することができる。
【００６４】
なお、上述のように２つの変形例を説明したが、第１変形例で行う処理と、第２変形例で行う処理と、を同時に実装しても良い。
【００６５】
以上に説明したように、本実施形態のエンジン１００は、現在酸素濃度算出部８０と、目標酸素濃度算出部７０と、ＥＧＲ装置調整部９０と、を備える。現在酸素濃度算出部８０は、現在酸素濃度を算出する。目標酸素濃度算出部７０は、吸気に含まれる酸素濃度と排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度の関係式と、少なくとも吸気温度、吸気圧力、及び冷却水温度に応じた関係式の補正値と、に基づいて、目標酸素濃度を算出する。ＥＧＲ装置調整部９０は、現在酸素濃度が目標酸素濃度に近づくように、ＥＧＲ装置４０を調整する。
【００６６】
これにより、吸気温度等に基づいて目標酸素濃度を算出するため、エンジン１００の燃焼状態に応じて適切な目標酸素濃度を算出することができる。そのため、例えば過渡時又はインタークーラ２４の劣化時であっても、排気ガスに含まれる窒素酸化物濃度を正確に制御することができる。
【００６７】
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００６８】
上記で説明した各状態値に基づく補正は一例であり、別の状態値に基づく補正を更に行っても良いし、一部の状態値に基づく補正を省略しても良い。また、補正値の算出方法も一例であり、補正量マップ及び補正係数カーブを用いた方法に限られず、適宜変更することができる。
【００６９】
上記で説明した各種センサの構成及び位置は変更することができる。例えば、吸気圧力センサ５１及び吸気温度センサ５２は、吸気マニホールド２６ではなく、それより上流の管等に配置されていても良い。また、排気圧力センサ５４及び排気温度センサ５５は、排気マニホールド３０ではなく、それより下流の管等に配置されていても良い。
【符号の説明】
【００７０】
４０  ＥＧＲ装置
４３  ＥＧＲバルブ
５１  吸気圧力センサ
５２  吸気温度センサ
５３  冷却水温度センサ
５４  排気圧力センサ
５５  排気温度センサ
５６  ＥＧＲ温度センサ
５７  大気圧センサ
６０  ＥＧＲ制御部
７０  目標酸素濃度算出部
８０  酸素濃度算出部
９０  ＥＧＲ装置調整部
１００  エンジン
【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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