(57)【要約】【課題】特にＬＰ−ＥＧＲ装置のようにＥＧＲ弁の前後差圧が格段に小さい場合であっても、許容範囲を外れたか否かの判定精度を向上し得る装置を提供する。【解決手段】エンジンの排気管（１１ｂ）から分岐しシリンダ（７）をバイパスして吸気管（４ａ）に合流するＥＧＲ通路（１５）と、ＥＧＲ通路（１５）を開閉するＥＧＲ弁（１７）と、ＥＧＲ領域でＥＧＲ弁（１７）を開き、非ＥＧＲ領域でＥＧＲ弁（１７）を全閉状態に制御する制御手段（４１）とを有するＥＧＲ制御装置において、ＥＧＲ通路（１５）の分岐部の排気温度またはＥＧＲ通路（１５）の分岐部より下流の排気管（１１ｂ）の排気温度を検出する排気温度検出手段（４６）と、検出される排気温度が予め定めた許容範囲から外れた場合にＥＧＲ領域であってもＥＧＲ弁（１７）を開くことを禁止する禁止手段（４１）とを備える。【選択図】図１
2015206275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気管から分岐しシリンダをバイパスして吸気管に合流するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁と、
ＥＧＲ領域で前記ＥＧＲ弁を開き、非ＥＧＲ領域で前記ＥＧＲ弁を全閉状態に制御する制御手段と
を有するＥＧＲ制御装置において、
前記ＥＧＲ通路の分岐部の排気温度または前記ＥＧＲ通路の分岐部より下流の排気管の排気温度を検出または推定する排気温度検出・推定手段と、
前記検出または推定される排気温度が予め定めた許容範囲から外れた場合に前記ＥＧＲ領域であっても前記ＥＧＲ弁を開くことを禁止する禁止手段と
を備えることを特徴とするＥＧＲ制御装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ弁上流のＥＧＲ通路にＥＧＲ通路を流れるガスを冷却するＥＧＲクーラを備えることを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ制御装置。
【請求項３】
前記エンジンはガソリンエンジンであり、
前記排気管に介装されるタービン及び前記吸気管に介装されるコンプレッサを有するターボ過給機と、
前記タービン下流の排気管に下流側に向かってマニホールド触媒とメイン触媒を直列に備え、
前記ＥＧＲ通路は前記マニホールド触媒とメイン触媒の間の排気管から分岐し、前記コンプレッサ上流の吸気管に合流するものであり、
前記ＥＧＲ通路の分岐部より下流の排気管の排気温度は前記メイン触媒の出口温度であることを特徴とする請求項１または２に記載のＥＧＲ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はＥＧＲ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＰ−ＥＧＲ装置を開示するものがある（特許文献１参照）。ＬＰ−ＥＧＲ装置は、タービン及びコンプレッサを有するターボ過給機を備えるエンジンを前提として、タービン下流の排気管から分岐しコンプレッサ上流の吸気管に合流するＥＧＲ通路を設け、このＥＧＲ通路にＥＧＲ弁を介装したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１６４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンの運転条件に応じて排気温度が変化し、この排気温度の変化を受けてＥＧＲ通路の分岐部下流の排気管全体の圧力損失が変化する。分岐部の排気圧が適合時の分岐部の排気圧より大きく外れたときには実ＥＧＲ率が過渡的に目標ＥＧＲ率から乖離する。実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から乖離すると、特にガソリンエンジンではノックが発生したり運転性が悪化したりする。これを避けるため、分岐部の排気圧を圧力センサで検出し、検出した分岐部の排気圧が予め定めた許容範囲から外れた場合にＥＧＲ領域であってもＥＧＲ弁を開くことを禁止することが考えられる。しかしながら、圧力センサは排気脈動の影響を受けて検出精度が低下しがちであるし、応答性の悪い圧力センサからの信号に基づいて、分岐部の排気圧が予め定めた許容範囲から外れたか否かを判定するのでは、判定精度が悪い。特にＬＰ−ＥＧＲ装置においてはＥＧＲ弁の前後差圧がＨＰ−ＥＧＲ装置より格段に小さいため、圧力センサに生じる検出誤差が判定精度に大きく影響し、その影響する分だけ判定精度がさらに低下する。
【０００５】
そこで本発明は、特にＬＰ−ＥＧＲ装置のようにＥＧＲ弁の前後差圧がＬＰ−ＥＧＲ装置より小さい場合であっても、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲にあるかの判定精度を向上し得る装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のＥＧＲ制御装置は、エンジンの排気管から分岐しシリンダをバイパスして吸気管に合流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁と、ＥＧＲ領域で前記ＥＧＲ弁を開き、非ＥＧＲ領域で前記ＥＧＲ弁を全閉状態に制御する制御手段とを有する。さらに本発明のＥＧＲ制御装置は、下流排気温度検出・推定手段と、禁止手段とを備える。上記の下流排気温度検出・推定手段は前記ＥＧＲ通路の分岐部の排気温度または前記ＥＧＲ通路の分岐部より下流の排気管の排気温度を検出または推定する。上記の禁止手段は、前記検出または推定される排気温度が予め定めた許容範囲から外れた場合に前記ＥＧＲ領域であっても前記ＥＧＲ弁を開くことを禁止する。
【発明の効果】
【０００７】
目標ＥＧＲ率が得られるように目標ＥＧＲ弁開度（目標ＥＧＲ弁流量）を設定している。この場合、ＥＧＲ弁流量は、ＥＧＲ通路の分岐部の排気圧と、ＥＧＲ通路の合流部の吸気圧との差圧に応じて変化する。このため、実際の分岐部の排気圧が適合時の分岐部の排気圧より上昇したときには、その排気圧の上昇分だけ実際のＥＧＲ弁流量が目標ＥＧＲ弁流量より多くなり、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて大きくなる。一方、実際の分岐部の排気圧が適合時の分岐部の排気圧より低下したときには、その排気圧の低下分だけ実際のＥＧＲ弁流量が目標ＥＧＲ弁流量より少なくなり、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて小さくなる。目標ＥＧＲ率に応じて点火時期を設定している場合に、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて大きくなったときには燃焼状態が悪くなり運転性が悪くなる。一方、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて小さくなったときにはノッキングが生じ得る。こうした実ＥＧＲ率の目標ＥＧＲ率からの乖離を防止するには、分岐部の排気圧を検出し、検出した排気圧が予め定めた許容範囲から外れた場合にＥＧＲ領域であってもＥＧＲ弁を開くことを禁止することである。しかしながら、分岐部に排気圧を検出する圧力センサを設けても、圧力センサは排気脈動の影響を受ける上、応答性が悪いため、排気圧が予め定めた許容範囲から外れたか否かの判定精度が悪い。一方、本発明では、分岐部の排気圧と相関する、分岐部の排気温度や分岐部より下流の排気温度を検出または推定し、この検出または推定した分岐部の排気温度や分岐部下流の排気温度が許容温度を外れて低くなったり高くなったりしたとき、ＥＧＲを禁止する。分岐部の排気温度や分岐部下流の排気温度を検出する温度センサは、排気温度の脈動の影響を受けないので、ＥＧＲ弁流量が適正範囲にあるかの判定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態のガソリンエンジンの概略構成図である。
【図２】過給域とＬＰ−ＥＧＲ領域を示す運転領域図である。
【図３】目標ＬＰ−ＥＧＲ率の特性図である。
【図４】ＬＰ−ＥＧＲ装置の簡易モデル図である。
【図５】Ａ点の排気圧の変化に対して、Ａ，Ｃ，Ｄの各点の排気温度の変化を示すタイミングチャートである。
【図６】ＬＰ−ＥＧＲ弁の流量特性図である。
【図７】ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグの設定を説明するためのローチャートである。
【図８】目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度の算出を説明するためのローチャートである。
【図９】基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度の特性図である。
【図１０】トリミング係数の特性図である。
【図１１】吸入空気量に対するＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧の特性図である。
【図１２】目標ＬＰ−ＥＧＲ率に対する点火時期の特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のガソリンエンジンの制御装置の概略構成図である。
【００１１】
エンジン１はガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」ともいう。）で、図示しない車両に搭載されている。エンジン１には、吸気通路４、排気通路１１を備える。上記の吸気通路４は、吸気管４ａ、吸気コレクタ４ｂ、吸気マニホールド４ｃで構成される。
【００１２】
吸気コレクタ４ｂのすぐ上流の吸気管４ａにはアクセルペダルの踏込量に応動する電子制御のスロットル装置を備える。スロットル装置は、スロットルバルブ５と、スロットルバルブ５を駆動するモータ（回転電機）６により構成されている。吸入空気は吸気管４ａを経てスロットルバルブ５によって調量される。調量された空気は吸気コレクタ４ｂに蓄えられ、この吸気コレクタ４ｂから吸気マニホールド４ｃを介して各気筒のシリンダ７（燃焼室）に分配供給される。実施形態は電子制御のスロットル装置の場合であるが、スロットルバルブとアクセルペダルとがワイヤーにより連結されたものであってよい。
【００１３】
燃料噴射弁８が吸気マニホールド４ｃに、点火プラグ９がシリンダ７に直接臨んでそれぞれ設けられ、燃料噴射弁８から燃料が吸気マニホールド４ｃ（吸気ポート）に噴射される。噴射された燃料は、スロットルバルブ５によって調量された空気と混合してガスとなり、このガスを点火プラグ９で着火して燃焼させる。燃焼するガスはピストン１０を押し下げる仕事をした後、排気通路１１に排出される。燃料噴射弁８を設ける位置は吸気マニホールドに限らない。シリンダ７に直接臨ませて燃料噴射弁を設けるものであってよい。
【００１４】
排気通路１１は、各気筒のシリンダ７からの排気が流入する排気マニホールド１１ａ、この排気マニホールド１１ａの集合部に接続される排気管１１ｂで構成される。排気中にはＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの有害三成分を含むので、これらを全て浄化するため排気マニホールド１１ａの集合部にマニホールド触媒１２を、それよりも下流の排気管１１ｂにメイン触媒１３を備えている。メイン触媒１３は例えば車両の床下に設けられる。これら各触媒１２，１３は例えば三元触媒で構成される。排気管１１ｂの末端にはマフラー１９を備えている。
【００１５】
エンジン１には、さらにターボ過給機２１を備える。ターボ過給機２１は、排気管１１ｂに設けられるタービン２２と、吸気管４ａに設けられるコンプレッサ２３と、これらタービン２２，コンプレッサ２３を接続する軸２４とで構成される。上記のタービン２２は排気管１１ｂを流れる排気のエネルギにより回転し、タービン２２と同軸のコンプレッサ２３を駆動する。コンプレッサ２３はエアクリーナ１８を介して吸入される空気を圧縮する。圧縮されて大気圧を超える加圧空気は、吸気コレクタ４ｂへと送られる。ターボ過給機２１を働かせることで、目標過給圧を得ることができる。
【００１６】
ターボ過給機２１には、タービン２２をバイパスするバイパス通路２４と、このバイパス通路２４を開閉する常閉のウェイストゲートバルブ２５を備える。ウェイストゲートバルブ２５はモータ（回転電機）２６により駆動する。例えば、過給圧センサ４５により検出される実過給圧が目標過給圧より高くなったときには、モータ２６を駆動することによりウェイストゲートバルブ２５を開いてタービン２２に流入する排気の一部を、タービン２２をバイパスさせて流す。これによって、タービン回転速度がウェイストゲートバルブ２５を開く前より低下し、タービン２２と同軸のコンプレッサ回転速度も低下する。コンプレッサ回転速度が低下すると実過給圧が低下してゆき目標過給圧と一致する。実過給圧が目標過給圧と一致するタイミングでウェイストゲートバルブ２５の開度を保持させる。
【００１７】
コンプレッサ２３下流側の吸気管４ａには、インタークーラ２５を備える。インタークーラ２５はコンプレッサ２３により圧縮された空気を冷却するためのものである。コンプレッサ２３による空気圧縮によって温度上昇した空気がインタークーラ２５によって冷却されることで、過給効率を高めることができる。
【００１８】
さて、ターボ過給機２１を備えているガソリンエンジン１においても、過給域においてノッキングの抑制のため、大量のＥＧＲ（排気再循環）を行いたい要求がある。この要求に応えるため、本実施形態では、新たにロープレッシャループＥＧＲ装置１４を設ける。ロープレッシャループＥＧＲ装置１４は、ＥＧＲ通路１５、ＥＧＲ通路１５に介装されるＥＧＲクーラ１６、ＥＧＲ通路１５を開閉するＥＧＲ弁１７（例えばバタフライ弁）、ＥＧＲ弁１７を駆動するモータ（回転電機）１８で構成される。
【００１９】
上記のＥＧＲ通路１５は、タービン２２下流の排気管、具体的にはマニホールド触媒１２とメイン触媒１３の間の排気管１１ｂから分岐され、コンプレッサ２３上流の吸気管４ａに合流している。このように、ＥＧＲ通路１５がタービン２２下流の排気管１１ｂとコンプレッサ２３上流の吸気管４ａとを連通する場合には、タービン下流の排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との差圧でガス（排気の一部）がＥＧＲ弁１７を流れることになる。タービン下流の排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との差圧は例えば１ｋＰａ程度ときわめて小さいので、ロープレッシャループＥＧＲ（以下「ＬＰ−ＥＧＲ」という。）装置と呼ばれる。以下では、ＬＰ−ＥＧＲ装置のＥＧＲ弁を「ＬＰ−ＥＧＲ弁」という。また、ＬＰ−ＥＧＲ弁１７を開いてＬＰ−ＥＧＲを行う運転領域を「ＬＰ−ＥＧＲ領域」、ＬＰ−ＥＧＲ弁を全閉に保持する運転領域を「非ＬＰ−ＥＧＲ領域」という。ＬＰ−ＥＧＲ装置そのものはディーゼルエンジンにおいて公知であるが、本実施形態では、ターボ過給機２１を備えるガソリンエンジン１に対して新たにＬＰ−ＥＧＲ装置１４を採用している。
【００２０】
上記のＥＧＲクーラ１６はＬＰ−ＥＧＲ弁１７上流のＥＧＲ通路１５に設けられる。ＥＧＲクーラ１６はＥＧＲ通路１５を流れるガス（排気の一部）が一定の温度になるまで冷却するものである。このため、ＬＰ−ＥＧＲ領域では一定温度まで冷却されたガスがＬＰ−ＥＧＲ弁１７を流れる。
【００２１】
ここで、ターボ過給機２１を備えるガソリンエンジン１にＬＰ−ＥＧＲ装置１４を新たに採用した理由を説明する。ターボ過給機を備えないガソリンエンジンに適用され、比較的高温の排気の一部を吸気コレクタ４ｂに流入させるＥＧＲ装置がある。このＥＧＲ装置では、排気通路１１と吸気コレクタ４ｂの間の比較的大きな差圧（負圧）でＥＧＲ弁をガスが流れるので、ハイプレッシャループＥＧＲ（以下「ＨＰ−ＥＧＲ」という。）装置と呼ばれる。
【００２２】
ターボ過給機を備えるガソリンエンジンにＨＰ−ＥＧＲ装置を適用することを考える。まず、過給していないときには吸気コレクタ４ｂに大気圧より低い圧力（負圧）が発達し、排気圧との差圧が大きくなるので、ＥＧＲ弁を開けばガス（ＥＧＲガス）を吸気コレクタ４ｂに吸い込ませることができる。しかしながら、ターボ過給機による過給の開始で吸気コレクタ４ｂの圧力は、負圧から大気圧へ、大気圧からさらに大気圧を超える圧力へと高くなっていく。吸気コクレタ４ｂの圧力が大気圧を超える圧力へと高くなると、排気圧との差圧が小さくなってしまう。吸気コレクタ４ｂにおいて大気圧を超える圧力とは過給圧のことであり、過給圧が高くなるほど、排気圧との差圧がさらに小さくなる。排気圧との差圧が小さくなると、特に大量のＥＧＲガスを吸気コレクタ４ｂに吸い込ませることができなくなる。
【００２３】
一方、ＬＰ−ＥＧＲ装置では、タービン下流の相対的に低い排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との微小な差圧（１ｋＰａ程度）でガス（ＥＧＲガス）がＬＰ−ＥＧＲ弁１７を流れるので、過給圧の影響を受けることがない。つまり、ターボ過給機２１を備えるガソリンエンジン１にＬＰ−ＥＧＲ装置１４を追加した構成とすることで、ターボ過給機２１による過給中にあっても大量のＥＧＲガスを吸気通路に導入できることとなった。
【００２４】
さらに説明すると、図２に本実施形態の過給域とＬＰ−ＥＧＲ領域とを重ねて示す。図２において、吸気コレクタ４ｂの圧力が大気圧となる場合を破線のラインで示している。本実施形態では、吸気コレクタ４ｂの圧力が大気圧より高くなる領域（破線より上の領域）が過給域、吸気コレクタ４ｂの圧力が大気圧以下となる領域（破線より下の領域）が非過給域である。一方、ＬＰ−ＥＧＲ領域は全体としてほぼ等脚台形状であり、本実施形態では過給域の中にＬＰ−ＥＧＲ領域が大きく生じている。
【００２５】
このため、本実施形態では、運転領域が次のように４つの領域に区分される。
【００２６】
〈１〉過給域かつＬＰ−ＥＧＲ領域（Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅで囲まれた領域）
〈２〉過給域かつ非ＬＰ−ＥＧＲ領域（ハッチングで示す領域）
〈３〉非過給域かつＬＰ−ＥＧＲ領域（Ａ−Ｂ−Ｅ−Ｆで囲まれた領域）
〈４〉非過給域かつ非ＬＰ−ＥＧＲ領域
【００２７】
ここで、図２において等脚台形の角をＡ，Ｃ，Ｄ，Ｆとし、等脚台形と破線が交わる点をＢ，Ｅとしている。また、破線の両端をＧ，Ｊとし、Ｇ−Ｈ−Ｉのラインを全負荷時のラインとしている。なお、ＬＰ−ＥＧＲ領域は、全体としてほぼ等脚台形状である場合に限られるものでない。エンジン、ターボ過給機、ＬＰ−ＥＧＲ装置１４の仕様が異なれば、ＬＰ−ＥＧＲ領域の形状が違ったものとなり得る。
【００２８】
図１に示したように、本実施形態ではさらに、コンプレッサ２３をバイパスするバイパス通路３１を備える。バイパス通路３１には、モータ（回転電機）３３により駆動されるリサーキュレーションバルブ３２が設けられている。このバルブ３２は、車両減速のためスロットルバルブ５が閉じられた際に、スロットルバルブ５からコンプレッサ２３までの吸気管４ａに閉じ込められた加圧空気をコンプレッサ２３上流側に再循環（リサーキュレーション）させるためのものである。一方、車両減速時以外の運転域でターボ過給機２１により過給が行われている場合には、バルブ３２が基本的に全閉保持され、コンプレッサ２３の上流側の空気（ＥＧＲガスを含む）の全てがコンプレッサ２３に導かれる。
【００２９】
ここで、リサーキュレーションバルブ３２が必要となる理由はディーゼルエンジンとガソリンエンジンとでスロットルバルブの扱いが異なることによるものである。すなわち、ディーゼルエンジンでは、スロットルバルブは常時開かれており、必要な場合に限って閉じられる。一方、ガソリンエンジンでは、スロットルバルブ５は、吸気コレクタ４ｂのすぐ上流に設けられ、アクセルペダルの踏込量に応動してその開度が変化する。
【００３０】
このような違いにより、ガソリンエンジンでは、ターボ過給機２１により過給をしている状態から車両を減速させるためにアクセルペダルを戻すと、これに応動してスロットルバルブ開度が一定量、ステップ的に小さくなる。このスロットルバルブ開度の急な減少でスロットルバルブ５からコンプレッサ２３までの吸気管４ａ内に存在する加圧空気の行き場がなくなる。その上、車両減速時からのコンプレッサ２３の稼働によって、スロットルバルブ５からコンプレッサ２３までの吸気管４ａの圧力がさらに上昇する。すると、コンプレッサ下流で圧力の高くなった空気はコンプレッサ２３に向かって逆流する。そして、逆流する加圧空気がコンプレッサ２３を通過して上流に逃れる際にコンプレッサ２３から音（騒音）が発生する。このような車両減速時に発生する騒音は車両室内の静粛性に影響する。そこで、過給域からの車両減速時にはバルブ３２を全閉状態から開状態へと切換え、コンプレッサ上流の加圧空気を、コンプレッサ２３をバイパスしてコンプレッサ上流に解放（リサーキュレーション）することで、車両減速時の騒音の発生を防止するのである。
【００３１】
次に、ＬＰ−ＥＧＲ装置１４を用いてＬＰ−ＥＧＲ制御を行う場合のＥＧＲ率を「ＬＰ−ＥＧＲ率」というとすると、目標ＬＰ−ＥＧＲ率のマップ特性は図３に示したようになっている。すなわち、図３のように、全体としてほぼ等脚台形状のＬＰ−ＥＧＲ領域を大きく２つに分け、高負荷側の領域で１０％、低負荷側の領域で２０％としている。
【００３２】
高負荷側の領域で低負荷側の領域より目標ＬＰ−ＥＧＲ率を小さくしている理由は次の通りである。すなわち、高負荷側においてもターボ過給機により新気をシリンダ７に押し込めることができれば、高負荷側でも低負荷側と同じに目標ＬＰ−ＥＧＲ率を２０％にすることができる。しかしながら、実際にはターボ過給機により新気をシリンダ７に押し込むにしても、押し込むことのできる新気量には限界がある。一方、高負荷側では低負荷側より大きなエンジントルクを発生させる必要がある。そこで、高負荷側では低負荷側よりノッキングが生じない範囲で目標ＬＰ−ＥＧＲ率を小さくし、その小さくした分だけシリンダ７内での燃焼状態をよくすることで、低負荷側よりも大きなエンジントルクが得られるようにするのである。なお、図３では、目標ＬＰ−ＥＧＲ率を２段階で設定しているが、目標ＬＰ−ＥＧＲ率を２段階に設定する場合に限定されるものでない。目標ＬＰ−ＥＧＲ率を３段階以上に、あるいは連続的に目標ＬＰ−ＥＧＲ率を変化させるものであってよい。
【００３３】
次に、上記目標ＬＰ−ＥＧＲ率が得られるようにＬＰ−ＥＧＲ弁開度を定める必要がある。ここで、本実施形態ではＬＰ−ＥＧＲ率は次式で定義される値である。
【００３４】
ＬＰ−ＥＧＲ率＝ＬＰ−ＥＧＲ弁流量／（新気量＋ＬＰ−ＥＧＲ弁流量）
…（１）
【００３５】
（１）式の新気量はエアフローメータ４２により検出される空気量のこと、（１）式のＬＰ−ＥＧＲ弁流量はＬＰ−ＥＧＲ弁１７を流れるガス量のことである。ＬＰ−ＥＧＲ弁流量は、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧と、ＬＰ−ＥＧＲ弁開口面積Ｓｅｇｒとで定まる。ここで、「ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧」とは、図４に示したＡ点の排気圧と、図４に示したＢ点の吸気圧との差の圧力からＥＧＲクーラ１６の流路抵抗に伴う圧力損失分を差し引いた値、つまり次式により算出される値である。
【００３６】
ΔＰ＝（Ａ点の排気圧−Ｂ点の吸気圧）−ΔＰ１            …（２）
ただし、ΔＰ：ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧、
ΔＰ１：ＥＧＲクーラの流路抵抗に伴う圧力損失分、
上記の図４はＬＰ−ＥＧＲ装置１４の簡易モデル図である。図４において「Ａ点」とは排気管１１ｂからＥＧＲ通路１５が分岐する点（ＥＧＲ通路の分岐部）のこと、「Ｂ点」とは吸気管４ａにＥＧＲ通路１５が合流する点（ＥＧＲ通路の合流部）のことである。図４の簡易モデル図では、メイン触媒１３、ＥＧＲクーラ１６とも流路抵抗となる要素であるので、いずれもオリフィスとして記載している。
【００３７】
上記の（１）式、（２）式より、適合時のＡ点の排気圧に対して目標ＬＰ−ＥＧＲ率が得られるように、ＬＰ−ＥＧＲ弁開度を設定することになる。
【００３８】
この場合、Ｂ点はスロットルバルブ５やコンプレッサ２３よりさらに上流でエアクリーナ１８の近くにあるためＢ点の吸気圧は大気圧付近にあってそれほど変化しない。これに対し、Ａ点の排気圧は変化する。これは、エンジンの運転条件に応じて排気温度が変化し、この排気温度の変化を受けてＥＧＲ通路の分岐部下流の排気管１１ｂ全体の圧力損失が変化するためである。このことは、理論的にも次のように説明できる。すなわち、理想気体の状態方程式ＰＶ＝ｍＲＴをＰについて解くと、次式が得られる。
【００３９】
Ｐ＝ｍＲＴ／Ｖ                                          …（３）
ただし、Ｒ：ガス定数、
ｍ：ガスの質量、
（３）式より圧力Ｐは温度Ｔに比例する。つまり、Ａ点の排気温度（Ｔ）が変化すると、Ａ点の排気圧（Ｐ）が変化するわけである。
【００４０】
このため、運転条件の相違でＡ点の排気圧がＬＰ−ＥＧＲ弁開度適合時の排気圧より低くなると、上記の（２）式よりＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧ΔＰが小さくなる。ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧ΔＰが小さくなると、その小さくなった分だけＬＰ−ＥＧＲ弁流量が少なくなる。ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が少なくなると、上記の（１）式より実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率より小さくなる。ここで、ＬＰ−ＥＧＲ領域では、目標ＬＰ−ＥＧＲ率に応じ目標ＬＰ−ＥＧＲ率が大きくなるほど点火時期が進角側に向かうように、点火時期を設定している。これは、ＬＰ−ＥＧＲ率を大きくするほどシリンダ７内の燃焼状態が不良になるので、点火時期を進めることによって燃焼不良を解消するためである。このように、目標ＬＰ−ＥＧＲ率に応じて点火時期を設定している場合に、実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率より小さくなると、点火時期の進め過ぎとなりノッキングが発生することが考え得る。
【００４１】
一方、運転条件の相違でＡ点の排気圧がＬＰ−ＥＧＲ弁開度適合時の排気圧より高くなると、上記の（２）式よりＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧ΔＰが大きくなる。ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧ΔＰが大きくなると、その大きくなった分だけＬＰ−ＥＧＲ弁流量が多くなる。ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が多くなると、上記の（１）式より実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率より大きくなる。上記のように目標ＬＰ−ＥＧＲ率に応じて点火時期を設定している場合に、実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率より大きくなると、点火時期が遅れ過ぎとなりシリンダ７内の燃焼が悪くなる。シリンダ７内の燃焼が悪くなると、望みのエンジントルクが得られず、運転性が悪くなる。
【００４２】
この対策として、Ａ点の排気圧を圧力センサにより検出し、Ａ点の排気圧が許容範囲内に入っている場合にだけＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲にあると判断してＬＰ−ＥＧＲを許可する。一方、Ａ点の排気圧が許容範囲を外れた場合にはＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲にないと判断してＬＰ−ＥＧＲを禁止することが考えられる。しかしながら、Ａ点の排気圧を検出する圧力センサを設けることによって別の問題が生じる。すなわち、圧力センサは排気脈動の影響を受けると共に応答性が悪い。圧力センサの検出値から排気脈動の影響を排除するには高度のフィルタリング技術が必要となる。また、そもそもＡ点の排気圧とＢ点の吸気圧との差圧は、１ｋＰａ程度と極く小さい。この極く小さな差圧を精度良く検出するには高価な圧力センサが必要となり、上記高度のフィルタリング技術の必要と相まってコストがアップしてしまう。
【００４３】
ここで、Ａ点の圧力変化は、排気の温度変化に起因する圧力変化であるので、Ａ点の排気圧と強く相関する排気温度がＡ点やＡ点より下流の排気管１１ｂにあるはずであると本発明の発明者が考えた。そこで本発明の発明者は、Ａ点の排気圧に相関する排気温度として、まずＡ点の排気温度を採り、実験してみたところ、Ａ点の排気温度はＡ点の排気圧に必ずしも相関しないことがわかった。これについて説明すると、図４の簡易モデル図に示したようにＡ点下流の排気管１１ｂの位置としてＣ，Ｄの各点を採用する。Ｃ点はメイン触媒１３の直ぐ出口の、Ｄ点はマフラー１９内の点である。
【００４４】
そして、Ａ点の排気圧の変化に対して、Ａ，Ｃ，Ｄの各点の排気温度がどのように変化するのかを計測した結果をタイミングチャートにしたのが図５である。図５上段に示したようにＡ点の排気圧がｔ１のタイミングから上昇し、ｔ２のタイミングで一定値に落ち着くとき、図５下段に示したようにＡ点の排気圧の変化（応答）と強く相関するのはＡ点ではなくＣ点の排気温度の変化（応答）であった。すなわち、Ａ点の排気温度は、Ａ点の排気圧が変化を開始するｔ１のタイミングより前のタイミングで早くも上昇し、Ａ点の排気圧が一定値に落ち着くｔ２のタイミングより前のタイミングで一定値に落ち着いている（図５下段の破線参照）。一方、Ｄ点の排気温度は、Ａ点の排気圧が変化を開始するｔ１のタイミングより遅れたタイミングで上昇し、Ａ点の排気圧が一定値に落ち着くｔ２のタイミングより遅れたタイミングで一定値に落ち着いている（図５下段の一点鎖線参照）。これに対して、Ｃ点の排気温度は、Ａ点の排気圧が変化を開始するｔ１のタイミングと同じタイミングで上昇し、Ａ点の排気圧が一定値に落ち着くｔ２のタイミングと同じタイミングで一定値に落ち着いている（図５下段の実線参照）。このように、実験によるとＡ点の排気圧の変化（応答）とＣ点の排気温度の変化（応答）とが強く相関していることが新たに判明したのである。このことは、Ａ点より下流の排気管１１ｂにオリフィス（１３）がある場合には、Ａ点の排気圧の代用として、オリフィス出口であるＣ点の排気温度を用いることができることを示している。この場合、圧力センサよりも温度センサのほうが排気圧の脈動の影響を受けにくいというメリットもある。
【００４５】
上記のようにＡ点の排気圧の変化（応答）とＣ点の排気温度の変化（応答）とが強く相関する理由は次の通りである。すなわち、Ａ点より下流の排気管１１ｂを流れる排気流れは一様でなく、Ａ点より下流の排気管１１にオリフィス（１３）があればその部分で流れがよどむ（排気の流れがオリフィスで律せられる）。図４の簡易モデル図では、メイン触媒１３がオリフィスとして機能することから、排気流れがよどむＣ点の排気温度がＡ点より下流の排気管１１ｂ全体の温度を律していると考えられるためである。
【００４６】
そこで本発明の第１実施形態では、メイン触媒１３出口温度（分岐部下流の排気管１１ｂの排気温度）を温度センサ４６（図１参照）により検出する。そして、検出した排気温度が許容範囲内に入っている場合にだけＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲にあると判断してＬＰ−ＥＧＲを許可する。一方、検出した排気温度が許容範囲を外れた場合にはＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲にないと判断してＬＰ−ＥＧＲを禁止する。
【００４７】
本実施形態では、Ａ点下流の排気管１１ｂを流れる排気の流速を、メイン触媒１３が律速する要素として機能したために、メイン触媒出口温度がＡ点の排気圧と強い相関を持つことを見出した。Ａ点下流の排気管１１ｂに配置する触媒等の構成が異なれば、Ａ点下流の排気管１１ｂを流れる排気の流速を律速する要素が異なってくる。このため、Ａ点下流の排気１１ｂに配置する触媒等の構成（仕様）が決まれば、その決まった構成に対して、Ａ点の排気圧と強く相関する排気温度を、Ａ点下流の排気管１１ｂから探すことになる。
【００４８】
さらに図６を参照して本実施形態を説明すると、図６はＬＰ−ＥＧＲ弁１７の流量特性図である。図６においては横軸にＬＰ−ＥＧＲ弁開口面積を、縦軸にＬＰ−ＥＧＲ弁流量を採っている。メイン触媒出口温度が基準温度であるときの流量特性がαの直線であったとする。ＬＰ−ＥＧＲ弁１７などのＬＰ−ＥＧＲ装置の製作バラツキによって実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量特性はバラツク。そこで、基準温度に対してある幅を有する許容温度幅（許容範囲）を設ける。その許容範囲の下限値をＴＡ、許容範囲の上限値をＴＢとすると、メイン触媒出口温度が下限値ＴＡ、上限値ＴＢのときの流量特性はそれぞれβ、γの直線となる。
【００４９】
ここで、ノッキングが発生せずかつシリンダ７内の燃焼状態が悪化しないように点火時期を目標ＬＰ−ＥＧＲ率に基づいて適合しているものとする。例えば、図１２に示したように目標ＬＰ−ＥＧＲ率が大きくなるほど点火時期を進角側に設定しておく。本実施形態では、目標ＬＰ−ＥＧＲ率が１０％と２０％しか採り得ないので、目標ＬＰ−ＥＧＲ率が１０％のとき点火時期は所定値ｃに、目標ＬＰ−ＥＧＲ率が２０％のとき点火時期は所定値ｄになる。ＬＰ−ＥＧＲ領域において図１２に示した点火時期を用いて火花点火を行わせたとき、ノッキングが発生せずかつシリンダ７内の燃焼状態が悪化しないように上記の下限値ＴＡ、上限値ＴＢを定めることとなる。このようにＴＡ、ＴＢを設定しておけば、メイン触媒出口温度が下限値ＴＡ以上で上限値ＴＢ以下の許容範囲にある限り、例えばＬＰ−ＥＧＲ弁開口面積が所定値Ｓ１であるとき、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量はＱβとＱγの適正範囲に収まる。図１２に示した点火時期で火花点火を行わせたとき、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲に収まっている限りノッキングが発生せずかつシリンダ７内の燃焼状態が悪化することはない。
【００５０】
一方、メイン触媒出口温度が許容範囲を外れて低い場合、許容範囲の下限値ＴＡからの温度低下分だけＡ点の排気圧が小さくなる。すると、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量特性がδの直線へと移るため、ＬＰ−ＥＧＲ弁開口面積が所定値Ｓ１と同じでも、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量はＱδとなり、Ｑβより少なくなる。言い換えると、ＱβとＱδの差のＬＰ−ＥＧＲ弁流量分だけ実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率を外れて小さくなる。これによって、実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率を外れて小さくなった分だけシリンダ７内の燃焼状態が良くなるため、目標ＬＰ−ＥＧＲ率をベースに適合した点火時期では、過進角となりノッキングが発生する可能性がある。
【００５１】
また、メイン触媒出口温度が許容範囲を外れて高い場合、許容範囲の上限値ＴＢからの温度上昇分だけＡ点の排気圧が大きくなる。すると、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量特性がεの直線へと移るため、ＬＰ−ＥＧＲ弁開口面積が所定値Ｓ１と同じでも、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量はＱεとなり、Ｑγより多くなる。言い換えると、ＱεとＱγの差のＬＰ−ＥＧＲ弁流量分だけ実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率を外れて大きくなる。これによって、実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率を外れて大きくなった分だけシリンダ７内の燃焼状態が悪くなるため、目標ＬＰ−ＥＧＲ率をベースに適合した点火時期では、遅角のし過ぎとなり燃焼状態がさらに悪化して運転性が悪くなる可能性がある。
【００５２】
そこで本実施形態では、メイン触媒出口温度が予め定めた許容範囲から外れた場合にはＬＰ−ＥＧＲ領域であってもＬＰ−ＥＧＲ弁１７を開くことを禁止するのである。
【００５３】
図１に示したように、燃料噴射弁８及び点火プラグ９に加えて、ＬＰ−ＥＧＲ弁１７、ウェイストゲートバルブ２５、リサーキュレーションバルブ３２を制御するため、エンジンコントローラ４１を備える。エンジンコントローラ４１はマイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等の周辺機器を備えたコンピュータユニットとして構成されている。エンジンコントローラ４１には、エアフローメータ４２、アクセルセンサ４３、クランク角センサ４４、過給圧センサ４５、温度センサ４６からの信号が入力する。ここで、エアフローメータ４２は吸気管４ａ内に流入する空気量（質量流量）を検出する。アクセルセンサ４３はアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）及びその変化量を検出する。クランク角センサ４４はエンジン回転速度を検出する。過給圧センサ４５は吸気コレクタ４ｂの圧力（実過給圧）を検出する。温度センサ４６はメイン触媒１３の出口温度を検出する。
【００５４】
エンジンコントローラ４１で行われるＬＰ−ＥＧＲ制御を、以下のフローチャートを参照して説明する。まず図７のフローチャートは、ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグを設定するためのものである。図７のフローは一定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）に実行する。
【００５５】
エンジンの回転速度Ｎｅとエンジン負荷から定まるエンジンの運転点が図２に示したＬＰ−ＥＧＲ領域にあるか否かをみる。上記のエンジン負荷としては、例えば基本噴射パルス幅Ｔｐを用いればよい。基本噴射パルス幅Ｔｐは、燃料噴射弁８に与える燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出する際の基本値で、エンジン回転速度Ｎｅと吸入空気量Ｑａに基づいて算出されている。エンジンの運転点が図２に示したＬＰ−ＥＧＲ領域にないときにはステップ４に進み、ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ（エンジンの始動時にゼロに初期設定）＝０とする。
【００５６】
ステップ１でエンジンの運転点が図２に示したＬＰ−ＥＧＲ領域にあるときにはステップ２に進み、温度センサ４６により検出されるメイン触媒出口温度Ｔｍａｉｎが許容範囲にあるか否かをみる。ここで、許容範囲の下限値ＴＡ、許容範囲の上限値ＴＢは予め定めておく。メイン触媒出口温度Ｔｍａｉｎが下限値ＴＡ以上でかつ上限値ＴＢ以下（許容範囲）にあれば、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲にあると判断する。このときにはステップ２よりステップ３に進み、ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ＝１とする。
【００５７】
ステップ２でメイン触媒出口温度Ｔｍａｉｎが下限値ＴＡ未満であるかまたはメイン触媒出口温度Ｔｍａｉｎが上限値ＴＢを超えているときにはＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲にないと判断する。このときにはステップ４に進み、ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ＝０とする。このようにして設定されるＬＰ−ＥＧＲ許可フラグの値はメモリに保存する。
【００５８】
本実施形態では、メイン触媒出口温度を温度センサ４６により検出しているが、メイン触媒出口温度を算出（推定）により求めるものであってよい。メイン触媒出口温度を算出するには公知の手法を用いればよい。例えば、ウェイストゲートバルブ２５のすぐ下流の排気管１１ｂには、ウェイストゲートバルブ２５の開度補正のために温度センサを設けている（図示していない）。この温度センサ位置で排気温度がステップ的に変化したとすると、メイン触媒出口温度は、このステップ変化した排気温度に対して、ほぼ一次の応答遅れをもって変化するものとみなすことができる。このため、ウェイストゲートバルブ２５のすぐ下流の温度センサにより検出される排気温度に対して一次遅れの処理を施した値を、メイン触媒出口温度として簡易に求めることができる。この場合、ウェイストゲートバルブ２５のすぐ下流の排気温度も、簡易にはエンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷をパラメータとするマップを参照して求めることができる。以上のメイン触媒出口温度の算出方法では、排気管からの放熱やタービン仕事に伴う排気エネルギの減少などを無視した。実際には、ウェイストゲートバルブ以降で、排気管１１ｂからの放熱、タービン２２のする仕事、触媒１２，１３の通過によって排気の熱が奪われてゆく。そこで、排気管１１ｂからの放熱による温度低下分、タービン２２のする仕事によって温度低下する分、触媒１２，１３の通過に伴う温度低下分を個別に求めるか予め設定しておく。そして、ウェイストゲートバルブ２５のすぐ下流の温度センサにより検出される排気温度に対してそれぞれの温度低下分を加味することによって、メイン触媒出口温度をより精度良く求めるようにしてもかまわない。
【００５９】
次に、図８のフローチャートは目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度を算出するためのものである。図８のフローは一定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）に図７のフローに続けて実行する。
【００６０】
ステップ１１では、ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ（図７のフローにより設定済み）＝１であるか否かをみる。ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ＝１であるときにはＬＰ−ＥＧＲを行わせるためステップ１２〜１５に進む。
【００６１】
ステップ１２〜１５はＬＰ−ＥＧＲ領域で目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度を算出する部分である。まず、ステップ１２では、エンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷から前述の図３を内容とするマップを検索することにより、目標ＬＰ−ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ［％］を算出する。図３に示したように目標ＬＰ−ＥＧＲ率はエンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷をパラメータとするマップ上に予め定められている。
【００６２】
ステップ１３では、この目標ＬＰ−ＥＧＲ率Ｍｅｇｒから図９を内容とするテーブルを検索することにより、基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度ｖｏＬＰ−ＥＧＲ０を算出する。図９に示したように基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度は目標ＬＰ−ＥＧＲ率が大きくなるほど大きくなる値である。本実施形態では、目標ＬＰ−ＥＧＲ率が１０％と２０％しか採り得ないので、目標ＬＰ−ＥＧＲ率が１０％のとき基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度は所定値ａに、目標ＬＰ−ＥＧＲ率が２０％のとき基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度は所定値ｂになる。
【００６３】
ステップ１４では、エンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷から図１０を内容とするマップを検索することにより、トリミング係数Ｋｔｒｍ［無名数］を算出する。トリミング係数は１．０を中心とする値である。図１０に示したように、ＬＰ−ＥＧＲ領域のうち、低回転速度低負荷側の領域に１．１が、高回転速度高負荷側の領域に０．９が、残りの領域に１．０が入っている。トリミング係数が１．０を超えるときには目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度が増大する側に、トリミング係数が１．０を下回るときには目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度が減少する側に補正される。
【００６４】
ステップ１５では、基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度ｖｏＬＰ−ＥＧＲ０にトリミング係数Ｋｔｒｍを乗算することによって、つまり次式により目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度ｖｏＬＰ−ＥＧＲを算出する。
【００６５】
ｖｏＬＰ−ＥＧＲ＝ｖｏＬＰ−ＥＧＲ０×Ｋｔｒｍ          …（４）
【００６６】
上記のトリミング係数Ｋｔｒｍは、吸入空気量Ｑａ（エンジン負荷）とエンジン回転速度Ｎｅが相違しても、目標ＬＰ−ＥＧＲ率が得られるようにするためのものである。
【００６７】
上記トリミング係数Ｋｔｒｍの役割について具体的に説明する。たとえばエンジン回転速度Ｎｅが一定の条件でみると、図１１に示したように吸入空気量Ｑａに対してＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が変化する。これは吸入空気量Ｑａが多くなるほど排気温度が高くなり、排気温度が高くなるほどＡ点の排気圧が２次関数的に大きくなるためである。図１１より、吸入空気量Ｑａが相対的に小さい低負荷側では相対的に小さな差圧しか得られず、吸入空気量Ｑａが相対的に大きい高負荷側では相対的に大きな差圧が得られる。このことは、低負荷側ではＬＰ−ＥＧＲ弁流量が相対的に小さく（ＬＰ−ＥＧＲ弁をＥＧＲガスが流れにくく）、高負荷側ではＬＰ−ＥＧＲ弁流量が相対的に大きく（ＬＰ−ＥＧＲ弁をＥＧＲガスが流れ易く）なることを意味する。いま、Ｑａが相対的に小さい低負荷とＱａが相対的に大きい高負荷の中間の吸入空気量Ｑａを適合時の吸入空気量として選択し、適合時の吸入空気量をＱ１としたとする。このとき、適合時の吸入空気量Ｑ１より小さな低負荷側では、適合時のＬＰ−ＥＧＲ弁流量よりＬＰ−ＥＧＲ弁流量が少なくなる。ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が少なくなると、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて小さくなってしまう。そこで、図１０に示したように、低負荷側では１．１のトリミング係数を与えてＬＰ−ＥＧＲ弁開度を増大補正することで、低負荷側でも実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて小さくならないようにする。
【００６８】
また、適合時の吸入空気量Ｑ１より高負荷側では、適合時のＬＰ−ＥＧＲ弁流量よりＬＰ−ＥＧＲ弁流量が多くなる。ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が多くなると、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて大きくなってしまう。そこで、図１０に示したように、高負荷側では０．９のトリミング係数を与えてＬＰ−ＥＧＲ弁開度を減少補正することで、高負荷側でも実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて大きくならないようにする。
【００６９】
本実施形態では、ＬＰ−ＥＧＲ領域を３つに区分し、領域毎に１つのトリミング係数を与えている（つまり段階的に３つの異なるトリミング係数を与えている）が、この場合に限定されるものでない。段階的に４つ以上の異なるトリミング係数を与えるものであっても、また無段階にトリミング係数を与えるものであってもよい。
【００７０】
図８のステップ１１で、ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ＝０であるときにはステップ１６に進み、目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度ｖｏＬＰ−ＥＧＲにゼロを入れる。これによって、メイン触媒出口温度Ｔｍａｉｎが許容範囲を外れているときにはＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲にないと判断しＬＰ−ＥＧＲを禁止するため、ＬＰ−ＥＧＲ弁１７を全閉状態とする。
【００７１】
図示しないフローでは、この目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度ｖｏＬＰ−ＥＧＲが得られるようＬＰ−ＥＧＲ弁アクチュエータであるモータ１８に信号を出力する。
【００７２】
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。
【００７３】
目標ＬＰ−ＥＧＲ率が得られるように目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度（目標ＥＧＲ弁流量）を設定している。この場合、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量は、図４に示したようにＡ点（ＥＧＲ通路の分岐部）の排気圧と、Ｂ点（ＥＧＲ通路の合流部）の吸気圧との差圧に応じて変化する。このため、実際のＡ点の排気圧が適合時のＡ点の排気圧より上昇したときには、その排気圧の上昇分だけ実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標ＬＰ−ＥＧＲ弁流量より多くなり、実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率から外れて大きくなる。一方、実際のＡ点の排気圧が適合時のＡ点の排気圧より低下したときには、その排気圧の低下分だけ実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標ＬＰ−ＥＧＲ弁流量より少なくなり、実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率から外れて小さくなる。目標ＬＰ−ＥＧＲ率に応じて点火時期を設定している場合に、ＬＰ−ＥＧＲ領域で実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率から外れて大きくなったときにはシリンダ７内の燃焼状態が悪くなり運転性が悪くなる。同じく、目標ＬＰ−ＥＧＲ率に応じて点火時期を設定している場合に、ＬＰ−ＥＧＲ領域で実ＬＰ−ＥＧＲ率が目標ＬＰ−ＥＧＲ率から外れて小さくなったときにはノッキングが生じ得る。こうした実ＬＰ−ＥＧＲ率の目標ＬＰ−ＥＧＲ率からの乖離を防止するには、Ａ点の排気圧を検出し、検出した排気圧が予め定めた許容範囲から外れた場合にＬＰ−ＥＧＲ領域であってもＬＰ−ＥＧＲ弁１７を開くことを禁止することが考えられる。しかしながら、Ａ点に排気圧を検出する圧力センサを設けても、圧力センサは排気脈動の影響を受ける上に応答性が悪いため、排気圧が予め定めた許容範囲から外れたか否かの判定精度が悪い。一方、本実施形態では、Ａ点（分岐部）の排気圧と相関する、Ａ点より下流の排気管１１ｂの排気温度を検出し、この検出したＡ点下流の排気管１１ｂの排気温度が許容温度を外れて低くなったり高くなったりしたとき、ＬＰ−ＥＧＲを禁止する。Ａ点下流の排気管１１ｂの排気温度を検出する温度センサは、圧力センサと異なり排気脈動の影響を受けないので、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲にあるか否かの判定精度を向上できる。
【００７４】
上記（３）式のｍはガスの温度によって変化する。つまり、ｍはＬＰ−ＥＧＲ弁１７を通過するガスの状態に応じた値である。このため、上記（３）式のＰとＴの関係においてＬＰ−ＥＧＲ弁１７を通過するガスが低温である場合のほうが高温である場合よりＰ（Ａ点の排気圧）とＴ（メイン触媒出口温度）の相関をより高くするものとなる。ＬＰ−ＥＧＲ弁１７の上流にＥＧＲクーラ１６がないと、ＬＰ−ＥＧＲ弁１７を通過するガスが高温となることがあり、このとき上記（３）式のＰとＴの関係においてＰ（Ａ点の排気圧）とＴ（メイン触媒出口温度）の相関を弱めることとなる。一方、本実施形態では、ＬＰ−ＥＧＲ弁上流のＥＧＲ通路１５に、ＥＧＲ通路１５を流れるガスを冷却するＥＧＲクーラ１６を備えることで、ＥＧＲクーラ１６を備えない場合よりＬＰ−ＥＧＲ弁１７を流れるガスが低温状態に保たれる。これによって、上記（３）式のＰとＴの関係においてＰ（Ａ点の排気圧）とＴ（メイン触媒出口温度）の相関がより強くなるので、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲にあるか否かの判定精度をさらに向上できる。
【００７５】
Ａ点（分岐部）の下流の排気管１１ｂにメイン触媒１３が備えられる場合には、このメイン触媒１３がＡ点下流の排気管１１ｂにおいて流路抵抗として働くため、Ａ点の排気温度がＡ点の排気圧と必ずしも相関しない値となる。圧力センサより温度センサのほうが、判定精度が向上するといっても、Ａ点の排気温度がＡ点の排気圧と必ずしも相関しない場合にまで判定精度が向上するとはいえない。一方、メイン触媒出口温度は、Ａ点の排気圧と強く相関することを本発明者が新たに見い出している。本実施形態では、エンジンはガソリンエンジンであり、排気管１１ｂに下流側に向かってマニホールド触媒１２とメイン触媒１３を直列に備え、ＥＧＲ通路１５はマニホールド触媒１２とメイン触媒１３の間の排気管１１ｂから分岐するものである。そして、Ａ点より下流の排気管１１ｂの排気温度はメイン触媒１３の出口温度である。これによって、Ａ点下流の排気管１１ｂにメイン触媒１３を備えるガソリンエンジンにおいても、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が適正範囲にあるか否かの判定精度を向上できる。
【００７６】
実施形態では、ＥＧＲ通路１５の分岐部下流の排気管１１ｂにメイン触媒１３を有するものを前提としたために、分岐部の排気圧と分岐部の排気温度が強くは相関しないこととなり、メイン触媒出口の温度を検出する場合で説明したが、この場合に限られるものでない。ＥＧＲ通路１５の分岐部下流の排気管１１ｂにメイン触媒１３を有さないものを前提とするものにも本発明を適用できる。ＥＧＲ通路１５の分岐部下流の排気管１１ｂにメイン触媒１３を有さないものを前提とする場合には、分岐部の排気圧と分岐部の排気温度が強く相関するので、ＥＧＲ通路の分岐部の排気温度を検出するか推定すればよい。
【００７７】
実施形態では、ガソリンエンジンにＬＰ−ＥＧＲ装置を適用する場合で説明したが、この場合に限られるものでなく、ディーゼルエンジンにＬＰ−ＥＧＲ装置を適用する場合にも本発明の適用がある。
【符号の説明】
【００７８】
１  ガソリンエンジン
４  吸気通路
４ａ  吸気管
４ｂ  吸気コレクタ
８  燃料噴射弁
９  点火プラグ
１１  吸気通路
１１ｂ  排気管
１２  マニホールド触媒
１３  メイン触媒
１４  ＬＰ−ＥＧＲ装置
１５  ＥＧＲ通路
１６  ＥＧＲクーラ
１７  ＬＰ−ＥＧＲ弁
４１  エンジンコントローラ（制御手段、禁止手段）
４６  排気温度センサ
【図１】
2015206275.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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