(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるＥＧＲ装置を有するエンジンにおいて、
少なくとも１つの気筒を有するエンジン本体と、
吸気の圧力である吸気圧を検出する吸気圧検出部と、
前記排気ガスの圧力である排気圧を検出する排気圧検出部と、
前記ＥＧＲガスの還流量を調整可能なＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温度検出部と、
前記吸気側へ還流される前記ＥＧＲガスの量であるＥＧＲ還流量を求める制御部と、
を備え、
前記制御部には、
前記ＥＧＲ弁の開度と、
前記ＥＧＲガス温度検出部により検出された前記ＥＧＲガスの温度と、
を用いて、前記エンジン本体の燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量を求めることが可能な還流量算出情報が記憶されており、
前記制御部は、
前記燃焼サイクルにおいて、前記排気圧が前記吸気圧より高い還流時期と、前記排気圧が前記吸気圧より低い非還流時期と、がある場合に、前記還流時期において検出された前記排気圧が、前記燃焼サイクルの全体における前記排気圧の平均値である排気圧サイクル全体平均値であり、かつ、前記還流時期において検出された前記吸気圧が、前記燃焼サイクルの全体における前記吸気圧の平均値である吸気圧サイクル全体平均値であると仮定した場合の、前記燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量としての仮定ＥＧＲ還流量を前記還流量算出情報により求めるとともに、
前記仮定ＥＧＲ還流量に、当該燃焼サイクルにおける前記還流時期の長さの割合を乗算することにより、前記ＥＧＲ還流量を求め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、
前記排気圧検出部及び前記吸気圧検出部は、前記燃焼サイクルにおいて、前記排気圧及び前記吸気圧を複数のタイミングで検出し、
前記制御部は、前記還流時期の長さを、前記排気圧の検出値が前記吸気圧の検出値を上回っている時間の長さとして求めることを特徴とするエンジン。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジンであって、
前記制御部には、回転速度及び燃料噴射量に応じて、前記燃焼サイクルにおける前記還流時期の始期、終期及び長さを予め定めた還流時期情報が記憶されており、
前記制御部は、前記還流時期の長さを前記還流時期情報に基づいて求めることを特徴とするエンジン。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載のエンジンであって、
前記エンジン本体は複数の気筒を備え、
前記制御部は、複数の前記気筒のそれぞれにおいて排気弁が開弁することにより生じる前記還流時期のうち、一部の前記気筒に関する前記還流時期に検出された前記排気圧及び前記吸気圧に基づいて、前記ＥＧＲ還流量を求めることを特徴とするエンジン。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載のエンジンであって、
前記制御部は、
前記還流時期の始期から終期までの間における複数のタイミングで検出された前記排気圧を平均して得られる平均値と、
前記還流時期の始期から終期までの間における複数のタイミングで検出された前記吸気圧を平均して得られる平均値と、
を用いて、前記ＥＧＲ還流量を求めることを特徴とするエンジン。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載のエンジンであって、
前記制御部には、前記還流時期の始期から終期までの間における単一のタイミングである前記排気圧及び前記吸気圧の検出タイミングを回転速度及び燃料噴射量に応じて予め定めた検出タイミング情報が記憶されており、
前記制御部は、前記検出タイミングにおいて検出された前記排気圧及び前記吸気圧を用いて、前記ＥＧＲ還流量を求めることを特徴とするエンジン。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載のエンジンであって、
前記制御部は、ＥＧＲガスの還流量を調整するためのＥＧＲ弁を、求めた前記ＥＧＲ還流量に基づいて制御することを特徴とするエンジン。
【請求項８】
排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるＥＧＲ装置を有するエンジンに用いられるＥＧＲ還流量計算方法であって、
吸気の圧力である吸気圧を検出する吸気圧検出工程と、
前記排気ガスの圧力である排気圧を検出する排気圧検出工程と、
ＥＧＲ弁を介して前記ＥＧＲガスの還流量を調整するＥＧＲガス還流量調整工程と、
前記ＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温度検出工程と、
前記吸気側へ還流される前記ＥＧＲガスの量であるＥＧＲ還流量を求めるＥＧＲ還流量算出工程と、
を含み、
前記ＥＧＲ還流量算出工程では、
前記エンジンの燃焼サイクルにおいて前記排気圧が前記吸気圧より高い還流時期と、前記排気圧が前記吸気圧より低い非還流時期と、がある場合に、前記還流時期において検出された前記排気圧が、前記燃焼サイクルの全体における前記排気圧の平均値である排気圧サイクル全体平均値であり、かつ、前記還流時期において検出された前記吸気圧が、前記燃焼サイクルの全体における前記吸気圧の平均値である吸気圧サイクル全体平均値であると仮定した場合の、前記燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量としての仮定ＥＧＲ還流量を記憶された還流量算出情報により求めるとともに、
前記仮定ＥＧＲ還流量に、当該燃焼サイクルにおける前記還流時期の長さの割合を乗算することにより、前記ＥＧＲ還流量を求め、
前記還流量算出情報は、前記ＥＧＲ弁の開度と、前記ＥＧＲガス温度検出工程で検出された前記ＥＧＲガスの温度と、を用いて、前記燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量を求めることが可能であることを特徴とするＥＧＲ還流量計算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスの一部を吸気側へ還流させる装置を備えるエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気ガスの一部を吸気側へ還流させるＥＧＲ装置を設けることにより、吸気に酸素濃度の低い排気ガス（ＥＧＲガス）を還流させることで燃焼温度を低下させ、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）の量を低減させるエンジンが知られている。特許文献１は、この種のエンジンを開示する。
【０００３】
この特許文献１のエンジンは、回転数Ｎ、噴射量（燃料噴射量）Ｑ、ＥＧＲ弁の開度Ｇ、排気ガスの圧力Ｐ２、吸気ガスの圧力Ｐ１、及びＥＧＲガスの温度Ｔ３の現在値群を検出する検出装置と、現在値群に対応するＥＧＲガスの質量流量（重量）Ｍを特定する特定装置と、を備える構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２０４４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１においては、所定期間毎（例えば、１サイクル毎）に取得された排気ガスの圧力Ｐ２及び吸気ガスの圧力Ｐ１を用いて、所定の式に従ってＥＧＲガスの質量流量Ｍを算出している。なお、特許文献１において、式に当てはめられる排気ガスの圧力Ｐ２及び吸気ガスの圧力Ｐ１が瞬間値なのか所定期間の平均値なのかは、特に明らかにされていない。
【０００６】
通常、ＥＧＲ装置を備えるエンジンにおいては、吸気がＥＧＲ装置を介して排気ガスに流入することを防止するために、ＥＧＲガスの還流通路に逆流防止弁（例えばリード弁）が設けられている。当該逆流防止弁により、排気ガスの圧力Ｐ２が吸気ガスの圧力Ｐ１より高い場合（即ち、差圧ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ１が正である場合）にしか、ＥＧＲガスが吸気側へ還流しない。
【０００７】
エンジンの運用において、１回の燃焼サイクルの平均値としては排気ガスの圧力Ｐ２が吸気ガスの圧力Ｐ１を下回っているものの、１サイクルの中の局所的な期間においては排気ガスの圧力Ｐ２が吸気ガスの圧力Ｐ１を上回るような状況もあり得る。このような状況では、特許文献１の算出方法に排気ガスの圧力の平均値及び吸気ガスの圧力の平均値を当てはめるのでは、上記の局所的な期間においてＥＧＲガスが還流する還流量（脈動的な還流量）を求めることはできない。従って、ＥＧＲ還流量を精度良く制御することができなかった。
【０００８】
一方で、燃料噴射量に応じてＥＧＲバルブの開度を直接制御する方法も考えられるが、これは、吸気ガスの圧力及び排気ガスの圧力の検出値に基づいて制御を行うものではない。従って、この方法では、吸気側又は排気側の圧力が変化する事情（例えば、排気ガスの通路の下流側に配置された排気ガス浄化装置においてＰＭが堆積することによる排気背圧の変化）によって計算精度が低下してしまい、制御の精度が低下してＥＧＲガスの還流量が過少又は過多となるおそれがある。
【０００９】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、排気ガスが脈動的に還流されるような状況においても、還流されるＥＧＲガスの量の計算精度を安定して高く維持することができ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】
【００１０】
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。
【００１１】
本発明の第１の観点によれば、以下の構成のエンジンが提供される。即ち、このエンジンは、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるＥＧＲ装置を有する。このエンジンは、エンジン本体と、吸気圧検出部と、排気圧検出部と、制御部と、ＥＧＲ弁と、ＥＧＲガス温度検出部と、を備える。前記エンジン本体は、少なくとも１つの気筒を有する。前記吸気圧検出部は、吸気の圧力である吸気圧を検出する。前記排気圧検出部は、前記排気ガスの圧力である排気圧を検出する。前記制御部は、前記吸気側へ還流される前記ＥＧＲガスの量であるＥＧＲ還流量を求める。前記ＥＧＲ弁は、前記ＥＧＲガスの還流量を調整可能である。前記ＥＧＲガス温度検出部は、前記ＥＧＲガスの温度を検出する。前記制御部には、還流量算出情報が記憶されている。前記還流量算出情報は、前記ＥＧＲ弁の開度と、前記ＥＧＲガスの温度と、を用いて、前記エンジン本体の燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量を求めることが可能である。前記ＥＧＲガスの温度は、前記ＥＧＲガス温度検出部により検出される。前記制御部は、前記燃焼サイクルにおいて、前記排気圧が前記吸気圧より高い還流時期と、前記排気圧が前記吸気圧より低い非還流時期と、がある場合に、前記還流時期において検出された前記排気圧が、前記燃焼サイクルの全体における前記排気圧の平均値である排気圧サイクル全体平均値であり、かつ、前記還流時期において検出された前記吸気圧が、前記燃焼サイクルの全体における前記吸気圧の平均値である吸気圧サイクル全体平均値であると仮定した場合の、前記燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量としての仮定ＥＧＲ還流量を前記還流量算出情報により求める。前記制御部は、前記仮定ＥＧＲ還流量に、当該燃焼サイクルにおける前記還流時期の長さの割合を乗算することにより、前記ＥＧＲ還流量を求める。
【００１２】
即ち、ＥＧＲガス還流通路には逆流防止のための構成が通常設けられているので、上記のように排気圧が吸気圧より高い時期と低い時期とがある場合においては、排気圧が吸気圧より高い時期にしかＥＧＲガスは吸気側へ還流しない。この点、上記の構成によれば、このようにＥＧＲガスが脈動的に還流する場合でも、当該ＥＧＲガス量を高い精度で計算することができる。また、ＥＧＲガス量を燃焼サイクル毎に求めることも可能になるので、計算のリアルタイム性を高めることができ、負荷等の過渡的な変動に即座に対応することができる。これにより、ＥＧＲガスが脈動的に還流する場合でも、前記燃焼サイクルの全体における前記排気圧の平均値が前記吸気圧の平均値より高い場合に用いることが可能な還流量算出情報を用いて、ＥＧＲガス量を精度良く求めることができる。
【００１５】
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、前記排気圧検出部及び前記吸気圧検出部は、前記燃焼サイクルにおいて、前記排気圧及び前記吸気圧を複数のタイミングで検出する。前記制御部は、前記還流時期の長さを、前記排気圧の検出値が前記吸気圧の検出値を上回っている時間の長さとして求める。
【００１６】
これにより、排気圧と吸気圧の実際の関係に基づいて還流時期の長さを正確に求めることができるので、ＥＧＲガスの重量の計算精度を一層高めることができる。
【００１７】
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、前記制御部には、前記燃焼サイクルにおける前記還流時期の長さを回転速度及び燃料噴射量に応じて予め定めた還流時期情報が記憶されている。前記制御部は、前記還流時期の長さを前記還流時期情報に基づいて求める。
【００１８】
これにより、還流時期の長さを簡便に得ることができるので、計算を容易にすることができる。
【００１９】
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、前記エンジン本体は複数の気筒を備える。前記制御部は、複数の前記気筒のそれぞれにおいて排気弁が開弁することにより生じる前記還流時期のうち、一部の前記気筒に関する前記還流時期に検出された前記排気圧及び前記吸気圧に基づいて、前記ＥＧＲ還流量を求める。
【００２０】
これにより、一部の前記気筒に関する前記還流時期を代表的に用いてＥＧＲ還流量の計算を行うので、計算を簡素化することができる。
【００２１】
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、前記制御部は、前記還流時期の始期から終期までの間における複数のタイミングで検出された前記排気圧を平均して得られる平均値と、前記還流時期の始期から終期までの間における複数のタイミングで検出された前記吸気圧を平均して得られる平均値と、を用いて、前記ＥＧＲ還流量を求める。
【００２２】
これにより、排気圧及び吸気圧に関する検出値の誤差の影響を低減することができる。
【００２３】
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、前記制御部には、前記還流時期の始期から終期までの間における単一のタイミングである前記排気圧及び前記吸気圧の検出タイミングを回転速度及び燃料噴射量に応じて予め定めた検出タイミング情報が記憶されている。前記制御部は、前記検出タイミングにおいて検出された前記排気圧及び前記吸気圧を用いて、前記ＥＧＲ還流量を求める。
【００２４】
これにより、排気圧及び吸気圧の検出回数を減らすことができるので、処理及び計算を簡素化することができる。
【００２５】
前記のエンジンにおいては、前記制御部は、ＥＧＲガスの還流量を調整するためのＥＧＲ弁を、求めた前記ＥＧＲ還流量に基づいて制御することが好ましい。
【００２６】
これにより、ＥＧＲガスが脈動的に還流するような状況においても、ＥＧＲガスの還流量を高い精度で制御することができる。
【００２７】
本発明の第２の観点によれば、以下のＥＧＲ還流量計算方法が提供される。即ち、このＥＧＲ還流量計算方法は、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるＥＧＲ装置を有するエンジンに用いられる。このＥＧＲ還流量計算方法は、吸気圧検出工程と、排気圧検出工程と、ＥＧＲガス還流量調整工程と、ＥＧＲガス温度検出工程と、ＥＧＲ還流量算出工程と、を含む。前記吸気圧検出工程では、吸気の圧力である吸気圧を検出する。前記排気圧検出工程では、前記排気ガスの圧力である排気圧を検出する。前記ＥＧＲガス還流量調整工程では、ＥＧＲ弁を介して前記ＥＧＲガスの還流量を調整する。前記ＥＧＲガス温度検出工程では、前記ＥＧＲガスの温度を検出する。前記ＥＧＲ還流量算出工程では、前記吸気側へ還流される前記ＥＧＲガスの量であるＥＧＲ還流量を求める。前記ＥＧＲ還流量算出工程では、前記エンジンの燃焼サイクルにおいて前記排気圧が前記吸気圧より高い還流時期と、前記排気圧が前記吸気圧より低い非還流時期と、がある場合に、前記還流時期において検出された前記排気圧が前記排気圧サイクル全体平均値であり、かつ、前記還流時期において検出された前記吸気圧が前記吸気圧サイクル全体平均値であると仮定した場合の、前記燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量としての仮定ＥＧＲ還流量を記憶された還流量算出情報により求める。前記ＥＧＲ還流量算出工程では、前記仮定ＥＧＲ還流量に、当該燃焼サイクルにおける前記還流時期の長さの割合を乗算することにより、前記ＥＧＲ還流量を求める。前記還流量算出情報は、前記ＥＧＲ弁の開度と、前記ＥＧＲガスの温度と、を用いて、前記燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量を求めることが可能である。前記ＥＧＲガスの温度は、前記ＥＧＲガス温度検出工程で検出される。
【００２８】
即ち、ＥＧＲガス還流通路には逆流防止のための構成が通常設けられているので、上記のように排気圧が吸気圧より高い時期と低い時期とがある場合においては、排気圧が吸気圧より高い時期にしかＥＧＲガスは吸気側へ還流しない。この点、上記の方法によれば、このようにＥＧＲガスが脈動的に還流する場合でも、当該ＥＧＲガス量を高い精度で計算することができる。また、ＥＧＲガス量を燃焼サイクル毎に求めることも可能になるので、計算のリアルタイム性を高めることができ、負荷等の過渡的な変動に即座に対応することができる。これにより、ＥＧＲガスが脈動的に還流する場合でも、前記燃焼サイクルの全体における前記排気圧の平均値が前記吸気圧の平均値より高い場合に用いることが可能な還流量算出情報を用いて、ＥＧＲガス量を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジン１００の吸気、排気及び燃料供給の流れを模式的に示す説明図。
【図２】ＥＣＵの構成を示す機能ブロック図。
【図３】吸気圧と排気圧の差圧ΔＰ及びＥＧＲバルブの開度Ｇに対するＥＧＲガス有効通路断面積マップを示す図。
【図４】１回の燃焼サイクルにおける各気筒の弁線図及び吸気圧Ｐa、排気圧Ｐgを示す模式図。
【図５】第１実施形態における吸気圧及び排気圧の検出を説明する図。
【図６】第２実施形態における吸気圧及び排気圧の検出を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに、図１及び図２を参照して、エンジン１００の概要について説明する。図１はエンジン１００の吸気、排気及び燃料供給の流れを模式的に示す説明図である。図２は、ＥＣＵ９０の構成を示す機能ブロック図である。
【００３１】
本実施形態のエンジン１００は、ディーゼルエンジンであって、４つの気筒３０を有する直列４気筒エンジンとして構成されている。このエンジン１００は、エンジン本体１０と、制御部であるＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）９０と、を備えている。
【００３２】
エンジン本体１０は、外部から空気を吸入する吸気部２と、燃焼室３を有する図略のシリンダと、燃料の燃焼によって燃焼室３内に発生する排気ガスを外部に排出する排気部４と、を主要な構成として備えている。
【００３３】
吸気部２は、吸気の通路である吸気管２１を備える。また、吸気部２は、吸気管２１において吸気が流れる方向の上流側から順に配置された、過給機２２と、吸気弁２７と、吸気マニホールド２８と、を備える。
【００３４】
吸気管２１は、吸気の通路であって、過給機２２と、吸気弁２７と、吸気マニホールド２８と、を接続するように構成されている。吸気管２１の内部には、外部から吸入された空気を流すことができる。
【００３５】
過給機２２は、図１に示すように、タービン２３と、シャフト２４と、コンプレッサ２５と、を備えている。シャフト２４の一端はタービン２３と接続され、他端はコンプレッサ２５と接続されている。タービン２３は、排気ガスを利用して回転するように構成されている。シャフト２４を介してタービン２３と連結されているコンプレッサ２５は、タービン２３の回転に伴って回転する。コンプレッサ２５の回転により、図略のエアクリーナにより浄化された空気を圧縮して強制的に吸入することができる。
【００３６】
吸気弁２７は、ＥＣＵ９０からの制御指令に従って、その開度を調節することにより、吸気通路の断面積を変化させる。これにより、吸気弁２７を介して、吸気マニホールド２８へ供給する空気量を調整することができる。
【００３７】
吸気マニホールド２８は、吸気管２１から供給された空気をエンジン本体１０のシリンダ数に応じて分配し、それぞれのシリンダの燃焼室３へ供給することができるように構成されている。
【００３８】
なお、過給機２２のコンプレッサ２５の下流側に、過給機２２によって吸入された圧縮空気を冷却水又は流動空気（即ち、風）と熱交換させることで冷却させる図略のインタークーラを設置しても良い。
【００３９】
燃焼室３では、吸気マニホールド２８から供給された空気を圧縮し、高温になった圧縮空気に燃料を噴射することにより、燃料を自然着火燃焼させ、ピストンを押して運動させる。こうして得られた動力は、クランク軸等を介して、動力下流側の適宜の装置へ伝達される。
【００４０】
そして、本実施形態のエンジン１００には、エンジン本体１０が燃料の燃焼により過熱状態にならないようにするための図略の冷却水循環システムが設けられている。この冷却水循環システムは、冷却水を、エンジン本体１０のシリンダヘッド等に形成された冷却ジャケット（図略）等に還流させ、エンジン本体１０の冷却ジャケット等と熱交換させるように構成されている。
【００４１】
続いて、本実施形態のエンジン１００において燃料の供給及び噴射を行う構成について簡単に説明する。図１に示すように、エンジン１００は、燃料を貯留するための燃料タンク８１と、燃料フィルタ８２と、燃料ポンプ８３と、コモンレール８４と、インジェクタ８５と、を備えている。
【００４２】
燃料ポンプ８３によって吸い込まれた燃料は、燃料フィルタ８２を通過し、これにより、燃料に混入しているゴミ及び汚れが取り除かれる。その後、燃料はコモンレール８４へ供給される。コモンレール８４は、高圧で燃料を蓄え、複数のインジェクタ８５に分配して供給する。
【００４３】
インジェクタ８５は、各気筒３０の燃焼室３に燃料を噴射するための燃料噴射バルブ（インジェクタ電磁弁）８６を備える。インジェクタ電磁弁８６がＥＣＵ９０の指示に応じたタイミングで開閉することにより、インジェクタ８５が燃焼室３に燃料を噴射する。当該インジェクタ電磁弁８６の開弁タイミングを制御することにより、燃料の噴射時期を調整することができる。
【００４４】
燃焼室３で燃料が燃焼することによって発生した排気ガスは、排気部４を介して、燃焼室３からエンジン本体１０の外へ排出される。
【００４５】
排気部４は、排気ガスの通路である排気管４１を備える。また、排気部４は、排気管４１において排気ガスが流れる方向における上流側から順に配置された、排気マニホールド４２と、排気ガス浄化装置であるＤＰＦ６０と、を備えている。
【００４６】
また、エンジン本体１０はＥＧＲ装置５０を備えており、排気ガスの一部を、図１に示すように、当該ＥＧＲ装置５０を介して吸気側へ還流させることができる。
【００４７】
ＥＧＲ装置５０は、ＥＧＲクーラ５１と、ＥＧＲバルブ５２と、ＥＧＲ管５３と、ＥＧＲガス温度センサ５４と、を備えている。
【００４８】
ＥＧＲ管５３は、吸気側へ還流される排気ガスであるＥＧＲガスを吸気管２１へ案内するための通路であって、排気管４１と吸気管２１とを連通するように設けられている。
【００４９】
ＥＧＲクーラ５１は、ＥＧＲ管５３の途中部に設けられ、吸気側へ還流されるＥＧＲガスを冷却する。
【００５０】
ＥＧＲバルブ５２は、ＥＧＲ管５３の途中部であって、ＥＧＲガスの還流方向におけるＥＧＲクーラ５１の下流側に設けられ、ＥＧＲガスの還流量を調整できるように構成されている。このＥＧＲバルブ５２は、ＥＣＵ９０からの制御信号に応じて、その開度を調整することによってＥＧＲガスの還流通路の面積を調整することで、ＥＧＲガスの還流量を調整することができる。
【００５１】
ＥＧＲガス温度センサ５４は、ＥＧＲ管５３の途中部に設けられ、ＥＧＲガス温度ＴEGRを検出することができる。このＥＧＲガス温度センサ５４は、例えば熱電対により構成することができるが、これに限定されない。
【００５２】
なお、ＥＧＲガスの通過経路（例えば、ＥＧＲ管５３）には図示しない逆流防止弁（例えばリード弁）が設けられている。これにより、吸気がＥＧＲ装置５０を介して排気ガス側に流入することを防止している。
【００５３】
このように構成された冷却機能付きのＥＧＲ装置５０により、例えばエンジン１００の高負荷運転時における最高燃焼温度を下げることができるので、ＮＯｘ（窒素酸化物）の生成量を低減することができる。なお、ＥＧＲガスの還流量の制御の詳細は後述する。
【００５４】
排気管４１は、排気ガスの通路であって、排気マニホールド４２と、ＤＰＦ６０と、を接続するように構成されている。排気管４１の内部に、燃焼室３から排出された排気ガスを流すことができる。
【００５５】
排気マニホールド４２は、各燃焼室３で発生した排気ガスをまとめて、当該排気ガスを過給機２２のタービン２３に供給するように排気管４１へ導く。
【００５６】
なお、過給機２２のタービン２３とＤＰＦ６０の間に、排気ガスの排出量を調整できる排気弁（図略）を設けても良い。
【００５７】
ＤＰＦ６０は、図１に示すように、排気管４１の出口に設けられている。ＤＰＦ６０は、細長く形成されたケーシングを備える。また、ＤＰＦ６０は、酸化触媒６１と、スートフィルタ６２と、を備えている。酸化触媒６１及びスートフィルタ６２は、ケーシングの内部に配置されている。また、スートフィルタ６２は、ケーシングの内部で排気ガスが流れる方向において、酸化触媒６１の下流側に配置される。排気管４１からＤＰＦ６０に導入された排気ガスは、スートフィルタ６２により浄化された後、エンジン１００の外へ排出される。
【００５８】
酸化触媒６１は、白金等で構成されており、排気ガスに含まれる一酸化炭素、一酸化窒素などの酸化を促進することができる。酸化触媒６１の作用によって、排気ガス中の一酸化窒素は、不安定な二酸化窒素に酸化される。そして、二酸化窒素が一酸化窒素に戻るとき放出された酸素は、下流側のスートフィルタ６２で捕捉されたＰＭの酸化のために供給される。
【００５９】
スートフィルタ６２は、排気ガス内の煤等からなる粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を捕集することで、排気ガスを濾過することができる。また、スートフィルタ６２の内部でＰＭを酸化反応させることができるようになっている。
【００６０】
なお、スートフィルタ６２におけるＰＭの堆積量は、エンジン本体１０が稼動するのに伴って徐々に増大するが、ＰＭを燃焼させて除去する制御（再生制御）を適宜のタイミングで行うことで、堆積量を減らすことができる。スートフィルタ６２へのＰＭの堆積は、流通抵抗の増大による排気圧力の上昇を通じて、ＥＧＲガスの還流に影響を与える。
【００６１】
図１及び図２に示すＥＣＵ９０は、エンジン本体１０又はその近傍に配置されている。このＥＣＵ９０は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵと、記憶部９１としてのＲＯＭ及びＲＡＭなどから構成される。
【００６２】
ＥＣＵ９０は、図２に示すように、検出部７０の検出結果から、エンジン本体１０の回転速度及び燃料噴射量、吸気圧Ｐa、排気圧Ｐg、ＥＧＲガス温度ＴEGR等の運転情報を取得し、これらの運転情報に基づいて、ＥＧＲバルブ５２の開度を調整することによりＥＧＲガスの還流量（以下、ＥＧＲ還流量と呼ぶことがある。）を制御することができる。
【００６３】
検出部７０は、エンジン本体１０の運転状態を検出するために、上記のＥＧＲガス温度センサ５４のほか、ＥＧＲバルブ開度検知部５５と、回転速度検知部７１と、燃料噴射量検知部７２と、吸気圧力センサ７３と、排気圧力センサ７４と、を備えている。
【００６４】
ＥＧＲバルブ開度検知部５５は、例えば、ＥＣＵ９０からＥＧＲバルブ５２への指令値に基づいてその開度Ｇを計算することにより得るように構成されている。しかし、これに限定されず、例えば、ＥＧＲバルブに位置検出センサを設けることでＥＧＲバルブの開度Ｇを検出しても良い。
【００６５】
回転速度検知部７１は、例えば、エンジン本体１０が備える図略のクランク軸の回転を検出するクランクセンサとして構成することができる。燃料噴射量検知部７２は、例えば、ＥＣＵ９０から上記のインジェクタ電磁弁８６への指令値に基づいて燃料噴射量を計算することにより得るように構成することができる。
【００６６】
吸気圧力センサ７３は、吸気マニホールド２８内の気体（ＥＧＲ混合気）の圧力（吸気圧Ｐa）を検出する。排気圧力センサ７４は、排気マニホールド４２内の気体の圧力（排気圧Ｐg）を検出する。
【００６７】
ＥＣＵ９０は、記憶部９１と、ＥＧＲガス重量計算部９２と、を備えている。記憶部９１は、エンジン１００の運転の制御に関して予め設定された様々な情報を記憶している。記憶部９１に記憶される情報としては、例えば、ＥＧＲガス有効通路断面積マップ、ＥＧＲガス重量算出式等を挙げることができる。ＥＧＲガス重量計算部９２は、吸気側へ還流されるＥＧＲガス重量を算出することができる。
【００６８】
ＥＧＲガス有効通路断面積マップは、排気圧Ｐgと吸気圧Ｐaとの差圧ΔＰ、及びＥＧＲバルブ５２の開度Ｇに応じて、ＥＧＲガスの有効通路断面積Ａredを求めるためのものである。このＥＧＲガス有効通路断面積マップは、例えば、図３に示すように、差圧ΔＰ（＝Ｐg−Ｐa）と、ＥＧＲバルブ５２の開度Ｇと、の組合せに断面積を対応付けた２次元のテーブルとして表現することができる。ただし、有効通路断面積Ａredはテーブル（マップ）により求めることに限定されず、例えば数式により求めることもできる。
【００６９】
図２に示すＥＧＲガス重量算出式は、有効通路断面積Ａred、排気圧Ｐg、吸気圧Ｐa、及びＥＧＲガス温度ＴEGR等に基づいて、ＥＧＲガス重量（ＥＧＲ還流量）ＭEGRを求めるためのものである。なお、ＥＧＲガス重量の算出の詳細については後述する。
【００７０】
次に、本実施形態のエンジン１００におけるＥＧＲガスの還流量（即ち、還流されるＥＧＲガス重量ＭEGR）の算出について図４等を参照して説明する。図４は、１回の燃焼サイクルにおける各気筒３０の弁線図及び吸気圧Ｐa、排気圧Ｐgを示す模式図である。
【００７１】
図４の上側には、１番から４番までの４つの気筒のそれぞれにおいて、燃焼サイクル１回分の時間において吸気弁及び排気弁が開弁状態となる時期がハッチングで示されている。また、図４の下側には、吸気弁及び排気弁の開閉タイミングに対応して、吸気マニホールドの圧力の検出値Ｐa及び排気マニホールドの圧力の検出値Ｐgの時間推移が示されている。
【００７２】
滑らかな回転を得るために４つの気筒の燃焼行程のタイミングが互いにズレて設定されているので、吸気マニホールドの圧力の検出値Ｐa及び排気マニホールドの圧力の検出値Ｐgは、燃焼サイクル１回分の時間ｔallを４つに分割した時間を単位として周期的に変化する。
【００７３】
図４には低回転かつ高負荷である状態の一例が示されており、全体的な傾向として、吸気マニホールドの圧力の検出値Ｐaは、排気マニホールドの圧力の検出値Ｐgより高くなっている。なお、図４の下側には、吸気マニホールドの圧力の検出値Ｐa及び排気マニホールドの圧力の検出値Ｐgについて、燃焼サイクル１回分の時間ｔall（あるいは、それ以上）にわたって平均することで得られた平均値ＰaAVG，ＰgAVGが破線で示されており、図４の例ではＰaAVG＞ＰgAVGとなっている。
【００７４】
ただし、燃焼サイクル１回分のうち局所的な時期（具体的には、各気筒の排気弁の開弁タイミング直後）においては、排気マニホールドの圧力の検出値Ｐgが吸気マニホールドの圧力の検出値Ｐaより高くなっている。例えば、図４のグラフで排気マニホールドの圧力（検出値Ｐg）が最初に吸気マニホールドの圧力（検出値Ｐa）を上回る現象は、４番気筒の排気弁が開くことによるものである。このように、ｎ番気筒における排気弁の開弁によって排気マニホールドの圧力が吸気マニホールドの圧力を上回った場合に、その上回った時期における吸気マニホールドの圧力の検出値及び排気マニホールドの圧力の検出値を、当該気筒の番号ｎ（ｎ＝１，２，３，４）を付してＰan，Ｐgnと表記することがある。
【００７５】
図４の例では、下側のグラフで示すように、エンジン本体１０の１回の燃焼サイクルにおいて、排気圧が吸気圧より高い時期と、排気圧が吸気圧より低い時期と、が存在する。ＥＧＲ装置５０には上記のとおり逆流防止弁が設けられているので、排気ガスは、排気圧が吸気圧より高い時期にのみ吸気側へ還流する。このことを踏まえ、以下の説明では、排気圧が吸気圧より高い時期を還流時期と呼び、排気圧が吸気圧より低い時期を非還流時期と呼ぶことがある。また、ｎ番気筒における排気弁の開弁によって還流時期が生じた場合に、当該還流時期の長さを、当該気筒の番号ｎ（ｎ＝１，２，３，４）を付してｔrnと表記することがある。図４の例では、還流時期は燃焼サイクル１回分の時間ｔallにつき４回繰り返して現れ、この還流時期ｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4においてのみ排気は吸気側に（脈動的に）還流することになる。
【００７６】
次に、本実施形態のエンジン１００におけるＥＧＲガス重量の計算方法について図５を参照して説明する。図５は、第１実施形態における吸気圧及び排気圧の検出を説明する図である。
【００７７】
図５は、図４の下側のグラフのうち、燃焼サイクルの１／４回分（破線で囲った部分）を取り出して拡大したものである。図５のグラフにプロットされている多数の円及び四角で示すように、ＥＣＵ９０のＥＧＲガス重量計算部９２は、吸気圧力センサ７３及び排気圧力センサ７４から検出値を十分に短い時間間隔で繰り返して取得する（吸気圧検出工程、排気圧検出工程）。そして、ＥＧＲガス重量計算部９２は、得られた検出値（吸気圧及び排気圧の検出値）を比較し、排気圧Ｐgが吸気圧Ｐaを上回っていれば還流時期であると判定し、排気圧が吸気圧を下回っていれば非還流時期であると判定する。図５のグラフにおいて、黒塗りの円及び四角がプロットされている時期が、排気圧Ｐgが吸気圧Ｐaを上回る還流時期に相当する。これにより、還流時期の始期、終期及び長さを得ることができる。
【００７８】
また、ＥＧＲガス重量計算部９２は、それぞれの還流時期の長さｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4と、それぞれの還流時期における吸気圧力センサ７３の検出値の平均値Ｐa1AVG，Ｐa2AVG，Ｐa3AVG，Ｐa4AVG及び排気圧力センサ７４の検出値の平均値Ｐg1AVG，Ｐg2AVG，Ｐg3AVG，Ｐg4AVGを計算により求める。図５には、例として、４番の気筒の排気弁の開弁による還流時期ｔr4における吸気圧の複数の検出値Ｐa4（黒塗りの円）及びその平均値Ｐa4AVGが示されるとともに、当該還流時期ｔr4における排気圧の複数の検出値Ｐg4（黒塗りの四角）及びその平均値Ｐg4AVGが示されている。なお、還流時期においては排気圧が吸気圧より高いので、Ｐg4AVG＞Ｐa4AVGとなることはいうまでもない。
【００７９】
そして、ＥＧＲガス重量計算部９２は、１回の燃焼サイクルに現れる４回分の上記還流時期についてそれぞれ得られた上記の平均値を更に平均した吸気圧Ｐra及び排気圧Ｐrgを、下記の式（１）、式（２）に従って求める。なお、この計算は実質的には４つの気筒についての平均を求めているので、上記の吸気圧Ｐra及び排気圧Ｐrgをそれぞれ気筒平均吸気圧及び気筒平均排気圧と呼ぶことがある。
【数１】
0006523104.tif 000002
【数２】
0006523104.tif 000003
【００８０】
更に、ＥＧＲガス重量計算部９２は、当該気筒平均吸気圧Ｐraと気筒平均排気圧Ｐrgとの差圧ΔＰ、及び気筒平均吸気圧Ｐraと気筒平均排気圧Ｐrgとの比率である吸排気圧比πを、下記の式（３）及び式（４）に従って求める。
【数３】
0006523104.tif 000004
【数４】
0006523104.tif 000005
【００８１】
続いて、ＥＧＲガス重量計算部９２は、算出した差圧ΔＰ及びＥＧＲバルブ開度検知部５５から取得したＥＧＲバルブの開度Ｇに基づき、上記の有効通路断面積マップを用いて、ＥＧＲガスの有効通路断面積Ａredを求める。そして、求めた有効通路断面積Ａred、上記の式（２）に従って求めた気筒平均排気圧Ｐrg、上記の式（４）に従って算出した吸排気圧比π、ＥＧＲガス温度センサ５４から取得したＥＧＲガス温度ＴEGRに基づいて、ＥＧＲガス重量（仮定ＥＧＲガス重量）ＭsEGRを下記の式（５）に従って求める。
【数５】
0006523104.tif 000006
ただし、κは排気比熱を表す定数であり、Ｒは気体定数である。本実施形態では、上記の式（１）〜式（５）がＥＧＲガス重量算出式（還流量算出情報）に相当する。
【００８２】
なお、上記の式（１）〜式（５）は、従来技術として指摘した特許文献１の式（５）と実質的に同様な考え方に基づくＥＧＲモデル式であって、Ｐraの代わりに図４のＰaAVGを、Ｐrgの代わりに図４のＰgAVGをそれぞれ用いれば（ただしＰaAVG＜ＰgAVG）、燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量を求めることが可能な式である点に留意すべきである。即ち、上記の式（１）〜式（５）は、従来は、燃焼サイクルの全体における排気圧の平均値ＰgAVGが、燃焼サイクルの全体における吸気圧の平均値ＰaAVGより高いことを前提にして、２つの平均値ＰgAVG，ＰaAVGと、ＥＧＲバルブ５２の開度と、ＥＧＲガス温度ＴEGRと、に基づいて、燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量を求めるために用いられていた。これに対し、本実施形態では、図４の下側に示すように脈動的な還流が生じる場合まで当該式（１）〜式（５）を拡張して、燃焼サイクル全体での排気圧の平均値がＰrgであり、吸気圧の平均値がＰraであると仮定した場合の燃焼サイクル全体におけるＥＧＲ還流量（仮定ＥＧＲガス重量ＭsEGR）を求めている。
【００８３】
次に、ＥＧＲガス重量計算部９２は、上記の計算式に従って算出した仮定ＥＧＲガス重量ＭsEGR、それぞれの還流時期の長さｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4、及び、１回の燃焼サイクル時間の長さｔallを用いて、上記の還流時期において還流されたＥＧＲガスの重量ＭEGRを下記の式（６）に従って求める。これにより、排気ガスが還流時期にのみ吸気側へ流れることを考慮してＥＧＲガス重量ＭEGRを計算することができる。
【数６】
0006523104.tif 000007
【００８４】
このように、本実施形態では、１回の燃焼サイクルにおいて排気圧が吸気圧より高い時期（還流時期）と、排気圧が吸気圧より低い時期（非還流時期）と、が存在する場合には、上記の還流時期ｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4に検出された排気圧Ｐg1，Ｐg2，Ｐg3，Ｐg4及び吸気圧Ｐa1，Ｐa2，Ｐa3，Ｐa4のみを用いて（言い換えれば、非還流時期における検出値を除外して）、上記の式（１）〜式（６）によりＥＧＲガス重量ＭEGRを算出している（ＥＧＲ還流量算出工程）。これにより、ＥＧＲガス重量ＭEGRの計算精度を高めることができる。また、排気圧等の脈動によるＥＧＲガスの還流への影響を反映できるので、ＥＧＲガス重量ＭEGRの計算精度を安定させることができる。
【００８５】
なお、上記の例は１回の燃焼サイクルにおいて還流時期及び非還流時期が交互に現れる場合であるが、１回の燃焼サイクルにおいて非還流時期が全く現れない場合（還流時期だけの場合）もあり得る。この場合は、従来と同様に、１回の燃焼サイクルにおける排気圧及び吸気圧の平均値ＰgAVG，ＰaAVGを上記のＰrg，Ｐraの代わりに用いて式（５）によりＥＧＲガス重量ＭEGRを計算すれば良く、式（６）に示す時間割合の乗算は不要になる。
【００８６】
以上に説明したように、本実施形態のエンジン１００は、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるＥＧＲ装置５０を有する。当該エンジン１００は、エンジン本体１０と、吸気圧力センサ７３と、排気圧力センサ７４と、ＥＣＵ９０と、を備える。エンジン本体１０は、４つの気筒３０を有する。吸気圧力センサ７３は、吸気の圧力である吸気圧Ｐaを検出する。排気圧力センサ７４は、排気ガスの圧力である排気圧Ｐgを検出する。ＥＣＵ９０は、吸気側へ還流されるＥＧＲガスの量であるＥＧＲガス重量ＭEGRを求める。ＥＣＵ９０は、エンジン本体１０の燃焼サイクルにおいて、排気圧Ｐgが吸気圧Ｐaより高い還流時期と、排気圧Ｐgが吸気圧Ｐaより低い非還流時期と、がある場合に、前記還流時期ｔrに検出された排気圧Ｐg及び吸気圧Ｐaに基づいて、ＥＧＲガス重量ＭEGRを求める。
【００８７】
即ち、ＥＧＲガスが還流する通路（ＥＧＲ管５３等）には上述のように逆流防止弁が通常設けられているので、上記のように排気圧Ｐgが吸気圧Ｐaより高い時期と低い時期とがある状況においては、排気圧Ｐgが吸気圧Ｐaより高い時期にしかＥＧＲガスは吸気側へ還流しない。この点、本実施形態の構成によれば、このようにＥＧＲガスが脈動的に還流する場合でも、当該ＥＧＲガス量を高い精度で計算することができる。また、ＥＧＲガス量を燃焼サイクル毎に求めることも可能になるので、計算のリアルタイム性を高めることができ、負荷等の過渡的な変動に即座に対応することができる。
【００８８】
また、本実施形態のエンジン１００においては、ＥＧＲバルブ５２と、ＥＧＲガス温度センサ５４と、を備える。ＥＧＲバルブ５２は、ＥＧＲガスの還流量を調整可能である。ＥＧＲガス温度センサ５４は、ＥＧＲガスの温度を検出する。ＥＣＵ９０には、上記の式（１）〜式（５）が記憶されている。この式（１）〜式（５）は、燃焼サイクルの全体における排気圧の平均値と、燃焼サイクルの全体における吸気圧の平均値と、ＥＧＲバルブ５２の開度と、ＥＧＲガス温度センサ５４により検出されたＥＧＲガスの温度と、を当てはめることで、燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量を求めることが可能である。ＥＣＵ９０は、燃焼サイクルにおいて還流時期と非還流時期とがある場合に、還流時期ｔrにおいて検出された排気圧（Ｐrg）が燃焼サイクルの全体における排気圧の平均値であり、かつ、還流時期ｔrにおいて検出された吸気圧（Ｐra）が燃焼サイクルの全体における吸気圧の平均値であると仮定した場合の、燃焼サイクルの全体におけるＥＧＲ還流量としての仮定ＥＧＲガス重量ＭsEGRを上記の式（１）〜式（５）により求める。ＥＣＵ９０は、式（６）に示すように、仮定ＥＧＲガス重量ＭsEGRに、燃焼サイクルにおける還流時期の時間割合を乗算することにより、ＥＧＲガス重量ＭEGRを求める。
【００８９】
これにより、ＥＧＲガスが脈動的に還流する場合でも、（燃焼サイクルの全体における排気圧の平均値が吸気圧の平均値より高いことを前提として）燃焼サイクル全体でのＥＧＲガス重量を算出可能な式（１）〜式（５）を用いて、ＥＧＲガス重量ＭEGRを精度良く求めることができる。
【００９０】
また、本実施形態のエンジン１００において、排気圧力センサ７４及び吸気圧力センサ７３は、燃焼サイクルにおいて、排気圧及び吸気圧を複数のタイミングで検出する。ＥＣＵ９０は、還流時期の長さｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4を、排気圧の検出値Ｐgが吸気圧の検出値Ｐaを上回っている時間の長さとして求める。
【００９１】
これにより、排気圧と吸気圧の実際の関係に基づいて還流時期の長さを正確に求めることができるので、ＥＧＲガスの重量の計算精度を一層高めることができる。
【００９２】
また、本実施形態のエンジン１００において、ＥＣＵ９０は、還流時期の始期から終期までの間における複数のタイミングで検出された排気圧を平均して得られる平均値Ｐg1AVG，Ｐg2AVG，Ｐg3AVG，Ｐg4AVGと、還流時期の始期から終期までの間における複数のタイミングで検出された吸気圧を平均して得られる平均値Ｐa1AVG，Ｐa2AVG，Ｐa3AVG，Ｐa4AVGと、を用いて、ＥＧＲガス重量ＭEGRを求める。
【００９３】
これにより、排気圧及び吸気圧に関する検出値の誤差の影響を低減することができる。
【００９４】
また、本実施形態のエンジン１００において、ＥＣＵ９０は、ＥＧＲガスの還流量を調整するためのＥＧＲバルブ５２を、求めたＥＧＲガス重量ＭEGRに基づいて制御する。
【００９５】
これにより、ＥＧＲガスが脈動的に還流するような状況においても、ＥＧＲガスの還流量を高い精度で制御することができる。
【００９６】
次に、上記第１実施形態の変形例について説明する。
【００９７】
上記の第１実施形態では、４つの気筒のそれぞれの排気弁の開弁による還流時期について排気圧Ｐg1，Ｐg2，Ｐg3，Ｐg4及び吸気圧Ｐa1，Ｐa2，Ｐa3，Ｐa4を検出し、それぞれの平均値を更に平均した気筒平均排気圧Ｐrg及び気筒平均吸気圧Ｐraに基づいてＥＧＲガス重量ＭEGRを求めている。しかしながらこれに代えて、４つのうち１つの気筒（例えば、１番の気筒）の排気弁の開弁による還流時期ｔr1について検出した排気圧Ｐg1の平均値Ｐg1AVG及び吸気圧Ｐa1の平均値Ｐa1AVGを代表値として用いて、ＥＧＲガス重量ＭEGRを求めても良い。この場合、上記の式（１）、式（２）、及び式（６）に代えて、それぞれ以下の式（７）、式（８）、及び式（９）を用いることとすれば良い。この方法により、計算を簡素化することができる。
【数７】
0006523104.tif 000008
【数８】
0006523104.tif 000009
【数９】
0006523104.tif 000010
【００９８】
また、上記の第１実施形態では、ＥＧＲガス重量計算部９２は、それぞれの還流時期の始期、終期及び長さｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4を、吸気圧力センサ７３及び排気圧力センサ７４で実際に検出した検出値の大小関係に基づいて求めている。しかしながらこれに代えて、ＥＣＵ９０に、回転速度及び燃料噴射量に応じて還流時期の始期、終期及び長さｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4を予め定めた還流時期マップ（還流時期情報）を記憶させることとし、この還流時期マップに基づいて、還流時期の始期、終期及び長さｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4を求めても良い。この還流時期マップは、上記のＥＧＲガス有効通路断面積マップと同様に２次元のテーブルとして表現することができるが、還流時期の始期、終期及び長さをテーブル以外の方法（例えば、数式）により求めることもできる。
【００９９】
以上に説明したように、本変形例のエンジン１００は、４つの気筒を備える。ＥＣＵ９０は、４つの気筒のそれぞれにおいて排気弁が開弁することにより生じる還流時期ｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4のうち、１つの気筒（１番の気筒）に関する還流時期ｔr1に検出された排気圧Ｐg1及び吸気圧Ｐa1に基づいて、ＥＧＲガス重量ＭEGRを求める。
【０１００】
これにより、処理及び計算を簡素化することができる。
【０１０１】
また、本変形例のエンジン１００において、ＥＣＵ９０には、燃焼サイクルにおける還流時期の長さを回転速度及び燃料噴射量に応じて予め定めた還流時期マップが記憶されている。ＥＣＵ９０は、還流時期の長さｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4を還流時期マップに基づいて求める。
【０１０２】
これにより、還流時期の長さを簡便に得ることができるので、計算を容易にすることができる。
【０１０３】
次に、第２実施形態を説明する。図６は、第２実施形態における吸気圧及び排気圧の検出を説明する図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【０１０４】
本実施形態において、ＥＣＵ９０の記憶部９１には、検出タイミングマップ（検出タイミング情報）が記憶されている。この検出タイミングマップは、還流時期ｔrの始期から終期までの間における単一のタイミングとして設定された排気圧及び吸気圧の検出タイミングを求めるためのものである。本実施形態において、検出タイミングは、気筒の上死点又は下死点のタイミングから当該検出タイミングまでの時間ｔmの形で記憶されているが、検出タイミングは他の形で表現されても良い。この検出タイミングは、還流時期において、ＥＧＲガス重量ＭEGRの計算のために適した排気圧及び吸気圧が検出できるタイミング（代表的な検出タイミング）として予め設定されたものであり、エンジン１００の回転速度及び燃料噴射量に応じて定められている。
【０１０５】
そして本実施形態では、還流時期において複数回得られた排気圧及び吸気圧の検出値を平均して得られる平均値の代わりに、上記の検出タイミングｔmにおける１回の検出値（瞬間値）をそのまま用いる（例えば、図６に示す４番の気筒の排気弁の開弁による還流時期ｔr4については、複数の検出値の平均値Ｐa4AVG，Ｐg4AVGではなく、上記の検出タイミングｔm4における１回の検出値Ｐa4d，Ｐg4dを用いる）。この場合、上記の式（１）及び式（２）に代えて、以下の式（１０）及び式（１１）を用いることとすれば良い。これにより、排気圧及び吸気圧を１回の燃焼サイクルにつき４回検出するだけでＥＧＲガス重量ＭEGRを計算できるので、処理及び計算を簡素化することができる。
【数１０】
0006523104.tif 000011
【数１１】
0006523104.tif 000012
【０１０６】
なお、本実施形態では、ＥＣＵ９０に、還流時期の長さｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4を回転速度及び燃料噴射量に応じて予め定めた還流時期マップを記憶させることとし、この還流時期マップに基づいて還流時期の長さｔr1，ｔr2，ｔr3，ｔr4を求めることとすると、還流時期の長さを求めるために排気圧及び吸気圧の検出値同士を比較する必要がなくなり、処理を簡素化できる点で好ましい。
【０１０７】
以上に説明したように、本実施形態のエンジン１００において、ＥＣＵ９０には、検出タイミングマップが記憶されている。この検出タイミングマップには、還流時期の始期から終期までの間における単一のタイミングとして設定された排気圧及び吸気圧の検出タイミングが、回転速度及び燃料噴射量に応じて予め定められている。ＥＣＵ９０は、前記検出タイミングにおいて検出された排気圧及び吸気圧を用いて、ＥＧＲガス重量ＭEGRを求める。
【０１０８】
これにより、排気圧及び吸気圧の検出回数を減らすことができるので、処理を簡素化することができる。
【０１０９】
なお、本実施形態の変形例として、４つのうち１つの気筒（例えば、１番の気筒）の排気弁の開弁による還流時期ｔr1について単一のタイミングで検出した排気圧Ｐg1d及び吸気圧Ｐa1dを代表値として用いて、ＥＧＲガス重量ＭEGRを求めても良い。この場合、上記の式（１０）、式（１１）、及び式（６）に代えて、それぞれ以下の式（１２）、式（１３）、及び式（１４）を用いることとすれば良い。これにより、計算を簡素化することができる。
【数１２】
0006523104.tif 000013
【数１３】
0006523104.tif 000014
【数１４】
0006523104.tif 000015
【０１１０】
また、図６の例で示すように、本実施形態では、排気圧Ｐg1d及び吸気圧Ｐa1dの代表的な検出タイミングが同時になっている。しかしながら、排気圧Ｐg1d及び吸気圧Ｐa1dの検出タイミングが互いに異なるように個別に定められても良い。
【０１１１】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、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。
【０１１２】
エンジン本体１０の気筒の数は、４つに限らず、３つ以下又は５つ以上とすることができる。
【０１１３】
仮定ＥＧＲガス重量ＭsEGRは、上記の式（１）〜式（５）に限定されず、他の式（他のＥＧＲモデル）を用いて求めることもできる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  エンジン本体
３０  気筒
５０  ＥＧＲ装置
５２  ＥＧＲバルブ（ＥＧＲ弁）
５４  ＥＧＲガス温度センサ（ＥＧＲガス温度検出部）
７３  吸気圧力センサ（吸気圧検出部）
７４  排気圧力センサ（排気圧検出部）
９０  ＥＣＵ（制御部）
１００  エンジン
Ｐg  排気圧
Ｐa  吸気圧
ΔＰ  ＥＧＲ差圧
ＴEGR  ＥＧＲガス温度
Ａred  有効通路断面積
π  吸排気圧比
κ  排気比熱
Ｒ  気体定数
ＭsEGR  仮定ＥＧＲガス重量（仮定ＥＧＲ還流量）
ＭEGR  ＥＧＲガス重量（ＥＧＲ還流量）
【図１】
0006523104.tif 000016
【図２】
0006523104.tif 000017
【図３】
0006523104.tif 000018
【図４】
0006523104.tif 000019
【図５】
0006523104.tif 000020
【図６】
0006523104.tif 000021