(57)【要約】【課題】パティキュレートフィルタを有するエンジンにおいても精度よく排気還流量を制御することが可能なエンジンのＥＧＲ制御装置を提供する。【解決手段】パティキュレートフィルタ３４の強制再生が実行されていないときに、排気圧力とパティキュレートフィルタ３４にパティキュレートの堆積していない基準状態にあるときの排気圧力である基準排気圧力との比較結果に応じて充填効率に対する補正係数Ｋｃを設定し、エンジン１の運転状態に応じて求められた求められた充填効率を補正係数Ｋｃにより補正して補正充填効率を求める。そして、このようにして求められた補正充填効率に基づき、エンジン１の気筒内に供給される理論給気量を求め、この理論給気量に基づきＥＧＲ弁２６を制御する。【選択図】図２
2008157187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に配設され、排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタと、
上記エンジンの吸気通路と上記排気通路とを連通するＥＧＲ通路と、
上記ＥＧＲ通路に配設され、上記ＥＧＲ通路を介して上記排気通路から上記吸気通路に還流される排気の流量を調整するＥＧＲ弁と、
上記排気通路内の排気圧力を検出する排気圧検出手段と、
上記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
上記パティキュレートフィルタの強制再生を行う強制再生手段と、
上記運転状態検出手段によって検出された上記エンジンの運転状態に基づき、上記エンジンの充填効率を求める充填効率演算手段と、
上記パティキュレートフィルタがパティキュレートの堆積していない基準状態にあるときの上記排気圧力を、上記運転状態検出手段によって検出された上記エンジンの運転状態に基づき基準排気圧力として求める基準圧力演算手段と、
上記強制再生手段による上記パティキュレートフィルタの強制再生が実行されていないときに、上記排気圧検出手段によって検出された上記排気圧力と、上記基準圧力演算手段によって求められた基準排気圧力との比較結果に応じ、上記充填効率演算手段によって求められた上記充填効率に対する補正係数を設定する補正係数設定手段と、
上記充填効率演算手段によって求められた上記充填効率を、上記補正係数設定手段によって設定された上記補正係数で補正して補正充填効率を求める充填効率補正手段と、
上記充填効率補正手段によって求められた上記補正充填効率に基づき、上記エンジンの気筒内に供給される理論給気量を求める理論給気量演算手段と、
上記理論給気量演算手段によって求められた上記理論給気量に基づき上記ＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ制御手段と
を備えることを特徴とするエンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項２】
上記補正係数設定手段は、上記強制再生手段による上記強制再生が実行されていないときには、上記排気圧検出手段によって検出された上記排気圧力と、上記基準圧力演算手段によって求められた基準排気圧力との比較結果に応じて上記補正係数を繰り返し更新して設定し、上記強制再生手段による上記強制再生が実行されると、上記強制再生が開始される直前に設定した上記補正係数を予め定められた増加量で漸増させていくことにより、上記強制再生が実行されている間の上記補正係数を設定することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項３】
上記補正係数設定手段は、上記強制再生手段による上記強制再生が終了すると、上記補正係数を初期値に設定した後、上記排気圧検出手段によって検出された上記排気圧力と、上記基準圧力演算手段によって求められた基準排気圧力との比較結果に応じて上記補正係数を繰り返し更新して設定し、上記強制再生終了後の上記補正係数の最初の更新値を、上記強制再生手段による次回の強制再生が終了した際の上記補正係数の初期値とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。
【請求項４】
上記補正係数設定手段によって設定された上記補正係数の大きさに基づき上記パティキュレートフィルタの劣化を判定する劣化判定手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンのＥＧＲ制御装置に関し、特に排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタが排気通路に設けられたエンジンのＥＧＲ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの吸気通路と排気通路とを連通するＥＧＲ通路を設け、エンジンの排気の一部をＥＧＲ通路から吸気側に還流することにより、燃焼室内の燃焼温度を低下させると共にエンジンの空気過剰率を低下させてエンジンのＮＯｘ（窒素酸化物）の排出を抑制するようにしたＥＧＲ装置が用いられている。
ＥＧＲ通路を介して排気の還流を行う際に排気還流量が過大になると、燃焼室内の酸素量が不足して燃焼が悪化し、ディーゼルエンジンの場合には排気中のパティキュレートが増大したり、スモークが発生したりするといった問題が生じる。また、排気還流量が不十分な場合には、ＮＯｘの排出を十分に抑制できないという問題が生じる。
【０００３】
このような問題を防止するには、ＥＧＲ通路に設けたＥＧＲ弁を、適正な排気還流量が得られるように制御する必要がある。
ＥＧＲ通路を介して排気還流を行っている場合にエンジンの各気筒に供給される気体の量である理論給気量は、大気中からエンジンに吸入される空気である新気の量と、ＥＧＲ通路を介して還流される排気の量の和となる。即ち、一定の運転状態のもとでは排気還流量が増大すれば新気の吸入量は減少し、排気還流量が減少すれば新気の吸入量が増大することになる。
【０００４】
そこで、負荷や回転数などのエンジンの運転状態に基づきエンジンの理論給気量を求めると共に、エアフローメータなどを用いて新気の吸入量を検出すれば、そのときの実際の排気還流量を求めることが可能となる。従って、理論給気量と新気の吸入量とに基づき、排気還流量や空気過剰率がエンジンの運転状態に応じた適正量となるようにＥＧＲ弁を制御すれば、上述したような問題を解決することができる。
【０００５】
一方、ディーゼルエンジンなどでは、排気中に含まれるパティキュレートを除去して排気を浄化するため、パティキュレートフィルタを排気通路に配設し、パティキュレートフィルタ内に排気を流動させることにより排気中のパティキュレートを捕集するようにしている。
この場合、パティキュレートフィルタによりパティキュレートが捕集され、パティキュレートフィルタにパティキュレートが堆積していくに従い、パティキュレートフィルタにおける排気抵抗が増大し、パティキュレートフィルタ上流側の排気圧力が増大していく。このため、理論給気量を算出するのに用いるエンジンの運転状態が同一であっても、実際にエンジンの各気筒に供給される気体の量は排気圧力の増大に伴って減少し、算出された理論給気量との間に誤差を生じることになる。この結果、このような理論給気量に基づいてＥＧＲ弁を制御しても、適正な排気還流量が得られなくなるという問題が生じる。
【０００６】
そこで、このような問題を解消するため、パティキュレートの堆積による排気圧力の変化を加味し、排気還流量を制御するようにしたＥＧＲ制御装置が特許文献１によって提案されている。
特許文献１のＥＧＲ制御装置では、パティキュレートフィルタにパティキュレートが堆積していない基準状態において適正な排気還流量が得られる場合のエンジンの吸入空気量である基準吸入空気量をエンジンの運転状態に応じて設定し、実際の吸入空気量が基準空気量になるようにＥＧＲ弁を制御する。このとき、上記基準状態でエンジンの吸入空気量を基準吸入空気量とした場合の基準吸気管圧力と実際の吸気管圧力との偏差に基づきパティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量を求め、この堆積量に基づき基準吸入空気量を補正する。
【０００７】
このようにして基準吸入空気量を補正することにより、パティキュレートフィルタへのパティキュレートの堆積に伴う基準吸入空気量の誤差を修正し、パティキュレートフィルタにパティキュレートが堆積している状態であっても排気還流量を適正に制御できるようにしている。
【特許文献１】特開２００１−１９３５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１のＥＧＲ制御装置では、吸気管圧力に基づきパティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量を求めている。吸気管圧力はパティキュレートの堆積に伴う排気圧力の変動に応じて変動するものの、排気圧力の変化に対して遅れがあると共に、排気圧力以外の要因によっても変動するため、必ずしも適正にパティキュレートの堆積量を求めることはできない。従って、上記特許文献１のＥＧＲ制御装置では精度よく排気還流量を制御することができない場合があるという問題が生じる。
【０００９】
また、パティキュレートフィルタでは、捕集したパティキュレートがパティキュレートフィルタ内に堆積することにより次第に排気抵抗が増大するので、パティキュレートの堆積量が所定量に達したときにパティキュレートフィルタを昇温し、パティキュレートを強制的に焼却してパティキュレートフィルタを強制再生することにより、パティキュレートフィルタの排気浄化機能を維持するようにしている。
【００１０】
このような強制再生が行われると、パティキュレートフィルタに堆積していたパティキュレートが焼却除去されるため、パティキュレートフィルタの排気抵抗が急速に減少し、排気圧力が急変する。
ところが、上記特許文献１のＥＧＲ制御装置では、パティキュレートフィルタの強制再生による排気圧力の急変を考慮しておらず、強制再生が実行されたか否かにかかわらず、常に基準吸気管圧力と実際の吸気管圧力との偏差に応じて基準吸入空気量が補正されるようになっている。そのため、パティキュレートフィルタの強制再生のような、吸入空気量を制限したりする特殊なエンジン運転状態では、基準吸入空気量を適正に補正することができず、適正な排気還流量を得られなくなるという問題が生じる。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パティキュレートフィルタを有するエンジンにおいても精度よく排気還流量を制御することが可能なエンジンのＥＧＲ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】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明のエンジンのＥＧＲ制御装置は、エンジンの排気通路に配設され、排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタと、上記エンジンの吸気通路と上記排気通路とを連通するＥＧＲ通路と、上記ＥＧＲ通路に配設され、上記ＥＧＲ通路を介して上記排気通路から上記吸気通路に還流される排気の流量を調整するＥＧＲ弁と、上記排気通路内の排気圧力を検出する排気圧検出手段と、上記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、上記パティキュレートフィルタの強制再生を行う強制再生手段と、上記運転状態検出手段によって検出された上記エンジンの運転状態に基づき、上記エンジンの充填効率を求める充填効率演算手段と、上記パティキュレートフィルタがパティキュレートの堆積していない基準状態にあるときの上記排気圧力を、上記運転状態検出手段によって検出された上記エンジンの運転状態に基づき基準排気圧力として求める基準圧力演算手段と、上記強制再生手段による上記パティキュレートフィルタの強制再生が実行されていないときに、上記排気圧検出手段によって検出された上記排気圧力と、上記基準圧力演算手段によって求められた基準排気圧力との比較結果に応じ、上記充填効率演算手段によって求められた上記充填効率に対する補正係数を設定する補正係数設定手段と、上記充填効率演算手段によって求められた上記充填効率を、上記補正係数設定手段によって設定された上記補正係数で補正して補正充填効率を求める充填効率補正手段と、上記充填効率補正手段によって求められた上記補正充填効率に基づき、上記エンジンの気筒内に供給される理論給気量を求める理論給気量演算手段と、上記理論給気量演算手段によって求められた上記理論給気量に基づき上記ＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ制御手段とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【００１３】
このように構成されたエンジンのＥＧＲ制御装置によれば、エンジンの運転状態に基づき、充填効率演算手段によってエンジンの充填効率が求められると共に、パティキュレートフィルタがパティキュレートの堆積していない基準状態にあるときの排気圧力が、エンジンの運転状態に基づき基準圧力演算手段によって基準排気圧力として求められる。
そして、強制再生手段によるパティキュレートフィルタの強制再生が実行されていないときに、補正係数設定手段が、排気圧検出手段によって検出された排気圧力と上記基準排気圧力との比較結果に応じて充填効率に対する補正係数を設定し、充填効率補正手段が充填効率演算手段によって求められた充填効率を上記補正係数により補正して補正充填効率を求める。更に、理論給気量演算手段が、このようにして求められた補正充填効率に基づき、エンジンの気筒内に供給される理論給気量を求め、ＥＧＲ制御手段がこの理論給気量に基づきＥＧＲ弁を制御する。
【００１４】
また、上記エンジンのＥＧＲ制御装置において、上記補正係数設定手段は、上記強制再生手段による上記強制再生が実行されていないときには、上記排気圧検出手段によって検出された上記排気圧力と、上記基準圧力演算手段によって求められた基準排気圧力との比較結果に応じて上記補正係数を繰り返し更新して設定し、上記強制再生手段による上記強制再生が実行されると、上記強制再生が開始される直前に設定した上記補正係数を予め定められた増加量で漸増させていくことにより、上記強制再生が実行されている間の上記補正係数を設定することを特徴とする（請求項２）。
【００１５】
このように構成されたエンジンのＥＧＲ制御装置によれば、強制再生手段によるパティキュレートフィルタの強制再生が実行されていないときには、補正係数設定手段が排気圧検出手段によって検出された排気圧力と、基準排気圧力との比較結果に応じて補正係数を繰り返し更新して設定する。
一方、パティキュレートフィルタの強制再生が実行されると、補正係数設定手段は、繰り返し更新されて設定されていた補正係数のうち当該強制再生が開始される直前に設定した補正係数を、予め定められた増加量で漸増させていくことにより、強制再生が実行されている間の補正係数を設定する。
【００１６】
そして、このようにして求められた補正係数により、充填効率演算手段で求めた充填効率が補正されて補正充填効率が求められ、この補正充填効率とエンジンの運転状態とに基づき求められた理論給気量に基づいてＥＧＲ弁が制御される。
また、上記エンジンのＥＧＲ制御装置において、上記補正係数設定手段は、上記強制再生手段による上記強制再生が終了すると、上記補正係数を初期値に設定した後、上記排気圧検出手段によって検出された上記排気圧力と、上記基準圧力演算手段によって求められた基準排気圧力との比較結果に応じて上記補正係数を繰り返し更新して設定し、上記強制再生終了後の上記補正係数の最初の更新値を、上記強制再生手段による次回の強制再生が終了した際の上記補正係数の初期値とすることを特徴とする（請求項３）。
【００１７】
このように構成されたエンジンのＥＧＲ制御装置によれば、補正係数設定手段は、パティキュレートフィルタの強制再生が終了すると、補正係数を初期値に設定した後、排気圧力と基準排気圧力との比較結果に応じて補正係数を繰り返し更新して設定する。そして、このときに繰り返し更新されていく補正係数のうちの最初の更新値を、次の強制再生が実行されて終了したときの補正係数の初期値とする。
【００１８】
また、上記エンジンのＥＧＲ制御装置において、上記補正係数設定手段によって設定された上記補正係数の大きさに基づき上記パティキュレートフィルタの劣化を判定する劣化判定手段を更に備えることを特徴とする（請求項４）。
このように構成されたエンジンのＥＧＲ制御装置によれば、補正係数設定手段によって設定された補正係数の大きさに基づき、劣化判定手段がパティキュレートフィルタの劣化を判定する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のエンジンのＥＧＲ制御装置によれば、強制再生手段によってパティキュレートフィルタの強制再生が行われていないときに、パティキュレートフィルタがパティキュレートの堆積していない基準状態にあるときの排気圧力である基準排気圧力と、実際の排気圧力との比較結果に応じて設定された補正係数によりエンジンの充填効率を補正して補正充填効率を求め、この補正充填効率から求められた理論給気量に基づいてＥＧＲ弁が制御される。
【００２０】
従って、パティキュレートフィルタの強制再生に影響されることなく補正係数により充填効率を補正してＥＧＲ弁を適正に制御することができる。
また、エンジンの充填効率は、パティキュレートフィルタへのパティキュレートの堆積によって排気圧力が変化した場合に直接的に影響を受けるが、エンジンの運転状態に基づき求めた充填効率を、このようにして基準排気圧力と実際の排気圧量との比較結果に応じて求めた補正係数で補正することにより、パティキュレートの堆積に伴う排気圧力の変化に対応した補正充填効率を精度よく求めることが可能となる。
【００２１】
この結果、この補正充填効率に基づいて理論給気量も精度よく求めることができ、このような理論給気量に基づくＥＧＲ弁の制御により、適正な排気還流量を得てエンジンの排気特性を良好に維持することができる。
また、請求項２のエンジンのＥＧＲ制御装置によれば、パティキュレートフィルタの強制再生が実行されると、強制再生が実行されていないときに繰り返し更新されて設定されていた補正係数のうち当該強制再生が開始される直前に設定した補正係数を、予め定められた増加量で漸増させていくことにより、強制再生が実行されている間の補正係数を設定する。
【００２２】
従って、パティキュレートフィルタの強制再生に伴って変化する排気圧力の変化に近似して補正係数を変化させることが可能となり、例えばパティキュレートフィルタの強制再生を行っているときの排気圧力の標準的な変化を予め把握しておき、この排気圧力の変化に対応するように補正係数の増加量を設定するようにすれば、強制再生を実施中であっても、実際のエンジンの充填効率にほぼ近似した補正充填効率を求めることが可能となる。この結果、強制再生を実施中であっても理論給気量を精度よく求めることが可能となり、適正な排気還流量を得ることができる。
【００２３】
また、請求項３のエンジンのＥＧＲ制御装置によれば、パティキュレートフィルタの強制再生が終了後、排気圧力と基準排気圧力との比較結果に応じて補正係数を繰り返し更新して設定する。そして、このときに繰り返し更新されていく補正係数のうちの最初の更新値を、次の強制再生が実行されて終了したときの補正係数の初期値とする。
強制再生終了直後のパティキュレートフィルタの状態は常に一定の状態となるわけではなく、経年変化によって変動していく。強制再生終了後の最初の補正係数の更新値は、強制再生終了直後のパティキュレートフィルタの状態に対応した補正係数としてその時点で最も信頼性の高いものであり、これを次の強制再生が実行されて終了したときの補正係数の初期値とすることにより、常に一定値を初期値とするものに比べ、より精度よく補正充填効率を得ることができる。従って、パティキュレートフィルタの強制再生を終了後、直ちに適正な排気還流量を得ることが可能となる。
【００２４】
また、請求項４のエンジンのＥＧＲ制御装置によれば、補正係数の大きさに基づき、パティキュレートフィルタの劣化が判定されるが、補正係数による補正の度合いが大きいほどパティキュレートフィルタの状態が基準状態とはかけ離れていることになるため、補正係数の大きさによってパティキュレートフィルタの劣化を精度よく判定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態に係るエンジンのＥＧＲ制御装置について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＥＧＲ制御装置が適用される４気筒のディーゼルエンジン（以下、エンジンという）のシステム構成図を示しており、図１に基づき本発明に係るＥＧＲ制御装置の構成を説明する。
【００２６】
エンジン１は各気筒共通の高圧蓄圧室（以下コモンレールという）２を備えており、図示しない燃料噴射ポンプから供給されてコモンレール２に蓄えられた高圧の燃料である軽油を、各気筒に設けられたインジェクタ４に供給し、各インジェクタ４からそれぞれの気筒内に軽油が噴射される。
吸気管６にはターボチャージャ８が装備されており、図示しないエアクリーナから吸入された吸気は、吸気管６からターボチャージャ８のコンプレッサ８ａへと流入し、コンプレッサ８ａで過給された吸気はインタークーラ１０及び吸気制御弁１２を介して吸気マニホールド（吸気通路）１４に導入される。
【００２７】
吸気管６のコンプレッサ８ａより上流側には、大気からエンジン１に吸入される空気、即ち新気の量を検出するための吸気量センサ１６が設けられている。また、吸気制御弁１２と吸気マニホールド１４との間には、エンジン１の吸気に関し、吸気圧力を検出する吸気圧センサ１８と吸気温度を検出する吸気温センサ２０とが設けられている。
一方、エンジン１の各気筒から排気が排出される排気ポート（図示せず）は、排気マニホールド（排気通路）２２を介して排気管２４に接続されている。なお、排気マニホールド２２と吸気マニホールド１４との間には、ＥＧＲ弁２６を介して排気マニホールド２２と吸気マニホールド１４とを連通するＥＧＲ通路２８が設けられており、ＥＧＲ弁２６の開度を変更することにより排気マニホールド２２から吸気マニホールド１４への排気還流量を調整可能となっている。
【００２８】
排気管２４は、ターボチャージャ８のタービン８ｂを経た後、排気後処理装置３０に接続されている。また、タービン８ｂの回転軸はコンプレッサ８ａの回転軸と連結されており、タービン８ｂが排気管２０内を流動する排気を受けてコンプレッサ８ａを駆動するようになっている。
排気後処理装置３０には、ＮＯｘ吸蔵触媒３２が収容されると共に、このＮＯｘ吸蔵触媒３２の下流側に、排気中のパティキュレートを捕集することによりエンジン１の排気を浄化するパティキュレートフィルタ（以下フィルタという）３４が収容されている。
【００２９】
このＮＯｘ吸蔵触媒３２は、流入する排気中の酸素濃度が高い酸化雰囲気にあるときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気中の酸素濃度が低くＨＣやＣＯ等の還元成分が排気中に含まれる還元雰囲気にあるときに、吸蔵しているＮＯｘを放出して還元する機能を有している。
フィルタ３４はハニカム型のセラミック体からなり、上流側と下流側とを連通する通路が多数並設されると共に、通路の上流側開口と下流側開口とが交互に閉鎖されており、エンジン１の排気が内部を流通することによって排気中のパティキュレートを捕集する。
【００３０】
ＮＯｘ吸蔵触媒３２へのＮＯｘ吸蔵量が限界量を超えて吸蔵されなくなった排気中のＮＯｘはフィルタ３４に流入し、フィルタ３４に捕捉されて堆積したパティキュレートに対して酸化剤として作用することにより、パティキュレートを酸化してフィルタ３４から除去し、フィルタ３４を連続再生すると共にＮ２となって大気中に排出される。
フィルタ３４の上流側には、フィルタ３４に流入する排気の温度を検出する排気温センサ３６、及びフィルタ３４に流入する排気の圧力を検出する排気圧センサ（排気圧検出手段）３８が設けられている。また、フィルタ３４の下流側には、フィルタ３４から流出する排気の圧力を検出する出口側排気圧センサ４０が設けられている。
【００３１】
ＥＣＵ４２は、エンジン１の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、ＣＰＵ、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、様々な制御量の演算を行うと共に、その制御量に基づき各種デバイスの制御を行っている。
ＥＣＵ４２の入力側には、各種制御に必要な情報を収集するため、上述した吸気量センサ１６、吸気圧センサ１８、吸気温センサ２０、排気温センサ３６、排気圧センサ３８及び出口側排気圧センサ４０のほか、エンジン回転数を検出する回転数センサ４４、及びアクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出するアクセル開度センサ４６などの各種センサ類が接続されており、出力側には演算した制御量に基づき制御が行われる各気筒のインジェクタ４、吸気制御弁１２及びＥＧＲ弁２６などの各種デバイス類が接続されている。
【００３２】
エンジン１の各気筒への燃料供給量の演算、及び演算した燃料供給量に基づくインジェクタ４からの燃料供給制御もＥＣＵ４２によって行われる。エンジン１の運転に必要な燃料供給量（主噴射量）は、回転数センサ４４によって検出されたエンジン回転数とアクセル開度センサ４６によって検出されたアクセルペダルの踏込量とに基づき、予め記憶しているマップから読み出して決定する。各気筒に供給される燃料の量は、インジェクタ４の開弁時間によって調整され、決定された燃料量に対応した駆動時間で各インジェクタ４が開弁駆動され、各気筒に主噴射が行われることにより、エンジン１の運転に必要な燃料量が供給される。
【００３３】
ＥＣＵ４２は、このような各気筒への燃料供給制御のほか、フィルタ３４を強制再生して機能回復させるための制御も行う。
フィルタ３４に堆積したパティキュレートは、前述したようにＮＯｘ吸蔵触媒３２に吸蔵されずにフィルタ３４に流入するＮＯｘとの反応による連続再生によって酸化除去されるが、排気温度が低い運転状態が長時間続いた場合などでは、このような連続再生だけでは堆積したパティキュレートが十分に酸化除去されない場合がある。このような状態が継続すると、フィルタ３４内にパティキュレートが過剰に堆積し、フィルタ３４が目詰まりを起こすおそれがあるため、フィルタ３４におけるパティキュレートの堆積状況に応じ、適宜フィルタ３４の強制再生が行われる。
【００３４】
パティキュレートの堆積状況は、フィルタ３４の上流側及び下流側にそれぞれ設けられた排気圧センサ３８及び出口側排気圧センサ４０や吸気量センサ１６の検出値などに基づき推定され、フィルタ３４へのパティキュレート堆積量が所定量に達したと判断したときに強制再生の制御が開始される。
この強制再生制御では、排気温センサ３６が検出したフィルタ３４に流入する排気の温度に基づき、吸気制御弁１２を閉方向に制御して排気温度を上昇させると共に、インジェクタ４から主噴射より遅角されたポスト噴射をエンジン１の膨張行程や排気行程で行い、フィルタ３４に堆積したパティキュレートを焼却することが可能な温度までフィルタ３４を昇温する。即ち、インジェクタ４からのポスト噴射によって排気中に供給されたＨＣはＮＯｘ吸蔵触媒３２に達し、ＮＯｘ吸蔵触媒３２でのＨＣの酸化反応によって更に温度が上昇した高温の排気がフィルタ３４内に流入する。フィルタ３４に堆積したパティキュレートは、このようにして高温となった排気により焼却され、フィルタ３４が強制再生される。従って、本実施形態においては、エンジン１の各気筒に設けられたインジェクタ４或いは吸気制御弁１２が本発明の強制再生手段に相当する。
【００３５】
更にＥＣＵ４２は、ＥＧＲ通路２８に設けられたＥＧＲ弁２６の開度を調整し、排気マニホールド２２から吸気マニホールド１４に還流される排気の量を制御することにより、エンジン１の空気過剰率を目標空気過剰率に制御する。
この目標空気過剰率は、エンジン１の各燃焼室における燃焼状態を悪化させることなくＮＯｘの発生を抑制可能な空気過剰率として予めエンジン１の回転数や主噴射による燃料噴射量に基づき制御マップとして記憶されているものである。
【００３６】
ＥＣＵ４２は、吸気量センサ１６が検出したエンジン１が吸入する新気量のほか、主噴射によりインジェクタ４から燃焼室に供給された燃料噴射量、及びＥＧＲ通路２８を介して還流された排気中に含まれる空気量に基づき、実際の空気過剰率を繰り返し演算する。
このとき、ＥＧＲ通路２８を介して還流された排気に含まれる空気量は、エンジン１の燃焼室に供給される気体の量である理論給気量から吸気量センサ１６が検出したエンジン１の吸入新気量を減じることによって求められる排気還流量と、前回演算された実際の空気過剰率とに基づき求められる。
【００３７】
また、このような演算で使用される理論給気量は、エンジン１の回転数や負荷などの運転状態に応じて定まるエンジン１の充填効率、吸気圧センサ１８によって検出された吸気圧力、及び吸気温センサ２０によって検出された吸気温度に基づいて求められる。
ＥＣＵ４２は、このようにして求められた実際の空気過剰率が目標空気過剰率と等しくなるようにＥＧＲ弁２６の開度を制御する。
【００３８】
ここで、エンジン１の排気側にはフィルタ３４が設けられており、フィルタ３４にパティキュレートが堆積していくに従い排気抵抗が増大するため、エンジン１の回転数や負荷が同じ運転状態であっても排気圧力はパティキュレートの堆積と共に上昇していくことになる。このような排気圧力の上昇に従い、エンジン１の充填効率が低下していくため、ＥＣＵ４２はフィルタ３４におけるパティキュレートの堆積状態を考慮してＥＧＲ弁２６の開度を制御する。
【００３９】
以下では、ＥＣＵ４２によって行われるＥＧＲ弁２６の制御について、図面に基づき詳細に説明する。
図２は、本実施形態におけるＥＧＲ弁２６の制御に対応したＥＣＵ４２の機能構成図である。
ＥＣＵ４２では、回転数センサ４４によって検出されたエンジン１の回転数と、ＥＣＵ４２内で演算された主噴射、パイロット噴射及びポスト噴射による燃料噴射量とに基づき、充填効率演算部（充填効率演算手段）４８が、フィルタ３４にパティキュレートの堆積していない基準状態にあるときのエンジン１の充填効率を、予め記憶したマップから読み出して求める。従って、本実施形態では回転数センサ４４及びＥＣＵ４２が本発明の運転状態検出手段に相当する。
【００４０】
一方、基準圧力演算部（基準圧力演算手段）５０は、フィルタ３４が上記基準状態にあるときのフィルタ３４上流側の排気圧力をエンジン１の回転数と上記燃料噴射量とに応じて予めマップに記憶しており、回転数センサ４４によって検出されたエンジン１の回転数と、ＥＣＵ４２内で演算された上記燃料噴射量とに対応する排気圧力を基準排気圧力としてマップから読み出して求める。
【００４１】
このようにして基準圧力演算部５０で求められた基準排気圧力は補正係数設定部（補正係数設定手段）５２に送られ、排気圧センサ３８によって検出されたフィルタ３４上流側における実際の排気圧力と基準排気圧力との差に基づき、充填効率演算部４８で求められた充填効率に対する補正係数Ｋｃが求められる。
補正係数設定部５２における補正係数Ｋｃの設定方法については詳細を後述するが、フィルタ３４の強制再生が行われていない状態では、前述したようにパティキュレートの堆積量が増大するのに従い、フィルタ３４上流側の排気圧力が上昇してエンジン１の充填効率が低下していくことから、実際の排気圧力と基準排気圧力との差が大きいほど、充填効率演算手段４８で求められた充填効率をより一層減少させるように補正係数Ｋｃが設定される。
【００４２】
一方、フィルタ３４の強制再生が行われている状態では、強制再生によってパティキュレートの焼却除去に従いフィルタ３４上流側の排気圧力が低下していくので、フィルタ３４の強制再生が行われていないときに減少方向に補正されていた充填効率を元に戻す方向に補正係数Ｋｃが設定される。
充填効率補正部（充填効率補正手段）５４は、充填効率演算部４８で求められた充填効率と、補正係数設定部５２で設定された補正係数Ｋｃとを乗算することにより補正充填効率を求め、理論給気量演算部（理論給気量演算手段）５６に出力する。
【００４３】
理論給気量演算部５６には、充填効率補正部５４で求められた補正充填効率のほか、回転数センサ４４によって検出されたエンジン１の回転数、吸気圧センサ１８によって検出されたエンジン１の吸気圧力、及び吸気温センサ２０によって検出されたエンジン１の吸気温度が入力される。
理論給気量演算部５６は、これらの入力に基づき、エンジン１の各気筒内に単位時間あたりに供給される気体の量として理論給気量を求める。即ち、エンジン１の吸気圧力及び吸気温度から求まる空気密度と、予め記憶したエンジン１の行程容積と、充填効率補正部５４で求められた補正充填効率とから、ＥＧＲ通路２８を介した排気還流量を含みエンジン１に供給される気体の量として理論給気量を求める。
【００４４】
このようにして求められた理論給気量はＥＧＲ制御部（ＥＧＲ制御手段）５８に出力され、ＥＧＲ制御部５８では、この理論給気量と吸気量センサ１６によって検出されたエンジン１の吸入新気量とに基づきＥＧＲ制御弁２６の開度を制御する。
即ち、理論給気量演算部５６で求められた理論給気量は、エンジン１に吸入される新気の量とＥＧＲ通路２６を介して排気マニホールド２８から吸気マニホールド１４に還流される排気の量との和であることから、理論給気量から吸気量センサ１６によって検出されたエンジン１の吸入新気量を減じることにより、排気還流量を求めることができる。
【００４５】
また、ＥＧＲ制御部５８は、吸気量センサ１６が検出したエンジン１の吸入新気量、主噴射等によりインジェクタ４から燃焼室に供給された上記燃料噴射量、及びＥＧＲ通路２８を介して還流された排気中に含まれる空気量に基づき、エンジン１の実際の空気過剰率を繰り返し演算する。
このとき、ＥＧＲ通路２８を介して還流された排気中に含まれる空気量は、上述のようにして求められた排気還流量と、前回演算された実際の空気過剰率とに基づいて求められる。
【００４６】
また、ＥＧＲ制御部５８は、エンジン１の各燃焼室における燃焼状態を悪化させることなくＮＯｘの発生を適正に抑制可能な空気過剰率として、目標空気過剰率をエンジン１の回転数及び主噴射等による上記燃料噴射量に基づき予めマップとして記憶しており、ＥＣＵ４２内で求められた主噴射等の上記燃料噴射量と、回転数センサ４４で検出されたエンジン１の回転数とに対応する目標充填効率をマップから読み出して設定する。
【００４７】
そしてＥＧＲ制御部５８は、上述のようにして求められた実際の空気過剰率が、マップから読み出して設定した目標空気過剰率と等しくなるようにＥＧＲ弁２６の開度を制御する。
このようにしてＥＧＲ弁２６の開度が制御されることにより、エンジン１の空気過剰率が、エンジン１の各燃焼室における燃焼状態を悪化させることなくＮＯｘの発生を適正に抑制可能な空気過剰率とされ、エンジン１の排気性能を良好に維持することができる。
【００４８】
また、実際の空気過剰率を求める際に用いられる理論給気量の演算において、フィルタ３４へのパティキュレートの堆積状況に応じて変化する排気圧力と基準排気圧力との偏差に基づき、エンジン１の充填効率を補正するようにしたので、フィルタ３４へのパティキュレートの堆積に伴い排気圧力が増大するような場合や、フィルタ３４の強制再生が行われて排気圧力が急速に低下していくような場合でも、精度よく理論給気量を求めることが可能となり、エンジン１の空気過剰率を適正に維持することができる。
【００４９】
以下では、補正係数設定部５２で行われる補正係数Ｋｃの設定制御の詳細について図面に基づき説明する。
図３は、本実施形態において、補正係数設定部５２で行われる補正係数設定制御のフローチャートである。
補正係数設定制御は、エンジン１の始動と共に開始され、エンジン１が停止するまでの間、図３のフローチャートに従って所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００５０】
エンジン１が始動され補正係数設定制御が開始されると、ステップＳ１でフィルタ３４の強制再生を実行中であるか否かを判定する。
ここでは、エンジン１始動後の最初の制御周期であると共にフィルタ３４の強制再生が実行されていないとすると、ステップＳ１の判定により処理はステップＳ２に進み、フラグＦ１の値が１であるか否かを判定する。フラグＦ１は、値が０であることによってフィルタ３４の強制再生が終了した後の最初の制御周期であることを示すものであり、初期値は０となっている。
【００５１】
従って、ステップＳ２でフラグＦ１の値が０であると判定すると、ステップＳ３に進んでこのフラグＦ１の値を１とし、更に次のステップＳ４では後述するフラグＦ２の値を０にリセットし、次いでステップＳ５では後述するカウンタの値Ｎｄを０にリセットする。
更に次のステップＳ６では、補正係数Ｋｃの初期値を前回の制御周期で記憶した補正係数Ｋｃの値に設定するが、エンジン１を始動した最初の制御周期の場合には、前回の制御周期が存在しないため、前回エンジン１が運転していたときに記憶した補正係数Ｋｃの値を用いる。即ち、前回エンジン１が運転していたときに、エンジン１の停止直前に求められた補正係数Ｋｃをエンジン１の停止時に記憶し、今回のステップＳ６において補正係数Ｋｃの初期値として用いる。
【００５２】
こうして初期値が設定された補正係数Ｋｃが充填効率補正部５４で充填効率の補正に使用されるようになり、補正係数設定制御では今回の制御周期を終了して次の制御周期で再びステップＳ１から処理を開始する。
次の制御周期でも引き続きフィルタ３４の強制再生が行われていないとすると、処理はステップＳ１からステップＳ２に進むが、最初の制御周期でフラグＦ１の値が１とされているため、今回から後では、フラグＦ１の値が再び０にリセットされない限り制御周期毎に処理がステップＳ２からステップＳ７に進むことになる。
【００５３】
ステップＳ７では、エンジン１が定常運転状態にあるか否かを判定する。具体的には、回転数センサ４４で検出されたエンジン１の回転数の変化率と、ＥＣＵ４２で設定される主噴射等の上記燃料噴射量の変化率とに基づき、これら変化率がそれぞれ所定の判定値より小さいときにエンジン１が定常運転状態にあると判定する。
ステップＳ７でエンジン１が定常運転状態にあると判定した場合にはステップＳ８に進み、ＥＧＲ弁２６を全閉として排気還流を停止しているか否かを判定する。
【００５４】
ステップＳ７でエンジン１が定常運転状態にないと判定された場合、或いはステップＳ８で排気還流を停止中ではないと判定した場合には、その後は何もせずにその制御周期を終了し、次の制御周期で再びステップＳ１から処理を開始する。即ち、エンジン１が定常運転状態にない場合や排気還流を行っている場合には、精度よく補正係数を演算することができないため、このように補正係数の演算を行うことなくその制御周期を終えるようにしている。
【００５５】
一方、ステップＳ８で排気還流を停止中であると判定した場合には、ステップＳ９に進んで排気圧センサ３６で検出されたフィルタ３４上流側の実際の排気圧力を取り込み、次のステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０では、ステップＳ９で取り込んだ実際の排気圧力と、フィルタ３４がパティキュレートの堆積していない基準状態にあるときのフィルタ３４上流側の排気圧力として基準圧力演算部５０で前述したようにして求められた基準排気圧力とを比較し、実際の排気圧力と基準排気圧力との偏差に基づき、予め記憶したマップから仮補正係数Ｋｍを読み出して設定する。
【００５６】
この仮補正係数Ｋｍのマップは、予め実験等で排気圧力の変化に対応して変化するエンジン１の充填効率を求め、このようにして求めた充填効率と基準排気圧力における充填効率との比に基づき、仮補正係数Ｋｍを実際の排気圧力と基準排気圧力との偏差に対応して記憶したものである。
更に、ステップＳ１０では、このようにして求めた仮補正係数Ｋｍを記憶し、次回以降の各制御周期で同様にして繰り返し求められる仮補正係数Ｋｍを順次積算して積算値ΣＫｍを求める。
【００５７】
次に処理がステップＳ１１に進むと、カウンタ値Ｎｄに１を加算して新たなカウンタ値Ｎｄとする。
カウンタ値Ｎｄは、前述したように最初の制御周期で０にリセットされており、その後カウンタ値Ｎｄがリセットされない限り、このステップＳ１１に処理が進む度に１が加算されていくことから、このカウンタ値ＮｄはステップＳ１０で積算された仮補正係数Ｋｍの数を示すことになる。
【００５８】
次のステップＳ１２では、カウンタ値Ｎｄがｎとなったか否かを判定する。即ち、ステップＳ１０で積算された仮補正係数Ｋｍの数がｎ個になったか否かを判定する。そして、カウンタ値Ｎｄがまだｎとなっていない場合には、その制御周期を終了し、次の制御周期で再びステップＳ１から処理を開始する。
制御周期毎にステップＳ１０におけるカウンタ値Ｎｄの積算が繰り返され、ｎ個の仮補正係数Ｋｍが積算されてカウンタ値Ｎｄがｎになると処理はステップＳ１３に進み、ｎ個の仮補正係数Ｋｍの積算値ΣＫｍをｎで除することにより、充填効率補正部５４での充填効率の補正に用いる補正係数Ｋｃを求める。そして、それまで充填効率補正部５４で使用していた補正係数Ｋｃを、このようにして求めた補正係数Ｋｃに置き換える。
【００５９】
次のステップＳ１４ではフラグＦ２の値が０であるか否かを判定する。このフラグＦ２はその値が０であることにより、ステップＳ１３で行われた補正係数Ｋｃの演算が、フィルタ３４の強制再生終了後の最初の演算であることを示すものである。
このフラグＦ２は、前述したようにフラグＦ１の値が０であるとステップＳ２で判定したときの制御周期におけるステップＳ４で値が０にリセットされてからその値を変更されていないため、ここではフラグＦ２の値が０であると判定してステップＳ１５に処理が進む。
【００６０】
ステップＳ１５では、ステップＳ１３で求められた補正係数Ｋｃを記憶する。ここで記憶した補正係数Ｋｃは、この後フィルタ３４の強制再生が再び実行された場合に、その強制再生が終了した後の補正係数Ｋｃの初期値として前述したステップＳ６で使用される。
次に処理がステップＳ１６に進むと、フラグＦ２の値を１として、その制御周期を終了し、次の制御周期で再びステップＳ１から処理を開始する。
【００６１】
次の制御周期以降においてもフィルタ３４の強制再生が実行されないとすると、フラグＦ１の値が１のままであるため、エンジン１が定常運転状態にあって、排気還流が停止中である限りは、ステップＳ９乃至ステップＳ１２の処理が制御周期毎に繰り返される。
そして、ステップＳ１０で積算された仮補正係数Ｋｍの数がｎ個になるたびにステップＳ１３に進み、ｎ個の仮補正係数Ｋｍの積算値ΣＫｍの平均値として補正係数Ｋｃが求められる。
【００６２】
更に、ステップＳ１３からステップＳ１４に処理が進むと、フラグＦ２の値が０であるか否かを判定するが、フラグＦ２の値は前述したように既にステップＳ１６で１とされているので、ステップＳ１４ではフラグＦ２の値が０ではないと判定して、その制御周期を終了する。
このように、フィルタ３４の強制再生が実行されておらず、エンジン１が定常運転状態にあって排気還流が停止中の場合には、制御周期毎に基準排気圧力と実際の排気圧力との偏差に応じて求められた仮補正係数Ｋｍを積算し、積算された仮補正係数Ｋｍの数がｎ個になるたびにｎ個分の仮補正係数Ｋｍの平均値として補正係数Ｋｃが求められ、こうして求められた補正係数Ｋｃが充填効率補正部５４で充填効率の補正に使用される。
【００６３】
ここで設定される補正係数Ｋｃはｎ個の仮補正係数Ｋｍの平均値であるが、仮補正係数Ｋｍは、前述したように、排気圧力の変化に対応して変化するエンジン１の充填効率と、フィルタ３４が基準状態にあるときの基準排気圧力における充填効率との比に基づき予めマップに記憶されているものであって、フィルタ３４上流側の実際の排気圧力と基準排気圧力との偏差に応じてこのマップから求められるものである。
【００６４】
従って、充填効率演算部４８が求めたフィルタ３４が基準状態にあるときのエンジン１の充填効率を補正係数Ｋｃの乗算により補正することで、実際の充填乗率にほぼ一致する補正充填効率を得ることができる。このため、理論給気量演算部５６では精度よく理論給気量を求めることが可能となり、結果として排気還流量を精度よく制御してエンジン１の良好な排気特性を維持することが可能となる。
【００６５】
また、仮補正係数Ｋｍをｎ個積算し、その平均値を補正係数Ｋｃとしているので、適正な補正係数Ｋｃを精度よく求めることができる上、エンジン１が定常運転状態にない場合や排気還流を行っている場合には、仮補正係数Ｋｍの演算を行わないようにしており、補正係数Ｋｃの精度を高く維持することが可能となる。
ところで、フィルタ３４にパティキュレートが堆積し、フィルタ３４の強制再生が実行されると、ステップＳ１でフィルタ３４の強制再生中であると判定して、処理はステップＳ１７に進むようになる。
【００６６】
ステップＳ１７ではフラグＦ１の値を０にリセットし、次のステップＳ１８では、前回の制御周期で設定した補正係数Ｋｃに、フィルタ３４の強制再生を開始した後の時間の経過と共に漸増する係数Ｋrampを乗算することにより、その制御周期の補正係数Ｋｃを設定し、その制御周期を終了する。従って、フィルタ３４の強制再生が開始されてから最初の制御周期では、フィルタ３４の強制再生を開始する直前にステップS１３で求められた補正係数Ｋｃに、係数Ｋrampを乗算してその制御周期の補正係数Ｋｃを求める。
【００６７】
充填効率補正部５４では、このようにして設定された補正係数Ｋｃを充填恋率演算部４８で求められた充填効率に乗算して充填効率の補正を行って補正充填効率を求める。
ここで使用される係数Ｋrampは、予め実験等によりフィルタ３４の強制再生を行っているときのフィルタ３４上流側の排気圧力の標準的な変化を予め把握しておき、この排気圧力の変化に対応して変化する値がマップに記憶されているものである。
【００６８】
次の制御周期でもフィルタ３４の強制再生が引き続き実行されているとすると、処理は再びステップＳ１からステップＳ１７を経てステップＳ１８に進み、前回の制御周期のステップＳ１８で設定した補正係数Ｋｃに係数Ｋrampを乗算してその制御周期の補正係数Ｋｃを設定する。
従って、フィルタ３４の強制再生が実行されている間は、フィルタ３４の強制再生開始直前に設定されていた補正係数Ｋｃを初期値として、係数Ｋrampに対応した増加量で補正係数Ｋｃが漸増していき、このような補正係数Ｋｃが充填効率補正部５４で充填効率の補正に使用される。
【００６９】
上述したように、係数Ｋrampはフィルタ３４の強制再生を行っているときのフィルタ３４上流側の排気圧力の標準的な変化に基づいて予め記憶されているものであることから、このようにして係数Ｋrampを用いて補正係数Ｋｃを設定することにより、フィルタ３４の強制再生に伴って比較的急速に変化するフィルタ３４上流側の排気圧力の変化に対応して補正係数Ｋｃを変化させることが可能となる。
【００７０】
従って、フィルタ３４の強制再生を実施中であっても、充填効率補正部５４では実際のエンジン１の充填効率にほぼ近似した補正充填効率を求めることが可能となり、理論給気量演算部５６では理論給気量を精度よく求めることができる。この結果、フィルタ３４の強制再生を実施中であっても適正な排気還流量を確保してエンジン１の排気特性を良好に維持することが可能となる。
【００７１】
フィルタ３４のパティキュレートが強制再生によって焼却除去され、フィルタ３４の強制再生が終了すると、ステップＳ１ではフィルタ３４の強制再生が実行されていないと判定して、処理はステップＳ２に進む。
ステップＳ２ではフラグＦ１の値が０であるか否かを判定するが、フラグＦ１の値はフィルタ３４の強制再生が実行されているときにステップＳ１８で０にリセットされているので、処理はステップＳ３に進む。
【００７２】
ステップＳ３ではフラグＦ１の値を１とし、続くステップＳ４及びＳ５ではフラグＦ２の値を０にリセットすると共にカウンタ値Ｎｄを０にリセットする。
そして、次のステップＳ６では、直前に実行されていたフィルタ３４の強制再生の実行前にステップＳ１５で記憶しておいた補正係数Ｋｃをその制御周期の補正係数Ｋｃとし、その制御周期を終了する。即ち、前回のフィルタ３４の強制再生が終了した後、最初にステップＳ１３で求められた補正係数ＫｃがステップＳ１５で記憶されており、ステップＳ６では、この補正係数Ｋｃが今回のフィルタ３４の強制再生終了直後の補正係数Ｋｃの初期値として用いられる。
【００７３】
フィルタ３４の強制再生直後は、実質的にフィルタ３４にパティキュレートが堆積していない状態となるが、フィルタ３４の経年変化によりフィルタ３４上流側の排気圧力は必ずしも基準排気圧力に回復するわけではない。このため、フィルタ３４の強制再生終了直後における補正係数Ｋｃの初期値として常に同じ値を用いると、フィルタ３４の経年変化によって、フィルタ３４の強制再生終了直後の適正な補正係数Ｋｃの値に対してずれが生じる。
【００７４】
そこで、本実施形態ではフィルタ３４の強制再生終了後にステップＳ１３で求められる補正係数Ｋｃの更新値を、次のフィルタ３４の強制再生が実行されて終了したときの補正係数Ｋｃの初期値とする。フィルタ３４の強制再生終了後に最初に求められる補正係数Ｋｃの更新値は、強制再生終了直後のフィルタ３４の状態に対応した、その時点で最も信頼性の高い補正係数Ｋｃであり、このような補正係数Ｋｃを用いることにより、フィルタ３４の経年変化を考慮した精度の高い充填効率を求めることができる。この結果、フィルタ３４の強制再生を終了後、直ちに適正な排気還流量を得ることが可能となる。
【００７５】
次の制御周期でもフィルタ３４の強制再生が実行されていないとすると、処理はステップＳ１からステップＳ２に進み、フラグＦ１の値が０であるか否かを判定するが、フラグＦ１の値は前回の制御周期におけるステップＳ３で１とされているので、処理はステップＳ２からステップＳ７に進む。
従って、フィルタ３４の強制再生が終了すると、その直後の制御周期では上述のようにして補正係数Ｋｃを初期値に設定した後、次の制御周期以降ではエンジン１が定常運転状態にあって排気還流が停止している限り、前述のようにして、制御周期毎に基準排気圧力と実際の排気圧力との偏差に応じて求められた仮補正係数Ｋｍを積算し、積算された仮補正係数Ｋｍの数がｎ個になるたびにｎ個分の仮補正係数Ｋｍの平均値として補正係数Ｋｃが求められ、こうして求められた補正係数Ｋｃが充填効率補正部５４で充填効率の補正に使用される。
【００７６】
そして、フィルタ３４の強制再生終了後、最初にステップＳ１３で求められた補正係数ＫｃがステップＳ１５で記憶され、次のフィルタ３４の強制再生が行われて終了した際の補正係数Ｋｃの初期値として用いられる。
以上のようにして補正係数設定制御が実行された場合の補正係数Ｋｃの変化の一例を図４に示す。
【００７７】
なお、補正係数Ｋｃは充填効率演算部４８で求められる充填効率に対する補正に使用されるものであり、充填効率演算部４８で求められる充填効率はフィルタ３４がパティキュレートの堆積していない基準状態にあるときのエンジン１の充填効率である。フィルタ３４にパティキュレートが堆積していくと、フィルタ３４上流側の排気圧力が上昇して充填効率が低下していくため、フィルタ３４の強制再生が実行されていない場合に設定される補正係数Ｋｃは、充填効率演算部４８で求められる充填効率を減少方向に補正するものとなる。
【００７８】
従って、補正係数Ｋｃは１以下となる正の値を有しており、フィルタ３４へのパティキュレートの堆積に伴いフィルタ３４上流側の排気圧力が上昇していくに従い、補正係数Ｋｃは徐々に減少する方向に設定される。
図４の時間ｔ１まではフィルタ３４の強制再生が実行されていないとすると、時間ｔ１までは、前述した図３のステップＳ９乃至Ｓ１３の処理により、ｎ個の仮補正係数Ｋｍが積算されるたびに補正係数Ｋｃが更新して設定されるので、補正係数Ｋｃは段階的に減少していく。
【００７９】
時間ｔ１でフィルタ３４の強制再生が開始されると、補正係数Ｋｃは図３のステップＳ１８で設定されるようになるため、フィルタ３４の強制再生中は、強制再生開始直前に設定されていた補正係数Ｋｃを初期値として、前述したように係数Ｋrampに対応した増加量で補正係数Ｋｃが漸増していく。
フィルタ３４の強制再生が時間ｔ２で終了すると、それまで行われていた強制再生の１回前の強制再生が終了した後に最初に図３のステップＳ１３で求められた補正係数Ｋｃを補正係数Ｋｃの初期値とする。その後、ｎ個の仮補正係数Ｋｍの積算が行われ、時間ｔ３で積算値ΣＫｍの平均値が求められると、この平均値で補正係数Ｋｃを更新すると共に、この平均値を次にフィルタ３４の強制再生が実行された後の補正係数Ｋｃの初期値として記憶する。
【００８０】
この後は、時間ｔ４でフィルタ３４の強制再生が開始されるまでの間、ｎ個の仮補正係数Ｋｍの積算が行われるたびに補正係数Ｋｃの更新が行われ、フィルタ３４へのパティキュレートの堆積に伴い、フィルタ３４の上流側の排気圧力が上昇して行くに従って、補正係数Ｋｃが段階的に増大していく。
時間ｔ４でフィルタ３４の強制再生が開始されると、前述したように、強制再生開始直前に設定されていた補正係数Ｋｃを初期値として、時間ｔ５でフィルタ３４の強制再生が終了するまでの間、係数Ｋrampに対応した増加量で補正係数Ｋｃが漸増していく。
【００８１】
そして、時間ｔ５でフィルタ３４の強制再生が終了すると、時間ｔ３の後で最初にｎ個の仮補正係数Ｋｍの積算値ΣＫｍから求められて記憶された補正係数Ｋｃが補正係数Ｋｃの初期値として設定される。その後は、上述したようにしてｎ個の仮補正係数Ｋｍの積算が行われるたびに補正係数Ｋｃの更新が行われ、フィルタ３４へのパティキュレートの堆積に伴い、フィルタ３４の上流側の排気圧力が上昇して行くに従って、補正係数Ｋｃが段階的に増大していく。
【００８２】
以上のようにして補正係数Ｋｃが設定されることにより、フィルタ３４の強制再生が行われていない場合には、フィルタ３４へのパティキュレートの堆積に伴って上昇するフィルタ３４上流側の排気圧力と基準排気圧力との偏差に対応して補正係数Ｋｃを設定し、この補正係数Ｋｃにより基準排気圧力に対応したエンジン１の充填効率を補正することで、実際のエンジン１の充填効率にほぼ等しい補正充填効率を求めることが可能となる。
【００８３】
このため、精度よく理論給気量を求めることが可能となり、結果として排気還流量を精度よく制御してエンジン１の良好な排気特性を維持することが可能となる。
また、フィルタ３４の強制再生が行われている場合には、係数Ｋrampを用いて補正係数Ｋｃを漸増するように設定することにより、フィルタ３４の強制再生に伴って比較的急速に変化するフィルタ３４上流側の排気圧力の変化に対応して補正係数Ｋｃを変化させることが可能となる。
【００８４】
従って、フィルタ３４の強制再生を実施中であっても、実際のエンジン１の充填効率にほぼ近似した補正充填効率を求めることが可能となり、理論給気量を精度よく求めることができる。この結果、フィルタ３４の強制再生を実施中であっても適正な排気還流量を確保してエンジン１の排気特性を良好に維持することが可能となる。
更に、フィルタ３４の強制再生終了後に最初に求められる補正係数Ｋｃの更新値を、次の強制再生終了後の補正係数Ｋｃの初期値とするので、フィルタ３４の経年変化を考慮して、フィルタ３４の強制再生を終了後、直ちに適正な排気還流量を得ることができる。
【００８５】
なお、このようにしてフィルタ３４の強制再生終了後に最初に求められる補正係数Ｋｃの更新値は、フィルタ３４の経年変化が反映されたものであり、フィルタ３４の劣化と共にフィルタ３４上流側の排気圧力が増大していくことから、徐々に小さな値に変化していく。そこでＥＣＵ４２は、フィルタ３４の強制再生終了後に最初に求められる補正係数Ｋｃの更新値が予め設定された判定値を下回ったときにフィルタ３４が劣化していると判定し、フィルタ３４の交換を促す表示を行うようにしている。従って、ＥＣＵ４２は本発明の劣化判定手段に相当する。
【００８６】
このようにしてフィルタ３４の劣化を判定することにより、フィルタ３４の経年変化に伴う劣化を適正に判断することが可能となる。
以上で、本発明の一実施形態に係るエンジンのＥＧＲ制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、フィルタ３４の強制再生が実行されていない場合に、図３のステップＳ９で取り込んだ実際の排気圧力と、基準圧力演算部５０で求めた基準排気圧力との偏差に応じた仮補正係数Ｋｍをｎ個積算し、その平均値を補正係数Ｋｃとしたが、ステップＳ９における実際の排気圧力の取り込みをｎ回行い、その平均値と基準排気圧力との偏差に基づきマップから直接補正係数Ｋｃを求めるようにしてもよい。
【００８７】
また、仮補正係数Ｋｍをｎ個積算せずにそのまま補正係数Ｋｃとしてもよい。但し、この場合は補正係数Ｋｃの精度が幾分低下する。
更に、上記実施形態では、フィルタ３４の強制再生を実行中の場合、補正係数Ｋｃを係数Ｋrampの乗算によりリニアに漸増させるようにしたが、フィルタ３４の強制再生に伴うフィルタ３４上流側の排気圧力の減少形態に応じ、補正係数Ｋｃの漸増の形態も適宜変更が可能である。即ち、フィルタ３４の強制再生に伴うフィルタ３４上流側の排気圧力の減少形態を予め実験等で把握しておき、この変化形態に近似するように２次曲線的に補正係数Ｋｃを漸増させたり、別の関数を設定し、その関数に従って補正係数Ｋｃを漸増させたりしてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、充填効率演算部４８で求められたエンジン１の充填効率に、補正係数設定部５２で設定された補正係数Ｋｃを乗算することにより補正充填効率を求めるようにしたが、補正係数Ｋｃによる充填効率の補正の方法はこれに限られるものではなく、上記実施形態と同様に充填効率が補正されるものであればよい。
更に、上記実施形態では、理論給気量演算部５６で求められた理論給気量からエンジン１の実際の空気過剰率を求め、この空気過剰率が目標空気過剰率となるようにＥＧＲ弁２６を制御したが、理論給気量に基づいたＥＧＲ弁２６の制御はこれに限られるものではない。例えば、制御を簡略化し、理論給気量から吸気量センサ１６によって検出されたエンジン１の吸入新気量を減じて実際の排気還流量を求め、この排気還流量が目標排気還流量となるようにＥＧＲ弁２６を制御するようにしてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、エンジン１を４気筒のディーゼルエンジンとしたが、排気通路に排気中のパティキュレートを捕集するフィルタ３４が設けられると共に、ＥＧＲ通路２８を介して排気還流を行うエンジンであれば、形式はどのようなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施形態に係るＥＧＲ制御装置が適用されるエンジンの全体構成図である。
【図２】図１のＥＧＲ制御装置によって実行される制御に対応した機能構成図である。
【図３】図１のＥＧＲ制御装置で行われる補正係数設定制御のフローチャートである。
【図４】図１のＥＧＲ制御装置で行われる補正係数設定制御で設定される補正係数の時間的変化の一例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１  エンジン
４  インジェクタ（強制再生手段）
１４  吸気マニホールド（吸気通路）
２２  排気マニホールド（排気通路）
２６  ＥＧＲ弁
２８  ＥＧＲ通路
３４  パティキュレートフィルタ
４２  ＥＣＵ（運転状態検出手段、劣化判定手段）
４４  回転数センサ（運転状態検出手段）
４８  充填効率演算部（充填効率演算手段）
５０  基準圧力演算部（基準圧力演算手段）
５２  補正係数設定部（補正係数設定手段）
５４  充填効率補正部（充填効率補正手段）
５６  理論給気量演算部（理論給気量演算手段）
５８  ＥＧＲ制御部（ＥＧＲ制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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