(57)【要約】【課題】高圧ＥＧＲ装置及び低圧ＥＧＲ装置を併用する内燃機関の排気再循環システムにおいて、より確実なＥＧＲ率の制御応答性を得ることを可能にする技術を提供する。【解決手段】ターボチャージャのタービン上流の排気通路とコンプレッサ下流の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路を介してＥＧＲを行う高圧ＥＧＲ手段と、タービン下流の排気通路とコンプレッサ上流の吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路を介してＥＧＲを行う低圧ＥＧＲ手段と、高圧ＥＧＲ通路に設けられた高圧ＥＧＲ弁と、低圧ＥＧＲ通路に設けられた低圧ＥＧＲ弁と、を備えた排気再循環システムにおいて、低圧ＥＧＲ手段及び高圧ＥＧＲ手段を併用するＥＧＲモードにおいて、基本的に高圧ＥＧＲ弁開度をフィードバック制御し且つ低圧ＥＧＲ弁開度をオープンループ制御し、高圧ＥＧＲ弁開度が所定の操作限界に達した場合には一時的に低圧ＥＧＲ弁開度をフィードバック制御する。【選択図】図１
2008106706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路にコンプレッサを有し且つ前記内燃機関の排気通路にタービンを有するターボチャージャと、
前記タービンより上流の排気通路と前記コンプレッサより下流の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路を介して排気の一部を内燃機関に再循環させる高圧ＥＧＲ手段と、
前記タービンより下流の排気通路と前記コンプレッサより上流の吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路を介して排気の一部を内燃機関に再循環させる低圧ＥＧＲ手段と、
前記高圧ＥＧＲ通路に設けられ高圧ＥＧＲ通路を流れる排気の量を変更する高圧ＥＧＲ弁と、
前記低圧ＥＧＲ通路に設けられ低圧ＥＧＲ通路を流れる排気の量を変更する低圧ＥＧＲ弁と、
前記高圧ＥＧＲ弁及び前記低圧ＥＧＲ弁をそれぞれ前記内燃機関の運転状態毎に予め定められる基本高圧ＥＧＲ弁開度及び基本低圧ＥＧＲ弁開度に制御することで、前記内燃機関の運転状態が低負荷の領域である所定のＨＰＬ領域に属する場合には前記高圧ＥＧＲ手段のみを用いて前記内燃機関に排気の一部を再循環させ、前記内燃機関の運転状態が中負荷の領域である所定のＭＩＸ領域に属する場合には前記低圧ＥＧＲ手段及び前記高圧ＥＧＲ手段の両方を用いて前記内燃機関に排気の一部を再循環させ、前記内燃機関の運転状態が高負荷の領域である所定のＬＰＬ領域に属する場合には前記低圧ＥＧＲ手段のみを用いて前記内燃機関に排気の一部を再循環させるＥＧＲ制御手段と、
を備え、
前記ＥＧＲ制御手段は、ＥＧＲ率が所定の目標ＥＧＲ率になるように、前記内燃機関の運転状態が前記ＭＩＸ領域に属する時には前記高圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記低圧ＥＧＲ弁の開度を前記基本低圧ＥＧＲ弁開度にオープンループ制御することを特徴とする内燃機関の排気再循環システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＥＧＲ制御手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度の変更に対するＥＧＲ率の変化の感度と、前記低圧ＥＧＲ弁の開度の変更に対するＥＧＲ率の変化の感度とを比較し、より感度の高い方のＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに他方のＥＧＲ弁の開度をオープンループ制御する内燃機関の排気再循環システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記ＥＧＲ制御手段は、
ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さい時には、現在の前記高圧ＥＧＲ弁の開度と現在の前記低圧ＥＧＲ弁の開度とを比較して、開度の小さい方のＥＧＲ弁の感度が他方のＥＧＲ弁の感度より高いと判定し、
ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きい時には、現在の前記高圧ＥＧＲ弁の開度と現在の前記低圧ＥＧＲ弁の開度とを比較して、開度の大きい方のＥＧＲ弁の感度が他方のＥＧＲ弁の感度より高いと判定する内燃機関の排気再循環システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記ＥＧＲ制御手段は、前記高圧ＥＧＲ弁及び前記低圧ＥＧＲ弁のうちフィードバック制御の対象となっている方のＥＧＲ弁の開度が所定の操作限界開度に達し、且つＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率に一致しない場合には、該フィードバック制御の対象となっていない方のＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御する内燃機関の排気再循環システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記ＥＧＲ制御手段は、前記内燃機関の運転状態が前記ＨＰＬ領域に属する時に、
前記高圧ＥＧＲ弁の開度が所定のＨＰＬ上限開度以上となってもなおＥＧＲ率が目標
ＥＧＲ率未満である場合には、一時的に前記低圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記高圧ＥＧＲ弁の開度を該ＨＰＬ上限開度にオープンループ制御する内燃機関の排気再循環システム。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記ＥＧＲ制御手段は、前記内燃機関の運転状態が前記ＭＩＸ領域に属する時に、
前記高圧ＥＧＲ弁の開度が所定のＨＰＬ下限開度以下となってもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きい場合には、一時的に前記低圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記高圧ＥＧＲ弁の開度を該ＨＰＬ下限開度にオープンループ制御し、
前記高圧ＥＧＲ弁の開度が所定のＨＰＬ上限開度以上となってもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満である場合には、一時的に前記低圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記高圧ＥＧＲ弁の開度を該ＨＰＬ上限開度にオープンループ制御する内燃機関の排気再循環システム。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかにおいて、
前記ＥＧＲ制御手段は、前記内燃機関の運転状態が前記ＬＰＬ領域に属する時に、
前記低圧ＥＧＲ弁の開度が所定のＬＰＬ上限開度以上となってもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満である場合には、一時的に前記高圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記低圧ＥＧＲ弁の開度を該ＬＰＬ上限開度にオープンループ制御する内燃機関の排気再循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気再循環システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において燃料が燃焼する際に発生する窒素酸化物（以下、ＮＯｘ）の量を低減する技術として、排気の一部を吸気系に再循環させる排気再循環（以下、ＥＧＲ）装置が知られている。
【０００３】
また、より広い運転領域においてＥＧＲを実施可能にする技術として、ターボチャージャのタービンより上流の排気通路とターボチャージャのコンプレッサより下流の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路を介して排気の一部を内燃機関に再循環させる高圧ＥＧＲ装置と、タービンより下流の排気通路とコンプレッサより上流の吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路を介して排気の一部を内燃機関に再循環させる低圧ＥＧＲ装置とを、併用する排気再循環システムも提案されている。
【０００４】
このような排気再循環システムでは、高圧ＥＧＲ通路に設けられて高圧ＥＧＲ通路を通過する高圧ＥＧＲガス量を調節する高圧ＥＧＲ弁と、低圧ＥＧＲ通路に設けられて低圧ＥＧＲ通路を通過する低圧ＥＧＲガス量を調節する低圧ＥＧＲ弁とを、内燃機関の運転状態に応じて定められる規定値（基本開度）に基づいてそれぞれオープンループ制御又はフィードバック制御することによって、所望のＮＯｘ低減性能を実現するために要求されるＥＧＲ率（又は吸気酸素濃度）を達成することを図る（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５０３１９号公報
【特許文献２】特開２００４−１５６５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高圧ＥＧＲ通路はその経路長が短く、また高圧ＥＧＲガスの流通経路上には容量の大きな吸排気系装置が存在しないため、高圧ＥＧＲ弁開度の変更に対して内燃機関に吸入される高圧ＥＧＲガス量が応答性良く変化する。一方、低圧ＥＧＲ通路の経路長は長く、さらに低圧ＥＧＲガスの流通経路上にはインタークーラ、ＥＧＲクーラ、ターボチャージャ等の大容量の吸排気系装置が配置されているため、内燃機関の気筒に吸入される低圧ＥＧＲガス量は低圧ＥＧＲ弁開度の変更に対して応答性良く変化しにくい。そのため、内燃機関の運転状態が変化する過渡時におけるＥＧＲ率の制御応答性や、背圧変動や排気脈動等の外乱が加わった時のＥＧＲ率の制御安定性が得られない虞があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、高圧ＥＧＲ装置及び低圧ＥＧＲ装置を併用する内燃機関の排気再循環システムにおいて、より確実なＥＧＲ率の制御応答性を得ることを可能にする技術を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の排気再循環システムは、内燃機関の吸気通路にコンプレッサを有し且つ前記内燃機関の排気通路にタービンを有するターボチャージャと、前記タービンより上流の排気通路と前記コンプレッサより下流の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路を介して排気の一部を内燃機関に再循環させる高圧ＥＧＲ手段と、前記タービンより下流の排気通路と前記コンプレッサより上流の吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路を介して排気の一部を内燃機関に再循環させる低圧ＥＧＲ手段と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられ高圧ＥＧＲ通路を流れる排気の量を変更する高圧ＥＧＲ弁と、前記低圧ＥＧＲ
通路に設けられ低圧ＥＧＲ通路を流れる排気の量を変更する低圧ＥＧＲ弁と、前記高圧ＥＧＲ弁及び前記低圧ＥＧＲ弁をそれぞれ前記内燃機関の運転状態毎に予め定められる基本高圧ＥＧＲ弁開度及び基本低圧ＥＧＲ弁開度に制御することによって前記内燃機関の排気の一部を再循環させるＥＧＲ制御手段と、を備えている。
【０００８】
ここで、「基本高圧ＥＧＲ弁開度」及び「基本低圧ＥＧＲ弁開度」は、内燃機関の定常運転時に高圧ＥＧＲ弁及び低圧ＥＧＲ弁がそれぞれ基本高圧ＥＧＲ弁開度及び基本低圧ＥＧＲ弁開度に制御された場合のＥＧＲ率が所定の目標ＥＧＲ率になるように求められる。ここで、ＥＧＲ率とは、排気再循環システムによって内燃機関に再循環する全ＥＧＲガスの、吸気中に占める割合である。また、目標ＥＧＲ率は、例えばＮＯｘ排出量が所定の規制を満たすことが可能なＥＧＲ率であって、予め求められる。
【０００９】
基本高圧ＥＧＲ弁開度及び基本低圧ＥＧＲ弁開度は、ＥＧＲの実施に伴う燃料消費率特性、燃焼特性、排気性状等の諸機関特性が所定の要求性能を満たすようにそれぞれ内燃機関の運転状態に応じて定められる。本発明の場合、内燃機関の運転状態が低負荷の領域では基本高圧ＥＧＲ弁開度が０以外の値に定められるとともに基本低圧ＥＧＲ弁開度が０に定められ、高圧ＥＧＲ手段のみを用いてＥＧＲが行われる。本発明では、この運転領域をＨＰＬ領域と呼ぶ。また、内燃機関の運転状態が中負荷の領域では基本高圧ＥＧＲ弁開度及び基本低圧ＥＧＲ弁開度の両方が０以外の値に定められ、高圧ＥＧＲ手段及び低圧ＥＧＲ手段の両方を用いてＥＧＲが行われる。本発明では、この運転領域をＭＩＸ領域と呼ぶ。また、内燃機関の運転状態が高負荷の領域では基本高圧ＥＧＲ弁開度が０に定められるとともに基本低圧ＥＧＲ弁開度が０以外の値に定められ、低圧ＥＧＲ手段のみを用いてＥＧＲが行われる。本発明では、この運転領域をＬＰＬ領域と呼ぶ。
【００１０】
そして、本発明の排気再循環システムの特徴点は、前記ＥＧＲ制御手段が、ＥＧＲ率が所定の目標ＥＧＲ率になるように、前記内燃機関の運転状態が前記ＭＩＸ領域に属する時には前記高圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記低圧ＥＧＲ弁の開度を前記基本低圧ＥＧＲ弁開度にオープンループ制御することである。
【００１１】
これにより、内燃機関の運転状態がＭＩＸ領域に属する時には、高圧ＥＧＲ弁及び低圧ＥＧＲ弁のうち、弁開度の変更に対するＥＧＲガス量の変化の応答性に優れる高圧ＥＧＲ弁の開度がフィードバック制御における操作量として調節される。これにより、内燃機関の運転状態が変化する過渡時においても、ＥＧＲ率を短時間で応答性良く目標ＥＧＲ率に制御することができる。また、背圧変動（例えばマフラーの圧損の変化や、何らかの排気吸引装置を使用した時等に生じる場合がある）や排気脈動等の外乱が加わった時にも、短時間でより確実に外乱を吸収し、ＥＧＲ率の制御安定性を得ることができる。また、フィードバック制御における操作対象が高圧ＥＧＲ弁のみであり、フィードバック制御のために検出すべき制御量が一つですむため、センサ取り付け個数増大による高コスト化を抑制することもできる。
【００１２】
なお、本発明において、内燃機関の運転状態がＨＰＬ領域に属している場合には、高圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御することでＥＧＲ率を制御しても良い。また、内燃機関の運転状態がＬＰＬ領域に属している場合には、低圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御することでＥＧＲ率を制御しても良い。
【００１３】
本発明において、前記ＥＧＲ制御手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度の変更に対するＥＧＲ率の変化の感度と、前記低圧ＥＧＲ弁の開度の変更に対するＥＧＲ率の変化の感度とを比較し、より感度の高い方のＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに他方のＥＧＲ弁の開度をオープンループ制御してもよい。
【００１４】
例えば、（イ）前記高圧ＥＧＲ弁の開度の変更に対するＥＧＲ率の変化の感度が前記低圧ＥＧＲ弁の場合の感度より高い場合には前記高圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記低圧ＥＧＲ弁の開度を前記基本低圧ＥＧＲ弁開度にオープンループ制御し、（ロ）前記高圧ＥＧＲ弁の開度の変更に対するＥＧＲ率の変化の感度が前記低圧ＥＧＲ弁の場合の感度以下である場合には前記低圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記高圧ＥＧＲ弁の開度を前記基本高圧ＥＧＲ弁開度にオープンループ制御する。
【００１５】
これにより、弁開度の変更に対するＥＧＲガス量の変化の応答性に優れるＥＧＲ弁の開度がフィードバック制御されるので、より応答性良くＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に追従させることが可能になる。
【００１６】
ここで、高圧ＥＧＲ弁及び低圧ＥＧＲ弁の感度を判定する方法としては、例えば、試験的に高圧ＥＧＲ弁の開度を所定量変化させ、それによるＥＧＲ率の変化量を測定するとともに、試験的に低圧ＥＧＲ弁の開度を前記所定量変化させ、それによるＥＧＲ率の変化量を測定し、双方の測定結果を比較してＥＧＲ率の変化量が大きい方のＥＧＲ弁をより感度が高いＥＧＲ弁と判定する方法を例示できる。
【００１７】
或いは、（イ）ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さい時には、現在の前記高圧ＥＧＲ弁の開度と現在の前記低圧ＥＧＲ弁の開度とを比較して、開度の小さい方のＥＧＲ弁の感度が他方のＥＧＲ弁の感度より高いと判定し、（ロ）ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きい時には、現在の前記高圧ＥＧＲ弁の開度と現在の前記低圧ＥＧＲ弁の開度とを比較して、開度の大きい方のＥＧＲ弁の感度が他方のＥＧＲ弁の感度より高いと判定することもできる。
【００１８】
これは、ＥＧＲガス量を増加させる方向に変化させる場合には、一般に弁開度がより小さい方のＥＧＲ弁が弁開度の増加に対するＥＧＲガス量の変化の感度が高く、逆に、ＥＧＲガス量を減少させる方向に変化させる場合には、一般に弁開度がより大きい方のＥＧＲ弁が弁開度の減少に対するＥＧＲガス量の変化の感度が高い傾向があるからである。
【００１９】
このように、現在の高圧ＥＧＲ弁開度及び低圧ＥＧＲ弁開度の単純な大小比較によって、高圧ＥＧＲ弁及び低圧ＥＧＲ弁のうちより感度の高いＥＧＲ弁を判定できるので、より簡単且つ短時間でフィードバック制御の対象となるＥＧＲ弁を決定することができる。これにより、ＥＧＲ率の制御応答性をより一層高めることができる。
【００２０】
本発明において、前記ＥＧＲ制御手段は、前記高圧ＥＧＲ弁及び前記低圧ＥＧＲ弁のうちフィードバック制御の対象となっている方のＥＧＲ弁の開度が所定の操作限界開度に達し、且つＥＧＲ率が前記目標ＥＧＲ率に一致しない場合には、該フィードバック制御の対象となっていない方のＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するようにしてもよい。
【００２１】
ここで、「所定の操作限界」とは、当該操作限界に達したＥＧＲ弁に対してそれ以上の開度操作を行うことができないか、又はそれ以上の開度操作を行ってもＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に近付けることが困難なＥＧＲ弁開度であって、予め定められる。例えば、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に向かって増加させる場合は、全開や、全開より小さく且つ不感帯に属する開度（例えば９０％等）を操作限界として例示できる。また、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に向かって減少させる場合は、全閉や、全閉より大きく且つ不感帯に属する開度（例えば５％等）を操作限界として例示できる。
【００２２】
上記構成によれば、過渡運転時や背圧変動等の外乱が加わった場合においても、より確実にＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に追従させることができる。
【００２３】
これは内燃機関の運転状態がＨＰＬ領域、ＭＩＸ領域、又はＬＰＬ領域のどの領域に属している場合にも適用可能である。
【００２４】
例えば、前記内燃機関の運転状態が前記ＨＰＬ領域に属する時には、前記高圧ＥＧＲ弁の開度が所定のＨＰＬ上限開度以上となってもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満である場合に、一時的に前記低圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記高圧ＥＧＲ弁の開度を該ＨＰＬ上限開度にオープンループ制御しても良い。
【００２５】
ここで、「ＨＰＬ上限開度」とは、高圧ＥＧＲ弁の開度をＨＰＬ上限開度より大きくすることができないか、又は高圧ＥＧＲ弁の開度をＨＰＬ上限開度より大きくしてもそれ以上ＥＧＲ率を有効に増加させることが困難な高圧ＥＧＲ弁の開度であって、予め定められる。ＨＰＬ上限開度としては、例えば全開や、全開より小さく且つ不感帯に属する開度を例示できる。
【００２６】
上記構成によれば、内燃機関の運転状態がＨＰＬ領域に属している時に、高圧ＥＧＲ弁開度がＨＰＬ上限開度に達していない場合には、制御応答性に優れる高圧ＥＧＲ弁開度をフィードバック制御することによってＥＧＲ率を応答性良く制御することができる。さらに、例えば一時的な過渡状態や背圧変動等の外乱のために目標ＥＧＲ率が定常運転時より大きくなった状況等において、高圧ＥＧＲ弁開度がＨＰＬ上限開度に達してもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に満たない時にも、一時的に低圧ＥＧＲ弁開度のフィードバック制御が開始されることによって、より確実にＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に近付けることができる。
【００２７】
また、前記内燃機関の運転状態が前記ＭＩＸ領域に属する時には、（イ）前記高圧ＥＧＲ弁の開度が所定のＨＰＬ下限開度以下となってもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きい場合に、一時的に前記低圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記高圧ＥＧＲ弁の開度を該ＨＰＬ下限開度にオープンループ制御し、（ロ）前記高圧ＥＧＲ弁の開度が所定のＨＰＬ上限開度以上となってもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満である場合に、一時的に前記低圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記高圧ＥＧＲ弁の開度を該ＨＰＬ上限開度にオープンループ制御しても良い。
【００２８】
ここで、「ＨＰＬ下限開度」とは、高圧ＥＧＲ弁の開度をＨＰＬ下限開度より小さくすることができないか、又は高圧ＥＧＲ弁の開度をＨＰＬ下限開度より小さくしてもそれ以上ＥＧＲ率を有効に低下させることが困難な高圧ＥＧＲ弁の開度であって、予め定められる。ＨＰＬ下限開度としては、例えば全閉や、全閉より大きく且つ不感帯に属する開度を例示できる。
【００２９】
上記構成によれば、内燃機関の運転状態がＭＩＸ領域に属している時に、高圧ＥＧＲ弁開度がＨＰＬ下限開度（又はＨＰＬ上限開度）に達していない場合には、制御応答性に優れる高圧ＥＧＲ弁開度をフィードバック制御することによってＥＧＲ率を応答性良く制御することができる。さらに、例えば一時的な過渡状態や背圧変動等の外乱のために目標ＥＧＲ率が定常運転時より小さく（又は大きく）なった状況等において、高圧ＥＧＲ弁開度がＨＰＬ下限開度（又はＨＰＬ上限開度）に達してもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に満たない時にも、一時的に低圧ＥＧＲ弁開度の制御がオープンループ制御からフィードバック制御に切り替えられることによって、より確実にＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に近付けることができる。
【００３０】
また、前記内燃機関の運転状態が前記ＬＰＬ領域に属する時には、前記低圧ＥＧＲ弁の開度が所定のＬＰＬ上限開度以上となってもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満である場合に、一時的に前記高圧ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するとともに前記低圧ＥＧＲ弁の開度を該ＬＰＬ上限開度にオープンループ制御しても良い。
【００３１】
ここで、「ＬＰＬ上限開度」とは、低圧ＥＧＲ弁の開度をＬＰＬ上限開度より大きくすることができないか、又は低圧ＥＧＲ弁の開度をＬＰＬ上限開度より大きくしてもそれ以上ＥＧＲ率を有効に増加させることが困難な低圧ＥＧＲ弁の開度であって、予め定められる。ＬＰＬ上限開度としては、例えば全開や、全開より小さく且つ不感帯に属する開度を例示できる。
【００３２】
上記構成によれば、内燃機関の運転状態がＬＰＬ領域に属している時に、低圧ＥＧＲ弁開度がＬＰＬ上限開度に達していない場合には、低圧ＥＧＲ弁開度をフィードバック制御することによってＥＧＲ率を制御することができ、例えば一時的な過渡状態や背圧変動等の外乱のために目標ＥＧＲ率が定常運転時より大きくなった状況等において、低圧ＥＧＲ弁開度がＬＰＬ上限開度に達してもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に満たない時にも、一時的に高圧ＥＧＲ弁開度のフィードバック制御が開始されることによって、より確実にＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に近付けることができる。
【００３３】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【００３４】
本発明により、高圧ＥＧＲ装置及び低圧ＥＧＲ装置を併用する内燃機関の排気再循環システムにおいて、より確実なＥＧＲ率の制御応答性を得ることが可能になる。これにより、排気エミッションをより一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００３６】
図１は、本実施例の内燃機関の排気再循環システムを適用する内燃機関の吸気系、排気系、及び制御系の概略構成を模式的に示す図である。図１に示す内燃機関１は４つの気筒２を有する水冷式４サイクルディーゼルエンジンである。
【００３７】
内燃機関１の気筒２には、図示しない吸気ポートを介して吸気マニホールド１７が接続されている。吸気マニホールド１７には吸気管３が接続されている。吸気マニホールド１７の上流の吸気管３には、吸気管３の流路面積を変更することで吸気管３を流れる吸気の流量を調節可能な第２吸気絞り弁９が設けられている。第２吸気絞り弁９は、電動アクチュエータによって開閉される。第２吸気絞り弁９より上流の吸気管３には吸気を冷却するインタークーラ８が設けられている。インタークーラ８より上流の吸気管３には、排気のエネルギーを駆動源として作動するターボチャージャのコンプレッサ１１が設けられている。コンプレッサ１１より上流の吸気管３には、吸気管３の流路面積を変更することで吸気管３を流れる吸気の流量を調節可能な第１吸気絞り弁６が設けられている。第１吸気絞り弁６は、電動アクチュエータによって開閉される。
【００３８】
また、内燃機関１の気筒２には、図示しない排気ポートを介して排気マニホールド１８が接続されている。排気マニホールド１８には排気管４が接続されている。排気管４の途中には、ターボチャージャのタービン１２が設けられている。このターボチャージャは、タービン１２の排気流量特性を変更可能なノズルベーン５を有する可変容量型のターボチャージャである。タービン１２より下流の排気管４には、排気浄化装置１０が設けられている。排気浄化装置１０は、パティキュレートフィルタ（以下、フィルタ）１３を有して
構成されている。フィルタ１３には吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒）が担持されている。排気がフィルタ１３を通過することで、排気中に含まれる粒子状物質が捕集される。また、排気が酸化雰囲気の時には排気中のＮＯｘが吸蔵され、排気が還元雰囲気の時には吸蔵されたＮＯｘが放出還元される。排気浄化装置１０より下流の排気管４には、排気管４の流路面積を変更することで排気管４を流れる排気の流量を調節可能な排気絞り弁１９が設けられている。排気絞り弁１９は、電動アクチュエータによって開閉される。なお、本実施例では排気絞り弁１９は排気浄化装置１０の直下流の排気管４に設けられているが、後述する低圧ＥＧＲ通路３１の接続部より下流の排気管４に設けることもできる。排気絞り弁１９を絞ることでフィルタ１３の温度を昇温させ、フィルタ１３に捕集された粒子状物質を酸化除去するフィルタ再生処理が行われる。また、ＮＯｘ触媒に吸蔵された硫黄酸化物を除去する硫黄被毒回復処理を行うこともできる。
【００３９】
内燃機関１には、排気管４を流れる排気の一部を低圧で吸気管３へ導き気筒２に再循環させる低圧ＥＧＲ装置３０が備えられている。低圧ＥＧＲ装置３０は、低圧ＥＧＲ通路３１、低圧ＥＧＲ弁３２、及び低圧ＥＧＲクーラ３３を有して構成されている。低圧ＥＧＲ通路３１は、排気絞り弁１９より下流の排気管４と、コンプレッサ１１より上流且つ第１吸気絞り弁６より下流の吸気管３とを接続している。低圧ＥＧＲ通路３１を通って排気が低圧で吸気管３へ導かれる。本実施例では、低圧ＥＧＲ通路３１を経由して気筒２に再循環する排気を低圧ＥＧＲガスと称している。
【００４０】
低圧ＥＧＲ弁３２は、低圧ＥＧＲ通路３１の流路面積を変更することにより低圧ＥＧＲ通路３１を流れる排気の量を変更可能な流量調節弁である。低圧ＥＧＲガスの調量は低圧ＥＧＲ弁３２の開度を調節することによって行われる。なお、低圧ＥＧＲガスの調量は低圧ＥＧＲ弁３２の開度調節以外の方法によって行うこともできる。例えば、第１吸気絞り弁６の開度を調節することによって低圧ＥＧＲ通路３１の上流と下流との差圧を変化させることによっても低圧ＥＧＲガス量を調節することができる。
【００４１】
低圧ＥＧＲクーラ３３は、低圧ＥＧＲクーラ３３を通過する低圧ＥＧＲガスと内燃機関１を冷却する冷却水との間で熱交換をすることで低圧ＥＧＲガスを冷却する。
【００４２】
また、内燃機関１には、排気管４を流れる排気の一部を高圧で吸気管３へ導き気筒２に再循環させる高圧ＥＧＲ装置４０が備えられている。高圧ＥＧＲ装置４０は、高圧ＥＧＲ通路４１及び高圧ＥＧＲ弁４２を有して構成されている。高圧ＥＧＲ通路４１は、タービン１２より上流の排気管４と第２吸気絞り弁９より下流の吸気管３とを接続している。高圧ＥＧＲ通路４１を通って排気が高圧で吸気管３へ導かれる。本実施例では、高圧ＥＧＲ通路４１を経由して気筒２に再循環する排気を高圧ＥＧＲガスと称している。
【００４３】
高圧ＥＧＲ弁４２は、高圧ＥＧＲ通路４１の流路面積を変更することにより高圧ＥＧＲ通路４１を流れる排気の量を変更可能な流量調節弁である。高圧ＥＧＲガスの調量は高圧ＥＧＲ弁４２の開度を調節することによって行われる。なお、高圧ＥＧＲガスの調量は高圧ＥＧＲ弁４２の開度調節以外の方法によって行うこともできる。例えば、第２吸気絞り弁９の開度を調節することによって高圧ＥＧＲ通路４１の上流と下流との差圧を変化させることによっても高圧ＥＧＲガス量を調節することができる。また、ノズルベーン５の開度を調節することによっても高圧ＥＧＲガス量を調節することができる。
【００４４】
内燃機関１には、機関の制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、中央演算装置（ＣＰＵ）、入出力ポート、デジタルアナログコンバータ（ＤＡコンバータ）、アナログデジタルコンバータ（ＡＤコンバータ）等を双方向バスで接続した公知の構成を有するマイクロコンピュータとして構成されている。
【００４５】
ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態や運転者による要求に応じて燃料噴射制御等のディーゼルエンジンにおいて既知の諸基本制御を行う。そのために、本実施例における内燃機関１には、吸気管３に流入する新気の流量を検出するエアフローメータ７、吸気の過給圧を検出する過給圧センサ１４、運転者によるアクセルペダル（図示省略）の踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１５、内燃機関１のクランクシャフト（図示省略）の回転位相（クランク角度）を検出するクランクポジションセンサ１６、排気温度を検出する排気温度センサ２１の他、ディーゼルエンジンが一般的に備えているセンサ類（図示省略）が設けられている。
【００４６】
これらのセンサは電気配線を介してＥＣＵ２０に接続され、各センサからの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。また、ＥＣＵ２０には、第１吸気絞り弁６、第２吸気絞り弁９、排気絞り弁１９、低圧ＥＧＲ弁３２、高圧ＥＧＲ弁４２を駆動するための駆動装置等の機器が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２０から出力される制御信号に従ってこれらの機器が制御される。
【００４７】
ＥＣＵ２０は、各センサによる検出値に基づいて内燃機関１の運転状態や運転者の要求を把握する。例えば、ＥＣＵ２０はクランクポジションセンサ１６から入力されるクランク角度から算出する機関回転数と、アクセル開度センサ１５から入力されるアクセル開度から算出する機関負荷とに基づいて内燃機関１の運転状態を検出する。そして、検出した機関運転状態や運転者の要求に基づいて低圧ＥＧＲ弁３２や高圧ＥＧＲ弁４２等を制御し、ＥＧＲガス量や吸入空気量の制御を行う。
【００４８】
次に、ＥＣＵ２０によって行われるＥＧＲ制御について説明する。
【００４９】
本実施例の排気再循環システムでは、ＮＯｘ排出量が所定の規制値を満たすことが可能なＥＧＲ率として、内燃機関１の運転状態毎に目標ＥＧＲ率が求められている。そして、高圧ＥＧＲ装置４０及び低圧ＥＧＲ装置３０を併用してＥＧＲを行うことで目標ＥＧＲ率を達成し、且つ、ＥＧＲの実施に伴う燃料消費率特性、燃焼特性、排気性状等の諸機関特性が所定の要求性能を満たすことが可能な高圧ＥＧＲガス量及び低圧ＥＧＲガス量として、内燃機関１の運転状態毎に基本高圧ＥＧＲガス量及び基本低圧ＥＧＲガス量の組み合わせ（又は全ＥＧＲガスにおける高圧ＥＧＲガス及び低圧ＥＧＲガスの分配比率）が求められている。ここで、ＥＧＲ率とは、排気再循環システムによって内燃機関１に再循環する全ＥＧＲガス（高圧ＥＧＲガスと低圧ＥＧＲガスとの合計）の、吸気中に占める割合であり、吸入空気量をＧｃｙｌ、エアフローメータ７で測定される新気量をＧｎとすれば、ＥＧＲ率＝（Ｇｃｙｌ−Ｇｎ）／Ｇｃｙｌ…（式１）に従って求められる。
【００５０】
そして、内燃機関１の定常運転時において低圧ＥＧＲガス量を基本低圧ＥＧＲガス量とするような低圧ＥＧＲ弁３２の開度として基本低圧ＥＧＲ弁開度が求められ、また、高圧ＥＧＲガス量を基本高圧ＥＧＲガス量とするような高圧ＥＧＲ弁４２の開度として基本高圧ＥＧＲ弁開度が求められ、それぞれＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶される。
【００５１】
ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態に応じてＲＯＭから基本低圧ＥＧＲ弁開度及び基本高圧ＥＧＲ弁開度を読み込み、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が基本低圧ＥＧＲ弁開度となるように低圧ＥＧＲ弁３２を制御するとともに、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が基本高圧ＥＧＲ弁開度となるように高圧ＥＧＲ弁４２を制御する。
【００５２】
図２は、内燃機関１の運転状態の領域毎に定められたＥＧＲモードを示す図である。ここで、ＥＧＲモードとは、ＥＣＵ２０によってＥＧＲが実施される際に使用される高圧ＥＧＲ装置４０及び低圧ＥＧＲ装置３０の組み合わせを表す。図２の横軸は内燃機関１の機
関回転数を表し、縦軸は内燃機関１の機関負荷を表している。
【００５３】
本実施例の排気再循環システムでは、内燃機関１の運転状態が低負荷の領域では基本高圧ＥＧＲ弁開度が０以外の値に定められるとともに基本低圧ＥＧＲ弁開度が０に定められ、高圧ＥＧＲ装置４０のみを用いるＨＰＬモードでＥＧＲが行われる。図２において「ＨＰＬ領域」と表された領域がこの運転領域に相当する。また、内燃機関１の運転状態が中負荷の領域では基本高圧ＥＧＲ弁開度及び基本低圧ＥＧＲ弁開度の両方が０以外の値に定められ、高圧ＥＧＲ装置４０及び低圧ＥＧＲ装置３０の両方を用いるＭＩＸモードでＥＧＲが行われる。図２において「ＭＩＸ領域」と表された領域がこの運転領域に相当する。また、内燃機関１の運転状態が高負荷の領域では基本高圧ＥＧＲ弁開度が０に定められるとともに基本低圧ＥＧＲ弁開度が０以外の値に定められ、低圧ＥＧＲ装置３０のみを用いるＬＰＬモードでＥＧＲが行われる。図２において「ＬＰＬ領域」と表された領域がこの運転領域に相当する。
【００５４】
ところで、高圧ＥＧＲ通路４１はその経路長が短く、また高圧ＥＧＲガスの流通経路上には容量の大きな吸排気系装置が存在しないため、高圧ＥＧＲ弁４２の開度変更に対して内燃機関１に吸入される高圧ＥＧＲガス量は応答性良く変化する。一方、低圧ＥＧＲ通路３１の経路長は長く、さらに低圧ＥＧＲガスの流通経路上にはインタークーラ８、低圧ＥＧＲクーラ３３、コンプレッサ１１等の大容量の吸排気系装置が配置されているため、内燃機関１の気筒２に吸入される低圧ＥＧＲガス量は低圧ＥＧＲ弁３２の開度変更に対して応答性良く変化しにくい傾向がある。そのため、内燃機関１の運転状態が変化する過渡時におけるＥＧＲ率の制御応答性や、背圧変動や排気脈動等の外乱が加わった時のＥＧＲ率の制御安定性が好適に得られない虞があった。
【００５５】
そこで、本実施例では、内燃機関１の運転状態がＨＰＬ領域に属している時には、高圧ＥＧＲ弁４２の開度をフィードバック制御することによってＥＧＲ率を制御し、内燃機関１の運転状態がＭＩＸ領域に属している時には高圧ＥＧＲ弁４２の開度をフィードバック制御するとともに低圧ＥＧＲ弁３２の開度を基本低圧ＥＧＲ弁開度にオープンループ制御することによってＥＧＲ率を制御し、内燃機関１の運転状態がＬＰＬ領域に属している時には低圧ＥＧＲ弁３２の開度をフィードバック制御することによってＥＧＲ率を制御するようにした。
【００５６】
ＭＩＸ領域においては高圧ＥＧＲ弁４２及び低圧ＥＧＲ弁３２の両方の開度が制御されるが、本実施例によれば、このうち弁開度の変更に対するＥＧＲガス量の変化の応答性に優れる高圧ＥＧＲ弁４２の開度がフィードバック制御における操作量として調節される。これにより、内燃機関１の運転状態がＭＩＸ領域に属する時に一時的な過渡状態となったり、背圧変動等の外乱が加わったりした場合においても、より確実に応答性良くＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御することができる。また、フィードバック制御の対象が高圧ＥＧＲ弁４２の開度のみであり、フィードバック制御のために検出すべき制御量が一つで済むため、センサ取り付け個数を抑えることができ、高コスト化を抑制することも可能である。
【００５７】
上記実施例１のＥＧＲ制御の具体的な実行手順について図３に基づいて説明する。図３は、上記実施例１のＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンはＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶されたコンピュータプログラムであり、内燃機関１の運転中所定間隔毎に繰り返し実行される。
【００５８】
このＥＧＲ制御ルーチンが実行されると、まずＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態を検出する（ステップＳ３０１）。具体的には、クランクポジションセンサ１６によって検出されるクランク角度から機関回転数を算出するとともに、アクセル開度センサ１５によって検出されるアクセル開度から機関負荷を算出する。
【００５９】
次に、ステップＳ３０１で検出した運転状態に応じた基本低圧ＥＧＲ弁開度及び基本低圧ＥＧＲ弁開度をＥＣＵ２０のＲＯＭから読み込むとともに、該基本高圧ＥＧＲ弁開度及び該基本低圧ＥＧＲ弁開度に高圧ＥＧＲ弁４２及び低圧ＥＧＲ弁３２を制御する（ステップＳ３０２及びステップＳ３０３）。
【００６０】
そして、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否か判定する（ステップＳ３０４）。なお、ＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率との偏差が予め定められた所定の許容偏差以内となった場合に、ＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率とが一致したと判定する。本実施例では、エアフローメータ７によって測定される新気量に基づいてＥＧＲ率を推定する。具体的には、過給圧センサ１４によって測定される吸気圧と、気筒２の設計によって定まるシリンダ内容積と、排気温度センサ２１によって測定される排気温度に基づいて推定される吸気温度と、に基づいて気筒２に吸入される吸気量Ｇｃｙｌを推定し、該吸気量Ｇｃｙｌとエアフローメータ７によって測定される新気量Ｇｎとから上記の（式１）に基づいてＥＧＲ率を算出する。
【００６１】
ステップＳ３０４において否定判定された場合には、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率との偏差に基づいて高圧ＥＧＲ弁４２の開度のフィードバック制御の操作量を算出し（ステップＳ３０５）、再度ステップＳ３０３を実行して新しい高圧ＥＧＲ弁４２の開度を算出し、該新しい高圧ＥＧＲ弁開度となるように高圧ＥＧＲ弁４２を制御する。
【００６２】
このようにしてステップＳ３０４において肯定判定されるまでＥＣＵ２０は高圧ＥＧＲ弁４２の開度のフィードバック制御を行い、ステップＳ３０４において肯定判定された時に本ルーチンの実行を一旦終了する。
【実施例２】
【００６３】
次に、本発明の異なる実施例として、上記実施例１におけるＥＧＲ制御の部分が異なる実施例について説明する。本実施例では、現時点の高圧ＥＧＲ弁４２及び低圧ＥＧＲ弁３２について、弁開度を変更させた場合のＥＧＲ率の変化の感度を比較し、より感度の高い方のＥＧＲ弁の開度をフィードック制御することによってＥＧＲ率を制御するようにした。
【００６４】
具体的には、まず、試験的に高圧ＥＧＲ弁４２の開度を所定量変化させ、それによるＥＧＲ率の変化量を測定するとともに、試験的に低圧ＥＧＲ弁３２の開度を前記所定量変化させ、それによるＥＧＲ率の変化量を測定する。ここで、高圧ＥＧＲ弁４２又は低圧ＥＧＲ弁３２の開度を変更した時のＥＧＲ率の変化量は、上記実施例１のＥＧＲ制御ルーチンで説明したＥＧＲ率の算出式に基づいて計算する。すなわち、エアフローメータ７によって測定される新気量の変化量に基づいてＥＧＲ弁の感度を判定する。
【００６５】
そして、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を変化させた時のＥＧＲ率の変化量が低圧ＥＧＲ弁３２の開度を変化させた時のＥＧＲ率の変化量より大きかった場合には、高圧ＥＧＲ弁４２の感度の方が低圧ＥＧＲ弁３２の感度より大きいと判定し、高圧ＥＧＲ弁４２の開度をフィードバック制御するとともに低圧ＥＧＲ弁３２の開度を基本低圧ＥＧＲ弁開度にオープンループ制御することによってＥＧＲ率を制御する。
【００６６】
また、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を変化させた時のＥＧＲ率の変化量が低圧ＥＧＲ弁３２の開度を変化させた時のＥＧＲ率の変化量以下であった場合には、低圧ＥＧＲ弁３２の感度の方が高圧ＥＧＲ弁４２の感度より大きいと判定し、低圧ＥＧＲ弁３２の開度をフィードバック制御するとともに高圧ＥＧＲ弁４２の開度を基本高圧ＥＧＲ弁開度にオープンループ制御することによってＥＧＲ率を制御する。
【００６７】
これにより、弁開度の変更に対するＥＧＲガス量の変化の応答性により優れたＥＧＲ弁の開度がフィードバック制御されるので、より応答性良くＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に追従させることができる。
【００６８】
上記実施例２のＥＧＲ制御の具体的な実行手順について図４に基づいて説明する。図４は、上記実施例２のＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンはＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶されたコンピュータプログラムであり、内燃機関１の運転中所定間隔毎に繰り返し実行される。
【００６９】
このＥＧＲ制御ルーチンが実行されると、まずＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態を検出する（ステップＳ４０１）。
【００７０】
次に、ステップＳ４０１で検出した運転状態に応じた基本高圧ＥＧＲ弁開度及び基本低圧ＥＧＲ弁開度をＥＣＵ２０のＲＯＭから読み込むとともに、該基本高圧ＥＧＲ弁開度及び該基本低圧ＥＧＲ弁開度に高圧ＥＧＲ弁４２及び低圧ＥＧＲ弁３２を制御する（ステップＳ４０２及びステップＳ４０３）。
【００７１】
そして、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否か判定する（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０１〜ステップＳ４０４の制御は図３に示した実施例１のＥＧＲ制御ルーチンにおけるステップＳ３０１〜ステップＳ３０４の制御と同じである。
【００７２】
ステップＳ４０４において否定判定された場合には、ＥＣＵ２０は現時点の開度における高圧ＥＧＲ弁４２及び低圧ＥＧＲ弁３２の感度を上述の方法によって測定する。すなわち、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を所定量変化させた時のＥＧＲ率の変化と、低圧ＥＧＲ弁３２の開度を所定量変化させた時のＥＧＲ率の変化とを、エアフローメータ７によって測定される新気量の変化量に基づいて推定する（ステップＳ４０５）。
【００７３】
そして、現時点の開度において高圧ＥＧＲ弁４２と低圧ＥＧＲ弁３２のどちらが弁開度の変更に対するＥＧＲ率の変化の感度が高いかを判定する（ステップＳ４０６）。具体的には、ステップＳ４０５において、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を変化させた時のＥＧＲ率の変化量の方が低圧ＥＧＲ弁３２の開度を変化させた時のＥＧＲ率の変化量より大きかった場合には、高圧ＥＧＲ弁４２の感度が低圧ＥＧＲ弁３２の感度より高いと判定する。一方、ステップＳ４０５において、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を変化させた時のＥＧＲ率の変化量が低圧ＥＧＲ弁３２の開度を変化させた時のＥＧＲ率の変化量以下であった場合には、低圧ＥＧＲ弁３２の感度が高圧ＥＧＲ弁４２の感度より高いと判定する。
【００７４】
ステップＳ４０６において高圧ＥＧＲ弁４２の感度の方が低圧ＥＧＲ弁３２の感度より高いと判定された場合、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率との偏差に基づいて高圧ＥＧＲ弁４２の開度のフィードバック制御の操作量を算出し（ステップＳ４０７）、再度ステップ４０３を実行して新しい高圧ＥＧＲ弁４２の開度を算出し、該新しい高圧ＥＧＲ弁開度となるように高圧ＥＧＲ弁４２を制御する。
【００７５】
一方、ステップＳ４０６において低圧ＥＧＲ弁３２の感度の方が高圧ＥＧＲ弁４２の感度より高いと判定された場合、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率との偏差に基づいて低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック制御の操作量を算出し（ステップＳ４０８）、再度ステップ４０２を実行して新しい低圧ＥＧＲ弁３２の開度を算出し、該新しい低圧ＥＧＲ弁開度となるように低圧ＥＧＲ弁３２を制御する。
【００７６】
このようにしてステップＳ４０４において肯定判定されるまでＥＣＵ２０は感度判定に
基づいて高圧ＥＧＲ弁４２又は低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック制御を行い、ステップＳ４０４において肯定判定された時に本ルーチンの実行を一旦終了する。
【実施例３】
【００７７】
次に、本発明の異なる実施例として、上記実施例２におけるＥＧＲ弁の感度判定部分が異なる実施例について説明する。本実施例では、現時点の高圧ＥＧＲ弁４２の開度と低圧ＥＧＲ弁３２の開度とを比較し、ＥＧＲ率を減少させる場合（すなわちＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きい場合）には弁開度の大きい方のＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御し、ＥＧＲ率を増加させる場合（すなわちＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さい場合）には弁開度の小さい方のＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御するようにした。
【００７８】
この場合、実施例２のようなＥＧＲ弁感度の判定のための試験的なＥＧＲ弁開度の変更及びそれに伴うＥＧＲ率の変化量の測定を実施せずにＥＧＲ弁感度を判定するので、実施例２の場合と比較してＥＧＲ弁感度の判定精度は若干落ちる可能性はあるが、現時点での各ＥＧＲ弁開度の大小比較のみに基づいてＥＧＲ弁の感度を判定するので、より短時間で簡単にＥＧＲ弁の感度を判定することができ、応答性良くＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に追従させることができる。
【００７９】
本実施例のＥＧＲ制御の具体的な実行手順について図５に基づいて説明する。図５は、本実施例のＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンはＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶されたコンピュータプログラムであり、内燃機関１の運転中所定間隔毎に繰り返し実行される。
【００８０】
このＥＧＲ制御ルーチンが実行されると、まずＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態を検出する（ステップＳ５０１）。
【００８１】
次に、ステップＳ５０１で検出した運転状態に応じた基本高圧ＥＧＲ弁開度及び基本高圧ＥＧＲ弁開度をＥＣＵ２０のＲＯＭから読み込むとともに、該基本高圧ＥＧＲ弁開度及び該基本低圧ＥＧＲ弁開度に高圧ＥＧＲ弁４２及び低圧ＥＧＲ弁３２を制御する（ステップＳ５０２及びステップＳ５０３）。
【００８２】
そして、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否かを判定する（ステップＳ５０４）。ステップＳ５０１〜ステップＳ５０４の制御は図４に示した実施例２のＥＧＲ制御ルーチンにおけるステップＳ４０１〜ステップＳ４０４の制御と同じである。
【００８３】
ステップＳ５０４において、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きいと判定された場合には、ＥＣＵ２０は現時点における高圧ＥＧＲ弁開度と低圧ＥＧＲ弁開度とを比較し（ステップＳ５０５）、低圧ＥＧＲ弁開度の方が大きい場合には低圧ＥＧＲ弁３２の開度をフィードバック制御し（ステップＳ５０６）、高圧ＥＧＲ弁開度が低圧ＥＧＲ弁開度以上の場合には高圧ＥＧＲ弁４２の開度をフィードバック制御する（ステップＳ５０７）。
【００８４】
一方、ステップＳ５０４において、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さいと判定された場合には、ＥＣＵ２０は現時点における高圧ＥＧＲ弁開度と低圧ＥＧＲ弁開度とを比較し（ステップＳ５０８）、低圧ＥＧＲ弁開度の方が高圧ＥＧＲ弁開度より小さい場合には低圧ＥＧＲ弁３２の開度をフィードバック制御し（ステップＳ５０９）、高圧ＥＧＲ弁開度が低圧ＥＧＲ弁開度以下の場合には高圧ＥＧＲ弁４２の開度をフィードバック制御する（ステップＳ５１０）。
【００８５】
このようにしてステップＳ５０４において肯定判定されるまでＥＣＵ２０は開度比較に基づいて高圧ＥＧＲ弁４２又は低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック制御を行い、ス
テップＳ５０４において肯定判定された時に本ルーチンの実行を一旦終了する。
【実施例４】
【００８６】
次に、実施例４について説明する。本実施例は、実施例１のＥＧＲ制御を行っている時に、一時的な過渡状態や背圧変動や排気脈動等の外乱のためにＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に一致させることが困難な状況になった場合に実行して好適なＥＧＲ制御である。
【００８７】
以下では、実施例１のＥＧＲ制御をベースモードＥＧＲ制御という。すなわち、ベースモードＥＧＲ制御では、内燃機関１の運転状態がＨＰＬ領域に属している時には高圧ＥＧＲ装置４０のみを用いてＥＧＲが行われ、その際高圧ＥＧＲ弁４２の開度がフィードバック制御される。また、内燃機関１の運転状態がＭＩＸ領域に属している時には高圧ＥＧＲ装置４０及び低圧ＥＧＲ装置３０を併用してＥＧＲが行われ、その際高圧ＥＧＲ弁４２の開度がフィードバック制御されるとともに低圧ＥＧＲ弁３２の開度が基本低圧ＥＧＲ弁開度にオープンループ制御される。また、内燃機関１の運転状態がＬＰＬ領域に属している時には低圧ＥＧＲ装置３０のみを用いてＥＧＲが行われ、その際低圧ＥＧＲ弁３２の開度がフィードバック制御される。
【００８８】
本実施例では、ベースモードＥＧＲ制御に従ってフィードバック制御対象のＥＧＲ弁が決定され、高圧ＥＧＲ弁４２又は低圧ＥＧＲ弁３２の開度がフィードバック制御されている時に、フィードバック制御の対象となっている方のＥＧＲ弁の開度が所定の操作限界開度に達し、それでもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に一致しない場合に、該フィードバック制御対象となっていない方のＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御対象とするテンポラリモードに移行する。
【００８９】
図６は、内燃機関１の各運転領域におけるベースモードからテンポラリモードへ移る場合の移行条件と、テンポラリモードからベースモードへ戻る場合の復帰条件と、ベースモード及びテンポラリモードにおける高圧ＥＧＲ弁４２及び低圧ＥＧＲ弁３２の制御方法を示している。
【００９０】
図６に示すように、内燃機関１の運転状態がＨＰＬ領域に属している時には、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が１００％（全開）に達してもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満の場合に、ベースモードからテンポラリモードに移行する。本実施例では、全開が本発明におけるＨＰＬ上限開度に相当する。テンポラリモードでは高圧ＥＧＲ弁４２の開度が全開に固定されるとともに、低圧ＥＧＲ弁３２の開度がフィードバック制御される。これにより、ＨＰＬ領域においても一時的に低圧ＥＧＲが実施されることになるので、ＥＧＲガス量を増加させることができ、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に好適に追随させることができる。テンポラリモードにおいて低圧ＥＧＲ弁３２の開度が０％（全閉）に達した時に、テンポラリモードからベースモードに戻る。これは、もはや低圧ＥＧＲによる補助を必要としないと判断できるからである。
【００９１】
また、内燃機関１の運転状態がＭＩＸ領域に属している時には、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が０％（全閉）に達してもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きい場合に、ベースモードからテンポラリモードに移行する。本実施例では、全閉が本発明におけるＨＰＬ下限開度に相当する。テンポラリモードでは高圧ＥＧＲ弁４２の開度が全閉に固定されるとともに、低圧ＥＧＲ弁３２の開度がフィードバック制御される。これにより、ＭＩＸ領域においても一時的に低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック制御が実行され、ＥＧＲガス量を減少させることができ、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に好適に追随させることができる。テンポラリモードにおいて低圧ＥＧＲ弁３２の開度が基本低圧ＥＧＲ弁開度以上となった時に、テンポラリモードからベースモードに戻る。
【００９２】
また、内燃機関１の運転状態がＭＩＸ領域に属している時に、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が１００％（全開）に達してもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満の場合にも、ベースモードからテンポラリモードに移行する。この場合、テンポラリモードでは高圧ＥＧＲ弁４２の開度が全開に固定されるとともに、低圧ＥＧＲ弁３２の開度がフィードバック制御される。これにより、ＭＩＸ領域においても一時的に低圧ＥＧＲ弁３２の開度のフィードバック制御が実行され、ＥＧＲガス量を増加させることができ、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に好適に追随させることができる。テンポラリモードにおいて低圧ＥＧＲ弁３２の開度が基本低圧ＥＧＲ弁開度以下となった時に、テンポラリモードからベースモードに戻る。
【００９３】
また、内燃機関１の運転状態がＬＰＬ領域に属している時には、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が１００％（全開）に達してもなおＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率未満の場合に、ベースモードからテンポラリモードに移行する。本実施例では、全開が本発明におけるＬＰＬ上限開度に相当する。テンポラリモードでは低圧ＥＧＲ弁３２の開度が全開に固定されるとともに、高圧ＥＧＲ弁４２の開度がフィードバック制御される。これにより、ＬＰＬ領域においても一時的に高圧ＥＧＲ弁４２の開度のフィードバック制御が実行され、ＥＧＲガス量を増加させることができ、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に好適に追随させることができる。テンポラリモードかにおいて高圧ＥＧＲ弁４２の開度が０％（全閉）に達した時に、テンポラリモードからベースモードに戻る。
【００９４】
以上説明したＥＧＲ制御を行えば、例えば内燃機関１の定常運転中に一時的な過渡状態や背圧変動による外乱が加わった場合などにおいても、より確実にＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御することが可能になる。
【００９５】
本実施例のＥＧＲ制御の具体的な実行手順について図７〜図１０に基づいて説明する。図７〜図１０は、本実施例のＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンはＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶されたコンピュータプログラムであり、内燃機関１の運転中所定間隔毎に繰り返し実行される。
【００９６】
このＥＧＲ制御ルーチンが実行されると、図７に示すように、ＥＣＵ２０は内燃機関の運転状態を検出する（ステップＳ７０１）。具体的には、クランクポジションセンサ１６によって検出されるクランク角度から機関回転数を算出するとともに、アクセル開度センサ１５によって検出されるアクセル開度から機関負荷を算出する。
【００９７】
次に、ステップＳ７０１で検出した運転状態に応じた基本低圧ＥＧＲ弁開度及び基本高圧ＥＧＲ弁開度をＥＣＵ２０のＲＯＭから読み込むとともに、該基本高圧ＥＧＲ弁開度及び該基本低圧ＥＧＲ弁開度に高圧ＥＧＲ弁４２及び低圧ＥＧＲ弁３２を制御する（ステップＳ７０２）。
【００９８】
次に、ステップＳ７０１で検出した運転状態に応じたＥＧＲモードを決定する（ステップＳ７０３）。具体的には、運転状態がＨＰＬ領域に属している場合には、図８に示すサブルーチンＡを実行する。また、運転状態がＭＩＸ領域に属している場合には、図９に示すサブルーチンＢを実行する。また、運転状態がＬＰＬ領域に属している場合には、図１０に示すサブルーチンＣを実行する。サブルーチンＡ、Ｂ、又はＣを実行したＥＣＵ２０は図７のルーチンにおけるＡ’、Ｂ’、又はＣ’に戻り、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００９９】
ここで、内燃機関１の運転状態がＨＰＬ領域に属している場合のＥＧＲ制御サブルーチンＡについて、図８に基づいて説明する。図８はＥＧＲ制御サブルーチンＡを示すフローチャートである。
【０１００】
ステップＳ８０１において、ＥＣＵ２０はベースモードでＥＧＲ制御を行う。すなわち、高圧ＥＧＲ装置４０のみを用いてＥＧＲを行い、この際高圧ＥＧＲ弁４２の開度をフィードバック制御する。
【０１０１】
ステップＳ８０２において、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否かを判定する。ステップＳ８０２において肯定判定された場合、図７のＡ’に戻って本ルーチンの実行を一旦終了する。ステップＳ８０２においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０１に戻ってベースモードを継続する。一方、ステップＳ８０２においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０３に進む。
【０１０２】
ステップＳ８０３において、ＥＣＵ２０は高圧ＥＧＲ弁４２の開度が１００％（全開）に達しているか否かを判定する。ステップＳ８０３において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０１に戻ってベースモードを継続する。一方、ステップＳ８０３において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０４に進む。
【０１０３】
ステップＳ８０４において、ＥＣＵ２０はテンポラリモードに移行する。すなわち、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を全開に固定するとともに、低圧ＥＧＲ弁３２の開度をフィードバック制御する。
【０１０４】
ステップＳ８０５において、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否かを判定する。ステップＳ８０５において肯定判定された場合、図７のＡ’に戻って本ルーチンの実行を一旦終了する。ステップＳ８０５においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０１に戻ってベースモードに戻る。一方、ステップＳ８０５においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０６に進む。
【０１０５】
ステップＳ８０６において、ＥＣＵ２０は低圧ＥＧＲ弁３２の開度が０％（全閉）に達しているか否かを判定する。ステップＳ８０６において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０１に戻ってベースモードに戻る。一方、ステップＳ８０６において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０７に進む。
【０１０６】
ステップＳ８０７において、ＥＣＵ２０は低圧ＥＧＲ弁３２の開度が１００％（全開）に達しているか否かを判定する。ステップＳ８０７において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０４に戻りテンポラリモードを継続する。一方、ステップＳ８０７において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０８に進む。
【０１０７】
ステップＳ８０８において、ＥＣＵ２０は第１吸気絞り弁６を絞り、低圧ＥＧＲ通路３１の上下流に差圧を作ることで低圧ＥＧＲガス量を増大させ、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に近付けることを図る。これを本実施例では吸気絞りモードという。
【０１０８】
ステップＳ８０９において、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否かを判定する。ステップＳ８０９において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０は図７のＡ’に戻って本ルーチンの実行を一旦終了する。ステップＳ８０９においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０１に戻ってベースモードに戻る。一方、ステップＳ８０９においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ８０８に戻って吸気絞りモードを継続する。
【０１０９】
次に、内燃機関１の運転状態がＭＩＸ領域に属している場合のＥＧＲ制御サブルーチンＢについて、図９に基づいて説明する。図９はＥＧＲ制御サブルーチンＢを示すフローチ
ャートである。
【０１１０】
ステップＳ９０１において、ＥＣＵ２０はベースモードでＥＧＲ制御を行う。すなわち、高圧ＥＧＲ装置４０及び低圧ＥＧＲ装置３０を併用してＥＧＲを行い、この際高圧ＥＧＲ弁４２の開度をフィードバック制御するとともに、低圧ＥＧＲ弁３２の開度を基本低圧ＥＧＲ弁開度に制御する。
【０１１１】
ステップＳ９０２において、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否かを判定する。ステップＳ９０２において肯定判定された場合、図７のＢ’に戻って本ルーチンの実行を一旦終了する。ステップＳ９０２においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０３に進む。一方、ステップＳ９０２においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９１０に進む。
【０１１２】
ステップＳ９０３において、ＥＣＵ２０は高圧ＥＧＲ弁４２の開度が１００％（全開）に達しているか否かを判定する。ステップＳ９０３において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０１に戻ってベースモードを継続する。一方、ステップＳ９０３において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０４に進む。
【０１１３】
ステップＳ９０４において、ＥＣＵ２０はテンポラリモードに移行する。すなわち、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を全開に固定するとともに、低圧ＥＧＲ弁３２の開度をフィードバック制御する。
【０１１４】
ステップＳ９０５において、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否かを判定する。ステップＳ９０５において肯定判定された場合、図７のＢ’に戻って本ルーチンの実行を一旦終了する。ステップＳ９０５においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０６に進む。一方、ステップＳ９０５においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９１０に進む。
【０１１５】
ステップＳ９０６において、ＥＣＵ２０は低圧ＥＧＲ弁３２の開度が基本低圧ＥＧＲ弁開度以下になっているか否かを判定する。ステップＳ９０６において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０１に戻ってベースモードに戻る。一方、ステップＳ９０６において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０７に進む。
【０１１６】
ステップＳ９０７において、ＥＣＵ２０は低圧ＥＧＲ弁３２の開度が１００％（全開）に達しているか否かを判定する。ステップＳ９０７において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０４に戻ってテンポラリモードを継続する。一方、ステップＳ９０７において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０８に進む。
【０１１７】
ステップＳ９０８において、ＥＣＵ２０は高圧ＥＧＲ弁４２及び低圧ＥＧＲ弁３２をともに全開に固定し、且つ第１吸気絞り弁６の開度を絞ることによってＥＧＲガス量を増加させる吸気絞りモードに移行する。
【０１１８】
ステップＳ９０９において、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否かを判定する。ステップＳ９０９において肯定判定された場合、図７のＢ’に戻って本ルーチンの実行を一旦終了する。ステップＳ９０９においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０８に戻り、吸気絞りモードを継続する。一方、ステップＳ９０９においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９１０に進む。
【０１１９】
ステップＳ９１０において、ＥＣＵ２０は高圧ＥＧＲ弁４２の開度が０％（全閉）に達しているか否かを判定する。ステップＳ９１０において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０１に戻ってベースモードを継続する。一方、ステップＳ９１０において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９１１に進む。
【０１２０】
ステップＳ９１１において、ＥＣＵ２０はテンポラリモードに移行する。すなわち、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を全閉に固定するとともに、低圧ＥＧＲ弁３２の開度をフィードバック制御する。
【０１２１】
ステップＳ９１２において、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否かを判定する。ステップＳ９１２において肯定判定された場合、図７のＢ’に戻って本ルーチンの実行を一旦終了する。ステップＳ９１２においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０３に進む。一方、ステップＳ９１２においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９１３に進む。
【０１２２】
ステップＳ９１３において、ＥＣＵ２０は低圧ＥＧＲ弁３２の開度が基本低圧ＥＧＲ弁開度以上になっているか否かを判定する。ステップＳ９１３において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９０１に戻ってベースモードに戻る。一方、ステップＳ９１３において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ９１１に戻りテンポラリモードを継続する。
【０１２３】
次に、内燃機関１の運転状態がＬＰＬ領域に属している場合のＥＧＲ制御サブルーチンＣについて、図１０に基づいて説明する。図１０はＥＧＲ制御サブルーチンＣを示すフローチャートである。
【０１２４】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２０はベースモードでＥＧＲ制御を行う。すなわち、低圧ＥＧＲ装置３０のみを用いてＥＧＲを行い、この際低圧ＥＧＲ弁３２の開度をフィードバック制御する。
【０１２５】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否かを判定する。ステップＳ１０２において肯定判定された場合、図７のＣ’に戻って本ルーチンの実行を一旦終了する。ステップＳ１０２においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０１に戻ってベースモードを継続する。一方、ステップＳ１０２においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０３に進む。
【０１２６】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２０は低圧ＥＧＲ弁３２の開度が１００％（全開）に達しているか否かを判定する。ステップＳ１０３において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０１に戻ってベースモードを継続する。一方、ステップＳ１０３において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０４に進む。
【０１２７】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２０はテンポラリモードに移行する。すなわち、低圧ＥＧＲ弁３２の開度を全開に固定するとともに、高圧ＥＧＲ弁４２の開度をフィードバック制御する。
【０１２８】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否かを判定する。ステップＳ１０５において肯定判定された場合、図７のＡ’に戻って本ルーチンの実行を一旦終了する。ステップＳ１０５においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大
きいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０１に戻ってベースモードに戻る。一方、ステップＳ１０５においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０６に進む。
【０１２９】
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ２０は高圧ＥＧＲ弁４２の開度が０％（全閉）に達しているか否かを判定する。ステップＳ１０６において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０１に戻ってベースモードに戻る。一方、ステップＳ１０６において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０７に進む。
【０１３０】
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ２０は高圧ＥＧＲ弁４２の開度が１００％（全開）に達しているか否かを判定する。ステップＳ１０７において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０４に戻りテンポラリモードを継続する。一方、ステップＳ１０７において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０８に進む。
【０１３１】
ステップＳ１０８において、ＥＣＵ２０は高圧ＥＧＲ弁４２及び低圧ＥＧＲ弁３２をともに全開に固定し、且つ第１吸気絞り弁６の開度を絞ることによってＥＧＲガス量を増加させる吸気絞りモードに移行する。
【０１３２】
ステップＳ１０９において、ＥＣＵ２０はＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致しているか否かを判定する。ステップＳ１０９において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０は図７のＡ’に戻って本ルーチンの実行を一旦終了する。ステップＳ１０９においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０１に戻ってベースモードに戻る。一方、ステップＳ１０９においてＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さいと判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０８に戻って吸気絞りモードを継続する。
【０１３３】
なお、以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施形態には種々の変更を加え得る。例えば、上記実施例ではＥＧＲ率の算出方法として吸入空気量と新気量とに基づく算出方法を例示したが、ＥＧＲ率の算出方法としては、例えば、吸気マニホールド１７における二酸化炭素濃度ＣＣＯ２ＩＮを測定するセンサと排気マニホールド１８における二酸化炭素濃度ＣＣＯ２ＥＸを測定するセンサとを設け、ＥＧＲ率＝ＣＣＯ２ＩＮ／ＣＣＯ２ＥＸに基づいて算出する方法も採用し得る。
【０１３４】
また、上記実施例２では、ＥＧＲ弁の感度判定において、エアフローメータ７によって検出される新気量の変化量に基づいてＥＧＲ率の変化量を推定しているが、これも同様に吸気マニホールド１７における二酸化炭素濃度と排気マニホールド１８における二酸化炭素濃度の測定値に基づいて推定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】各実施例の内燃機関の排気再循環システムを適用する内燃機関の吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図２】各実施例において内燃機関の運転状態の領域毎に定められたＥＧＲモードを示す図である。
【図３】実施例１におけるＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】実施例２におけるＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】実施例３におけるＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】実施例４における内燃機関の各運転領域においてＥＧＲ制御がベースモードからテンポラリモードへ移る場合の移行条件と、ＥＧＲ制御がテンポラリモードからベースモードへ戻る場合の復帰条件と、ベースモード及びテンポラリモードにおける高圧ＥＧＲ弁及び低圧ＥＧＲ弁の制御方法を示す表である。
【図７】実施例４におけるＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】実施例４において内燃機関がＨＰＬ領域に属している場合に実行されるＥＧＲ制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】実施例４において内燃機関がＭＩＸ領域に属している場合に実行されるＥＧＲ制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】実施例４において内燃機関がＬＰＬ領域に属している場合に実行されるＥＧＲ制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３６】
１     内燃機関
２     気筒
３     吸気管
４     排気管
５     ノズルベーン
６     第１吸気絞り弁
７     エアフローメータ
８     インタークーラ
９     第２吸気絞り弁
１０   排気浄化装置
１１   コンプレッサ
１２   タービン
１３   フィルタ
１４   過給圧センサ
１５   アクセル開度センサ
１６   クランクポジションセンサ
１７   吸気マニホールド
１８   排気マニホールド
１９   排気絞り弁
２０   ＥＣＵ
２１   排気温度センサ
３０   低圧ＥＧＲ装置
３１   低圧ＥＧＲ通路
３２   低圧ＥＧＲ弁
３３   低圧ＥＧＲクーラ
４０   高圧ＥＧＲ装置
４１   高圧ＥＧＲ通路
４２   高圧ＥＧＲ弁
【図１】
2008106706.tif 000003
【図２】
2008106706.tif 000004
【図３】
2008106706.tif 000005
【図４】
2008106706.tif 000006
【図５】
2008106706.tif 000007
【図６】
2008106706.tif 000008
【図７】
2008106706.tif 000009
【図８】
2008106706.tif 000010
【図９】
2008106706.tif 000011
【図１０】
2008106706.tif 000012