(57)【要約】【課題】空気過剰率切り換え時のＥＧＲ率の変動を抑制してエンジン運転性能の安定化をはかる。【解決手段】機関の排気系から吸気系に排気の一部を還流し、その還流量をフィードバック制御する排気還流制御弁１０と、排気還流通路９が接続する吸気系の上流に配置した吸気絞り弁８と、空気過剰率の切り換え要求に応じて吸気絞り弁８を介して吸入空気量を変化させる空気過剰率制御手段と、空気過剰率の切り換え時に排気還流制御弁１０の排気還流量のフィードバック制御を一時的に禁止、またはフィードバック制御ゲインを一時的に低下させたりして制限する手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関の排気系から吸気系に排気の一部を還流し、その還流量をフィードバック制御する排気還流制御手段と、
排気還流制御手段が接続する吸気系の上流に配置した吸気絞り手段と、
空気過剰率の切り換え要求に応じて前記吸気絞り手段を介して吸入空気量を変化させる空気過剰率制御手段と、
前記空気過剰率の切り換え時に前記排気還流制御手段の排気還流量のフィードバック制御を一時的に制限する手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項２】
前記フィードバック制御の制限手段は、前記吸気絞り手段による空気過剰率の切り換えに対し、吸入空気量の変化の応答遅れに相当する期間だけ、一時的にフィードバック制御を制限する請求項１に記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項３】
前記フィードバック制御の制限手段は、排気還流のフィードバック制御を一時的に禁止し、オープン制御する請求項１または２に記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項４】
前記フィードバック制御の制限手段は、排気還流のフィードバック制御ゲインを一時的に通常制御時よりも低下させる請求項１または２に記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項５】
前記フィードバック制御の制限手段は、排気還流のフィードバック制御を一時的に禁止し、空気過剰率の切り換え前と切り換え後のそれぞれの目標排気還流率に基づいて、その間の目標排気還流率を空気過剰率に基づいて補間計算により算出し、この補間計算により求めた排気還流率となるようにオープン制御する請求項１または２に記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項６】
前記排気還流制御手段は、内燃機関の燃料供給量及び前記吸気絞り手段の開度から算出される目標吸入空気量と、実際の吸入空気量とに基づいて実際の排気還流率を推定し、この推定した実際の排気還流率が目標排気還流率と一致するように、排気還流量をフィードバック制御する請求項１〜５のいずれか一つに記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項７】
前記吸気絞り手段の上流にエアフローメータを配置し、このエアフローメータの出力に基づいて、前記吸入空気量を検出する請求項６に記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項８】
前記空気過剰率の制御手段は、排気系に設けたＮＯｘトラップ触媒に吸着保持されるＮＯｘ量が所定の上限値に達したときに空気過剰率をリッチ側の所定値にするように、吸気絞り手段を介して吸入空気量を低減させる請求項１〜７のいずれか一つに記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気還流制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出されるＮＯｘを浄化するために、ＮＯｘトラップ触媒を排気系に備えるものが、特許文献１に開示されている。
【０００３】
ＮＯｘトラップ触媒は、空気過剰率のリーン状態では排気中に含まれるＮＯｘを吸着、保持し、リッチ状態になると、吸着していたＮＯｘを脱離、還元するものであり、基本的に、空気過剰率がリーン状態で運転される内燃機関に適用されている。ＮＯｘトラップ触媒に吸着、保持されるＮＯｘ量が所定の上限値に達すると、それ以上はＮＯｘを吸着、保持できず、このため、ＮＯｘの保持量を推定して、ＮＯｘトラップ触媒の再生を行っている。
【０００４】
ＮＯｘトラップ触媒の再生時には、空気過剰率をリッチ側の目標値となるように、吸気絞り弁などによりエンジンに吸入される空気量を減らし、同時に燃料噴射量を増量し、空気過剰率を目標値に収束させるようにしている。
【特許文献１】特開平０８−２１８９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＮＯｘ低減のために排気還流（ＥＧＲ）を同時に行っている場合、吸気絞り弁の開度を減少させると吸気系の負圧が増大し、ＥＧＲ弁の開度が変化しなくても、ＥＧＲ量が増加する。したがって、ＮＯｘトラップ触媒の再生時に空気過剰率を切り換えるために吸気絞り弁の開度を急に小さくすると、これと共にＥＧＲ量が急増し、スモークの増加を含めてエンジンの運転性が悪化する。
【０００６】
そこで、ＮＯｘトラップ触媒の再生時には、吸気絞り弁の開度を減少させると同時に、リッチ状態での目標ＥＧＲ率を保つためにＥＧＲ弁の開度を減少させ、ＥＧＲ量の急増を抑制する必要がある。ＥＧＲ弁の開度をフィードバック制御している場合、吸気絞り弁の開度に対応して、ＥＧＲ弁の開度を修正するにしても、実際には吸気絞り弁開度の変化に対して吸入空気量の変化には遅れが生じているため、フィードバック制御のハンチングが起きてしまう。
【０００７】
つまり吸気絞り弁開度の変化に実際の吸入空気量が対応しないうちに、ＥＧＲ弁を大きく閉じ側に制御することで、ＥＧＲ量が減りすぎ、これを検出してＥＧＲ量を増やそうとしてＥＧＲ弁の開度が開き側に修正される等の動作が繰り返される。
【０００８】
この結果、空気過剰率を切り換えたときに、排気還流率が大幅に変動し、エンジン出力変動、及びこれに起因しての振動、騒音の発生など、運転性能に悪影響をもたらすのである。
【０００９】
本発明はこのような問題を回避することを目的とし、空気過剰率を低下させるときの、ＥＧＲ制御のハンチングによる、運転性能に及ぼす悪影響を極力回避しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の内燃機関の排気浄化装置は、機関の排気系から吸気系に排気の一部を還流し、その還流量をフィードバック制御する排気還流制御手段と、排気還流制御手段が接続する吸気系の上流に配置した吸気絞り手段と、空気過剰率の切り換え要求に応じて前記吸気絞り手段を介して吸入空気量を変化させる空気過剰率制御手段と、前記空気過剰率の切り換え時に前記排気還流制御手段の排気還流量のフィードバック制御を一時的に制限する手段とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、吸気絞り手段を介しての空気過剰率の切り換え時、例えば空気過剰率を減少させるときに、排気還流のフィードバック制御を制限するので、実際の吸入空気量の変化が吸気絞り手段の作動に対して応答遅れを生じても、これに対応するＥＧＲ量が一時的にハンチングを起こすことがなく、運転性能の悪化を回避できる。吸入空気量が安定したら、フィードバック制御を再開することで、目標とするＥＧＲ率を精度よく維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１３】
図１は、過給機付きディーゼルエンジンに本発明を適用したシステム構成図である。
【００１４】
図において、１はエンジン本体であり、各気筒の燃焼室に燃料を直接的に噴射供給する燃料噴射弁３が配置され、燃料噴射弁３には、コモンレール２に蓄えられた高圧の燃料が供給される。コモンレール２には図示しない燃料ポンプにより燃料が圧送、蓄圧され、燃料噴射弁３の開弁に伴い高圧の燃料が燃焼室内に噴射供給される。燃料噴射弁３は、メイン噴射の前にパイロット噴射することもでき、あるいは、メイン噴射後の追加的に後噴射することもできる。コモンレール２の蓄圧値を変更することにより、燃料噴射圧力も可変的に制御できる。
【００１５】
エンジン本体１の吸気通路５には、エアフローメータ７の下流に位置して、ターボチャージャ（過給機）４のコンプレッサ４ａが配置され、排気通路６を流れる排気ガスにより駆動されるタービン４ｂによりコンプレッサ４ａが回転し、吸気を加圧する。なお、過給機４は可変容量型のものを用いることで、低速域においてはタービン４ｂ側に設けた可変ノズルを絞ってタービン効率を高め、高速域においては、可変ノズルを開いてタービン容量を拡大することにより、広い運転領域で高い過給効果を得ることが可能となる。
【００１６】
前記吸気通路５には、コンプレッサ４ａの下流側に吸気絞り弁８が介装され、エンジン本体１に吸入される空気量を制御可能となっている。吸気絞り弁８は、例えばステップモータを用いて開度が自由に変更可能な電子制御式の絞り弁として構成される。
【００１７】
排気通路６には、エンジン本体１とタービン４ｂとの間から分岐して、前記吸気絞り弁８の下流の吸気通路５に接続する排気還流通路（ＥＧＲ通路）９が設けられ、この途中には排気還流量を運転条件に応じて制御する排気還流制御弁（ＥＧＲ弁）１０が介装される。
【００１８】
ＥＧＲ弁１０は、ステップモータを用いた電子制御式のもので、その開度に応じて吸気側に還流される排気還流量、すなわちエンジン本体１に吸入されるＥＧＲ量を制御する。ＥＧＲ弁１０は、運転条件に応じて設定される目標ＥＧＲ率となるように、ＥＧＲ量をフィードバック制御により制御する。
【００１９】
エンジン本体１に吸入される空気流量は、そのときの燃料噴射量に依存するエンジン回転速度に応じて決まり、前記吸気絞り弁８の上流からの吸入新気量（以下、単に吸入空気量ともいう）と、吸気絞り弁８の下流に導入されるＥＧＲ量との合計流量となる。仮にエンジン運転状態に変化がなければ合計流量は変化せず、したがってＥＧＲ量が増えれば、吸入新気量が減り、ＥＧＲ量が減れば、吸入新気量が増える。吸入新気量は吸気絞り弁８の開度よっても変化し、全開のときに最大量となり、開度が小さくなるとこれに応じて減少する。
【００２０】
したがって、目標ＥＧＲ率が決まると、そのときの目標吸入空気量、すなわち、目標新気量は、そのときの燃料噴射量、吸気絞り弁開度に依存して決まる。実際の吸入空気量が目標空気量よりも少ないときは、ＥＧＲ量が相対的に多いことであり、逆に実際の吸入空気量が目標吸入空気量よりも多いときは、ＥＧＲ量が少ないことを意味する。
【００２１】
これらにより、実際の吸入空気量を測定するエアフローメータ７の出力と、目標吸入空気量との比較により、ＥＧＲ率のフィードバック制御を行うことができる。
【００２２】
前記排気通路６には、ターボチャージャ４のタービン４ｂの下流に位置して、ＨＣ吸着機能付き酸化触媒１１、ＮＯｘトラップ触媒１２、排気微粒子フィルタ（ＤＰＦ）１３が順に設けられる。
【００２３】
ＨＣ吸着機能付き酸化触媒１１は低温時に吸着した排気中のＨＣを高温時に放出する特性をもち、活性状態ではＨＣとＣＯを酸化処理する。ＮＯｘトラップ触媒１２は、空気過剰率λが１以上、すなわち、リーン運転状態で排気中のＮＯｘを吸着し、空気過剰率がリッチ状態になるとＮＯｘを放出し、かつ活性状態にあれば、このＮＯｘを還元する機能を有する。排気微粒子フィルタ１３は、排気中の微粒子（ＰＭ）を捕集し、捕集したＰＭは排気温度を高温化する再生制御により燃焼処理する。
【００２４】
前記した燃料噴射弁３からの燃料噴射量、噴射時期をアクセル開度などの運転条件に応じて制御し、また運転条件によってリーンとリッチ側との要求される空気過剰率が得られるように前記吸気絞り弁８の開度を切り換え制御し、加えて、それぞれの運転時に目標ＥＧＲ率となるようにＥＧＲ弁１０の開度をフィードバック制御し、さらには、ＮＯｘトラップ触媒１２に吸着されたＮＯｘ総量が所定値に達したことを判断したら、ＮＯｘを脱離、還元する、再生制御を行い、排気微粒子フィルタ１３に捕集された微粒子が所定量だけ堆積したら、排気温度を高温化して微粒子を燃焼除去する再生制御を行う、コントロールユニット２０が備えられる。
【００２５】
コントロールユニット２０は、ＣＰＵ及びその周辺装置からなるマイクロコンピュータにより構成され、コントロールユニット２０には、運転状態などを検出する、以下に述べる各種センサからの信号が入力し、これらに基づいて上記した制御を実行する。
【００２６】
前記のように、吸入空気量はエアフローメータ７により検出され、また、エンジン回転速度Neを検出する回転速度センサ１４、アクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ１５、冷却水温Twを検出する水温センサ１６、前記コモンレール２内の燃料圧力（燃料噴射圧）を検出する圧力センサ１７が設けられる。さらに、前記ＨＣ吸着機能付き酸化触媒１１、ＮＯｘトラップ触媒１２、排気微粒子フィルタ１３の各出口側の排気温度を検出する温度センサ２１、２２、２３が設けられ、また排気通路６のタービン４ｂよりも上流には、排気空燃比または酸素濃度を検出する排気センサ２４が設けられている。
【００２７】
本発明にあっては、とくにコントロールユニット２０は、空気過剰率の切り換え時に、ＥＧＲ率がハンチングを起こすことのないように、ＥＧＲ率のフィードバック制御を一時的に制限し、エンジン運転性能の悪化を回避することに特徴がある。
【００２８】
ここで、コントロールユニット２０で実行される排気浄化制御の全体について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
ステップＳ１では、エンジン回転速度、アクセル開度など、エンジン運転状態を代表する信号を前記各種センサ出力から読み込む。
【００３０】
ステップＳ２では、ＮＯｘトラップ触媒１２にトラップされて堆積したＮＯｘ堆積量（吸着量）を計算する。ＮＯｘ堆積量の算出手法は各種知られており、例えば、エンジン回転数の積算値や車両の走行距離から推測することができる。積算値を用いる場合、ＮＯｘトラップ触媒１２の再生制御が完了した時点では、その積算値をリセットする。
【００３１】
ステップＳ３ではＤＰＦ１３に捕集されて堆積しているＰＭ堆積量を計算する。ＰＭ堆積量の手法としては、ＤＰＦ１３のＰＭ堆積量が増えると、ＤＰＦ１３の入口側の排気圧力が上昇することから、入口側排気圧力と、現在のエンジン運転状態（エンジン回転速度、燃料噴射量）での基準排気圧力との比較により、ＰＭ堆積量を推定する。あるいは前回のＤＰＦ再生からのエンジン回転数積算値や走行距離と排気圧力の組み合わせによりＰＭ堆積量を推定することもできる。
【００３２】
ステップＳ４ではＤＰＦ再生モード中であることを示す、ｒｅｇ１フラグが立っているかどうかを判定する。ｒｅｇ１フラグ＝１の場合は、ステップＳ５に進んでＤＰＦ１３の再生制御を実行する。そうでない場合は、ステップＳ６に移行する。
【００３３】
ＤＰＦ１３の再生制御では、燃料のポスト噴射などにより排気温度を上昇させ、ＤＰＦ１３に捕集されているＰＭを燃焼処理する。ＤＰＦ１３の再生制御が終了したらｒｅｇ１フラグ＝０にする。
【００３４】
ステップＳ６では、ＮＯｘトラップ触媒１２の再生モード、すなわち、ＮＯｘトラップ触媒１２に吸着したＮＯｘ脱離浄化のためのリッチスパイクモード中（空気過剰率のリッチ化中）であることを示すｓｐフラグが立っているか否かを判定する。ｓｐフラグ＝１の場合は、ステップＳ７に進んで、リッチスパイク制御（ＮＯｘトラップ触媒再生制御）を実行する。そうでないときは、ステップＳ８に移行する。
【００３５】
ＮＯｘトラップ触媒再生制御は、空気過剰率をリッチ側の目標値まで低下させて行うもので、吸気絞り弁８の開度を絞り、これにより排気の空気過剰率がリッチとなり、リーン運転中にＮＯｘトラップ触媒１２に堆積（吸着、保持）していたＮＯｘが脱離、還元処理される。なお、この空気過剰率の切り換え時には、燃料噴射量は変化させず、切り換えの前後で同一量を維持する。すなわち、燃料噴射量はアクセル開度、エンジン回転速度等に基づいて演算され、空気過剰率の切り換えは、吸気絞り弁８の開度を切り換えることで行い、切り換え前後においてエンジンのトルク変動が生じないようにしている。ＮＯｘトラップ触媒１２のリッチスパイク制御が終了したらｓｐフラグ＝０にする。
【００３６】
ステップＳ８では、ステップＳ３で計算したＤＰＦ１３のＰＭ堆積量が、所定量ＰＭ１に達したか、すなわち、ＤＰＦ１３が再生時期になったか否かを判定する。ＰＭ堆積量＞ＰＭ１で、ＤＰＦ１３の再生時期であると判定されたときには、ステップＳ９で再生中であることを示すｒｅｇ１フラグを立てる、すなわちｒｅｇ１フラグ＝１とする。そうでないときは、ステップＳ１０に移行する。
【００３７】
ステップＳ１０ではＮＯｘトラップ触媒１２のＮＯｘ堆積量が所定量ＮＯｘ１に達してＮＯｘトラップ触媒の再生時期になったか、否かを判定する。ＮＯｘ堆積量＞ＮＯｘ１で、ＮＯｘトラップ触媒の再生時期であると判定された場合には、ステップＳ１１でＮＯｘトラップ触媒再生中であるｓｐフラグを立てる、すなわち、ｓｐフラグ＝１とする。
【００３８】
図３のフローチャートにより、コントロールユニット２０が行うＥＧＲ弁１０のフィードバック制御について説明する。
【００３９】
ステップＳ２１では、運転状態を代表する信号を読み込み、ステップＳ２２ではマップを参照して運転状態に応じて、少なくとも空気過剰率のリーンとリッチ状態とに応じて目標ＥＧＲ率の設定を行う。
【００４０】
ステップＳ２３では目標ＥＧＲ率とするための、吸気絞り弁８の切り換えに対応した、ＥＧＲ弁１０の開度をマップに基づいて算出し、設定する。
【００４１】
ステップＳ２４では、実際の吸入空気量をエアフローメータ７の出力から算出する。
【００４２】
ステップＳ２５では、そのときの目標ＥＧＲ率と、エンジン本体１に供給される燃料噴射量と吸気絞り弁開度とに基づいて、目標吸入空気量を算出する。そして、目標吸入空気量と前記実際の吸入空気量とから、実際のＥＧＲ量を推定し、これら実際の吸入空気量とＥＧＲとから、実際のＥＧＲ率を算出する。
【００４３】
ステップＳ２６では、目標ＥＧＲ率と、実際のＥＧＲ率とを比較し、もし目標ＥＧＲ率よりも実際のＥＧＲ率が低いときは、ステップＳ２７に進んでＥＧＲ率を大きくするようにＥＧＲ弁１０の開度を一定量だけ大きくする。
【００４４】
これに対して、目標ＥＧＲ率よりも実際のＥＧＲ率が大きいときは、ステップＳ２８に進んで、ＥＧＲ弁１０の開度を一定量だけ小さくする。
【００４５】
このようにして、運転状態に応じて設定された目標ＥＧＲ率となるようにＥＧＲ弁１０の開度をフィードバック制御する。
【００４６】
次に図４のフローチャートにしたがって、空気過剰率をリーンからリッチ状態に切り換えるときのＥＧＲ弁１０の制御について説明する。
【００４７】
図２の処理において、ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１に達して、ｓｐフラグ＝１となり、空気過剰率をリーンからリッチに切り換えるときに、図４のフローが実行される。
【００４８】
まず、ステップＳ３１で空気過剰率のリーンからリッチ状態への切り換えが判定されると、ステップＳ３２に進んで、ＥＧＲ率のフィードバック制御を制限、この実施形態では、一時的に禁止する。
【００４９】
ステップＳ３３では、リッチ側の空気過剰率に基づいて目標ＥＧＲ率を設定し、ステップＳ３４でこの目標過剰率とするための、ＥＧＲ弁１０の開度を前記したマップを参照して設定する。
【００５０】
ステップＳ３５では、ＥＧＲ弁１０の開度を設定してからの時間ｔが、予め定めてある一定の待機時間ｔｓｅｔを経過したか否かを判定する。この待機時間ｔｓｅｔは、例えば、空気過剰率をリッチに切り換えるべく、吸気絞り弁８の開度を減少させてから、吸入空気量の変化遅れが解消するまでにかかる時間に相当して設定される。
【００５１】
待機時間ｔｓｅｔが経過したら、ステップＳ３６に進んで、ＥＧＲ弁１０の開度のフィードバック制御を開始し、一連の処理を終了する。
【００５２】
次に空気過剰率をリーン状態からリッチ状態に切り換えるときの動作を中心にしてＥＧＲ弁１０のフィードバック制御について説明する。
【００５３】
リーン運転中は、目標とするＥＧＲ率となるように、ＥＧＲ弁１０の開度がフィードバック制御により制御される。
【００５４】
目標ＥＧＲ率が決まると、そのときの吸気絞り弁開度に応じて、目標吸入空気量も決まり、さらにはＥＧＲ弁１０の目標開度も決まる。運転状態が変化せず、エンジンに吸入される吸入空気とＥＧＲとの合算流量が同じならば、ＥＧＲ量が増えれば、相対的に吸入空気量は減り、ＥＧＲ量が減れば同じく吸入空気量が増える。
【００５５】
したがって、吸入空気量を測定するエアフローメータ７の出力に基づいて、実際のＥＧＲ率が算出でき、この実際のＥＧＲ率が目標とするＥＧＲ率と一致するようにＥＧＲ弁１０の開度をフィードバック制御するのである。
【００５６】
ＥＧＲを行うことで、排気中のＮＯｘが低減されるが、一方でＥＧＲ率が目標以上に大きくなると、スモークが増加しやすくなる。そこで、このようにＥＧＲ弁１０の開度をフィードバック制御することで、ＥＧＲ率を目標値に正確に制御して、ＮＯｘの低減とスモークの増加の防止を果たすことができる。
【００５７】
このリーン運転時にＮＯｘトラップ触媒１２に吸着保持されたＮＯｘの堆積量が所定の上限値に達すると、それ以上はＮＯｘの吸着ができなくなるので、コントロールユニット２０により、空気過剰率をリーンからリッチに切り換えての触媒再生動作が実行される。
【００５８】
空気過剰率をリッチに切り換えるために、吸気絞り弁８の開度が、所定の目標開度まで絞り込まれる。これに伴い、吸気系の負圧が高まるため、そのままでは、吸気絞り弁８の下流側に接続されているＥＧＲ通路９から還流されているＥＧＲ量が大幅に増加することになる。そこで、ＥＧＲ弁１０の開度もリッチ状態での目標ＥＧＲ率となるように、減少させられる。
【００５９】
ところで、この場合、ＥＧＲ率のフィードバック制御が継続的に実行されると、次のような問題が生じる。
【００６０】
吸気絞り弁８と同時にＥＧＲ弁１０の開度も切り換えられるが、吸気絞り弁８の開度変化に対して、吸入空気量の変化が追従にするには、時間遅れがあり、すぐには吸入空気量は変化しない。
【００６１】
しかし、ＥＧＲ弁１０のフィードバック制御を継続していると、吸入空気量が目標ＥＧＲ率に比較して多いために、リッチ側の目標値に切り換えられたＥＧＲ弁１０の開度ではＥＧＲ量が不足する。すると、エアフローメータ７の出力に基づいてのフィードバック制御により、ＥＧＲ弁１０の開度を大幅に増加する修正がかかってしまう。これによりＥＧＲ量が増量され、一方で吸入空気量は時間と共に減少するので、結果的にＥＧＲ率が一時的に要求される目標値よりも過大となったりする。この後、再び、ＥＧＲ弁１０の開度を減らすような修正がかかるが、しかし、このように制御されるＥＧＲ率がハンチングを起こし、大きく変動することで、エンジン運転性能が不安定となり、この間は騒音、振動特性なども悪化してしまう。
【００６２】
とくに空気過剰率が小さくなるリッチ状態では、排気中のスモークなどを増大させないように、ＥＧＲ率はリーン状態よりも小さい値く設定されるが、このようにＥＧＲ率が一時的にせよ、大きくなることで、排気性能に及ぼす影響も無視できないものとなる。
【００６３】
これに対して、本実施形態によれば、空気過剰率をリーンからリッチに切り換えるときには、一時的にＥＧＲ弁１０のフィードバック制御を禁止し、ＥＧＲ弁１０の開度は目標値にオープン制御される。
【００６４】
したがって、吸気絞り弁８の開度減少に対して吸入空気量の変化に応答遅れを生じても、同時に切り換えられたＥＧＲ弁１０の開度がハンチングにより増減を繰り返すことがなく、この間は、目標ＥＧＲ率に対して、実際のＥＧＲ率は即座に対応はしないが、目標値に向かって、ある遅れをもって収束する。
【００６５】
このため、一時的に過剰なＥＧＲにより、エンジン出力が変動し、騒音や振動が悪化する等ということが未然に回避できるのである。
【００６６】
そして、空気過剰率の切り換えに伴う吸入空気量の変化の遅れが解消された時点で、通常のフィードバック制御に戻るのであり、この後は、ＥＧＲ弁１０の開度が目標ＥＧＲ率を維持するように、正確にフィードバック制御されることで、排気中のスモークなどを悪化させることなく、安定した精度のよいＥＧＲ制御が行われる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態によれば、吸気絞り弁８を介して行う空気過剰率の切り換え時、例えば空気過剰率を減少させるときに、排気還流のフィードバック制御を制限するので、実際の吸入空気量の変化が吸気絞り弁８の作動に対して応答遅れを生じても、ＥＧＲ弁１０が過剰に応答することなく、ＥＧＲ量が一時的にハンチングを起こすことがなく、運転性能の悪化を回避できる。吸入空気量が安定したら、フィードバック制御を再開することで、目標とするＥＧＲ率を精度よく維持することができ、これによりＮＯｘの低減とスモークの抑制が図れる。
【００６８】
ＥＧＲのフィードバック制御を一時的に制限する期間は、吸気絞り弁８の開度変化に対して、実際の吸入空気量の応答遅れに相当する期間とすることで、フィードバック制御を制限する時間を必要最小限にとどめ、排気特性の悪化などを極力抑制することができる。
【００６９】
また、ＥＧＲのフィードバック制御は、燃料噴射量、吸気絞り弁開度（いずれもコントロールユニット２０が運転状態に応じて演算により算出している）と、エアフローメータ７の検出する吸入空気量とに基づいて、実際のＥＧＲ率を推定しながら行うことで、とくに特別なセンサ等をわざわざ設置することなしに、精度よく実行できる。
【００７０】
ところで、上記実施形態において、空気過剰率をリッチからリーン状態に切り換えられるときに、ＥＧＲ弁１０のフィードバック制御を一時的に禁止する代わりに、フィードバック制御の制御ゲインの応答性を一時的に低下させ、フィードバック制御の応答を遅らせることで、ハンチングを防ぐようにすることも可能である。フィードバック制御の制御ゲインを低下させることで、すぐにはフィードバック制御の修正がかからず、これによりＥＧＲ弁１０の開度が増加、減少を繰り返すことが回避され、切換時の制御安定性が高められる。
【００７１】
また、空気過剰率の切り換え時に、ＥＧＲ弁１０のフィードバック制御を一時的に禁止すると共に、リーンとリッチ状態でのそれぞれ目標ＥＧＲ率に基づいて、この切り換え期間中のＥＧＲ率を、実際の空気過剰率にしたがって、補間計算により求め、これを吸入空気量の応答遅れの間の、目標ＥＧＲ率とし、これに基づいてＥＧＲ弁の１０の開度をオープン制御することもできる。
【００７２】
この場合には、吸気絞り弁８の開度をリーンからリッチ状態に切り換えた後に、実際の吸入空気量の変化が追いつくまでの間は、ＥＧＲ弁１０の開度は、補間計算により決められた、目標開度に順次制御されていくため、実際の吸気過剰率に対応して、ＥＧＲ量が正確に制御される。これにより空気過剰率の過渡時のエンジン燃焼特性をより安定させることができる。
【００７３】
なお、上記実施形態では、空気過剰率がリーンからリッチ状態に切り換わるときにＥＧＲのフィードバック制御を一時的に制限しているが、リッチからリーン状態に切り換えるときに、同じような制御を行うこともできる。
【００７４】
ＥＧＲ量のフィードバック制御は、排気センサ２４の検出値に基づいて、排気の空気過剰率を算出し、これと吸入空気量、吸気絞り弁開度等に基づいて推定することもできる。
【００７５】
また、空気過剰率のリーンからリッチの切り換えは、上記したＮＯｘトラップ触媒１２の再生制御時に限られるものではなく、触媒の活性状態など、さまざまな要求に応じて切り換えが行われる。
【００７６】
本発明は上記した実施形態に示されたものに限定されるわけではなく、本発明の技術的思想の範囲内で当業者がなしうるさまざまな改良、変更が含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明の排気浄化装置は、自動車用等の内燃機関に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態を示すシステム構成図である。
【図２】コントロールユニットで実行される制御動作を示すフローチャートである。
【図３】同じくＥＧＲフィードバック制御の内容を示すフローチャートである。
【図４】同じく空気過剰率の切換時の制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１  エンジン本体
３  燃料噴射弁
４  ターボチャージャ
５  吸気通路
６  排気通路
７  エアフローメータ
８  吸気絞り弁
９  排気還流通路（ＥＧＲ通路）
１０  排気還流制御弁（ＥＧＲ弁）
１１  ＨＣ吸着機能付き酸化触媒
１２  ＮＯｘトラップ触媒
１３  排気微粒子フィルタ
１４  エンジン回転速度センサ
１５  アクセル開度センサ
１６  水温センサ
２０  コントロールユニット
２４  排気センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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