(57)【要約】【課題】この発明は内燃機関の制御装置に関し、リーン燃焼運転中にＥＧＲガスを導入する場合において、要求放電電圧Ｖｒを制御可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】  図９に示すように、プラグ電極間において火花放電を開始する電圧（要求放電電圧Ｖｒ）は、ＥＧＲ率および空燃比を用いて表されるガス燃料比Ｇ／Ｆがよりリッチ側になるほど低下するという特性を示す。そのため、破損回避制御においては、図９に矢印で示すように、ガス燃料比Ｇ／Ｆをリッチ側に徐々に変更する。これにより、排出ＮＯｘ量を略一定としながら要求放電電圧Ｖｒを低下させることが可能となる。【選択図】図５
2013133734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーンバーン運転が可能な内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記内燃機関の筒内に吸入される総吸入ガスに対する、前記ＥＧＲ通路を経由して前記内燃機関に還流させるＥＧＲガスの比率を表すＥＧＲ率を調整するＥＧＲ率調整手段と、
前記内燃機関に吸入される新気ガス量と、前記内燃機関における消費燃料量との比率を表す空燃比を調整する空燃比調整手段と、
前記内燃機関に設けられた点火プラグの摩耗量を推定する摩耗量推定手段と、
前記点火プラグの放電の際における筒内圧力を推定する筒内圧力推定手段と、
内燃機関から排出されるＮＯｘ量毎に、放電電圧とＥＧＲ率と空燃比との関係を規定した特性マップと、
前記内燃機関から排出されたＮＯｘ量を取得するＮＯｘ量取得手段と、
前記筒内圧力と前記摩耗量とを用いて算出される放電電圧が設定電圧よりも大きい場合に、前記ＮＯｘ量に対応する特性マップを特定し、特定した特性マップに基づいて、前記ＥＧＲ率調整手段と前記空燃比調整手段とを制御する破損回避制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記破損回避制御手段は、前記特定した特性マップにおいて、前記ＥＧＲ率が高くなると共に、前記空燃比が燃料リッチとなるように前記ＥＧＲ率調整手段と前記空燃比調整手段とを制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、より詳細には、その吸気系にＥＧＲガスが添加される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、均質燃焼と成層リーン燃焼との間で燃焼形態を切り換え可能なエンジンの排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを設け、燃焼形態の切り換えに応じて当該ＥＧＲバルブの開度を制御するエンジンの制御装置が開示されている。ＥＧＲバルブの開度を制御すればエンジンの吸気系に導入するＥＧＲガス量を制御できる。ＥＧＲガス量を制御できれば、燃焼状態の切り換えによって変化する排出ＮＯｘ量を調整できる。
【０００３】
また、例えば特許文献２には、成層リーン燃焼が可能な火花点火式の内燃機関において、ＥＧＲ量や目標空燃比に基づいて点火コイルの通電時間（プラグ電極の放電エネルギ）を補正する内燃機関の制御装置が開示されている。火花点火式内燃機関は、点火コイルに通電してプラグ電極間に高電圧を印加し、燃焼室内に火花を飛ばして筒内ガスに点火するものである。また、この内燃機関において、ＥＧＲ量や空燃比はその運転状態に応じて制御される。そのため、ＥＧＲ量や空燃比の制御量に応じて点火コイルの通電時間を補正すれば、消費電力の低減を図ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３０００７号公報
【特許文献２】特開２００１−１５３０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、リーン燃焼運転時においては、ストイキ運転時よりも筒内ガス量が増えるので筒内圧力が高くなる。そのため、プラグ電極間において火花放電を開始する電圧、即ち絶縁破壊を生じる電圧（以下、「要求放電電圧Ｖｒ」ともいう。）も高くなる。また、このリーン燃焼運転時において、内燃機関にＥＧＲガスを導入すれば要求放電電圧Ｖｒが更に高くなる。この理由としては、ＥＧＲガスを加えれば筒内ガス量が増えること、ＥＧＲガスは低温ガスでありプラグ電極の温度を低下させること、ＥＧＲガスにはＣＯ２等の不活性ガスが含まれること等が挙げられる。従って、リーン燃焼運転時にＥＧＲガスを導入しようとすると、要求放電電圧Ｖｒがプラグ電極の耐性を上回る可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、リーン燃焼運転中にＥＧＲガスを導入する場合において、要求放電電圧Ｖｒを制御可能な内燃機関の制御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】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
リーンバーン運転が可能な内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記内燃機関の筒内に吸入される総吸入ガスに対する、前記ＥＧＲ通路を経由して前記内燃機関に還流させるＥＧＲガスの比率を表すＥＧＲ率を調整するＥＧＲ率調整手段と、
前記内燃機関に吸入される新気ガス量と、前記内燃機関における消費燃料量との比率を表す空燃比を調整する空燃比調整手段と、
前記内燃機関に設けられた点火プラグの摩耗量を推定する摩耗量推定手段と、
前記点火プラグの放電の際における筒内圧力を推定する筒内圧力推定手段と、
内燃機関から排出されるＮＯｘ量毎に、放電電圧とＥＧＲ率と空燃比との関係を規定した特性マップと、
前記内燃機関から排出されたＮＯｘ量を取得するＮＯｘ量取得手段と、
前記筒内圧力と前記摩耗量とを用いて算出される放電電圧が設定電圧よりも大きい場合に、前記ＮＯｘ量に対応する特性マップを特定し、特定した特性マップに基づいて、前記ＥＧＲ率調整手段と前記空燃比調整手段とを制御する破損回避制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記破損回避制御手段は、前記特定した特性マップにおいて、前記ＥＧＲ率が高くなると共に、前記空燃比が燃料リッチとなるように前記ＥＧＲ率調整手段と前記空燃比調整手段とを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、筒内圧力と点火プラグの摩耗量とを用いて算出される放電電圧が設定電圧よりも大きい場合に、取得したＮＯｘ量に対応する特性マップを特定し、特定した特性マップに基づいて、ＥＧＲ率調整手段と空燃比調整手段とを制御することができる。この特性マップは、内燃機関から排出されるＮＯｘ量毎に、放電電圧とＥＧＲ率と空燃比との関係を規定したものである。そのため、特性マップを特定し、特定した特性マップに基づいてＥＧＲ率調整手段と空燃比調整手段とを制御すれば、内燃機関から排出されるＮＯｘ量を略一定としながら放電電圧を低下させることが可能となる。従って、リーンバーン運転中に排出ＮＯｘ量が変化することを抑制しつつ、要求放電電圧Ｖｒがプラグ電極の耐性を上回るのを回避できる。
【００１０】
本発明者の知見によれば、ＥＧＲ率を高くしつつ空燃比を燃料リッチとすることで、内燃機関から排出されるＮＯｘ量を一定としながら要求放電電圧Ｖｒを低下できることが明らかとなった。第２の発明は、本知見に基づくものである。従って、第２の発明によれば、上記第１の発明で特定した特性マップにおいて、ＥＧＲ率が高くなると共に、空燃比が燃料リッチとなるように上記ＥＧＲ率調整手段と上記空燃比調整手段とを制御できるので、排出ＮＯｘ量の変化を抑制しながら要求放電電圧Ｖｒがプラグ電極の耐性を上回るのを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態のシステム構成を説明するための図である。
【図２】点火プラグ５２の電極部を示す部分拡大図である。
【図３】点火時における筒内圧力［ＭＰａ］およびプラグギャップＧａｐ［ｍｍ］と、要求放電電圧Ｖｒ［ｋＶ］との関係を示した図である。
【図４】プラグギャップＧａｐおよび要求放電電圧の増加量Ｖｇａｐと、放電エネルギの総和Σｅとの関係を示した図である。
【図５】ＥＣＵ６０により実行される要求放電電圧Ｖｒの推定ルーチンを示したフローチャートである。
【図６】インテークバルブが閉じたタイミング（Ａ）および点火タイミング（Ｂ）におけるピストン位置と燃料室容積の模式図である。
【図７】空燃比Ａ／Ｆとガス燃料比Ｇ／Ｆとの関係を示した図である。
【図８】排出ＮＯｘ量と空燃比との関係をＥＧＲ率毎に示した図である。
【図９】ガス燃料比Ｇ／Ｆと要求放電電圧Ｖｒとの関係を示した図である。
【図１０】ＥＣＵ６０により実行される破損回避制御の実行ルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】クランク角と筒内圧との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［システム構成の説明］
以下、図１乃至図１１を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施形態のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関として、均質燃焼によるリーン燃焼運転が可能なエンジン１０を備えている。エンジン１０は、複数の気筒を有している（図１では４つの気筒）。また、図１に示すシステムは、エンジン１０の他、エンジン１０に空気を供給する吸気系と、エンジン１０から排気ガスを排出する排気系と、エンジン１０の運転を制御する制御系とを備えている。
【００１３】
エンジン１０の吸気系は、吸気マニホールド１２と、吸気マニホールド１２に接続される吸気管（吸気通路）１４とを備えている。大気中から吸気管１４に取り込まれた新気ガスは、サージタンク１６、吸気マニホールド１２を介して各気筒の燃焼室に分配される。吸気管１４の入口には、エアクリーナ１８が取り付けられている。エアクリーナ１８の下流近傍には、吸気管１４に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０が設けられている。
【００１４】
エアフローメータ２０の下流には、過給機２２のコンプレッサ２２ａが配置されている。また、コンプレッサ２２ａの下流には、コンプレッサ２２ａにより圧縮されたガスを冷却するインタークーラ２４が配置されている。インタークーラ２４の下流には、吸気管１４を流れるガス量を調整するためのスロットルバルブ２６が配置されている。
【００１５】
エンジン１０の排気系は、排気マニホールド２８と、排気マニホールド２８に接続される排気管（排気通路）３０とを備えている。エンジン１０の各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド２８に集められ、排気マニホールド２８を介して排気管３０へ排出される。排気マニホールド２８の下流の排気管３０には、過給機２２のタービン２２ｂが配置されている。
【００１６】
タービン２２ｂの下流には、前処理触媒３２およびリーンＮＯｘ触媒３４がこの順に配置されている。前処理触媒３２は、これに流入する排気空燃比が理論空燃比付近の狭い範囲にある場合に、排気ガスに含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの３成分を効率的に浄化する三元触媒である。リーンＮＯｘ触媒３４は所謂吸蔵還元型のＮＯｘ触媒であり、これに流入する排気空燃比が所定リーン域にある場合にＮＯｘを吸蔵し、所定リッチ域にある場合にＮＯｘを放出するという吸放出作用を有する。また、前処理触媒３２とリーンＮＯｘ触媒３４の間には、排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ３６が設置されている。
【００１７】
また、図１に示すシステムは、低圧ＥＧＲ通路３８を備えている。低圧ＥＧＲ通路３８は、前処理触媒３２とＮＯｘ触媒３４の間の排気管３０と、スロットルバルブ２６より下流の吸気管１４とを接続するように構成されている。低圧ＥＧＲ通路３８の途中には、当該通路３８を開閉するための低圧ＥＧＲバルブ４０が設けられている。
【００１８】
また、図１に示すシステムは、高圧ＥＧＲ通路４２を備えている。高圧ＥＧＲ通路４２は、吸気マニホールド１２に共通に接続されたＥＧＲデリバリ４４と、タービン２２ｂより上流の排気管３０とを連通するように構成されている。高圧ＥＧＲ通路４２の途中には、当該通路４２を開閉するための高圧ＥＧＲバルブ４６が設けられている。また、高圧ＥＧＲ通路４２の途中には、高圧ＥＧＲ通路４２を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ４８や、ＥＧＲガス中の未燃ＨＣや粒子状物質を浄化（除去）するＥＧＲ触媒５０が設けられている。
【００１９】
ここで、図２を参照しながら、点火プラグ５２の構造について説明する。図２は、点火プラグ５２の電極部を示す部分拡大図である。点火プラグ５２は、例えば特開２００８−３００２７８号公報等に記載されているように、中心電極５２ａと接地電極５２ｂとを備えている。電極５２ａ，５２ｂは、所定の電極間距離（以下、「プラグギャップＧａｐ」ともいう。）を挟んで互いに対向している。点火プラグ５２は、中心電極５２ａと接地電極５２ｂとの間に要求放電電圧Ｖｒ以上の電圧を印加することにより、これらの電極間に火花放電を生じさせて各気筒の燃焼室内のガスに点火する。
【００２０】
図１に戻り、エンジン１０の制御系は、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)６０を備えている。ＥＣＵ６０には、上述した各種センサおよび各種アクチュエータの他、インテークカムシャフトの回転角度（以下、カム角と称する）を検出するカム角センサ５４、吸気管１４内の圧力を検出する圧力センサ５６、クランク角を検出するクランク角センサ５８等が接続されている。ＥＣＵ６０には、これらの機器やセンサ以外にも複数の機器やセンサが接続されているが、ここではその説明は省略する。ＥＣＵ６０は、各センサの出力に基づき、所定の制御プログラムに従って各機器を駆動するようになっている。
【００２１】
［実施の形態の特徴］
図１に示したシステム構成によれば、低圧ＥＧＲガスや高圧ＥＧＲガスをエンジン１０に還流できるので、軽負荷燃焼時に前処理触媒３２にＣＯやＨＣを供給してその温度低下を防止できる。しかし、上述したように、ＥＧＲガスを導入すると要求放電電圧Ｖｒが高くなる。またこの際、過給機２２を作動させると筒内圧力が上昇するので要求放電電圧Ｖｒがより一層高くなる。
【００２２】
筒内圧力の上昇に伴い要求放電電圧Ｖｒが高くなるのは、火花放電の起こる電圧に関するパッシェンの定理に基づき説明できる。パッシェンの定理によれば、点火時における筒内圧力［ＭＰａ］およびプラグギャップＧａｐ［ｍｍ］と、要求放電電圧Ｖｒ［ｋＶ］との関係は図３に示す関係となる。即ち、点火時の筒内圧力が高いほど、或いはプラグギャップＧａｐが大きいほど要求放電電圧Ｖｒが高くなる。なお、図３に示す特性線（パッシェン曲線）の傾きαおよび切片βは、後述する式（２）の形でＥＣＵ６０内部に予め記憶されているものとする。
【００２３】
ところで、図３のプラグギャップＧａｐに関し、電極５２ａ，５２ｂは放電により磨耗するので、プラグギャップＧａｐは経時的に大きくなる（電極５２ａ，５２ｂのプラグ電極間が増加する）。図４は、プラグギャップＧａｐおよび要求放電電圧の増加量Ｖｇａｐと、放電エネルギの総和Σｅとの関係を示した図である。図４において、放電エネルギは、電極５２ａ，５２ｂ間の印加電圧に基づいて算出されるものであり、放電エネルギの総和Σｅは、この放電エネルギの履歴の加算値である。図４に示すように、放電エネルギの総和Σｅが増加するほどプラグギャップＧａｐや、要求放電電圧の増加量Ｖｇａｐが大きくなる。
【００２４】
なお、本実施形態において、放電エネルギは点火タイミング毎にＥＣＵ６０において算出され、その内部にデータとして蓄積されるものとする。また、図４で示したプラグギャップＧａｐと放電エネルギの総和Σｅとの関係については、数値マップの形でＥＣＵ６０内部に記憶されているものとする。
【００２５】
このように、プラグギャップＧａｐや放電電圧の増加量Ｖｇａｐが大きくなれば、例えば過給かつＥＧＲガス導入時に要求放電電圧Ｖｒがプラグ電極の耐性を上回り、最悪の場合、プラグ電極を含む点火系部品の破損に至る可能性がある。そこで、本実施形態においては、そのような不具合を未然に回避するべく、以下に説明する破損回避制御を実行することとしている。
【００２６】
［破損回避制御］
破損回避制御は、要求放電電圧Ｖｒが設定電圧を超えた場合に、筒内に吸入される総ガス量を減少させるようにＥＧＲ率と空燃比とを制御するものである。上述したパッシェンの定理に則れば、筒内圧力が下がれば要求放電電圧Ｖｒが低下する。そのため、総ガス量を減らすようにＥＧＲ率と空燃比とを制御すれば、筒内圧力を下げることができ、要求放電電圧Ｖｒを低下できるので、点火系部品の破損を回避できる。
【００２７】
破損回避制御の実行に際しては、先ず、要求放電電圧Ｖｒが推定される。要求放電電圧Ｖｒの推定は、点火タイミングでの筒内圧力Ｐｓａと、プラグギャップＧａｐとをそれぞれ算出することにより行われる。これらの算出手法を含む要求放電電圧Ｖｒの推定手法について、図５を参照しながら説明する。図５は、ＥＣＵ６０により実行される要求放電電圧Ｖｒの推定ルーチンを示したフローチャートである。
【００２８】
図５に示すように、ＥＣＵ６０は先ず、吸気管圧力Ｐｉｎを計測する（ステップ１１０）。具体的に、ＥＣＵ６０は、カム角センサ５４および圧力センサ５６のセンサ出力を取得し、これらのセンサ出力を用いて、インテークバルブが開いている間の吸気管圧力Ｐｉｎを求める。
【００２９】
続いて、ＥＣＵ６０は、インテークバルブが閉じたタイミングでの燃料室容積Ｖｉｖｃを取得する（ステップ１２０）。具体的に、ＥＣＵ６０は、カム角センサ５４およびクランク角センサ５８のセンサ出力を取得し、これらのセンサ出力を用いて上記タイミングでのピストン位置を推定する。そして、推定したピストン位置から燃料室容積Ｖｉｖｃを求める。なお、図６（Ａ）は、上記タイミングにおけるピストン位置と燃料室容積Ｖｉｖｃとを模式的に示した図である。
【００３０】
続いて、ＥＣＵ６０は、点火タイミングでの燃料室容積Ｖｓａを取得する（ステップ１３０）。具体的に、ＥＣＵ６０は、別途算出した要求点火時期でのクランク角センサ５８のセンサ出力を取得し、このセンサ出力を用いて上記タイミングでのピストン位置を推定する。そして、推定したピストン位置から燃料室容積Ｖｓａを求める。なお、図６（Ｂ）は、上記タイミングにおけるピストン位置と燃料室容積Ｖｓａとを模式的に示した図である。
【００３１】
続いて、ＥＣＵ６０は、点火タイミングでの筒内圧力Ｐｓａを推定する（ステップ１４０）。具体的に、ＥＣＵ６０は、予めその内部に記憶しておいた下記式（１）に、ステップ１１０〜１３０で取得したそれぞれの値を適用し、筒内圧力Ｐｓａを推定する。
Ｐｓａ＝Ｐｉｎ・（Ｖｉｖｃ／Ｖｓａ）κ      ・・・（１）
上記式（１）において、κは比熱比（＝１．３２）を表す。
【００３２】
ステップ１４０に続いて、ＥＣＵ６０は、放電エネルギの総和Σｅを算出する（ステップ１５０）。具体的に、ＥＣＵ６０は、別途算出した放電エネルギのデータを読み出して、その総和Σｅを算出する。ステップ１５０に続いて、ＥＣＵ６０は、プラグギャップＧａｐを推定する（ステップ１６０）。具体的に、ＥＣＵ６０は、図４で説明した数値マップに、ステップ１５０で算出した総和Σｅを適用してプラグギャップＧａｐを求める。
【００３３】
ステップ１６０に続いて、ＥＣＵ６０は、要求放電電圧Ｖｒを推定する（ステップ１７０）。具体的に、ＥＣＵ６０は、予めその内部に記憶しておいた下記式（２）に、ステップ１４０で推定した筒内圧力Ｐｓａ、ステップ１６０で推定したプラグギャップＧａｐをそれぞれの値を適用し、要求放電電圧Ｖｒを推定する。
Ｖｒ＝α×Ｐｓａ×Ｇａｐ＋β      ・・・（２）
【００３４】
破損回避制御の実行は、上記式（２）を用いて推定した要求放電電圧Ｖｒが設定電圧を超えた場合に行われる。破損回避制御において、筒内に吸入される総ガス量を減少させるようなＥＧＲ率および空燃比の制御は、これらを用いて表されるパラメータ（ガス燃料比Ｇ／Ｆ）をリッチ側に徐々に変更することにより行われる。ガス燃料比Ｇ／Ｆは、次式（３）により表される。
Ｇ／Ｆ＝（Ｇａ＋Ｇｅｇｒ）／Ｇｆ
＝Ａ／Ｆ×（１／（１−ＥＧＲ／１００））      ・・・（３）
上記式（３）において、Ａ／Ｆは空燃比、即ち新気ガスと燃料量との比であり、ＥＧＲはＥＧＲ率［％］である。また、Ｇａは新気ガス量［ｇ／ｓ］であり、ＧｅｇｒはＥＧＲガス量［ｇ／ｓ］であり、Ｇｆは燃料消費量［ｇ／ｓ］である。
図７は、空燃比Ａ／Ｆとガス燃料比Ｇ／Ｆとの関係を示した図である。図７は、上記式（３）を用いて作成したものである。
【００３５】
また、ガス燃料比Ｇ／Ｆの変更に際しては、変更中の排出ＮＯｘ量が目標値以下となるようにＥＧＲ率と空燃比とを調節する。図８は、排出ＮＯｘ量と空燃比との関係をＥＧＲ率（筒内総ガスに対するＥＧＲガス（低圧ＥＧＲガス＋高圧ＥＧＲガス）の導入割合をいう。以下同じ。）毎に示した図である。図８に示すように、排出ＮＯｘ量は、ＥＧＲ率が高いほど減少するものの、定ＥＧＲ率では空燃比がリッチになるほど増加する。そのため、ＥＧＲ率と空燃比との組み合わせによっては、排出ＮＯｘ量が多くなる場合がある。図８の太線は、排出ＮＯｘ量の目標値である。排出ＮＯｘ量を当該目標値以下とするためには、例えば、１５％以上のＥＧＲ率に増やす場合には２２以上の空燃比となるように、２５％以上のＥＧＲ率に増やす場合には１８以上の空燃比となるように、ＥＧＲ率と空燃比との組み合わせを調節する。
【００３６】
図９は、ガス燃料比Ｇ／Ｆと要求放電電圧Ｖｒとの関係を示した図である。図９の関係図は、等トルク条件下においてＥＧＲ率と空燃比との組み合わせを調節しながら排出ＮＯｘ量を測定し、等排出ＮＯｘ量となる上記組み合わせをプロットすることにより作成したしたものである。図９に示すように、要求放電電圧Ｖｒは、ガス燃料比Ｇ／Ｆがよりリッチ側になるほど低下するという特性を示す。そのため、破損回避制御においては、図９に矢印で示すように、ガス燃料比Ｇ／Ｆをリッチ側に徐々に変更する。これにより、排出ＮＯｘ量を略一定としながら要求放電電圧Ｖｒを低下させることが可能となる。なお、図９の関係は、トルクおよび排出ＮＯｘ量毎に、数値マップの形でＥＣＵ６０内部に記憶されているものとする。
【００３７】
図１０は、ＥＣＵ６０により実行される破損回避制御の実行ルーチンを示したフローチャートである。図１０に示すように、ＥＣＵ６０は先ず、要求放電電圧Ｖｒが設定電圧よりも高いか否かを判定する（ステップ１８０）。本ステップにおいて、要求放電電圧Ｖｒには、図５のステップ１７０で算出した値が用いられる。要求放電電圧Ｖｒが設定電圧よりも高いと判定された場合、ＥＣＵ６０は、図９で説明した数値マップを特定する（ステップ１９０）。数値マップの特定は、ステップ１７０で算出した要求放電電圧Ｖｒと、当該算出時におけるＮＯｘ濃度とを用いることにより行われる。なお、ＮＯｘ濃度は、ＮＯｘセンサ３６のセンサ出力が用いられる。ステップ１８０において、要求放電電圧Ｖｒが設定電圧よりも低いと判定された場合、ＥＣＵ６０は、本ルーチンを終了する。
【００３８】
ステップ１９０に続いて、ＥＣＵ６０は、ステップ１９０で特定した数値マップに従って、ガス燃料比Ｇ／Ｆを変更する（ステップ２００）。具体的に、ＥＣＵ６０は、ガス燃料比Ｇ／Ｆの今回値を、前回記憶値よりもリッチ側にシフトするように（例えば、０．５小さくなるように）変更する。続いて、ＥＣＵ６０は、ガス燃料比Ｇ／Ｆの今回値を記憶し（ステップ２１０）、本ルーチンを終了する。
【００３９】
以上、本実施形態の破損回避制御によれば、排出ＮＯｘ量を略一定としながら要求放電電圧Ｖｒを緩和することが可能となる。
【００４０】
ところで、上記実施の形態においては、低圧ＥＧＲ通路３８および高圧ＥＧＲ通路４２を設けたが、低圧ＥＧＲ通路３８および高圧ＥＧＲ通路４２の内の一方を省略してもよい。この場合、省略に係るＥＧＲ通路に設けたＥＧＲバルブも省略することができる。
【００４１】
また、上記実施の形態においては、カム角センサ５４、圧力センサ５６やクランク角センサ５８のセンサ出力を上記式（１）に適用し、点火タイミングでの筒内圧力Ｐｓａを推定した。しかしながら、点火タイミングでの筒内圧力Ｐｓａは、筒内圧センサのセンサ出力に基づいて推定してもよい。エンジンの圧縮行程において、筒内圧はピストン上昇に伴い増加するので、特定ピストン位置での筒内圧を取得できれば、点火タイミングでの筒内圧を推定できる。図１１を参照しながら、筒内圧センサを用いた場合の筒内圧力Ｐｓａの推定手法を説明する。図１１は、クランク角と筒内圧との関係を示した図である。図１１に示すように、例えば上死点前９０度のタイミングで筒内圧を取得し、負荷（スロットルバルブ２６の開度）に応じた補正を行うことで、点火タイミングでの筒内圧を推定できる。なお、本変形例によって筒内圧力Ｐｓａを推定する場合は、別途、図１１の関係を数値マップの形でＥＣＵ６０内部に記憶しておけばよい。
【００４２】
なお、上記実施の形態においては、低圧ＥＧＲ通路３８および高圧ＥＧＲ通路４２が上記第１の発明における「ＥＧＲ通路」に、低圧ＥＧＲバルブ４０および高圧ＥＧＲバルブ４６が上記第１の発明における「ＥＧＲ率調整手段」に、スロットルバルブ２６が上記第１の発明における「空燃比調整手段」に、図９で説明した数値マップが上記第１の発明における「特性マップ」に、それぞれ相当している。
また、上記実施の形態においては、ＥＣＵ６０が図５のステップ１６０の処理を実行することにより上記第１の発明における「摩耗量推定手段」が、同図のステップ１４０の処理を実行することにより上記第１の発明における「筒内圧力推定手段」が、図１０の一連の処理を実行することにより上記第１の発明における「破損回避制御手段」が、それぞれ実現されている。
【符号の説明】
【００４３】
１０  エンジン
２６  スロットルバルブ
３６  ＮＯｘセンサ
３８  低圧ＥＧＲ通路
４０  低圧ＥＧＲバルブ
４２  高圧ＥＧＲ通路
４６  高圧ＥＧＲバルブ
６０  ＥＣＵ
【図１】
2013133734.tif 000003
【図２】
2013133734.tif 000004
【図３】
2013133734.tif 000005
【図４】
2013133734.tif 000006
【図５】
2013133734.tif 000007
【図６】
2013133734.tif 000008
【図７】
2013133734.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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