(57)【要約】【課題】ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを有して構成されるＥＧＲシステムを備えた内燃機関で、内燃機関の運転状態に応じた空気過剰率を使用してＥＧＲバルブの開度を制御する場合に、エンジンの運転状態が過渡状態でのＮＯｘ排出量の増加を回避してＥＧＲをすることができる内燃機関のＥＧＲ制御システム、内燃機関及び内燃機関のＥＧＲ制御方法を提供する。【解決手段】制御装置３０が、内燃機関１０の運転状態に基づいて目標空気過剰率λｔとシリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔを算出し、ＥＧＲ制御中で内燃機関１０の運転状態が加速状態にあるときは、シリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔの値を維持するように目標空気過剰率λｔを変更するように構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを有して構成されるＥＧＲシステムを備えた内燃機関で、空気過剰率に基づいて前記ＥＧＲバルブの開度を制御する制御装置を備えた内燃機関のＥＧＲ制御システムにおいて、
前記制御装置が、前記内燃機関の運転状態に基づいて目標空気過剰率λｔとシリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔを算出し、ＥＧＲ制御中でエンジンの運転状態が加速状態にあるときは、前記シリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔの値を維持するように前記目標空気過剰率λｔを変更するように構成されたことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御システム。
【請求項２】
前記制御装置が、前記目標空気過剰率λｔの変更に際しては、実過給圧Ｐｉｎ１と基準過給圧Ｐｉｎｔとの比である過給圧比Ｐｒと基準ＥＧＲ率Ｘｅｇｒを用いて、下記（１）式により、
λｔｎ＝λｔ×Ｐｒ／（１＋Ｘｅｇｒ×（Ｐｒ−１））          （１）式
変更後の目標排気ラムダ値λｔｎを算出する請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システムを備えたことを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを有して構成されるＥＧＲシステムを備えた内燃機関で、空気過剰率に基づいて前記ＥＧＲバルブの開度を制御する制御装置を備えた内燃機関のＥＧＲ制御方法において、
前記内燃機関の運転状態に基づいて目標空気過剰率λｔとシリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔを算出し、ＥＧＲ制御中で前記内燃機関の運転状態が加速状態にあるときは、前記シリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔの値を維持するように前記目標空気過剰率λｔを変更することを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御方法。
【請求項５】
前記目標空気過剰率λｔの変更に際しては、実過給圧Ｐｉｎ１と基準過給圧Ｐｉｎｔとの比である過給圧比Ｐｒと基準ＥＧＲ率Ｘｅｇｒを用いて、下記（１）式により、
λｔｎ＝λｔ×Ｐｒ／（１＋Ｘｅｇｒ×（Ｐｒ−１））          （１）式
変更後の目標空気過剰率λｔｎを算出する請求項４に記載の内燃機関のＥＧＲ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを有して構成されるＥＧＲシステムを備えた内燃機関で、エンジンの運転状態に対応した空気過剰率を使用してＥＧＲバルブの開度を制御する内燃機関のＥＧＲ制御システム、内燃機関、及び内燃機関のＥＧＲ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両に搭載されるディーゼルエンジン等の内燃機関には、排気ガスに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）の濃度を一定濃度以下に制御するために、ＥＧＲシステムが備えられる。このＥＧＲシステムは、図１に示すように、内燃機関１０の排気通路１３と吸気通路１２を接続するＥＧＲ通路１４と、このＥＧＲ通路１４に設けられるＥＧＲクーラー１５、ＥＧＲバルブ１６等により構成されるシステム１である。このＥＧＲシステム１により、排気通路１３を通過する排気ガスＧの一部（ＥＧＲガス）Ｇｅを、ＥＧＲ通路１４を経由して吸気通路１２に還流させて、新気Ａと共に気筒１１ｃ内に供給することで、気筒１１ｃ内での燃焼温度を低下させ、排気ガスＧに含まれるＮＯｘの濃度を制御している。一般的に、気筒１１ｃ内での燃焼温度が低下するにつれて、排気ガスＧに含まれるＮＯｘの濃度が低減することが知られている。
【０００３】
また、これに関連して、内燃機関の負荷にかかわらず低圧ＥＧＲの流量を一定となるようにフィードフォワード制御するとともに、排気中の酸素濃度が一定となるように、高圧ＥＧＲの流量をその目標値にフィードバック制御する内燃機関の排気還流制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、発明者らは、図２に示すようなＥＧＲ制御システム４０で、空気過剰率を制御量とするＥＧＲ制御を試してきた。この空気過剰率λを制御量とするＥＧＲ制御は次のようにして行われる。
【０００５】
第１制御部４１でエンジン回転数Ｎｅ及び負荷（燃料噴射量）Ｑのエンジン運転状態に基づいて算出される目標空気過剰率λｔと、実際の排気ガスＧ中の実空気過剰率λｍと比較して、減算部４４で誤差ｅ（＝λｔ−λｍ）を求め、この誤差ｅに対して、第２制御部４２でＰＩＤ制御のフィードバック制御でＥＧＲバルブ１６の弁開度のフィードバック用の制御量Ｃｂを算出する。
【０００６】
一方、第３制御部４３では、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷（燃料噴射量）Ｑのエンジン運転状態に基づいて、フィードフォワード制御用のＥＧＲバルブ１６の弁開度のフィードフォワード用の制御量Ｃｆを算出する。
【０００７】
そして、加算部４５で、このフィードバック用の制御量Ｃｂとフィードフォワード用の制御量Ｃｆを加えて、ＥＧＲバルブ１６の弁開度の制御値Ｃ（＝Ｃｂ＋Ｃｆ）を算出して、このバルブ制御量Ｃでエンジン１０のＥＧＲバルブ１６の開度が調整制御される。
【０００８】
このＥＧＲ制御においては、制御用の空気過剰率λの目標値を、定常時のエンジンの運転状態で設定される目標空気過剰率λｔにして、目標のブースト圧Ｐｉｎｔに対して応答遅れのある過渡状態中のブースト圧Ｐｉｎ１とは関係なく、空気過剰率λｔ１を目標空気過剰率λｔのままに一定にしているため（図３の横線Ｌ１）、ブースト圧Ｐｉｎ１が低い状態（三角形印）では、ブースト圧Ｐｉｎｔの高い状態（丸印）よりシリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔよりもシリンダ内酸素濃度変化値Ｄｔ１が増加し、シリンダ内燃焼におけるＮＯｘの発生量が増加してしまうので、ＮＯｘ排出量が過渡状態の一時的にではあるが増加することになり、排気ガスが悪化することになり、好ましくないという問題がある。
【０００９】
つまり、過渡的にブースト圧が、目標に追従しきれずに不足するときに、ベースの目標空気過剰率λｔでＥＧＲバルブの弁開度を制御すると、結果としてシリンダ内酸素濃度Ｄが大きくなり、ＮＯｘ濃度が高くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−２３７２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを有して構成されるＥＧＲシステムを備えた内燃機関で、内燃機関の運転状態に応じた空気過剰率を使用してＥＧＲバルブの開度を制御する場合に、エンジンの運転状態が過渡状態でのＮＯｘ排出量の増加を回避することができる内燃機関のＥＧＲ制御システム、内燃機関及び内燃機関のＥＧＲ制御方法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の本発明の内燃機関のＥＧＲ制御システムは、ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを有して構成されるＥＧＲシステムを備えた内燃機関で、空気過剰率に基づいて前記ＥＧＲバルブの開度を制御する制御装置を備えた内燃機関のＥＧＲ制御システムにおいて、前記制御装置が、前記内燃機関の運転状態に基づいて目標空気過剰率λｔとシリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔを算出し、ＥＧＲ制御中でエンジンの運転状態が加速状態にあるときは、前記シリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔの値を維持するように前記目標空気過剰率λｔを変更するように構成される。
【００１３】
この構成によれば、制御用の目標空気過剰率λｔを、シリンダ内酸素濃度Ｄｔが一定になるように、過渡時のエンジンの運転状態で設定される目標空気過剰率λｔから新たな目標空気過剰率λｔｎに変更するため（図３の縦線Ｌ２）、実過給圧（実ブースト圧）Ｐｉｎ１が低い状態（三角形印）でも、目標過給圧(目標ブースト圧)Ｐｉｎｔの高い状態（丸印）と同じシリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔのままとなるので、シリンダ内燃焼におけるＮＯｘの発生量がほぼ一定になりＮＯｘが増加するのを回避できる。従って、ＮＯｘ排出量が過渡状態で一時的に増加するのを防止でき、排気ガスが悪化するのを抑制することができる。
【００１４】
その結果、ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを有して構成されるＥＧＲシステムを備えた内燃機関で、内燃機関の運転状態に応じた目標空気過剰率λｔを使用してＥＧＲバルブの開度を制御する場合に、エンジンの運転状態が過渡状態でのＮＯｘ排出量の増加を回避することができる。
【００１５】
つまり、過渡的にブースト圧が、ブースト圧の目標に追従しきれずに不足するときに、ベースの目標空気過剰率λｔでＥＧＲバルブの弁開度を制御すると、結果としてシリンダ内酸素濃度Ｄが大きくなり、ＮＯｘ濃度が高くなってしまうが、シリンダ内酸素濃度Ｄがほぼ等しくなるように、言い換えれば、ＮＯｘ濃度が同程度となるように、目標空気過剰率λｔを補正して、排気ガス中のＮＯｘ濃度の増加を抑制する。
【００１６】
上記の内燃機関のＥＧＲ制御システムにおいて、前記制御装置が、前記目標空気過剰率λｔの変更に際しては、実過給圧Ｐｉｎ１と基準過給圧Ｐｉｎｔとの比である過給圧比Ｐｒと基準ＥＧＲ率Ｘｅｇｒを用いて、下記（１）式により、
λｔｎ＝λｔ×Ｐｒ／（１＋Ｘｅｇｒ×（Ｐｒ−１））・・・・・（１）式
変更後の目標空気過剰率λｔｎを算出するように構成されると、比較的簡単な補正式で、変更後の目標空気過剰率λｔｎを算出することができるようになる。なお、この実過給圧Ｐｉｎ１は過渡状態時の実際の過給圧であり、過給圧センサで検出された値や、その他の物理量を測定するセンサの測定値から算出される過給圧である。
【００１７】
そして、上記の目的を達成するための内燃機関は、上記の内燃機関のＥＧＲ制御システムを備えて構成され、上記の内燃機関のＥＧＲシステムと同様の作用効果を奏することができる。
【００１８】
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関のＥＧＲ制御方法は、ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを有して構成されるＥＧＲシステムを備えた内燃機関で、空気過剰率に基づいて前記ＥＧＲバルブの開度を制御する制御装置を備えた内燃機関のＥＧＲ制御方法において、前記内燃機関の運転状態に基づいて目標空気過剰率λｔとシリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔを算出し、ＥＧＲ制御中で前記内燃機関の運転状態が加速状態にあるときは、前記シリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔの値を維持するように前記目標空気過剰率λｔを変更することを特徴とする方法である。
【００１９】
また、上記の内燃機関のＥＧＲ制御方法において、前記目標空気過剰率λｔの変更に際しては、実過給圧Ｐｉｎ１と基準過給圧Ｐｉｎｔとの比である過給圧比Ｐｒと基準ＥＧＲ率Ｘｅｇｒを用いて、下記（１）式により、
λｔｎ＝λｔ×Ｐｒ／（１＋Ｘｅｇｒ×（Ｐｒ−１））・・・・・（１）式
変更後の目標空気過剰率λｔｎを算出する。
【００２０】
これらの方法によれば、上記の内燃機関のＥＧＲ制御システムと同様の作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の内燃機関のＥＧＲ制御システム、内燃機関、及び内燃機関のＥＧＲ制御方法によれば、ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを有して構成されるＥＧＲシステムを備えた内燃機関で、内燃機関の運転状態に応じた空気過剰率を使用してＥＧＲバルブの開度を制御する場合に、エンジンの運転状態が過渡状態でのＮＯｘ排出量の増加を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る実施の形態の内燃機関におけるＥＧＲシステムの構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の内燃機関のＥＧＲ制御システムの構成を模式的に示す図である。
【図３】目標空気過剰率λｔと、目標過給圧Ｐｉｎｔ、実過給圧Ｐｉｎ１とシリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔ、シリンダ内酸素濃度変化値Ｄｔ１の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関のＥＧＲ制御システム、内燃機関、及び内燃機関のＥＧＲ制御方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る実施の形態の内燃機関は、本発明に係る実施の形態の内燃機関のＥＧＲ制御システム４０を備えて構成され、後述する内燃機関のＥＧＲ制御システム４０が奏する作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
【００２４】
図１に示すように、本発明に係る実施の形態の内燃機関（以下エンジン）１０は、ＥＧＲシステム１を備えて構成され、エンジン本体１１と吸気通路１２と排気通路１３とＥＧＲ通路１４を備えている。このＥＧＲ通路１４は、排気通路１３と吸気通路１２とを接続して設けられ、上流側より順に、エンジン冷却水を冷却媒体とするＥＧＲクーラー１５、ＥＧＲバルブ１６が設けられている。
【００２５】
そして、大気から導入される新気Ａが、必要に応じて、ＥＧＲ通路１４から吸気マニホールド１１ａに流入するＥＧＲガスＧｅを伴って、気筒（シリンダ）１１ｃ内の燃焼室に送られ、燃焼室にて燃料噴射装置（図示しない）より噴射された燃料と混合圧縮されて、燃料が燃焼することで、エンジン１０に動力を発生させる。そして、エンジン１０で燃焼により発生した排気ガスＧが、排気マニホールド１１ｂから排気通路１３に流出するが、その一部はＥＧＲ通路１４にＥＧＲガスＧｅとして流れ、残りの排気ガスＧａ（＝Ｇ−Ｇｅ）は、排気浄化処理装置（図示しない）により浄化処理された後、マフラー（図示しない）を経由して大気へ放出される。
【００２６】
また、吸気通路１２には、吸気系センサ群を構成する、吸気流量を検出する吸気流量センサ（ＭＡＦセンサ）２１、過給圧（吸気圧力）を検出する過給圧センサ（吸気圧力センサ）２２が設けられるとともに、排気通路１３には、排気の空気過剰率を検出する空気過剰率センサ２０が設けられる。これらのセンサ２０〜２２の信号は、予め設定された制御時間毎に、後述する制御装置３０に送信される。
【００２７】
また、本発明の内燃機関のＥＧＲシステム１を制御する制御装置３０が備えられる。この制御装置３０は、上記のセンサ２０〜２２より送信された信号に基づいて、予め設定された制御時間毎に、センサ２０〜２２の検出値を算出するとともに、必要な検出値のデータを記憶する。この制御装置３０は、通常は、エンジン１０の運転状態全般を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）に組み込まれるが、独立して設けてもよい。
【００２８】
ここで、図２に示すように、ＥＧＲバルブ１６の開度を制御する目標開度の制御量Ｃは、加算部４５で、フィードバック用の制御量Ｃｂにフィードフォワード用の制御量Ｃｆを加えて、つまり、Ｃ（＝Ｃｂ＋Ｃｆ）として算出され、このバルブ制御量Ｃでエンジン１０のＥＧＲバルブ１６の開度が調整制御される。
【００２９】
このフィードバック用の制御量Ｃｂについては、第１制御部４１でエンジン回転数Ｎｅ及び負荷（燃料噴射量）Ｑのエンジン運転状態に基づいて目標空気過剰率λｔを算出する。この目標空気過剰率λｔと、実際の排気ガスＧ中の実空気過剰率λｍと比較して、減算部４４で誤差ｅ（＝λｔ−λｍ）を求める。この誤差ｅに対して、第２制御部４２でＰＩＤ制御のフィードバック制御で制御量Ｃｂを算出する。
【００３０】
一方、フィードフォワード用の制御量Ｃｆについては、第３制御部４３で、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷（燃料噴射量）Ｑのエンジン運転状態に基づいて、フィードフォワード制御で制御量Ｃｆを算出する。
【００３１】
つまり、ＥＧＲ通路１４にＥＧＲバルブ１６を有して構成されるＥＧＲシステム１を備えたエンジン１０で、空気過剰率λｔに基づいて、ＥＧＲバルブ１６の開度を制御する制御装置３０を備えた内燃機関のＥＧＲ制御システム４０である。
【００３２】
より詳細に説明すると、第１制御部４１では、エンジン１０の運転状態に基づいて、即ち、エンジン１０の運転状態を示すエンジン回転速度Ｎｅと負荷(又は燃料噴射量)Ｑに基づいて、空気過剰率の目標値λｔとシリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔを算出する。
【００３３】
そして、本発明においては、この算出に際しては、ＥＧＲ制御中でエンジンの運転状態が加速状態にあるときは、シリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔの値を維持するように目標空気過剰率λｔを変更する。
【００３４】
具体的には、制御装置３０が、目標空気過剰率λｔの変更に際しては、実過給圧Ｐｉｎ１と基準過給圧Ｐｉｎｔとの比である過給圧比Ｐｒ（＝Ｐｉｎ１／Ｐｉｎｔ）と基準ＥＧＲ率Ｘｅｇｒを用いて、下記（１）式により、
λｔｎ＝λｔ×Ｐｒ／（１＋Ｘｅｇｒ×（Ｐｒ−１））・・・・・（１）式
変更後の目標空気過剰率λｔｎを算出するように構成されると、比較的簡単な補正式で、過渡的に実過給圧Ｐｉｎ１が不足し、目標過給圧Ｐｉｎｔに追従していないときに、シリンダ内吸気酸素濃度目標値Ｄｔが略変化しないように、即ち、ＮＯｘ発生量が変化しないで同程度になるように、変更後の目標空気過剰率λｔｎを算出することができるようになる。
【００３５】
この基準過給圧Ｐｉｎｔは、過渡時の過給遅れが無いとした場合の目標の過給圧であり、基準ＥＧＲ率Ｘｅｇｒは、過渡時の過給遅れが無いとした場合の目標のＥＧＲ率である。これらの基準過給圧Ｐｉｎｔと基準ＥＧＲ率Ｘｅｇｒは、エンジン１０の運転状態に対して、予め設定し、マップデータなどで記憶しておく。なお、過給圧比Ｐｒ（＝Ｐｉｎ１／Ｐｉｎｔ）は、実過給圧Ｐｉｎ１と基準過給圧Ｐｉｎｔが絶対圧の値として計算される絶対圧の比である。なお、この実過給圧Ｐｉｎ１は過渡状態時の実際の過給圧であり、過給圧センサ２２で検出された値や、その他の物理量を測定するセンサの測定値から算出される過給圧である。
【００３６】
次に、この（１）式の導入について説明する。まず、ＮＯｘ濃度Ｎ、言い換えればＮＯｘ排出量Ｖｎは、シリンダ内吸気酸素濃度Ｏ２ｉｎと比例関係にある。そして、シリンダ内吸気酸素濃度Ｏ２ｉｎは、吸気(新気)の酸素濃度Ｏ２ａと基準ＥＧＲ率Ｘｅｇｒと空気過剰率ダλとにより、近似的に「Ｏ２ｉｎ≒Ｏ２ａ×（１−Ｘｅｇｒ／λ）・・・・・（２）式」と表すことができる。この（Ｘｅｇｒ／λ）は、理論空燃比Ｌｓｔとシリンダ内吸入ガス量（重量流量）Ｍｃｙｌと燃料噴射量（重量流量）Ｍｆとにより、「（Ｘｅｇｒ／λ）＝Ｘｅｇｒ／〔（１／Ｌｓｔ）×（１−Ｘｅｇｒ）×（Ｍｃｙｌ／Ｍｆ）〕・・・・・（３）式」となる。
【００３７】
一方、シリンダ内吸入ガス量Ｍｃｙｌは、過給圧変化に伴う温度変化や効率変化を無視して、基準過給圧（定常高ブースト圧）Ｐｉｎｔと実過給圧（低ブースト圧）Ｐｉｎ１とにより、「Ｐｒ＝Ｐｉｎ１／Ｐｉｎｔ・・・・・（４）式」とすると、基準シリンダ内吸入ガス量Ｍｃｙｌ０に対して「Ｍｃｙｌ＝Ｐｒ×Ｍｃｙｌ０・・・・（５）式」となる。
【００３８】
この状態で、「ＥＧＲ率Ｘｅｇｒｌ／空気過剰率λｔｌ」を定常時の「基準ＥＧＲ率Ｘｅｇｒ０／基準空気過剰率λｔ０」と同じとすると、「Ｘｅｇｒｌ／λｔｌ＝Ｘｅｇｒ０／λｔ０  （６）式」となり、これらの（３）式と（４）式と（６）式から、実過給圧Ｐｉｎ１のＥＧＲ率Ｘｅｇｒｌは「Ｘｅｇｒｌ＝Ｐｒ×Ｘｅｇｒ０／〔１＋Ｘｅｇｒ０×（Ｐｒ−１）〕・・・・・（７）式」となり、「λｔｌ／λｔ０＝Ｘｅｇｒｌ／Ｘｅｇｒ０＝Ｐｒ／〔１＋Ｘｅｇｒ０×（Ｐｒ−１）〕・・・・・（８）式」となり、この（８）式は、（１）式と同じ式になる。
【００３９】
なお、このエンジン１０の運転状態が定常状態であるか過渡状態で有るかは、例えば、このエンジン１０を備えた車両の運転席に備えたアクセルペダル（図示しない）の開度Ａｃの変化率ΔＡｃが予め設定又は算出される閾値ΔＡｃ０を超えたときは過渡状態であるとしたり、エンジン１０の気筒１１ｃ内への燃料噴射量ｑの変化率Δｑが予め設定又は算出される閾値Δｑｃを超えたときは過渡状態であるとしたりすることで判定できる。
【００４０】
そして、図２に示すように、第３制御部４３では、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷（燃料噴射量）Ｑのエンジン運転状態に基づいて、フィードフォワード制御用のＥＧＲバルブ１６の弁開度のフィードフォワード用の制御量Ｃｆを算出する。
【００４１】
そして、加算部４５で、このフィードバック用の制御量Ｃｂとフィードフォワード用の制御量Ｃｆを加えて、ＥＧＲバルブ１６の弁開度の制御値Ｃ（＝Ｃｂ＋Ｃｆ）を算出して、このバルブ制御量Ｃでエンジン１０のＥＧＲバルブ１６の開度が調整制御される。
【００４２】
次に、上記の内燃機関のＥＧＲ制御システム４０を用いた、本発明の内燃機関のＥＧＲ制御方法について説明する。この内燃機関のＥＧＲ制御方法は、ＥＧＲ通路１４にＥＧＲバルブ１６を有して構成されるＥＧＲシステム１を備えたエンジン（内燃機関）１０で、空気過剰率λに基づいてＥＧＲバルブ１６の開度を制御する制御装置３０を備えた内燃機関のＥＧＲ制御方法であり、この内燃機関のＥＧＲ制御方法において、エンジン１０の運転状態に基づいて目標空気過剰率λｔとシリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔを算出し、ＥＧＲ制御中でエンジン１０の運転状態が加速状態にあるときは、シリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔの値を維持するように目標空気過剰率λｔを変更する方法である。
【００４３】
また、この変更方法として、目標空気過剰率λｔの変更に際しては、実過給圧Ｐｉｎ１と基準過給圧Ｐｉｎｔとの比である過給圧比Ｐｒと基準ＥＧＲ率Ｘｅｇｒを用いて、「λｔｎ＝λｔ×Ｐｒ／（１＋Ｘｅｇｒ×（Ｐｒ−１））・・・・・（１）式」により、変更後の目標空気過剰率λｔｎを算出する。
【００４４】
上記の構成の内燃機関のＥＧＲ制御システム４０、エンジン（内燃機関）１０、及び内燃機関のＥＧＲ制御方法によれば、制御用の目標空気過剰率λｔを、シリンダ内酸素濃度Ｄｔが一定になるように、過渡時のエンジン１０の運転状態で設定される目標空気過剰率λｔから新たな目標空気過剰率λｔｎに変更するため（図３の縦線Ｌ２）、実過給圧（実ブースト圧）Ｐｉｎ１が低い状態（三角形印）でも、目標過給圧(目標ブースト圧)Ｐｉｎｔの高い状態（丸印）と同じシリンダ内酸素濃度目標値Ｄｔのままとなるので、シリンダ内燃焼におけるＮＯｘの発生量がほぼ一定になりＮＯｘが増加するのを回避できる。従って、ＮＯｘ排出量が過渡状態で一時的に増加するのを防止でき、排気ガスＧが悪化するのを抑制することができる。
【００４５】
その結果、ＥＧＲ通路１４にＥＧＲバルブ１６を有して構成されるＥＧＲシステム１を備えたエンジン（内燃機関）１０で、エンジン１０の運転状態に応じたＮＯｘ濃度目標値Ｎｔに応じた空気過剰率λを使用してＥＧＲバルブ１６の開度を制御する場合に、エンジン１９の運転状態が過渡状態でのＮＯｘ排出量の増加を回避してＥＧＲをすることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  内燃機関のＥＧＲシステム
１０  エンジン（内燃機関）
１１  エンジン本体
１１ａ  吸気マニホールド
１１ｂ  排気マニホールド
１１ｃ  気筒
１２  吸気通路
１３  排気通路
１４  ＥＧＲ通路
１５  ＥＧＲクーラー
１６  ＥＧＲバルブ
２０  空気過剰率センサ
２１  吸気流量センサ（ＭＡＦセンサ）
２２  吸気圧力センサ
３０  制御装置
４０  内燃機関のＥＧＲ制御システム
４１  第１制御部
４２  第２制御部
４３  第３制御部
４４  減算部
４５  加算部
Ａ  新気
Ｃ  ＥＧＲバルブの開度の制御量
Ｃｂ  ＥＧＲバルブの開度のフィードバック用の制御量
Ｃｆ  ＥＧＲバルブの開度のフィードフォワード用の制御量
Ｄｔ  気筒内酸素濃度目標値
Ｄｃ  気筒内酸素濃度算出値
ｅ  誤差
Ｇ、Ｇａ  排気ガス
Ｇｅ  ＥＧＲガス
λｔ  目標空気過剰率
λｍ  実空気過剰率
【図１】
2017053235.tif 000003
【図２】
2017053235.tif 000004
【図３】
2017053235.tif 000005