(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転条件を検出する運転条件検出手段と、内燃機関の排気系から排気ガスの一部を吸気系へ還流するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラーと、使用している燃料の性状の中で少なくともセタン価を検出する燃料性状検出手段と、を設けた内燃機関において、
運転条件検出手段によって検出された運転条件と、燃料性状検出手段によって検出された燃料のセタン価とに応じて、体積流量である吸入空気目標流量（Ｖａｉｒ）、ＥＧＲ弁開度目標値（ＥＧＲｄｅｇ）、ＥＧＲクーラー目標放熱量（Ｑｃｌｒ）、体積流量であるシリンダ吸入ガス目標流量（Ｖｃｙｌ）を設定する制御目標値設定手段と、
体積流量である吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）を検出する吸入空気流量検出手段と、
検出された運転条件と検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）とから体積流量である吸入空気流量基準値（Ｖａｉｒ０）を検出するとともに、吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）と吸入空気流量基準値（Ｖａｉｒ０）とを用いて吸入空気流量検出手段の異常診断を行う吸入空気基準値検出手段と、
検出された運転条件と、検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）と、制御目標値設定手段によって設定された制御目標値とから、ＥＧＲクーラー放熱量(Ｑｃｌｒ１)を検出するＥＧＲクーラー放熱量検出手段と、
検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）からＥＧＲ系路の異常診断を行うＥＧＲ系路診断手段と、
ＥＧＲ系路診断手段の診断結果と制御目標値設定手段によって設定された制御目標値とに基づいてＥＧＲ弁の開閉制御を行うＥＧＲ制御手段と、
制御目標値設定手段によって設定された制御目標値と、検出されたＥＧＲクーラー放熱量（Ｑｃｌｒ１）と、ＥＧＲ系路診断手段の診断結果と、に基づいてＥＧＲクーラーの冷却効率診断を行うＥＧＲクーラー診断手段と、
ＥＧＲクーラー診断手段の診断結果に基づいてＥＧＲクーラーの冷却効率制御を行うＥＧＲクーラー制御手段と、を有する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】
ＥＧＲクーラー診断手段は、運転条件および燃料性状検出手段によって検出されたセタン価に応じて定められたＥＧＲクーラー目標放熱量（Ｑｃｌｒ）に対して、演算されたＥＧＲクーラー放熱量（Ｑｃｌｒ１）の偏差であるＥＧＲクーラー放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ）が許容される放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ１）以下であればＥＧＲクーラーの冷却効率は適正であると診断し、放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ１）以上であればＥＧＲクーラーの冷却効率は不適正であると診断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項３】
ＥＧＲクーラー制御手段は、冷却水温度調整手段または冷却水量調整手段を有し、
運転条件、および燃料性状検出手段によって検出された燃料性状（セタン価）に応じて定められたＥＧＲクーラー目標放熱量（Ｑｃｌｒ）に対して、演算されたＥＧＲクーラー放熱量（Ｑｃｌｒ１）の偏差であるＥＧＲクーラー放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ）が許容される放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ１）以上であれば、冷却水温または冷却水量を放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ）に応じて調整することによりＥＧＲクーラーの冷却効率制御を行うことを特徴とする請求項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】
制御目標値設定手段は、燃料性状検出手段によって検出されたセタン価が増加するほどＥＧＲクーラー目標放熱量（Ｑｃｌｒ）を増加設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項５】
運転条件検出手段が、少なくともエンジンの負荷、回転速度、エンジン冷却水温度を検出し、
制御目標値設定手段は、運転条件検出手段によって検出されたエンジンの負荷、回転速度、および冷却水温度が増加するほどＥＧＲクーラー目標放熱量（Ｑｃｌｒ）を増加設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項６】
吸入空気流量検出手段は、内燃機関の吸入新気量（Ｇａｉｒ）を検出する吸入新気量検出手段と、吸入新気温度を検出する吸入新気温度検出手段と、吸入新気圧力を検出する吸入新気圧力検出手段を備えるとともに、検出された吸入新気量（Ｇａｉｒ）と吸入新気温度と吸入新気圧力に基づいて、吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）を演算する吸入空気流量演算手段を備える構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項７】
吸入空気基準値検出手段は、車両の新車状態からの通算走行距離（Ｒｕｎ）を検出する車両走行距離検出手段を有し、検出された通算走行距離（Ｒｕｎ）が所定値（Ｒｕｎ１）以下の場合に、検出された運転条件と検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）とに基づいて、所定の運転条件で吸入空気流量基準値（Ｖａｉｒ０）を学習して設定するとともに、走行距離が上記所定値（Ｒｕｎ１）を超えた場合に、現在設定されている吸入空気流量基準値（Ｖａｉｒ０）に対して、検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）の偏差（Ｖａｄｌｔ）が、所定偏差（Ｖａｄｌｔ１）以下であれば吸入空気流量検出手段に異常がなく、所定偏差（Ｖａｄｌｔ１）以上であれば吸入空気流量検出手段に異常があると診断する吸入空気基準値設定診断手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項８】
ＥＧＲクーラー放熱量検出手段は、制御目標値設定手段によって設定されたシリンダ吸入ガス目標流量（Ｖｃｙｌ）と検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）に基づいてＥＧＲ体積流量（Ｖｅｇｒ１）を演算するとともに、予め運転条件により定めた排気の比重と演算されたＥＧＲ体積流量（Ｖｅｇｒ１）に基づいてＥＧＲ質量流量（Ｇｅｇｒ１）を演算するＥＧＲ流量演算手段と、ＥＧＲクーラー前後のＥＧＲガス温度を検出するＥＧＲクーラー前後排温検出手段と、演算されたＥＧＲ質量流量（Ｇｅｇｒ１）と検出されたＥＧＲクーラー前後排温からＥＧＲクーラー放熱量（Ｑｃｌｒ１）を演算するＥＧＲクーラー放熱量演算手段と、を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項９】
ＥＧＲ経路診断手段は、運転条件により定められた吸入空気目標流量（Ｖａｉｒ）に対して、検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）の偏差（Ｖｄｅｌｔａ）が許容される吸入空気流量偏差（Ｖｄｅｌｔａ１）以下であればＥＧＲ系路に異常がないと診断し、吸入空気流量偏差（Ｖｄｅｌｔａ１）以上であればＥＧＲ系路に異常があると診断することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項１０】
ＥＧＲ制御手段は、ＥＧＲ系路に異常があると診断されると、運転条件により定められた吸入空気目標流量（Ｖａｉｒ）に対して、検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）の偏差（Ｖｄｅｌｔａ）が許容される吸入空気流量偏差（Ｖｄｅｌｔａ１）以下になるように、吸入空気流量の回復処置を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置。
【請求項１１】
ＥＧＲ弁目標開度（ＥＧＲｄｅｇ）を、運転条件により定められた吸入空気目標流量（Ｖａｉｒ）と検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）との偏差（Ｖｄｅｌｔａ）に応じて補正することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか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】
本発明に係る排気還流制御装置は、内燃機関、特にディーゼルエンジンの排気還流制御装置に関する。
【０００２】
本発明は、
【背景技術】
【０００３】
特許文献１には、筒内圧センサによる着火時期検出手段を有し、市場での燃料のセタン価のばらつきにより、目標とする着火時期と実着火時期とが異なる場合は目標通りの着火時期となるように、噴射時期やＥＧＲ率等を変更するディーゼルエンジンの燃焼制御に関する技術が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、ＥＧＲ量を調整するアクチュエータと、ＥＧＲクーラーとを備えるＥＧＲ装置を診断対象とし、エアーフローメータの検出値に基づいてＥＧＲ量、吸入新気状態量、排出排気状態量のいずれかを検出し、運転領域に応じた目標値と対応するアクチュエータの操作基準値と、いずれかの量の検出結果と目標値との間で算出された偏差をゼロとするようにアクチュエータを操作したときの操作量と基準値との比較に基づき、ＥＧＲクーラーの異常の有無を診断する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１０７８２０号公報
【特許文献２】特開２００６−２４２０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１９に示すように、セタン価が低い燃料が使用されると、燃料が噴射されてから着火に至るまでの間隔が広がり、着火時期が遅れて噴射された燃料の予混合化が促進されて、予混合燃焼比率が高くなり急峻な熱発生を生じて燃焼騒音やＮＯｘ排出量が増加する。逆にセタン価が高い燃料が使用されると、燃料が噴射されてから着火に至るまでの間隔は狭まって着火時期が早まるため、噴射された燃料の予混合化が抑制されて拡散燃焼比率が高まる。この結果、熱発生は緩慢になるので燃焼騒音は減少するもののスモーク排出量が増加する。
【０００６】
特許文献１のように、噴射時期を変化させて着火時期を合わせる場合は、セタン価の低い燃料が使用された場合に噴射時期を進角し、セタン価の高い燃料が使用された場合に噴射時期を遅らせるが必要があるが、予混合燃焼比率や拡散燃焼比率までも一致させることができず、燃焼騒音やＮＯｘ、スモーク排出量の変動を無くすことはできないという問題がある。
【０００７】
また、ＥＧＲ率を変化させて着火時期を合わせる場合においても、セタン価の低い燃料が使用された場合にはＥＧＲ率を減少し、セタン価の高い燃料が使用された場合にＥＧＲ率を増加させる必要がある。しかし、ＥＧＲを減少させる場合はＮＯｘ排出量が増加することになり、逆にＥＧＲ率を増加させる場合は、作動ガス中の酸素濃度が低下（不活性ガス濃度が増加）して燃焼が緩慢になるため、ＮＯｘが減少するもののスモーク排出量が増加してしまうという問題がある。
【０００８】
一方、特許文献２では、ＥＧＲクーラーの冷却能力の低下によるＥＧＲの減少を吸入空気量の変動を検出して補正制御するようにしているが、図２０に示すように、吸入空気流量はＥＧＲクーラーの冷却能力低下では変動しないため、ＥＧＲクーラーの冷却能力低下によるＥＧＲの減少を補正することができないという問題がある。
【０００９】
また、ＥＧＲクーラーの冷却能力の低下によるＥＧＲの減少をフィードバック制御して、その制御量によって異常診断するとしているが、図２１及び図２２に示すように、ＥＧＲクーラーの冷却能力の低下によってＥＧＲの体積流量は変化しない。
【００１０】
すなわち、経時変化により冷却能力が変化した同一形式の３つのＥＧＲクーラーにおいては、図２１に示すように、ＥＧＲクーラーを通過することによる排気ガスの温度低下代（ｄｅｌｔａ  Ｔｅｍｐ）が異なっており、冷却能力が低下しているものほど温度低下代は小さくなっている。一方、経時変化により冷却能力が変化した同一形式の３つのＥＧＲクーラー間ではＥＧＲの体積流量に変化はないので、図２２に示すように、冷却能力が低下していても体積効率は変化しない。
【００１１】
したがってエアーフローメータの検出値は変わらないため、ＥＧＲクーラーの冷却能力の低下を診断できないという問題がある。
【００１２】
ここで、図２０、図２１及び図２２における特性線Ａは、冷却能力が正常なもの、つまり経時変化により冷却能力が低下していないＥＧＲクーラーの特性線であり、特性線Ｂは、正常なものに比べて冷却能力が少し低下したもの、つまり経時変化により正常なものに比べて冷却能力が少し低下しているＥＧＲクーラーの特性線であり、特性線Ｃは、正常なものに比べて冷却能力が大きく低下したもの、つまり経時変化により正常なものに比べて冷却能力が大きく低下しているＥＧＲクーラーの特性線である。
【００１３】
また、エアーフローメータは質量流量を検出するため、空気の温度や圧力の変化によっても検出値が変動する。エアーフローメータそのものの性能低下や、吸気系の変化（洩れ）やＥＧＲ系の変化（ＥＧＲ弁開度の制御誤差や通路の詰まり）があると吸入空気量が変化してエアーフローメータの検出値が変化する。
【００１４】
そして、エアーフローメータの異常診断、およびＥＧＲ系路の異常診断をＥＧＲクーラーの異常（冷却能力低下）診断と分離して実施しないとＥＧＲクーラーの異常（冷却能力低下）診断ができず、ＥＧＲシステムの制御精度が向上できないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで、本発明に係る内燃機関の排気還流制御装置は、図１に示すように、内燃機関の運転条件を検出する運転条件検出手段と、内燃機関の排気系から排気ガスの一部を吸気系へ還流するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラーと、使用している燃料の性状の中で少なくともセタン価を検出する燃料性状検出手段と、を設けた内燃機関において、運転条件検出手段によって検出された運転条件と、燃料性状検出手段によって検出された燃料のセタン価とに応じて、体積流量である吸入空気目標流量（Ｖａｉｒ）、ＥＧＲ弁開度目標値（ＥＧＲｄｅｇ）、ＥＧＲクーラー目標放熱量（Ｑｃｌｒ）、体積流量であるシリンダ吸入ガス目標流量（Ｖｃｙｌ）を設定する制御目標値設定手段と、体積流量である吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）を検出する吸入空気流量検出手段と、検出された運転条件と検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）とから体積流量である吸入空気流量基準値（Ｖａｉｒ０）を検出するとともに、吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）と吸入空気流量基準値（Ｖａｉｒ０）とを用いて吸入空気流量検出手段の異常診断を行う吸入空気基準値検出手段と、検出された運転条件と、検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）と、制御目標値設定手段によって設定された制御目標値とから、ＥＧＲクーラー放熱量(Ｑｃｌｒ１)を検出するＥＧＲクーラー放熱量検出手段と、検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）からＥＧＲ系路の異常診断を行うＥＧＲ系路診断手段と、ＥＧＲ系路診断手段の診断結果と制御目標値設定手段によって設定された制御目標値とに基づいてＥＧＲ弁の開閉制御を行うＥＧＲ制御手段と、制御目標値設定手段によって設定された制御目標値と、検出されたＥＧＲクーラー放熱量（Ｑｃｌｒ１）と、ＥＧＲ系路診断手段の診断結果と、に基づいてＥＧＲクーラーの冷却効率診断を行うＥＧＲクーラー診断手段と、ＥＧＲクーラー診断手段の診断結果に基づいてＥＧＲクーラーの冷却効率制御を行うＥＧＲクーラー制御手段と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、図１８に示すように、ＥＧＲクーラーの冷却効率（放熱量）を変化させることで着火時期を制御できる。このため、使用される燃料のセタン価の増減に対応してＥＧＲクーラーの冷却効率（放熱量）を変化させ、筒内に吸入される作動ガスの温度を変化することで圧縮端温度を制御すればセタン価の増減による着火性への影響を相殺して着火性を一定に保つことができる。すなわち、セタン価の低い燃料が使用された場合にはＥＧＲクーラーの冷却効率（放熱量）を低下させ、セタン価の高い燃料が使用された場合にＥＧＲクーラーの冷却効率（放熱量）を高めることで、予混合燃焼比率または拡散燃焼比率を変化させずに着火時期を一定に保てる結果、燃焼騒音やＮＯｘ、スモーク排出量の変動もない。
【００１７】
そして、本発明によれば、吸入空気流量検出手段の異常診断、およびＥＧＲ系路の異常診断、およびＥＧＲクーラーの異常（冷却能力低下）診断を夫々分離して実施できる。このため、吸入空気流量検出手段の性能劣化（あるいは吸気系からのリーク）、ＥＧＲ系路のトラブル（系路の煤による詰まり、ＥＧＲ弁開度制御精度の悪化）が診断できる。もちろん、ＥＧＲクーラーが煤に被覆されることによる冷却能力低下も診断できるので、各々の診断結果、あるいは状況に応じてＥＧＲの制御精度が向上できて排気放出レベルを安定化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図２は、本発明の第１実施形態における排気還流制御装置を備えたディーゼルエンジンのシステム構成図であり、このディーゼルエンジンは軽油を燃料としている。尚、上述の図１は、本発明の第１実施形態における排気還流制御装置のブロック図にも相当するものである。
【００２０】
図２において、１はディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと記述する）を示し、３はこのエンジン１の排気通路を示す。
【００２１】
エンジン１の排気通路３の上流側部分を構成する排気出口通路３ａは、過給機のタービン３ｂに接続されており、その下流に、排気浄化のため、排気中の粒子状物質であるＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦという）１６を配置してある。このＤＰＦ１６には、排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘをトラップし、トラップしたＮＯｘを排気空燃比がリッチのときに脱離浄化することのできるＮＯｘトラップ触媒および酸化触媒（貴金属）を担持させて、流入する排気成分（ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ）を除去する機能を持たせてもよい。
【００２２】
排気還流装置として、吸気通路２の吸気コレクタ２ｃと排気出口通路３ａとの間には、排気の一部を還流するためのＥＧＲ通路（排気還流通路）４が設けられており、ＥＧＲ通路４の途中に排気を冷却するＥＧＲクーラー１７が設けられている。このＥＧＲクーラー１７の前後のＥＧＲ通路４には、温度センサー３６と３７が設けられており、夫々ＥＧＲクーラー１７通過前後の排気温度Ｔ１とＴ２を検出する。また、ＥＧＲ通路４の吸気コレクタ２ｃ接続部にステッピングモータにて開度が連続的に制御可能なＥＧＲ弁５が介装されている。
【００２３】
またＥＧＲクーラー１７には、水量調整手段４２を設けてあり、この水量調整手段４２としては、比例ソレノイド型の電磁弁や、ステップモータ等で駆動される制御弁を用いることができる。後述するようにＥＧＲクーラー１７の冷却効率（放熱量）が低下している場合には、冷却効率（放熱量）の回復処置を実施してＥＧＲの質（率、量、温度）を変動させないようにできるので、排気性能も変動しない。尚、水量調整手段１２に替えて水温調整手段を設けるようにしても、冷却効率（放熱量）の回復処置を実施してＥＧＲの質（率、量、温度）を変動させないようにできる。また、ＥＧＲクーラー１７用に水量調整弁や電動ファン等の水温調整手段を備えた冷却水系統を別途持って、水量または水温を調整するようにしてもよい。
【００２４】
吸気通路２は、上流位置にエアクリーナ２ａを備え、その下流に、吸入新気量Ｇａｉｒ検出用であり新気量検出手段としてのエアフローメータ７、吸気温度Ｔａｉｒ検出用の温度センサー８、吸気圧力Ｐａｉｒ検出用の圧力センサー９、そして過給機のコンプレッサ２ｂが配置されているとともに、このコンプレッサ２ｂと吸気コレクタ２ｃとの間に、アクチュエータ（例えばステッピングモータ式）によって開閉駆動される吸気絞り弁６が介装されている。
【００２５】
エンジン１の燃料噴射装置１０は、公知のコモンレール式燃料噴射装置であって、サプライポンプ１１と、コモンレール（蓄圧室）１４と、気筒毎に設けられた燃料噴射弁１５と、から大略構成され、サプライポンプ１１により加圧された燃料が燃料供給通路１２を介してコモンレール１４にいったん蓄えられたあと、コモンレール１４内の高圧燃料が各気筒の燃料噴射弁１５に分配される。
【００２６】
上記コモンレール１４には、該コモンレール１４内の燃料の圧力Ｐｃｒおよび温度Ｔｆを検出するために、圧力センサ３４および温度センサ３５が設けられている。また、コモンレール１４内の燃料圧力を制御するために、サプライポンプ１１からの吐出燃料の一部が圧力制御弁１３を介して図示しないオーバーフロー通路に戻されるようになっており、この圧力制御弁１３がエンジンコントロールユニット３０からのデューティ信号に応じてオーバーフロー通路の流路面積を変化させる。これにより、サプライポンプ１１からコモンレール１４への実質的な燃料吐出量が調整され、コモンレール１４内の燃料圧力が制御される。
【００２７】
燃料噴射弁１５は、エンジンコントロールユニット３０からのＯＮ−ＯＦＦ信号によって開閉される電子式の噴射弁であって、ＯＮ信号によって燃料を燃焼室に噴射し、ＯＦＦ信号によって噴射を停止する。そして、燃料噴射弁１５へ印加されるＯＮ信号の期間が長いほど燃料噴射量が多くなり、またコモンレール１４の燃料圧力が高いほど燃料噴射量が多くなる。
【００２８】
また、エンジン１の適宜位置には、内燃機関の温度を代表するものとして、冷却水温度を検出する水温センサ３１が取り付けられている。
【００２９】
エンジンコントロールユニット３０には、水温センサ３１の信号（冷却水温度Ｔｗ）、クランク角度検出用クランク角センサ３２の信号（エンジン回転数Ｎｅの基礎となるクランク角度信号）、気筒判別用クランク角センサ３３の信号（気筒判別信号Ｃｙｌ）、コモンレール１４の燃料圧力を検出する圧力センサ３４の信号（コモンレール圧力Ｐｃｒ）、燃料温度を検出する温度センサ３５の信号（燃料温度Ｔｆ）、負荷に相当するアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ４０の信号（アクセル開度（負荷）Ａｃｃ）、エアフローメータ７の信号（吸入新気量Ｇａｉｒ）、吸気温度センサー８の信号（吸気温度Ｔａｉｒ）、圧力センサー９の信号（吸気圧力Ｐａｉｒ）、排気温度センサー３６、３７の信号（排気温度Ｔ１、Ｔ２）がそれぞれ入力される。
【００３０】
また、排気通路３のＤＰＦ１６入口側にて排気圧力（Ｐｄｐｆ）を検出する排気圧力センサ３８、ＤＰＦ１６の温度（Ｔｄｐｆ）を検出するＤＰＦ温度センサ３９が設けられ、これらの信号もエンジンコントロールユニット３０に入力されている。
【００３１】
そして、ＤＰＦ１６の出口部には空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサ４１が設けられ、この信号もエンジンコントロールユニット３０に入力されている。この空燃比センサ４１としては、例えば、酸素イオン伝導性固体電解質を用いて、排気中の酸素濃度を検出し、酸素濃度から空燃比を求めるものを用いることができる。尚、空燃比センサ４１はＤＰＦ１６の入口部に設けてもよい。
【００３２】
また、エンジンコントロールユニット３０には、例えば、車輪の回転を検知する車輪回転センサ（図示せず）からの信号が入力されており、エンジンコントロールユニット３０は、この信号を基に、車両の走行距離を積算し、記憶している。
【００３３】
エンジンコントロールユニット３０は、これらの入力信号に基づいて、燃料噴射の噴射量及び噴射時期制御のための燃料噴射弁１５への燃料噴射指令信号、吸気絞り弁６への開度指令信号、ＥＧＲ弁５への開度指令信号等を出力する。
【００３４】
図３は、ディーゼルエンジン１全体の制御に関する基本制御ルーチンである。
【００３５】
Ｓ１０００では、吸入新気量Ｇａｉｒ、吸入空気温度Ｔａｉｒ、吸入空気圧力Ｐａｉｒ、水温Ｔｗ、エンジン回転数Ｎｅ、気筒判別信号Ｃｙｌ、コモンレール圧力Ｐｃｒ、燃料温度Ｔｆ、アクセル開度Ａｃｃ、排気温度Ｔ１、Ｔ２、ＤＰＦ圧力Ｐｄｆ、ＤＰＦ温度Ｔｄｐｆ、空燃比Ａ／Ｆをそれぞれ読み込む。
【００３６】
Ｓ２０００では、エンジン基本制御を行う。そして、Ｓ３０００では、本発明の要部である排気還流装置の制御を行う。
【００３７】
図４は、図３のＳ２０００を具体的に示したものであって、エンジン基本制御のサブルーチンである。
【００３８】
Ｓ２１００では、コモンレール圧力制御を行う。コモンレール圧力制御そのものは要部ではないので、簡単に説明する。すなわち、コモンレール圧力制御は、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ａｃｃとをパラメータとして、エンジンコントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索することによりコモンレール１４の目標基準圧力ＰＣＲ０を求め、この目標基準圧力ＰＣＲ０が得られるように圧力制御弁１３のフィードバック制御を実行する。
【００３９】
Ｓ２２００では、燃料の噴射時期制御を行う。例えばエンジン回転数Ｎｅと負荷Ａｃｃをパラメータとして、パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ、主燃料噴射量Ｑｍａｉｎ、コモンレール圧力（噴射圧力）ＰＣＲ、パイロット噴射期間Ｐｐｅｒｉｏｄ、主噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄ、主噴射開始時期Ｍｓｔａｒｔ、パイロット噴射開始時期Ｐｓｔａｒｔ、そしてパイロット噴射間隔ＤＩＴ等を、エンジンコントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップデータを検索してそれぞれ求める。そして、パイロット噴射量Ｑｐｉｌｏｔ、主燃料噴射量Ｑｍａｉｎが供給されるように、クランク角度検出用クランク角センサ３２のクランク角度信号および気筒判別用クランク角センサ３３の気筒判別信号Ｃｙｌに基づいて、パイロット噴射開始時期ＰｓｔａｒｔよりＰｐｅｒｉｏｄの期間、主噴射開始時期ＭｓｔａｒｔよりＭｐｅｒｉｏｄの期間、噴射すべき気筒の燃料噴射弁１５を開弁駆動する。
【００４０】
Ｓ２３００では、ＥＧＲ制御を行う。ここでは、まず、排気還流が必要か否かを判定する。具体的には、エンジン回転数Ｎｅと主燃料噴射量Ｑｍａｉｎとをパラメータとして設定された所定のＥＧＲ領域内であるか否かを判定する。つまり、運転頻度が高く、かつ比較的空気過剰率が大きいため排気還流を実施してＮＯｘを低減しても他の排気成分や燃費が悪化しない常用運転領域（ＥＧＲ領域）であるか、排気還流を行うとスモークやＰＭ（排気微粒子）排出量の増加、あるいは出力低下が生じる領域（ＥＧＲ領域外）であるかを判定する。
【００４１】
そして、ＥＧＲ領域であれば、適切な排気還流を実行するための目標ＥＧＲデータ（ＥＧＲ弁５と吸気絞り弁６の駆動信号）を、例えばエンジン回転数Ｎｅと主燃料噴射量Ｑｍａｉｎをパラメータとして、エンジンコントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して求める。また、冷却水温Ｔｗが低いときには、排気還流を減量補正し、ＥＧＲ弁５および吸気絞り弁６を、それぞれの補正された駆動信号に基づいて駆動制御して排気還流を行なう。ＥＧＲ領域外で排気還流の必要がなければ、排気還流を停止もしくは停止保持（ＥＧＲ弁５および吸気絞り弁６の作動を停止）する。
【００４２】
Ｓ２４００では、排気後処理制御を行う。例えば、ＤＰＦ１６の入口圧力Ｐｄｐｆを監視しながら、再生時期にポスト噴射（主噴射後に行われる少量の燃料の噴射）等を行ってＤＰＦ温度Ｔｄｐｆを上昇させ、ＤＰＦ１６に捕捉したＰＭを燃焼除去さえる。あるいはＮＯｘトラップ触媒の再生時期に、吸気絞りの強化（吸気絞り弁６の開度小）、排気還流の強化、あるいはポスト噴射（主噴射後に行われる少量の燃料の噴射）、を単独もしくは組み合わせて実行することで、機関が排出する排気の空燃比をリッチにしてＮＯｘ再生を行なうようにしている。
【００４３】
Ｓ２５００では、セタン価を検出する。燃料（軽油）の密度とセタン価とは図１３に示すような関係にあり、例えば、燃料の密度に応じてセタン価が決定されるマップを持っておけば、吸入空気量Ｇａｉｒを空燃比Ａ／Ｆで除して燃料の実燃料供給重量を検出し、この実燃料供給重量を、コモンレール圧力と開弁信号から求められる燃料供給量で除して、使用されている燃料の実比重を検出することで、使用されている燃料のセタン価を検出することができる。
【００４４】
図５は、図３のＳ３０００を具体的に示したものであって、排気還流装置制御のサブルーチンである。
【００４５】
Ｓ３１００では、制御目標値を設定する。換言すれば、このＳ３１００は、図１における制御目標値設定手段に相当するものであり、吸入空気目標流量Ｖａｉｒ、ＥＧＲ弁開度目標値ＥＧＲｄｅｇ、ＥＧＲクーラー目標放熱量Ｑｃｌｒ及び、シリンダ吸入ガス目標流量Ｖｃｙｌを算出するものである。
【００４６】
Ｓ３２００では、吸入空気流量Ｖａｉｒ１を検出する。換言すれば、このＳ３１００は、図１における吸入空気流量検出手段に相当するものである。
【００４７】
Ｓ３３００では、吸入空気流量基準値Ｖａｉｒ０を検出する。換言すれば、このＳ３３００は、図１における吸入空気基準値検出手段の一部に相当するものである。
【００４８】
Ｓ３４００では、エアフローメータ７の異常診断を実施する。換言すれば、このＳ３４００は、図１における吸入空気基準値検出手段の一部に相当するものである。
【００４９】
Ｓ３５００では、ＥＧＲ系路の異常診断とＥＧＲ弁開度補正を実施する。換言すれば、このＳ３５００は、図１におけるＥＧＲ経路診断手段とＥＧＲ弁開度目標値設定手段に相当するものである。
【００５０】
Ｓ３６００では、ＥＧＲクーラー１７の放熱量を検出する。換言すれば、このＳ３６００は、図１におけるＥＧＲクーラー放熱量検出手段に相当するものである。
【００５１】
Ｓ３７００では、ＥＧＲクーラー１７の診断と、ＥＧＲクーラー１７の放熱量制御を実施する。換言すれば、このＳ３７００は、図１におけるＥＧＲクーラー診断手段とＥＧＲクーラー制御手段に相当するものである。
【００５２】
Ｓ３８００では、警告制御を実施する。この警告制御は、例えば、エアフローメータ７に異常があると判定された場合に、例えばモニター用の警告灯を点灯させ、修理点検を促すものである。
【００５３】
図６は、図５のＳ３１００を具体的に示したものであって、制御目標値設定のサブルーチンである。
【００５４】
Ｓ３１１０〜Ｓ３１４０では、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ａｃｃをパラメータとして、吸入空気目標流量Ｖａｉｒ、ＥＧＲ弁開度目標値ＥＧＲｄｅｇ（あるいは開度信号）、シリンダ吸入ガス目標流量Ｖｃｙｌ、ＥＧＲクーラー１７の目標放熱量Ｑｃｌｒを、エンジンコントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップデータを検索してそれぞれ求める。
【００５５】
ＥＧＲクーラー１７の目標放熱量Ｑｃｌｒについては、エンジンの負荷、回転速度、エンジン冷却水温度（またはＥＧＲクーラー冷却水温度）が増加すると圧縮端温度が上昇して燃料の着火性が向上するため、拡散燃焼比率が高まってスモーク排出量が増加する。このため図１４、図１５に示すように、エンジンの負荷、回転速度、エンジン冷却水温度（またはＥＧＲクーラー冷却水温度）が増加するほど目標放熱量Ｑｃｌｒを増加させることによって、シリンダ吸入ガスの温度を低下させることで噴射された燃料の予混合を促進させ、スモーク排出量の増加を抑制するように設定する。また、前述したように使用される燃料のセタン価の変動に対しては、図１６に示すようにセタン価が高くなるほど目標放熱量Ｑｃｌｒを増加させる。
【００５６】
すなわち、ＥＧＲクーラー１７の目標放熱量Ｑｃｌｒは、マップデータから検出されたＱｃｌｒに、図１６から算出されるセタン価放熱量係数Ｋｃｎ及び図１５から算出される水温放熱量係数Ｋｗｔを乗じて決定される。
【００５７】
さらに、ＥＧＲ弁開度目標値ＥＧＲｄｅｇについては、後述のＥＧＲ弁開度目標値補正係数ＫＥＧＲｄｅｇおよびセタン価ＥＧＲ補正係数ＫＥＧＲｃｎで補正する。
【００５８】
セタン価ＥＧＲ補正係数ＫＥＧＲｃｎは、図１７に示すように、セタン価が高くなるほど小さくなるように設定される。これはセタン価が高くなるほど目標放熱量Ｑｃｌｒを増加させて、シリンダ吸入ガスの温度を低下させるため、図１８に示すようにＥＧＲ率が増加してＮＯｘが減少する。したがってＮＯｘの変動をなくすために行う。
【００５９】
ここで、図１８における特性線Ａは冷却能力が正常なものであり、特性線Ｂは正常なものに比べて冷却能力が少し低下したものであり、特性線Ｃは正常なものに比べて冷却能力が大きく低下したものである。
【００６０】
尚、Ｓ３１１０は、図１における吸入空気目標流量設定手段に相当し、Ｓ３１２０は、図１におけるＥＧＲ弁開度目標値設定手段に相当し、Ｓ３１３０は、図１におけるシリンダ吸入ガス目標流量設定手段に相当し、Ｓ３１４０は、図１におけるＥＧＲクーラー目標放熱量設定手段に相当する。
【００６１】
図７は、図５のＳ３２００を具体的に示したものであって、吸入空気流量検出のサブルーチンである。
【００６２】
この吸入空気流量検出のサブルーチンでは、式（１）及び式（２）を用いて吸入空気流量Ｖａｉｒ１を演算する。尚、式（１）中のＰ０及びＴ０は標準状態における圧力と温度であり、Ｐ０＝１ｂａｒ（１００ｋＰａ）、Ｔ０＝２５℃（２９８．１６Ｋ）、とする。
（数１）
γａｉｒ＝γ０×（Ｐａｉｒ／Ｐ０）×（Ｔ０／Ｔａｉｒ）      …（１）
（数２）
Ｖａｉｒ１＝Ｇａｉｒ／γａｉｒ      …（２）
詳述すると、Ｓ３２１０では、温度Ｔａｉｒと圧力Ｐａｉｒを用いて、上述した式（１）から実際の吸入空気の比重γａｉｒを演算する。
【００６３】
Ｓ３２２０では、状エアフローメータ７で検出された吸入新気量Ｇａｉｒと、空気比重γａｉｒを用いて、上述した式（２）から吸入空気流量Ｖａｉｒ１を演算する。
【００６４】
図８は、図５のＳ３３００を具体的に示したものであって、吸入空気流量基準値検出のサブルーチンである。
【００６５】
Ｓ３３１０では、エンジンコントロールユニット３０に記憶されている現在の通算走行距離Ｒｕｎが予め設定された所定値Ｒｕｎ１未満であるか否かを判定し、通算走行距離Ｒｕｎが所定値Ｒｕｎ１よりも小さい場合にはＳ３３２０に進み、通算走行距離Ｒｕｎが所定値Ｒｕｎ１以上の場合には今回のルーチンを終了する。尚、所定値Ｒｕｎ１としては、例えば２０００〜５０００ｋｍ程度の値が設定されている。
【００６６】
Ｓ３３２０では、所定運転領域にあるか、すなわち運転条件がＥＧＲ停止領域にあるか否かを判定し、運転条件がＥＧＲ停止領域である場合にはＳ３３３０に進み、運転条件がＥＧＲ停止領域ではない場合には今回のルーチンを終了する。
【００６７】
Ｓ３３３０では、現在設定されている吸入空気流量基準値Ｖａｉｒ０に対する吸入空気流量Ｖａｉｒ１の誤差Ｄｅｆｆを演算する。尚、工場出荷時には、吸入空気流量基準値Ｖａｉｒ０の初期値が設定されている。
【００６８】
Ｓ３３４０では、誤差Ｄｅｆｆと予め設定された所定値Ｄｅｆｆ１を比較し、誤差Ｄｅｆｆが所定値Ｄｅｆｆ１以上であればＳ３３６０に進んで、吸入空気流量基準値Ｖａｉｒ０の値を現在の吸入空気流量Ｖａｉｒ１の値に書き換える。
【００６９】
一方、誤差Ｄｅｆｆが所定値Ｄｅｆｆ１より小さい場合には、Ｓ３３５０に進み、吸入空気流量基準値Ｖａｉｒ０の書き換えを行わない。
【００７０】
図９は、図５のＳ３４００を具体的に示したものであって、エアフローメータ異常診断のサブルーチンである。
【００７１】
Ｓ３４１０では、エンジンコントロールユニット３０に記憶されている現在の通算走行距離Ｒｕｎが予め設定された所定値Ｒｕｎ１未満であるか否かを判定し、通算走行距離Ｒｕｎが所定値Ｒｕｎ１よりも小さい場合にはＳ３４２０に進み、通算走行距離Ｒｕｎが所定値Ｒｕｎ１以上の場合には今回のルーチンを終了する。
【００７２】
Ｓ３４２０では、所定運転領域にあるか、すなわち運転条件がＥＧＲ停止領域にあるか否かを判定し、運転条件がＥＧＲ停止領域である場合にはＳ３４３０に進み、運転条件がＥＧＲ停止領域ではない場合には今回のルーチンを終了する。
【００７３】
Ｓ３４３０では、現在設定されている吸入空気流量基準値Ｖａｉｒ０に対する吸入空気流量Ｖａｉｒ１の偏差Ｖａｄｌｔを演算する。
【００７４】
Ｓ３４４０では、偏差Ｖａｄｌｔと予め設定された所定偏差Ｖａｄｌｔ１を比較し、偏差Ｖａｄｌｔが所定偏差Ｖａｄｌｔ１以上であればＳ３４６０に進んで、エアフローメータ７に異常（あるいは吸気通路に異常）があると診断する。
【００７５】
一方、偏差Ｖａｄｌｔが所定偏差Ｖａｄｌｔ１より小さい場合には、Ｓ３４５０に進み、エアフローメータ７に異常がないと診断する。
【００７６】
図１０は、図５のＳ３５００を具体的に示したものであって、ＥＧＲ系路異常診断とＥＧＲ弁開度補正のサブルーチンである。
【００７７】
Ｓ３５１０では、所定運転領域にあるか、すなわち運転条件がＥＧＲ運転領域にあるか否かを判定し、運転条件がＥＧＲ運転領域である場合にはＳ３５２０に進み、運転条件がＥＧＲ運転領域ではない場合には今回のルーチンを終了する。
【００７８】
Ｓ３５２０では、現在の吸入空気目標流量Ｖａｉｒに対する吸入空気流量Ｖａｉｒ１の偏差Ｖｄｅｌｔａを演算する。
【００７９】
Ｓ３５３０では、偏差Ｖｄｅｌｔａと予め設定された吸入空気流量偏差としての所定偏差Ｖｄｅｌｔａ１を比較し、偏差Ｖｄｅｌｔａが所定偏差Ｖｄｅｌｔａ１以上であればＳ３５５０に進んで、ＥＧＲ系路に異常（通路の詰まり、あるいはＥＧＲ弁開度に異常）があると診断する。
【００８０】
一方、偏差Ｖｄｅｌｔａが所定偏差Ｖｄｅｌｔａ１より小さい場合には、Ｓ３５４０に進み、ＥＧＲ系路に異常がないと診断する。
【００８１】
また、ＥＧＲ系路に異常があると診断されると、Ｓ３５５０において、偏差Ｖｄｅｌｔａに応じてＥＧＲ弁開度目標値補正係数ＫＥＧＲｄｅｇを例えばテーブルデータから算出する。ＥＧＲ弁開度目標値補正係数ＫＥＧＲｄｅｇは、吸入空気流量Ｖａｉｒ１が吸入空気目標流量Ｖａｉｒよりも大きいとき（ＥＧＲ通路４の詰まりによってＥＧＲ流量が減少して吸入空気流量Ｖａｉｒ１が増加した場合）に大きくなり、逆に吸入空気流量Ｖａｉｒ１が吸入空気目標流量Ｖａｉｒよりも小さいとき（ＥＧＲ通路４が開き気味の場合）に小さくなるよう設定されている。そして、ＥＧＲ経路回復処置としてＥＧＲを目標値に合わせる。ＥＧＲ系路に異常がないと診断された場合（偏差Ｖａｄｌｔが所定偏差Ｖａｄｌｔ１より小さい場合）には、ＥＧＲ弁開度目標値補正係数ＫＥＧＲｄｅｇを変更しない。尚、ＥＧＲ弁開度目標値補正係数ＫＥＧＲｄｅｇの初期値は１に設定されている。
【００８２】
図１１は、図５のＳ３６００を具体的に示したものであって、ＥＧＲクーラー放熱量検出のサブルーチンである。
【００８３】
Ｓ３６１０では、式（３）を用いてＥＧＲ体積流量Ｖｅｇｒ１を演算する。
（数３）
Ｖｅｇｒ１＝Ｖｃｙｌ−Ｖａｉｒ１      …（３）
すなわち、シリンダ吸入ガス目標流量Ｖｃｙｌから吸入空気流量Ｖａｉｒ１を減じてＥＧＲ体積流量Ｖｅｇｒ１を演算する。
【００８４】
Ｓ３６２０では、運転条件により定められた排気比重γｅｇｒをマップデータから決定する。
【００８５】
Ｓ３６３０では、式（４）を用いてＥＧＲ質量流量Ｇｅｇｒ１を演算する。
（数４）
Ｇｅｇｒ１＝Ｖｅｇｒ１×γｅｇｒ      …（４）
すなわち、Ｓ３６１０で演算したＥＧＲ体積流量Ｖｅｇｒ１にＳ３６２０で求めた排気比重γｅｇｒを乗じてＥＧＲ質量流量Ｇｅｇｒ１を演算する。
【００８６】
Ｓ３６４０では、式（５）を用いてＥＧＲクーラー放熱量Ｑｃｌｒ１を演算する。
（数５）
Ｑｃｌｒ１＝Ｇｅｇｒ１×Ｃｐ×（Ｔ１−Ｔ２）      …（５）
すなわち、ＥＧＲ質量流量Ｇｅｇｒ１と、ＥＧＲクーラー１７前後のガス温度（Ｔ１、Ｔ２）からＥＧＲクーラー１７の放熱量Ｑｃｌｒ１を求める。ここで、ＣｐはＥＧＲ体積流量Ｖｅｇｒ１と排気比重γｅｇｒに対応して予め設定された排気ガス比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）である。
【００８７】
図１２は、図５のＳ３７００を具体的に示したものであって、ＥＧＲクーラー１７の診断とＥＧＲクーラー１７の放熱量制御のサブルーチンである。
【００８８】
Ｓ３７１０では、所定運転領域にあるか、すなわち運転条件がＥＧＲ運転領域にあるか否かを判定し、運転条件がＥＧＲ運転領域である場合にはＳ３７２０に進み、運転条件がＥＧＲ運転領域ではない場合には今回のルーチンを終了する。
【００８９】
Ｓ３７２０では、現在のＥＧＲクーラー目標放熱量Ｑｃｌｒに対するＥＧＲクーラー放熱量Ｑｃｌｒ１の偏差Ｑｄｅｌｔａを演算する。
【００９０】
Ｓ３７３０では、偏差Ｑｄｅｌｔａと予め設定された放熱量偏差としての所定偏差Ｑｄｅｌｔａ１を比較し、偏差Ｑｄｅｌｔａが所定偏差Ｑｄｅｌｔａ１以上であればＥＧＲクーラー１７に異常（煤の被覆あるいは堆積による冷却効率低下よる異常）があると診断し、Ｓ３７４０に進む。
【００９１】
一方、偏差Ｑｄｅｌｔａが所定偏差Ｑｄｅｌｔａ１より小さい場合には、ＥＧＲクーラー１７に異常がないと診断し、終了する。
【００９２】
また、ＥＧＲクーラー１７に異常があると診断されると、Ｓ３７４０において、ＥＧＲクーラー１７の放熱量制御を実施する。すなわち、ＥＧＲクーラー１７の冷却効率（放熱量）が低下している場合には、ＥＧＲの質（率、量、温度）を変動させないように、ＥＧＲクーラー１７に設けられた水量調整手段４２を制御し、冷却効率（放熱量）の回復処置を実施する。
【００９３】
以上説明してきたように、本実施形態においては、図１８に示すように、ＥＧＲクーラー１７の冷却効率（放熱量）を変化させることで着火時期を制御できる。このため、使用される燃料のセタン価の増減に対応してＥＧＲクーラー１７の冷却効率（放熱量）を変化させ、筒内に吸入される作動ガスの温度を変化することで圧縮端温度を制御すればセタン価の増減による着火性への影響を相殺して着火性を一定に保つことができる。すなわち、セタン価の低い燃料が使用された場合にはＥＧＲクーラー１７の冷却効率（放熱量）を低下させ、セタン価の高い燃料が使用された場合にＥＧＲクーラー１７の冷却効率（放熱量）を高めることで、予混合燃焼比率または拡散燃焼比率を変化させずに着火時期を一定に保てる結果、燃焼騒音やＮＯｘ、スモーク排出量の変動もない。
【００９４】
そして、エアフローメータ７の異常診断、およびＥＧＲ系路の異常診断、およびＥＧＲクーラー１７の異常（冷却能力低下）診断を夫々分離して実施できる。
このため、エアーフローメータ７の性能劣化（あるいは吸気系からのリーク）、ＥＧＲ系路のトラブル（系路の煤による詰まり、ＥＧＲ弁開度制御精度の悪化）が診断できる。
【００９５】
もちろん、ＥＧＲクーラー１７が煤に被覆されることによる冷却能力低下も診断できるので、各々の診断結果、あるいは状況に応じてＥＧＲの制御精度が向上できて排気放出レベルを安定化できる。
【００９６】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００９７】
（１）  内燃機関の排気還流制御装置は、図１に示すように、内燃機関の運転条件を検出する運転条件検出手段と、内燃機関の排気系から排気ガスの一部を吸気系へ還流するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラーと、使用している燃料の性状の中で少なくともセタン価を検出する燃料性状検出手段と、を設けた内燃機関に適用され、運転条件検出手段によって検出された運転条件と、燃料性状検出手段によって検出された燃料のセタン価とに応じて、体積流量である吸入空気目標流量（Ｖａｉｒ）、ＥＧＲ弁開度目標値（ＥＧＲｄｅｇ）、ＥＧＲクーラー目標放熱量（Ｑｃｌｒ）、体積流量であるシリンダ吸入ガス目標流量（Ｖｃｙｌ）を設定する制御目標値設定手段と、体積流量である吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）を検出する吸入空気流量検出手段と、検出された運転条件と検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）とから体積流量である吸入空気流量基準値（Ｖａｉｒ０）を検出するとともに、吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）と吸入空気流量基準値（Ｖａｉｒ０）とを用いて吸入空気流量検出手段の異常診断を行う吸入空気基準値検出手段と、検出された運転条件と、検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）と、制御目標値設定手段によって設定された制御目標値とから、ＥＧＲクーラー放熱量(Ｑｃｌｒ１)を検出するＥＧＲクーラー放熱量検出手段と、検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）からＥＧＲ系路の異常診断を行うＥＧＲ系路診断手段と、ＥＧＲ系路診断手段の診断結果と制御目標値設定手段によって設定された制御目標値とに基づいてＥＧＲ弁の開閉制御を行うＥＧＲ制御手段と、制御目標値設定手段によって設定された制御目標値と、検出されたＥＧＲクーラー放熱量（Ｑｃｌｒ１）と、ＥＧＲ系路診断手段の診断結果と、に基づいてＥＧＲクーラーの冷却効率診断を行うＥＧＲクーラー診断手段と、ＥＧＲクーラー診断手段の診断結果に基づいてＥＧＲクーラーの冷却効率制御を行うＥＧＲクーラー制御手段と、を有する。
【００９８】
これによって、図１８に示すように、ＥＧＲクーラーの冷却効率（放熱量）を変化させることで着火時期を制御できる。このため、使用される燃料のセタン価の増減に対応してＥＧＲクーラーの冷却効率（放熱量）を変化させ、筒内に吸入される作動ガスの温度を変化することで圧縮端温度を制御すればセタン価の増減による着火性への影響を相殺して着火性を一定に保つことができる。すなわち、セタン価の低い燃料が使用された場合にはＥＧＲクーラーの冷却効率（放熱量）を低下させ、セタン価の高い燃料が使用された場合にＥＧＲクーラーの冷却効率（放熱量）を高めることで、予混合燃焼比率または拡散燃焼比率を変化させずに着火時期を一定に保てる結果、燃焼騒音やＮＯｘ、スモーク排出量の変動もない。
【００９９】
そして、本発明によれば、吸入空気流量検出手段の異常診断、およびＥＧＲ系路の異常診断、およびＥＧＲクーラーの異常（冷却能力低下）診断を夫々分離して実施できる。このため、吸入空気流量検出手段の性能劣化（あるいは吸気系からのリーク）、ＥＧＲ系路のトラブル（系路の煤による詰まり、ＥＧＲ弁開度制御精度の悪化）が診断できる。もちろん、ＥＧＲクーラーが煤に被覆されることによる冷却能力低下も診断できるので、各々の診断結果、あるいは状況に応じてＥＧＲの制御精度が向上できて排気放出レベルを安定化できる。
【０１００】
（２）  上記（１）に記載の内燃機関の排気還流制御装置において、ＥＧＲクーラー診断手段は、運転条件および燃料性状検出手段によって検出されたセタン価に応じて定められたＥＧＲクーラー目標放熱量（Ｑｃｌｒ）に対して、演算されたＥＧＲクーラー放熱量（Ｑｃｌｒ１）の偏差であるＥＧＲクーラー放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ）が許容される放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ１）以下であればＥＧＲクーラーの冷却効率は適正であると診断し、放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ１）以上であればＥＧＲクーラーの冷却効率は不適正であると診断する。
【０１０１】
（３）  上記（１）または（２）に記載の内燃機関の排気還流制御装置において、ＥＧＲクーラー制御手段は、冷却水温度調整手段または冷却水量調整手段を有し、運転条件、および燃料性状検出手段によって検出された燃料性状（セタン価）に応じて定められたＥＧＲクーラー目標放熱量（Ｑｃｌｒ）に対して、演算されたＥＧＲクーラー放熱量（Ｑｃｌｒ１）の偏差であるＥＧＲクーラー放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ）が許容される放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ１）以上であれば、冷却水温または冷却水量を放熱量偏差（Ｑｄｅｌｔａ）に応じて調整することによりＥＧＲクーラーの冷却効率制御を行う。
【０１０２】
（４）  上記（１）〜（３）のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置において、制御目標値設定手段は、燃料性状検出手段によって検出されたセタン価が増加するほどＥＧＲクーラー目標放熱量（Ｑｃｌｒ）を増加設定する。
【０１０３】
（５）  上記（１）〜（４）のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置において、運転条件検出手段が、少なくともエンジンの負荷、回転速度、エンジン冷却水温度を検出し、制御目標値設定手段は、運転条件検出手段によって検出されたエンジンの負荷、回転速度、および冷却水温度が増加するほどＥＧＲクーラー目標放熱量（Ｑｃｌｒ）を増加設定する。
【０１０４】
（６）  上記（１）〜（５）のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置において、吸入空気流量検出手段は、内燃機関の吸入新気量（Ｇａｉｒ）を検出する吸入新気量検出手段と、吸入新気温度を検出する吸入新気温度検出手段と、吸入新気圧力を検出する吸入新気圧力検出手段を備えるとともに、検出された吸入新気量（Ｇａｉｒ）と吸入新気温度と吸入新気圧力に基づいて、吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）を演算する吸入空気流量演算手段を備える構成である。
【０１０５】
（７）  上記（１）〜（６）のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置において、吸入空気基準値検出手段は、車両の新車状態からの通算走行距離（Ｒｕｎ）を検出する車両走行距離検出手段を有し、検出された通算走行距離（Ｒｕｎ）が所定値（Ｒｕｎ１）以下の場合に、検出された運転条件と検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）とに基づいて、所定の運転条件で吸入空気流量基準値（Ｖａｉｒ０）を学習して設定するとともに、走行距離が上記所定値（Ｒｕｎ１）を超えた場合に、現在設定されている吸入空気流量基準値（Ｖａｉｒ０）に対して、検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）の偏差（Ｖａｄｌｔ）が、所定偏差（Ｖａｄｌｔ１）以下であれば吸入空気流量検出手段に異常がなく、所定偏差（Ｖａｄｌｔ１）以上であれば吸入空気流量検出手段に異常があると診断する吸入空気基準値設定診断手段を有する。
【０１０６】
（８）  上記（１）〜（７）のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置において、ＥＧＲクーラー放熱量検出手段は、制御目標値設定手段によって設定されたシリンダ吸入ガス目標流量（Ｖｃｙｌ）と検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）に基づいてＥＧＲ体積流量（Ｖｅｇｒ１）を演算するとともに、予め運転条件により定めた排気の比重と演算されたＥＧＲ体積流量（Ｖｅｇｒ１）に基づいてＥＧＲ質量流量（Ｇｅｇｒ１）を演算するＥＧＲ流量演算手段と、ＥＧＲクーラー前後のＥＧＲガス温度を検出するＥＧＲクーラー前後排温検出手段と、演算されたＥＧＲ質量流量（Ｇｅｇｒ１）と検出されたＥＧＲクーラー前後排温からＥＧＲクーラー放熱量（Ｑｃｌｒ１）を演算するＥＧＲクーラー放熱量演算手段と、を有する。
【０１０７】
（９）  上記（１）〜（８）のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置において、ＥＧＲ経路診断手段は、運転条件により定められた吸入空気目標流量（Ｖａｉｒ）に対して、検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）の偏差（Ｖｄｅｌｔａ）が許容される吸入空気流量偏差（Ｖｄｅｌｔａ１）以下であればＥＧＲ系路に異常がないと診断し、吸入空気流量偏差（Ｖｄｅｌｔａ１）以上であればＥＧＲ系路に異常があると診断する。
【０１０８】
（１０）  上記（１）〜（９）のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置において、ＥＧＲ制御手段は、ＥＧＲ系路に異常があると診断されると、運転条件により定められた吸入空気目標流量（Ｖａｉｒ）に対して、検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）の偏差（Ｖｄｅｌｔａ）が許容される吸入空気流量偏差（Ｖｄｅｌｔａ１）以下になるように、吸入空気流量の回復処置を行う。
【０１０９】
（１１）  上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の内燃機関の排気還流制御装置において、ＥＧＲ弁目標開度（ＥＧＲｄｅｇ）を、運転条件により定められた吸入空気目標流量（Ｖａｉｒ）と検出された吸入空気流量（Ｖａｉｒ１）との偏差（Ｖｄｅｌｔａ）に応じて補正する。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１実施形態における内燃機関の排気還流制御装置を表すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態における排気還流制御装置を備えたディーゼルエンジンのシステム構成図。
【図３】ディーゼルエンジンの基本制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】エンジン基本制御のサブルーチンを示すフローチャート。
【図５】排気還流装置制御のサブルーチンを示すフローチャート。
【図６】制御目標値設定のサブルーチンを示すフローチャート。
【図７】吸入空気流量検出のサブルーチンを示すフローチャート。
【図８】吸入空気流量基準値検出のサブルーチンを示すフローチャート。
【図９】エアフローメータ異常診断のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１０】ＥＧＲ系路異常診断とＥＧＲ弁開度補正のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１１】ＥＧＲクーラー放熱量検出のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１２】ＥＧＲクーラー診断とＥＧＲクーラーの放熱量制御のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１３】セタン価と軽油の密度との相関関係を示す特性図。
【図１４】エンジンの負荷、回転速度と目標放熱量Ｑｃｌｒとの相関関係を示す特性図。
【図１５】水温放熱量係数Ｋｗｔとエンジン冷却水温度との相関関係を示す特性図。
【図１６】セタン価放熱量係数Ｋｃｎとセタン価との相関関係を示す特性図。
【図１７】セタン価ＥＧＲ補正係数ＫＥＧＲｃｎとセタン価との相関関係を示す特性図。
【図１８】セタン価の増減に応じてＥＧＲクーラーの冷却効率を変化させたときの着火時期の変化を模式的に示した説明図。
【図１９】セタン価の増減に応じた着火時期の変化を模式的に示した説明図。
【図２０】経時変化により冷却能力が変化した同一形式の３つのＥＧＲクーラーのＥＧＲ率とＮＯｘ排出量の相関関係を示した特性線図。
【図２１】経時変化により冷却能力が変化した同一形式の３つのＥＧＲクーラーの冷却能力を示した特性線図。
【図２２】経時変化により冷却能力が変化した同一形式の３つのＥＧＲクーラーを通過するＥＧＲの体積流量を示した特性線図。
【符号の説明】
【０１１１】
１…エンジン
４…ＥＧＲ通路
７…エアフローメータ
１０…燃料噴射装置
１７…ＥＧＲクーラー
３０…エンジンコントロールユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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