(57)【要約】【課題】低圧ループＥＧＲ装置のＥＧＲガスの還流遅れによる吸気ガスの成分変化を、高圧ループＥＧＲ装置で的確に補償することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、高圧ループＥＧＲ装置と低圧ループＥＧＲ装置と、算出手段と、制御手段と、を備える。算出手段は、低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の所定の成分の変化量を算出する。制御手段は、変化量に応じて、吸気ガスの所定の成分の濃度変化を抑制するように高圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス量を制御する。これにより、低圧ループＥＧＲ装置のＥＧＲガスの還流遅れによる吸気ガスの成分変化を、高圧ループＥＧＲ装置で的確に補償することができ、ＮＯｘやスモークの発生を抑えて、エミッションの悪化を防ぐことができる。【選択図】図３
2009047130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャのタービンより上流の排気通路と前記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ことによりＥＧＲガスを還流させる高圧ループＥＧＲ装置と、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ことによりＥＧＲガスを還流させる低圧ループＥＧＲ装置とを有する内燃機関の制御装置であって、
前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の所定の成分の変化量を算出する算出手段と、
前記変化量に応じて、吸気ガス中の前記所定の成分の濃度変化を抑制するように、前記高圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス量を制御する制御手段と、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】
前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度を検出する検出手段を備え、
前記算出手段は、前記検出手段により検出されたＥＧＲガス中の酸素濃度と、前記不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度とを基に、前記不活性ガスの還流遅れによる、前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量を算出し、
前記制御手段は、前記変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように、前記高圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス量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。
【請求項３】
前記高圧ループＥＧＲ装置との接続位置よりも上流で、且つ、前記低圧ループＥＧＲ装置との接続位置よりも下流の吸気通路における吸気ガス中の酸素濃度を検出する検出手段を備え、
前記算出手段は、前記検出手段により検出された吸気ガス中の酸素濃度と、前記不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の吸気ガス中の酸素濃度とを基に、前記不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の酸素の変化量を算出し、
前記制御手段は、前記変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように、前記高圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス量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。
【請求項４】
前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度を検出する第１の検出手段と、
前記高圧ループＥＧＲ装置との接続位置よりも上流で、且つ、前記低圧ループＥＧＲ装置との接続位置よりも下流の吸気通路における吸気ガス中の酸素濃度を検出する第２の検出手段と、
前記高圧ループＥＧＲ装置の制御遅れの時間の間に移動する吸気ガスの体積が、前記低圧ループＥＧＲ装置との接続位置から前記高圧ループＥＧＲ装置との接続位置までの前記吸気通路の容積である吸気系容積よりも大きいか否かを判定する判定手段と、を備え、
前記算出手段は、前記移動する吸気ガスの体積が前記吸気系容積よりも大きい場合には、前記第１の検出手段により検出されたＥＧＲガス中の酸素濃度と、前記不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度とを基に、前記不活性ガスの還流遅れによる、前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量を前記変化量として算出し、前記移動する吸気ガスの体積が前記吸気系容積以下の場合には、前記第２の手段により検出された吸気ガス中の酸素濃度と、前記不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の吸気ガス中の酸素濃度とを基に、前記不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の酸素の変化量を前記変化量として算出し、
前記制御手段は、前記変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように、前記高圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス量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、ＥＧＲ装置を備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジンなどの内燃機関において、排気通路から排気ガスの一部を吸気通路へ戻し、機関内での燃焼温度を下げることにより、ＮＯｘの発生を抑制する排気再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置が知られている。ＥＧＲ装置としては、ターボチャージャのタービンの上流側から排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を取り出す「高圧ループ（ＨＰＬ）ＥＧＲ装置」と、ターボチャージャのタービンの下流側からＥＧＲガスを取り出す「低圧ループ（ＬＰＬ）ＥＧＲ装置」とが知られている。
【０００３】
以下の特許文献１には、高圧ループＥＧＲ装置と低圧ループＥＧＲ装置とを備えた内燃機関において、エンジン回転数及び／又は負荷に応じて、低圧ループＥＧＲ装置を使用するか、高圧ループＥＧＲ装置を使用するか、又は、低圧ループＥＧＲ装置と高圧ループＥＧＲ装置との両方を使用するか、の何れかを決定する旨が記載されている。また、以下の特許文献２には、ＥＧＲガスの還流遅れに対し、気筒内酸素濃度・機関回転数を推定して噴射量を制御する内燃機関の制御装置が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５０３１９号公報
【特許文献２】特開２００６−０２９１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高圧ループＥＧＲ装置と低圧ループＥＧＲ装置とを備えた内燃機関において、高圧ループＥＧＲ装置から低圧ループＥＧＲ装置へと切り換える際には、低圧ループＥＧＲ装置のＥＧＲガスの還流遅れにより吸気ガスの成分変化が生じる。そのため、吸気ガスの成分変化を、低圧ループＥＧＲ装置よりも還流の早い高圧ループＥＧＲ装置で補償する必要がある。この点について、特許文献１又は２には、何ら記載されていない。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、低圧ループＥＧＲ装置のＥＧＲガスの還流遅れによる吸気ガスの成分変化を、高圧ループＥＧＲ装置で的確に補償することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、内燃機関の制御装置は、ターボチャージャのタービンより上流の排気通路と前記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ことによりＥＧＲガスを還流させる高圧ループＥＧＲ装置と、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ことによりＥＧＲガスを還流させる低圧ループＥＧＲ装置とを有する内燃機関の制御装置は、前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の所定の成分の変化量を算出する算出手段と、前記変化量に応じて、吸気ガス中の前記所定の成分の濃度変化を抑制するように、前記高圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス量を制御する制御手段と、を備える。
【０００８】
本発明の１つの観点では、内燃機関の制御装置は、高圧ループＥＧＲ装置と低圧ループＥＧＲ装置と、算出手段と、制御手段と、を備える。前記高圧ループＥＧＲ装置は、ターボチャージャのタービンより上流の排気通路と前記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ことによりＥＧＲガスを還流させる。前記低圧ループＥＧＲ装置は、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ことによりＥＧＲガスを還流させる。前記算出手段は、前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の所定の成分の変化量を算出する。ここでいう「所定の成分」とは、例えば酸素である。「所定の成分」としては、その他にも、二酸化炭素や水や窒素といった、不活性ガスの還流遅れにより変化しうる成分を用いることができる。前記制御手段は、前記変化量に応じて、吸気ガス中の前記所定の成分の濃度変化を抑制するように、前記高圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス量を制御する。前記算出手段、前記制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）により実現される。
【０００９】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、低圧ループＥＧＲ装置のＥＧＲガスの還流遅れによる吸気ガスの成分変化を、高圧ループＥＧＲ装置で的確に補償することができ、ＮＯｘや黒煙（スモーク）の発生を抑えて、エミッションの悪化を防ぐことができる。
【００１０】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度を検出する検出手段を備え、前記算出手段は、前記検出手段により検出されたＥＧＲガス中の酸素濃度と、前記不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度とを基に、前記不活性ガスの還流遅れによる、前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量を算出し、前記制御手段は、前記変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように、前記高圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス量を制御する。検出手段は、例えば酸素濃度センサである。この内燃機関の制御装置では、低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量が、吸気ガス中の酸素の変化量に等しいと想定している。この内燃機関の制御装置によれば、低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量に応じて、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を制御するので、高圧ループＥＧＲ装置のＥＧＲ弁の制御遅れが大きい場合であっても、吸気ガス中の酸素濃度の変化を確実に抑制することができる。
【００１１】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記高圧ループＥＧＲ装置との接続位置よりも上流で、且つ、前記低圧ループＥＧＲ装置との接続位置よりも下流の吸気通路における吸気ガス中の酸素濃度を検出する検出手段を備え、前記算出手段は、前記検出手段により検出された吸気ガス中の酸素濃度と、前記不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の吸気ガス中の酸素濃度とを基に、前記不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の酸素の変化量を算出し、前記制御手段は、前記変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように、前記高圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス量を制御する。検出手段は、例えば酸素濃度センサである。この内燃機関の制御装置によれば、高圧ループＥＧＲ装置との接続位置よりも上流で、且つ、低圧ループＥＧＲ装置との接続位置よりも下流の吸気通路における吸気ガス中の酸素濃度を基に、吸気ガス中の酸素の変化量を算出し、当該変化量に応じて、高圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス量を制御するので、吸気ガス中の酸素濃度の変化を精密に抑制することができる。
【００１２】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様は、前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度を検出する第１の検出手段と、前記高圧ループＥＧＲ装置との接続位置よりも上流で、且つ、前記低圧ループＥＧＲ装置との接続位置よりも下流の吸気通路における吸気ガス中の酸素濃度を検出する第２の検出手段と、前記高圧ループＥＧＲ装置の制御遅れの時間の間に移動する吸気ガスの体積が、前記低圧ループＥＧＲ装置との接続位置から前記高圧ループＥＧＲ装置との接続位置までの前記吸気通路の容積である吸気系容積よりも大きいか否かを判定する判定手段と、を備え、前記算出手段は、前記移動する吸気ガスの体積が前記吸気系容積よりも大きい場合には、前記第１の検出手段により検出されたＥＧＲガス中の酸素濃度と、前記不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度とを基に、前記不活性ガスの還流遅れによる、前記低圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量を前記変化量として算出し、前記移動する吸気ガスの体積が前記吸気系容積以下の場合には、前記第２の手段により検出された吸気ガス中の酸素濃度と、前記不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の吸気ガス中の酸素濃度とを基に、前記不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の前記酸素の変化量を前記変化量として算出し、前記制御手段は、前記変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように前記高圧ループＥＧＲ装置により還流されるＥＧＲガス量を制御する。第１の検出手段、第２の検出手段は、例えば酸素濃度センサである。これにより、高圧ループＥＧＲ装置のＥＧＲ弁の制御遅れの大きさに合わせた、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する最適な制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図１、図２は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置１００の概略構成を示すブロック図である。図２は、説明のために、図１におけるＥＧＲ装置を取り出して簡略化して示したものである。なお、図１、図２において、実線の矢印は吸気及び排気の流れを示し、破線の矢印は制御信号を示す。
【００１５】
図１において、内燃機関の制御装置１００は、内燃機関（エンジン）１０として直列４気筒のディーゼルエンジンを備える。エンジン１０の各気筒は、吸気マニホールド１１及び排気マニホールド１２に接続されている。エンジン１０は、各気筒に設けられた燃料噴射弁１５と、各燃料噴射弁１５に対して高圧の燃料を供給するコモンレール１４とを備え、コモンレールには不図示の燃料ポンプにより燃料が高圧状態で供給される。
【００１６】
吸気マニホールド１１に接続された吸気通路２０には、エンジン１０への流入空気量（新気量）を計測するエアフローメータ２１と、スロットル弁２２と、ターボチャージャ２３のコンプレッサ２３ａと、吸気を冷却するインタークーラ２４とが設けられている。排気マニホールド１２に接続された排気通路２５には、ターボチャージャ２３のタービン２３ｂと、触媒３０が設けられている。触媒３０は、例えば、ＮＯｘを処理するＮＯｘ吸蔵還元型触媒である。
【００１７】
内燃機関の制御装置１００には、排気通路２５のタービン２３ｂの上流位置と、吸気通路２０のコンプレッサ２３ａの下流位置、具体的には、インタークーラ２４の下流位置とを接続するＥＧＲ通路３１が設けられている。そのため、排気ガスの一部（ＥＧＲガス）は、排気通路２５のタービン２３ｂの上流位置から、ＥＧＲ通路３１を介して、吸気通路２０のインタークーラ２４の下流位置へと還流する。ＥＧＲガスは、エンジン１０の燃焼室で燃焼済みの不活性ガス（Ｈ２Ｏ、Ｎ２、ＣＯ２等）であるため、吸気通路２０の流入空気とＥＧＲガスとが混合されることにより、エンジン１０における燃焼温度は低下し、ＮＯｘの発生が低減される。このように、排気通路２５のタービン２３ｂの上流位置からＥＧＲガスを取り出すＥＧＲ装置を「高圧ループ（ＨＰＬ）ＥＧＲ装置」と呼ぶ。従って、以下において、ＥＧＲ通路３１を高圧ループＥＧＲ装置３１と称することもある。高圧ループＥＧＲ装置３１には、ＥＧＲガスの量（ＥＧＲガス量）を制御するためのＥＧＲ弁３３が設けられている。高圧ループＥＧＲ装置３１は、ＥＣＵ７によってＥＧＲ弁３３が開制御されることで動作する。
【００１８】
また、内燃機関の制御装置１００には、排気通路２５のタービン２３ｂの下流位置と、吸気通路２０のコンプレッサ２３ａの上流位置とを接続するＥＧＲ通路３５が設けられている。そのため、ＥＧＲガスは、排気通路２５のタービン２３ｂの下流位置から、ＥＧＲ通路３５を介して、吸気通路２０のコンプレッサ２３ａの上流位置へも還流する。このように、ターボチャージャの下流側からＥＧＲガスを取り出すＥＧＲ装置を「低圧ループ（ＬＰＬ）ＥＧＲ装置」と呼ぶ。従って、以下において、ＥＧＲ通路３５を低圧ループＥＧＲ装置３５と称することもある。ＥＧＲ通路３５には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３６と、ＥＧＲガス量を制御するためのＥＧＲ弁３７と、吸気通路２０との接続位置付近に酸素濃度センサ４１と、が設けられている。低圧ループＥＧＲ装置３５は、ＥＣＵ７によってＥＧＲ弁３７が開制御されることで動作する。また、酸素濃度センサ４１は、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されたＥＧＲガス中の酸素濃度を検出し、検出された酸素濃度に対応する検出信号Ｓ７をＥＣＵ７に送信する。
【００１９】
内燃機関の制御装置１００の各要素は、ＥＣＵ７により制御されている。具体的には、ＥＣＵ７は、スロットル弁２２に制御信号Ｓ１を送りスロットル弁２２の開度を制御すると共に、燃料噴射弁１５に制御信号Ｓ２を送って燃料噴射量を制御する。
【００２０】
また、ＥＣＵ７は、運転者のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１８からの検出信号Ｓ５を基に、要求トルクを求め、エンジン１０のクランク角を検出するクランク角センサ１９からの検出信号Ｓ６を基に、エンジン回転数を求める。ＥＣＵ７は、エンジン回転数及び要求トルクに基づいて、ＥＧＲ弁３３に制御信号Ｓ３を送ってＥＧＲ弁３３の開度を制御し、ＥＧＲ弁３７に制御信号Ｓ４を送ってＥＧＲ弁３７の開度を制御する。更に、ＥＣＵ７は、酸素濃度センサ４１からの検出信号Ｓ７を基に酸素濃度を求め、当該酸素濃度に基づいて、ＥＧＲ弁３３に制御信号Ｓ３を送ってＥＧＲ弁３３の開度を制御する。なお、ＥＣＵ７は内燃機関の制御装置１００の他の構成要素の制御も行うが、本発明の実施形態と特に関係の無い部分については説明を省略する。
【００２１】
（内燃機関の制御方法）
ここで、本発明の内燃機関の制御方法について説明する。上述したように、内燃機関の制御装置１００は、高圧ループＥＧＲ装置３１と低圧ループＥＧＲ装置３５とを備えている。
【００２２】
高圧ループＥＧＲ装置３１は、排気通路２５のタービン２３ｂの上流位置から吸気通路２０のインタークーラ２４の下流位置へとＥＧＲガスを還流させる。つまり、高圧ループＥＧＲ装置３１は、エンジン１０からの排気ガスを直接還流させるため、低圧ループＥＧＲ装置３５と比較して、ＥＧＲガスは高温となる。また、高圧ループＥＧＲ装置３１を動作させる場合には、排気通路２５のタービン２３ｂに流入する排気ガスの量は、排気マニホールド１２より排気通路２５へ流入する排気ガスの量と比較して、高圧ループＥＧＲ装置３１によって還流されるＥＧＲガスの量の分だけ減る。
【００２３】
低圧ループＥＧＲ装置３５は、排気通路２５のタービン２３ｂの下流位置から吸気通路２０のコンプレッサ２３ａの上流位置へとＥＧＲガスを還流させる。従って、高圧ループＥＧＲ装置３１を使用せずに、低圧ループＥＧＲ装置３５のみを動作させる場合には、排気通路２５のタービン２３ｂに流入する排気ガスの量は、排気マニホールド１２より排気通路２５へ流入する排気ガスの量と比較して、減少することはない。
【００２４】
つまり、高圧ループＥＧＲ装置３１を動作させた場合には、低圧ループＥＧＲ装置３５を動作させた場合と比較して、排気通路２５のタービン２３ｂに流入する排気ガスの量が減るため、排気ガスによるタービン２３ｂを回転させる力が弱くなり、過給圧が低下する。
【００２５】
そのため、一般的な内燃機関の制御装置では、エンジン回転数が低く、要求負荷が小さい領域では、ＥＣＵ７は、エンジン１０を温めるために、ＥＧＲガスが高温となる高圧ループＥＧＲ装置３１のみを動作させる。このときのＥＧＲモードをＨＰＬモードと称する。また、ＥＣＵ７は、エンジン回転数が高く、要求負荷も高い領域では、低圧ループＥＧＲ装置３５のみを動作させる。このときのＥＧＲモードをＬＰＬモードと称する。更に、ＥＣＵ７は、エンジン回転数及び要求負荷が、高圧ループＥＧＲ装置３１の動作領域と低圧ループＥＧＲ装置３５の動作領域の間にある場合には、高圧ループＥＧＲ装置３１と低圧ループＥＧＲ装置３５との両方を動作させる。このときのＥＧＲモードをＭＰＬモードと称する。
【００２６】
しかしながら、高圧ループＥＧＲ装置３１は、排気通路２５のタービン２３ｂの上流位置から吸気通路２０のインタークーラ２４の下流位置へとＥＧＲガスを還流させるのに対し、低圧ループＥＧＲ装置３５は、排気通路２５のタービン２３ｂの下流位置から吸気通路２０のコンプレッサ２３ａの上流位置へとＥＧＲガスを還流させるため、低圧ループＥＧＲ装置３５の長さは、高圧ループＥＧＲ装置３１の長さと比較して長くなる。そのため、低圧ループＥＧＲ装置３５を動作させる場合には、高圧ループＥＧＲ装置３１を動作させる場合と比較して、ＥＧＲガスが還流するときの不活性ガスの還流遅れが大きくなる。
【００２７】
一例として、ＥＧＲモードをＨＰＬモードからＭＰＬモードへと切り換えた場合の吸気ガス中における燃料量、ＥＧＲ率、酸素濃度の夫々の時間に対する変化、排気ガス中のＮＯｘ量の時間に対する変化について図３（ａ）〜（ｄ）を用いて述べる。図３（ａ）のグラフ５０は、燃料量の時間に対する変化を示すグラフであり、図３（ｂ）のグラフ５１は、ＥＧＲ率の時間に対する変化を示すグラフであり、図３（ｃ）のグラフ５２は、吸気ガス中の酸素濃度の時間に対する変化を示すグラフであり、図３（ｄ）のグラフ５３は、排気ガス中のＮＯｘ量の時間に対する変化を示すグラフである。また、図３（ｂ）において、「ＨＰＬ不活性ガスの割合」とは、高圧ループＥＧＲ装置により還流される不活性ガスの割合を示し、「ＬＰＬ不活性ガスの割合」とは、低圧ループＥＧＲ装置により還流される不活性ガスの割合を示している。
【００２８】
図３（ａ）のグラフ５１に示すように、本例では、時刻ｔ１で燃料噴射弁１５から噴射される燃料量を増加することとする。つまり、時刻ｔ１までは、エンジン１０は、例えばアイドリング状態などの、エンジン回転数が低く、要求負荷が小さい状態にあるとし、時刻ｔ１で燃料噴射弁１５から噴射される燃料量が増加されることで、エンジン１０は、例えば加速状態などの、エンジン回転数が高く、要求負荷が大きい状態に移行したとする。
【００２９】
本例では、時刻ｔ１において、ＥＧＲモードは、ＨＰＬモードからＭＰＬモードへと切り換えられるとする。つまり、時刻ｔ１までは、ＥＧＲモードはＨＰＬモードとされ、高圧ループＥＧＲ装置３１のみが動作して、吸気ガス中のＥＧＲガスは高圧ループＥＧＲ装置３１により還流され、ＥＧＲガス中の不活性ガスも高圧ループＥＧＲ装置３１によって還流される。ここで、吸気ガスとは、流入空気とＥＧＲガスとが混合したものである。
【００３０】
時刻ｔ１では、ＥＧＲモードはＨＰＬモードからＭＰＬモードへと切り換えられる。そのため、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ１以降では、吸気ガス中において、高圧ループＥＧＲ装置３１によって還流されるＥＧＲガスの割合は減少する一方で、低圧ループＥＧＲ装置３５によって還流されるＥＧＲガスの割合が増加する。つまり、時刻ｔ１以降における吸気ガス中のＥＧＲガスは、高圧ループＥＧＲ装置３１によって還流されるＥＧＲガスと、低圧ループＥＧＲ装置３５によって還流されるＥＧＲガスとが混合されたものとなる。また、時刻ｔ１以降では、吸気ガス中において、高圧ループＥＧＲ装置３１によって還流されるＥＧＲガスの割合が減少するので、高圧ループＥＧＲ装置３１によって還流される不活性ガスの割合も減少する。
【００３１】
しかしながら、低圧ループＥＧＲ装置３５の長さは、高圧ループＥＧＲ装置３１の長さと比較して長いため、低圧ループＥＧＲ装置３５を動作させた場合には、ＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れが発生する。低圧ループＥＧＲ装置３５により還流された不活性ガスが吸気通路２０に到達するときの時刻を時刻ｔ２とすると、時刻ｔ２までは、低圧ループＥＧＲ装置３５によって還流されるＥＧＲガスの成分は、不活性ガスが殆ど含まれない空気に近い成分となる。そのため、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間における吸気ガス中のＥＧＲガスにおける不活性ガスの割合は、時刻ｔ１以前と時刻ｔ２以後における吸気ガス中のＥＧＲガスにおける不活性ガスの割合と比較して、大きく低下する。それに伴い、図３（ｃ）のグラフ５２に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、吸気ガス中における酸素濃度は上昇する。そして、酸素濃度の上昇に伴い、燃焼温度も上昇するので、図３（ｄ）のグラフ５３に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、排気ガス中のＮＯｘ量も増加してしまう。
【００３２】
そこで、本発明に係る内燃機関の制御装置では、ＥＣＵ７は、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の所定の成分の変化量を算出し、当該変化量に応じて、吸気ガス中の当該所定の成分の濃度変化を抑制するように、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を制御することとする。このようにすることで、低圧ループＥＧＲ装置３５のＥＧＲガスの還流遅れによる吸気ガスの成分変化を、高圧ループＥＧＲ装置３１で的確に補償することができ、ＮＯｘや黒煙（スモーク）の発生を抑えて、エミッションの悪化を防ぐことができる。
【００３３】
第１実施形態に係る内燃機関の制御装置では、変化量を算出する所定の成分の一例として、酸素（Ｏ２）を用いることとする。即ち、ＥＣＵ７は、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れによる、当該ＥＧＲガス中の酸素の変化量を算出し、当該変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を制御することとする。第１実施形態に係る内燃機関の制御装置では、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量が、吸気ガス中の酸素の変化量に等しいと想定している。
【００３４】
具体的には、まず、ＥＣＵ７は、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の実際の酸素濃度と、還流遅れがなかったと想定した場合の低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度とを基に、不活性ガスの還流遅れによる、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量を算出する。ここで、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の実際の酸素濃度は、酸素濃度センサ４１からの検出信号Ｓ７を基に求められる。また、還流遅れがなかったと想定した場合の低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度は、エンジン回転数と負荷とのマップを基に求められる。ここで、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量が、吸気ガス中の酸素の変化量に等しいと想定しているので、酸素濃度センサ４１の低圧ループＥＧＲ装置３５に取り付けられる位置としては、図２に示すように、吸気通路との接続位置に近い位置が好適である。
【００３５】
次に、ＥＣＵ７は、算出された酸素の変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を制御することとする。具体的には、ＥＣＵ７は、算出された酸素の変化量が基準値よりも大きい場合には、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を増加することにより、吸気ガス中の酸素濃度を減少させる調整を行うこととする。これにより、ＮＯｘの発生を抑えることができる。また、ＥＣＵ７は、算出された酸素の変化量が基準値以下となる場合には、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を減少することにより、吸気ガス中の酸素濃度を増加させる調整を行う。これにより、スモークの発生を抑えることができる。なお、ここでいう基準値とは、予め実験などにより決められた値であり、ＥＣＵ７に記録されている。
【００３６】
図４（ａ）〜（ｄ）は、ＥＧＲモードをＨＰＬモードからＭＰＬモードへと切り換えた場合において、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を調整した場合の、吸気ガス中における燃料量、ＥＧＲ率、酸素濃度の夫々の時間に対する変化、排気ガス中のＮＯｘ量の時間に対する変化について示したものである。
【００３７】
図４（ｂ）のグラフ５１ａは、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を調整した場合における、ＥＧＲ率の時間に対する変化を示すグラフであり、図４（ｃ）のグラフ５２ａは、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を調整した場合における、吸気ガス中の酸素濃度の時間に対する変化を示すグラフであり、図４（ｄ）のグラフ５３ａは、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を調整した場合における、排気ガス中のＮＯｘ量の時間に対する変化を示すグラフである。
【００３８】
時刻ｔ１において、ＥＧＲモードがＨＰＬモードからＭＰＬモードへと切り換えられると、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れにより、酸素量が増加すると考えられる。従って、ＥＣＵ７は、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を増加することにより、吸気ガス中の酸素濃度の上昇を抑制する制御を行う。図４（ｂ）では、この高圧ループＥＧＲ装置３１によるＥＧＲガス量の増加分を補償ＨＰＬ量として示している。
【００３９】
図４（ｃ）に示すように、ＥＧＲモードがＨＰＬモードからＭＰＬモードへと切り換えられた場合において、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を増加した場合（グラフ５２ａ）には、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を増加しない場合（グラフ５２）と比較して、吸気ガス中の酸素濃度の上昇を抑えることができる。そのため、図４（ｄ）に示すように、ＥＧＲモードがＨＰＬモードからＭＰＬモードへと切り換えられた場合において、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を増加した場合（グラフ５３ａ）には、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を増加しない場合（グラフ５３）と比較して、燃焼温度の上昇を抑えて、ＮＯｘ量を減少させることができる。
【００４０】
なお、ここで、図２に示すように、吸気通路２０において、低圧ループＥＧＲ装置３５との接続位置と高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置との間は、一定の距離Ｌだけ離れている。従って、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素量の変化による影響を抑えるためには、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガスが、酸素量の変化が検出されてから、吸気通路２０における高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置に到達するまでの間、即ち、距離Ｌを進む間に、ＥＣＵ７は、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行えばよい。従って、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置では、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の制御遅れが比較的大きい場合であっても、低圧ループＥＧＲ装置３５のＥＧＲガスの還流遅れによる吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する制御を確実に行うことができる。
【００４１】
以上のことから分かるように、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置では、ＥＣＵ７は、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の実際の酸素濃度と、還流遅れがなかったと想定した場合の低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度とを基に、不活性ガスの還流遅れによる、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量を算出する。そして、ＥＣＵ７は、当該変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行う。これにより、ＮＯｘやスモークの発生を抑えることができる。また、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置では、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量に応じて、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を制御するので、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の制御遅れが比較的大きい場合であっても、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する制御を確実に行うことができる。
【００４２】
（第１実施形態に係る補償ＨＰＬ率の算出方法）
ここで、第１実施形態に係る補償ＨＰＬ率の算出方法について述べる。図４（ｂ）のグラフ５１ａで示すＥＧＲ率（高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を調整した場合におけるＥＧＲ率）を目標ＥＧＲ率とすると、目標ＥＧＲ率は、以下の式（１）で示すように、基本目標ＥＧＲ率と補償ＨＰＬ＿ＥＧＲ率との和で求められる。
【００４３】
【数１】
2009047130.tif 000003
ここで、図４（ｂ）に示すように、基本目標ＥＧＲ率とは、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を調整しなかった場合におけるＥＧＲ率である。補償ＨＰＬ＿ＥＧＲ率とは、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガスの増加分のＥＧＲ率である。
【００４４】
また、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス量をＬＰＬ量とし、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中における目標となる酸素濃度を目標ＬＰＬ＿Ｏ２濃度とする。ここで、「目標となる酸素濃度」とは、不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の酸素濃度である。ＬＰＬ量及び目標ＬＰＬ＿Ｏ２濃度は夫々、エンジン回転数と要求負荷に対するマップとして求められる。また、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の実際の酸素濃度を観測ＬＰＬ＿Ｏ２濃度とする。観測ＬＰＬ＿Ｏ２濃度は、酸素濃度センサ４１により検出される値である。このとき、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガスにおける目標となる酸素量である目標ＬＰＬ＿Ｏ２量と、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の実際の酸素量である観測ＬＰＬ＿Ｏ２量とは夫々、以下の式（２）、（３）で示される。なお、ここで「目標となる酸素量」とは、不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の酸素量である。
【００４５】
【数２】
2009047130.tif 000004
従って、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中における過剰となる酸素量であるＬＰＬ過剰Ｏ２量は、観測ＬＰＬ＿Ｏ２量と目標ＬＰＬ＿Ｏ２量との差分として以下の式（４）で示される。
【００４６】
【数３】
2009047130.tif 000005
このＬＰＬ過剰Ｏ２量が、不活性ガスの還流遅れによる、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量である。
【００４７】
ここで、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス中の目標となる酸素濃度を目標ＨＰＬ＿Ｏ２濃度とする。また、ＬＰＬ過剰Ｏ２量が高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガスの増加分（補償ＨＰＬ量）における酸素量と等しくなると仮定すると、補償ＨＰＬ量と目標ＨＰＬ＿Ｏ２濃度とＬＰＬ過剰Ｏ２量との間の関係は、以下の式（５）で示される。
【００４８】
【数４】
2009047130.tif 000006
上記の式（５）は、式（４）を用いて、以下の式（６）で示すことができる。吸気量はエンジン回転数と要求負荷に対するマップとして求められる。
【００４９】
【数５】
2009047130.tif 000007
吸気量に対する補償ＨＰＬ量の割合を補償ＨＰＬ率とし、吸気量に対するＬＰＬ量の割合をＬＰＬ率とすると、上記の式（６）は以下の式（７）で示すことができる。
【００５０】
【数６】
2009047130.tif 000008
ここで、高圧ループＥＧＲ装置３１と低圧ループＥＧＲ装置３５とは夫々、排気通路２５に接続されているので、目標ＬＰＬ＿Ｏ２濃度及び目標ＨＰＬ＿Ｏ２濃度の夫々は、不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の排気ガス中の酸素濃度である目標排気Ｏ２濃度と等しいと考えられる。従って、目標ＬＰＬ＿Ｏ２濃度及び目標ＨＰＬ＿Ｏ２濃度の夫々は、以下の式（８）で示すことができる。
【００５１】
【数７】
2009047130.tif 000009
ここで、目標排気Ｏ２濃度は、エンジン回転数と要求負荷とのマップに基づいて求められる。従って、式（７）は、式（８）を代入することにより、以下の式（９）で示すことができる。
【００５２】
【数８】
2009047130.tif 000010
ＥＣＵ７は、ＬＰＬ率と観測ＬＰＬ＿Ｏ２濃度と目標排気Ｏ２濃度とを、式（９）に代入することにより、補償ＨＰＬ率を求めることができ、求められた補償ＨＰＬ率を式（１）に代入することにより、目標ＥＧＲ率を求めることができる。ＥＣＵ７は、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の開度を制御して、吸気ガス中のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるように、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を制御する。ＥＣＵ７は、この制御を、ＥＧＲ弁３３の開度と目標ＥＧＲ率とのマップに基づいて行う。このようにすることで、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑え、ＮＯｘやスモークの発生を抑えることができる。
【００５３】
（第１実施形態に係る制御処理）
次に、第１実施形態に係る内燃機関の制御処理の方法について、図５に示すフローチャートを用いて説明することとする。
【００５４】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ７は、エンジン回転数と要求トルクとに基づいて、適切なＥＧＲモードを求める。ステップＳ１０２において、ＥＣＵ７は、求めたＥＧＲモードがＭＰＬモード又はＬＰＬモードになっているか否かを判定し、求めたＥＧＲモードがＭＰＬモード又はＬＰＬモードになっていないと判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、本処理を終了する。一方、ＥＣＵ７は、求めたＥＧＲモードがＭＰＬモード又はＬＰＬモードになっていると判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０３に進める。
【００５５】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ７は、目標排気Ｏ２濃度、目標ＬＰＬ＿Ｏ２濃度、ＬＰＬ量、吸気量を求める。具体的には、目標排気Ｏ２濃度、目標ＬＰＬ＿Ｏ２濃度、ＬＰＬ量、吸気量は夫々、エンジン回転数と要求負荷とのマップとして、予め、ＥＣＵ７に記憶されており、ＥＣＵ７は、エンジン回転数と要求負荷とに基づいて、目標排気Ｏ２濃度、目標ＬＰＬ＿Ｏ２濃度、ＬＰＬ量、吸気量を求める。また、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ７は、酸素濃度センサ４１からの検出信号Ｓ７に基づいて、観測ＬＰＬ＿Ｏ２濃度を求める。
【００５６】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ７は、求められたＬＰＬ量、観測ＬＰＬ＿Ｏ２濃度、目標ＬＰＬ＿Ｏ２濃度を、先に述べた式（４）に代入することにより、ＬＰＬ過剰Ｏ２量を求める。ステップＳ１０６において、ＥＣＵ７は、求められたＬＰＬ過剰Ｏ２量の絶対値が基準値よりも大きいか否かについて判定する。ここで、基準値とは、予め実験などにより決定された値であり、ＥＣＵ７に記録されている。ＬＰＬ過剰Ｏ２量そのものの値ではなく、ＬＰＬ過剰Ｏ２量の絶対値が基準値よりも大きいか否かを判定するとした理由は、ＬＰＬ過剰Ｏ２量が負の値となるとき、即ち、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素量が基準値に対して不足する場合も想定しているからである。
【００５７】
つまり、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素量が基準値に対して過剰となるときには、ＮＯｘが発生して問題となるが、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素量が基準値に対して不足する場合にも、スモークが発生して問題となるからである。ＥＣＵ７は、ステップＳ１０６において、ＬＰＬ過剰Ｏ２量の絶対値が基準値を超えていないと判定した場合には（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、本処理を終了し、ＬＰＬ過剰Ｏ２量の絶対値が基準値を超えていると判定した場合には（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７へ進む。
【００５８】
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ７は、観測ＬＰＬ＿Ｏ２濃度、目標ＬＰＬ＿Ｏ２濃度、目標排気Ｏ２濃度、ＬＰＬ量、吸気量を先に述べた式（９）に代入することにより、補償ＨＰＬ率を求める。このようにして求められた補償ＨＰＬ率を式（１）に代入することにより、目標ＥＧＲ率を求めることができる。
【００５９】
ステップＳ１０８において、ＥＣＵ７は、ＥＧＲモードをＭＰＬモードに変更して、吸気ガスのＥＧＲ率の制御を行う。即ち、ＥＣＵ７は、吸気ガスのＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるように、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を制御する。このようにすることで、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れが発生した場合であっても、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する制御を行うことができ、ＮＯｘやスモークの発生を抑えることができる
以上に述べたように、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置１００では、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサを備え、ＥＣＵ７は、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の実際の酸素濃度と、還流遅れがなかったと想定した場合の低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度とを基に、不活性ガスの還流遅れによる、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量を算出する。そして、ＥＣＵ７は、当該変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行う。
【００６０】
この第１実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れが発生した場合であっても、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制することにより、ＮＯｘやスモークの発生を抑えることができる。また、吸気通路２０において、低圧ループＥＧＲ装置３５との接続位置と高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置との間は、一定距離離れているので、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量に応じて、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行う第１実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の制御遅れが比較的大きい場合であっても、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する制御を行うことができ、ＮＯｘやスモークの発生を抑えることができる。
【００６１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ａの概略構成を示すブロック図である。ここで、図６において、実線の矢印は吸気及び排気の流れを示し、破線の矢印は制御信号を示す。なお、図６に示す構成要素以外の構成要素については、図１に示した第１実施形態に係る内燃機関の制御装置１００の構成要素と同様である。
【００６２】
先に述べたように、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置では、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサを備え、ＥＣＵ７は、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の実際の酸素濃度と、還流遅れがなかったと想定した場合の低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度とを基に、不活性ガスの還流遅れによる、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量を算出し、当該変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行うとしていた。
【００６３】
しかしながら、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量は、必ずしも吸気ガス中の酸素の変化量と等しくなるとは限らない。なぜならば、吸気通路２０における、低圧ループＥＧＲ装置３５との接続位置と高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置との間（距離Ｌの間）にも、不活性ガスが存在している可能性があるからである。そのため、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量に応じて、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行う第１実施形態に係る内燃機関の制御装置では、吸気ガス中の酸素濃度の変化を精密に抑制することができない恐れがある。
【００６４】
そこで、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ａでは、酸素濃度センサ４１の代わりに、高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置よりも上流で、且つ、低圧ループＥＧＲ装置３５との接続位置よりも下流の吸気通路２０における吸気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ４１ａを備えることとする。これにより、酸素濃度センサ４１ａは、吸気ガス中の酸素濃度を直接検出することができる。好適には、酸素濃度センサ４１ａは、吸気ガス中の酸素濃度を正確に検出するため、高圧ループＥＧＲ装置との接続位置になるべく近い吸気通路２０上の位置に取り付けられる。例えば、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ａでは、図６に示すように、酸素濃度センサ４１ａは、高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置よりも上流で、且つ、インタークーラ２４よりも下流の吸気通路２０に取り付けられる。
【００６５】
酸素濃度センサ４１ａは、吸気ガス中の酸素濃度を検出し、検出された酸素濃度に対応する検出信号Ｓ７ａをＥＣＵ７に送信する。また、エアフローメータ２１は、検出された流入空気量（新気量）に対応する検出信号Ｓ９をＥＣＵ７に送信する。なお、ＥＣＵ７は、酸素濃度センサ４１ａからの検出信号を基に、吸気ガス中の酸素濃度を求める代わりに、エアフローメータ２１からの検出信号Ｓ９を基に、吸気ガス中の酸素濃度を推定するとしても良い。
【００６６】
ＥＣＵ７は、酸素濃度センサ４１ａからの検出信号Ｓ７ａを基に、吸気ガス中の酸素濃度を求め、当該酸素濃度に基づいて、ＥＧＲ弁３３に制御信号Ｓ３を送ってＥＧＲ弁３３の開度を制御する。具体的には、ＥＣＵ７は、酸素濃度センサ４１ａにより検出された吸気ガス中の酸素濃度と、不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の吸気ガス中の酸素濃度とを基に、不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の酸素の変化量を算出し、当該変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行うこととする。
【００６７】
このようにすることで、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ａでは、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置１００と同様に、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れが発生した場合であっても、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制することにより、ＮＯｘやスモークの発生を抑えることができる。また、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ａでは、高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置よりも上流で、且つ、低圧ループＥＧＲ装置３５との接続位置よりも下流の吸気通路２０における吸気ガス中の酸素濃度を基に、不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の酸素の変化量を算出し、当該変化量に応じて、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行う。このようにすることで、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ａでは、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置１００と比較して、吸気ガス中の酸素濃度の変化を精密に抑制することができる。
【００６８】
（第２実施形態に係る補償ＨＰＬ率の算出方法）
ここで、第２実施形態に係る補償ＨＰＬ率の算出方法について述べる。目標ＥＧＲ率は、第１実施形態で述べた式（１）で示すように、基本目標ＥＧＲ率と補償ＨＰＬ＿ＥＧＲ率との和で求められる。
【００６９】
また、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス量をＬＰＬ量とし、吸気ガス中の目標となる酸素濃度を目標吸気系Ｏ２濃度とする。ＬＰＬ量及び目標吸気系Ｏ２濃度は夫々、エンジン回転数と要求負荷に対するマップとして求められる。また、吸気ガス中の実際の酸素濃度を観測吸気系Ｏ２濃度とする。観測吸気系Ｏ２濃度は、酸素濃度センサ４１ａにより検出される値である。また、新気量は、エアフローメータ２１により検出される値である。このとき、吸気ガス中における目標となる酸素量である目標吸気系Ｏ２量と、吸気ガス中の実際の酸素量である観測吸気系Ｏ２量とは夫々、以下の式（１０）、（１１）で示される。
【００７０】
【数９】
2009047130.tif 000011
従って、吸気ガス中における過剰となる酸素量である吸気系過剰Ｏ２量は、観測吸気系Ｏ２量と目標吸気系Ｏ２量との差分として以下の式（１２）で示される。
【００７１】
【数１０】
2009047130.tif 000012
この吸気系過剰Ｏ２量が、不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の酸素の変化量である。
【００７２】
ここで、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス中における目標となる酸素濃度を目標ＨＰＬ＿Ｏ２濃度とする。そして、吸気系過剰Ｏ２量が高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガスの増加分（補償ＨＰＬ量）における酸素量と等しくなると仮定すると、補償ＨＰＬ量と目標ＨＰＬ＿Ｏ２濃度と吸気系過剰Ｏ２量との間の関係は、以下の式（１３）で示される。
【００７３】
【数１１】
2009047130.tif 000013
上記の式（１３）は、式（１２）を用いて、以下の式（１４）で示すことができる。
【００７４】
【数１２】
2009047130.tif 000014
ここで、新気量から補償ＨＰＬ量を引いているのは、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量が増加すると、その分、新気量が減少するからである。
【００７５】
吸気量に対する補償ＨＰＬ量の割合を補償ＨＰＬ率とし、吸気量に対するＬＰＬ量の割合をＬＰＬ率とすると、上記の式（１４）は以下の式（１５）で示すことができる。吸気量は、エンジン回転数と要求負荷に対するマップとして求められる。
【００７６】
【数１３】
2009047130.tif 000015
ここで、高圧ループＥＧＲ装置３１と低圧ループＥＧＲ装置３５とは夫々、排気通路２５に接続されているので、目標ＨＰＬ＿Ｏ２濃度は、不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の排気ガス中の酸素濃度である目標排気Ｏ２濃度と等しいと考えられ、以下の式（１６）で示すことができる。ここで、目標排気Ｏ２濃度は、エンジン回転数と要求負荷とのマップに基づいて求められる。
【００７７】
【数１４】
2009047130.tif 000016
式（１５）は、式（１６）を代入することにより、以下の式（１７）で示すことができる。
【００７８】
【数１５】
2009047130.tif 000017
ＥＣＵ７は、式（１７）より補償ＨＰＬ率を求めることができ、求められた補償ＨＰＬ率を式（１）に代入することにより、目標ＥＧＲ率を求めることができる。ＥＣＵ７は、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の開度を制御して、吸気ガスにおけるＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるように、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を制御する。このようにすることで、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑え、ＮＯｘやスモークの発生を抑えることができる。
【００７９】
（第２実施形態に係る制御処理）
次に、第２実施形態に係る内燃機関の制御処理の方法について、図７に示すフローチャートを用いて説明することとする。
【００８０】
ステップＳ１１１〜ステップＳ１１２の処理は、第１実施形態に係る内燃機関の制御処理（図５）におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０２の処理と同様の処理なので、説明を省略する。
【００８１】
ステップＳ１１３において、ＥＣＵ７は、目標排気Ｏ２濃度、目標吸気系Ｏ２濃度、ＬＰＬ量、吸気量を求める。具体的には、目標排気Ｏ２濃度、目標吸気系Ｏ２濃度、ＬＰＬ量、吸気量は夫々、エンジン回転数と要求負荷とのマップとして、予め、ＥＣＵ７に記憶されているので、ＥＣＵ７は、エンジン回転数と要求負荷とに基づいて、目標排気Ｏ２濃度、目標吸気Ｏ２濃度、ＬＰＬ量、吸気量を求めることができる。また、ステップＳ１１４において、ＥＣＵ７は、酸素濃度センサ４１ａからの検出信号Ｓ７ａに基づいて、観測吸気系Ｏ２濃度を求めると共に、エアフローメータ２１からの検出信号Ｓ９に基づいて、新気量を求める。
【００８２】
ステップＳ１１５において、ＥＣＵ７は、求められたＬＰＬ量、新気量、目標吸気系Ｏ２濃度、観測吸気系Ｏ２濃度を、先に述べた式（１２）に代入することにより、吸気系過剰Ｏ２量を求める。ステップＳ１１６において、ＥＣＵ７は、求められた吸気系過剰Ｏ２量の絶対値が基準値よりも大きいか否かについて判定する。ここで、基準値とは、予め実験などにより決定された値であり、ＥＣＵ７に記録されている。吸気系過剰Ｏ２量そのものの値ではなく、吸気系過剰Ｏ２量の絶対値が基準値よりも大きいか否かを判定するとした理由は、第１実施形態で述べたのと同様の理由により、吸気系過剰Ｏ２量が負の値となるとき、即ち、吸気系ガス中の酸素量が基準値に対して不足する場合も想定しているからである。ＥＣＵ７は、ステップＳ１１６において、吸気系過剰Ｏ２量の絶対値が基準値を超えていないと判定した場合には（ステップＳ１１６：Ｎｏ）、本処理を終了し、吸気系過剰Ｏ２量の絶対値が基準値を超えていると判定した場合には（ステップＳ１１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１７へ進む。
【００８３】
ステップＳ１１７において、ＥＣＵ７は、目標吸気系Ｏ２濃度、目標排気Ｏ２濃度、観測吸気系Ｏ２濃度、吸気量、ＬＰＬ量、新気量を先に述べた式（１７）に代入することにより、補償ＨＰＬ率を求める。このようにして求められた補償ＨＰＬ率を式（１）に代入することにより、目標ＥＧＲ率を求めることができる。
【００８４】
ステップＳ１１８において、ＥＣＵ７は、ＥＧＲモードをＭＰＬモードに変更して、吸気ガスのＥＧＲ率の制御を行う。即ち、ＥＣＵ７は、吸気ガスのＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるように、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を制御する。このようにすることで、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れが発生した場合であっても、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する制御を行うことができ、ＮＯｘやスモークの発生を抑えることができる。
【００８５】
以上に述べたように、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置では、高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置よりも上流で、且つ、低圧ループＥＧＲ装置３５との接続位置よりも下流の吸気通路２０における吸気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ４１ａを備え、ＥＣＵ７は、酸素濃度センサ４１ａからの検出信号Ｓ７ａを基に酸素濃度を求め、当該酸素濃度に基づいて、ＥＧＲ弁３３に制御信号Ｓ３を送ってＥＧＲ弁３７の開度を制御する。具体的には、ＥＣＵ７は、酸素濃度センサ４１ａにより検出された吸気ガス中の酸素濃度と、不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の吸気ガス中の酸素濃度とを基に、不活性ガスの還流遅れによる、吸気ガス中の酸素の変化量を算出し、当該変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制するように、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行う。
【００８６】
この第２実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置と同様に、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の不活性ガスの還流遅れが発生した場合であっても、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する制御を行うことにより、ＮＯｘやスモークの発生を抑えることができる。また、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ａでは、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置１００と異なり、高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置よりも上流で、且つ、低圧ループＥＧＲ装置３５との接続位置よりも下流の吸気通路２０における吸気ガス中の酸素濃度を基に、吸気ガス中の酸素の変化量を算出し、当該変化量に応じて、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行うので、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置１００よりも、吸気ガス中の酸素濃度の変化を精密に抑制することができる。
【００８７】
なお、上述の実施形態では、酸素濃度センサ４１ａは、高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置よりも上流で、且つ、インタークーラ２４よりも下流の吸気通路２０に取り付けられるとしているが、これに限られるものではない。代わりに、例えば、吸気通路２０の距離Ｌの間において、一定間隔毎に吸気ガス中の酸素濃度を検出する検出手段（例えば、吸気通路２０の距離Ｌの間において、一定間隔毎に備えられた酸素濃度センサ）を設け、当該検出手段が設けられた吸気通路２０上の複数の位置の中から、エンジン回転数と、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の制御遅れの大きさとに基づいて、吸気ガス中の酸素濃度を検出する検出位置を決めるとしても良い。言い換えると、エンジン回転数は吸気ガスの流速に比例するので、吸気ガスの流速と、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の制御遅れの大きさとに対し、高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置からなるべく近く、且つ、高圧ループＥＧＲ装置３１により補償可能な検出位置を決めるとしても良い。このようにすることで、吸気ガス中の酸素濃度の変化をより精密に抑制することができる。
【００８８】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図８は、本発明の第３実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ｂの概略構成を示すブロック図である。ここで、図８において、実線の矢印は吸気及び排気の流れを示し、破線の矢印は制御信号を示す。なお、図８に示す構成要素以外の構成要素については、図１に示した第１実施形態に係る内燃機関の制御装置１００の構成要素と同様である。
【００８９】
図８より分かるように、第３実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ｂでは、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ４１と、高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置よりも上流で、且つ、低圧ループＥＧＲ装置３５との接続位置よりも下流の吸気通路２０における吸気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ４１ａと、を備える。なお、これらの酸素濃度は、酸素濃度センサを用いる代わりに、エアフローメータ２１からの検出信号Ｓ９を基に推定するとしても良い。
【００９０】
先に述べたように、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置と比較して、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の制御遅れが比較的大きくなった場合であっても、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する制御を行うことができるという利点がある。
【００９１】
一方、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置１００と比較して、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する制御をより精密に行うことができるという利点がある。
【００９２】
しかし、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置における酸素濃度センサ４１が取り付けられている位置と比較して、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置における酸素濃度センサ４１ａが取り付けられている位置は、吸気通路２０における高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置と近い位置にある。そのため、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置では、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置と比較して、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の制御遅れが小さくないと、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する制御を行うのは難しい、即ち、制御タイミングが遅れて補償効果が得られなくなる。
【００９３】
そこで、第３実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ｂでは、まず、ＥＣＵ７は、高圧ループＥＧＲ装置３１の制御遅れの時間の間に移動する吸気ガスの体積（以下では、「ＨＰＬ遅れ制御遅れ相当容積」と称する）を求める。ここで、ＨＰＬ遅れ制御遅れ相当容積は、高圧ループＥＧＲ装置３１の制御遅れの時間をＴｈｄとし、単位時間当たりのストローク数をＳＴとし、シリンダ当たりの排気量をＶｃｙｌとし、高圧ループＥＧＲ装置３１の容積をＶＨＰＬとすると、以下の式（１８）で求めることができる。
【００９４】
【数１６】
2009047130.tif 000018
ここで、高圧ループＥＧＲ装置３１の制御遅れの時間Ｔｈｄ、シリンダ当たりの排気量Ｖｃｙｌ、高圧ループＥＧＲ装置３１の容積ＶＨＰＬは、予め決まられた値であり、ＥＣＵ７に記録されている。単位時間当たりのストローク数は、エンジン回転数とのマップより求められる。
【００９５】
そして、ＥＣＵ７は、ＨＰＬ遅れ制御遅れ相当容積が、低圧ループＥＧＲ装置３５との接続位置から高圧ループＥＧＲ装置３１との接続位置までの吸気通路２０の容積である吸気系容積２０ｘよりも大きいか否かについて判定する。吸気系容積２０ｘの値は、予め決まられた値であり、ＥＣＵ７に記録されている。
【００９６】
ＥＣＵ７は、ＨＰＬ遅れ制御遅れ相当容積が吸気系容積２０ｘよりも大きいと判定した場合には、第１実施形態に係る制御方法により高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行うこととする。即ち、ＥＣＵ７は、酸素濃度センサ４１からの検出信号Ｓ７を基に、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の実際の酸素濃度を求め、求められたＥＧＲガス中の実際の酸素濃度と、不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素濃度とを基に、低圧ループＥＧＲ装置３５により還流されるＥＧＲガス中の酸素の変化量を算出する。
【００９７】
一方、ＥＣＵ７は、ＨＰＬ遅れ制御遅れ相当容積が吸気系容積２０ｘ以下であると判定した場合には、第２実施形態に係る制御方法により高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行うこととする。即ち、ＥＣＵ７は、酸素濃度センサ４１ａからの検出信号Ｓ７ａを基に、吸気ガス中の実際の酸素濃度を求め、求められた吸気ガス中の酸素濃度と、前記不活性ガスの還流遅れがなかったと想定した場合の吸気ガス中の酸素濃度とを基に、吸気ガス中の酸素の変化量を算出する。
【００９８】
そして、ＥＣＵ７は、算出された酸素の変化量に応じて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制ように、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量を調整することにより、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する制御を行う。このようにすることで、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の制御遅れの大きさに合わせて、ＮＯｘやスモークの発生を抑えるのに最適な制御を行うことができる。つまり、第３実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ｂでは、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の制御遅れの大きさが比較的大きい場合には、第１実施形態に係る制御方法を用いることにより、高圧ループＥＧＲ装置３１による補償を間に合わせることを優先することとし、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の制御遅れの大きさが比較的小さい場合には、第２実施形態に係る制御方法を用いることにより、高圧ループＥＧＲ装置３１で精密に補償することを優先することとする。
【００９９】
（第３実施形態に係る制御処理）
次に、第３実施形態に係る内燃機関の制御処理の方法について、図９に示すフローチャートを用いて説明することとする。
【０１００】
まず、ステップＳ１２１において、ＥＣＵ７は、クランク角センサ１９からの検出信号Ｓ６に基づいて、エンジン回転数を取得する。ＥＣＵ７は、エンジン回転数を基に、単位時間当たりのストローク数ＳＴを求めることができる。
【０１０１】
ステップＳ１２２において、ＥＣＵ７は、高圧ループＥＧＲ装置３１の制御遅れの時間Ｔｈｄ、単位時間当たりのストローク数ＳＴ、シリンダ当たりの排気量Ｖｃｙｌ、高圧ループＥＧＲ装置３１の容積ＶＨＰＬを式（１８）に代入することによりＨＰＬ遅れ制御遅れ相当容積を求める。ここで、高圧ループＥＧＲ装置３１の制御遅れの時間Ｔｈｄ、シリンダ当たりの排気量Ｖｃｙｌ、高圧ループＥＧＲ装置３１の容積ＶＨＰＬは、予め決まられた値であり、ＥＣＵ７に記録されている。
【０１０２】
ステップＳ１２３において、ＥＣＵ７は、エンジン回転数と要求トルクとに基づいて、適切なＥＧＲモードを求める。ステップＳ１２４において、ＥＣＵ７は、求めたＥＧＲモードがＭＰＬモード又はＬＰＬモードになっているか否かを判定し、求めたＥＧＲモードがＭＰＬモード又はＬＰＬモードになっていないと判定した場合には（ステップＳ１２４：Ｎｏ）、本処理を終了する。一方、ＥＣＵ７は、求めたＥＧＲモードがＭＰＬモード又はＬＰＬモードになっていると判定した場合には（ステップＳ１２４：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１２５に進める。
【０１０３】
ステップＳ１２５において、ＥＣＵ７は、ＨＰＬ遅れ制御遅れ相当容積が吸気系容積よりも大きいか否かについて判定し、ＨＰＬ遅れ制御遅れ相当容積が吸気系容積よりも大きいと判定した場合には（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）、図５に示す第１実施形態に係る制御処理のフローチャートのステップＳ１０３へ進む。即ち、第１実施形態に係る制御方法により高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行う。一方、ＥＣＵ７は、ＨＰＬ遅れ制御遅れ相当容積が吸気系容積以下であると判定した場合には（ステップＳ１２５：Ｎｏ）、図７に示す第２実施形態に係る制御処理のフローチャートのステップＳ１１３へ進む。即ち、第２実施形態に係る制御方法により高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行う。なお、吸気系容積２０ｘの値は、予め決まられた値であり、ＥＣＵ７に記録されている。
【０１０４】
以上のようにすることで、第３実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ｂでは、高圧ループＥＧＲ装置３１のＥＧＲ弁３３の制御遅れの大きさに合わせて、吸気ガス中の酸素濃度の変化を抑制する最適な制御を行うことができる。
【０１０５】
［変形例］
上述の各実施形態に係る内燃機関の制御装置では、変化量を算出する吸気ガスの成分として酸素を用いるとしているが、これに限られるものではない。代わりに、ＥＣＵ７は、不活性ガスの還流遅れにより変化しうる吸気ガスの成分、例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）といった他の成分の変化量を算出し、当該変化量に応じて、吸気ガスの当該他の成分の濃度変化を抑制するように、高圧ループＥＧＲ装置３１により還流されるＥＧＲガス量の制御を行うとしてもよい。これによっても、上述の各実施形態で述べたのと同様の効果、即ち、低圧ループＥＧＲ装置のＥＧＲガスの還流遅れによる吸気ガスの成分変化を、高圧ループＥＧＲ装置で的確に補償することができ、ＮＯｘやスモークの発生を抑えて、エミッションの悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】第１実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】燃料量、ＥＧＲ率、ＮＯｘ量の夫々の時間に対する変化を示すグラフである。
【図４】燃料量、ＥＧＲ率、ＮＯｘ量の夫々の時間に対する変化を示すグラフである。
【図５】第１実施形態に係る内燃機関の制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る内燃機関の制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】第３実施形態に係る内燃機関の制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０７】
７  ＥＣＵ
１０  内燃機関（エンジン）
１７  燃料添加弁
２０  吸気通路
２３  ターボチャージャ
２５  排気通路
３０  ＤＰＦ
３１  高圧ループＥＧＲ装置
３５  低圧ループＥＧＲ装置
３３、３７  ＥＧＲ弁
【図１】
2009047130.tif 000019
【図２】
2009047130.tif 000020
【図３】
2009047130.tif 000021
【図４】
2009047130.tif 000022
【図５】
2009047130.tif 000023
【図６】
2009047130.tif 000024
【図７】
2009047130.tif 000025
【図８】
2009047130.tif 000026
【図９】
2009047130.tif 000027