CN109072823B - 内燃机的egr控制装置和egr控制方法 - Google Patents

Abstract

提供内燃机的EGR控制装置和EGR控制方法,能够高精度地控制低压EGR装置和高压EGR装置的EGR量，能够使减少废气中的有害成分(氮氧化物)的性能和燃料经济性能均有提升。内燃机(3)的EGR控制装置(1)具备ECU(2)。为了减小EGR量误差E_egr的绝对值，ECU(2)计算LP侧校正系数Kcor_LP和HP侧校正系数Kcor_HP,以包含LP侧FB校正值Dfb_LP、HP侧FB校正值Dfb_HP和当LP比率处于R_LP＝1/R_LP＝0时学习的LP侧学习值CorMAP_LP/HP侧学习值CorMAP_HP,使用LP侧校正系数Kcor_LP和HP侧校正系数Kcor_HP计算目标LP开度θ_LP_dmd和目标HP开度θ_HP_dmd，控制LP开度θ_LP和HP开度θ_HP，使得成为目标LP开度θ_LP_dmd和目标HP开度θ_HP_dmd,其中,所述LP侧FB校正值Dfb_LP、HP侧FB校正值Dfb_HP是使用公式(9),(17)计算的。

Description

内燃机的EGR控制装置和EGR控制方法

技术领域

本发明涉及在具备低压EGR装置和高压EGR装置的内燃机中控制低压EGR装置和高压EGR装置的EGR量的内燃机的EGR控制装置和EGR控制方法。

背景技术

以往，作为具备低压EGR装置和高压EGR装置的内燃机的EGR控制装置，已知有专利文献1中记载的装置。在该内燃机中，一部分燃烧过的气体作为低压EGR气体经由低压EGR装置的低压EGR阀而回流到进气通道内，并且一部分燃烧过的气体作为高压EGR气体经由高压EGR装置的高压EGR阀而通过比低压EGR气体短的路径回流到气缸内。

在该控制装置的情况下，通过差压传感器检测低压EGR通道的两端的差压，根据该差压和低压EGR阀的开度计算低压EGR量,根据高压EGR通道的两端的差压的设定值和高压EGR阀的开度计算高压EGR量。接着，根据低压EGR量和高压EGR量计算EGR比(低压EGR量与总EGR量之比),当该EGR比与目标EGR比之间的差分大于规定的值时，对低压EGR阀的开度进行校正以得到目标EGR比([0062]～[0067]段)。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2008-38627号公报

发明内容

发明要解决的课题

根据上述专利文献1的EGR控制装置，会发生以下叙述的问题。即，由于不校正高压EGR阀的开度而仅校正低压EGR阀的开度的关系，当在高压EGR装置的高压EGR通道的内壁面或高压EGR阀中产生油泥等时，无法适当地补偿其影响，从而存在空燃比偏离最佳值的担忧，由此导致废气中的NOx增加、燃料经济性恶化以及爆震抑制能力降低等。特别是，在专利文献1的内燃机的情况下，构成为这样的结构:由于高压EGR装置使比微粒捕获用的过滤器靠上游侧的废气回流的关系，与使比过滤器靠下游侧的废气回流的低压EGR装置相比，容易发生废气中的微粒或未燃烧成分较多的状态，由此容易产生油泥等。其结果是使得上述问题变得更加显著。

此外，由于仅校正低压EGR阀的开度，因此,尽管可以将EGR比控制为目标EGR比，但是总EGR量发生变化，由此使得上述的因空燃比的偏差引起的问题变得更加显著。除此之外，在因低压EGR装置和高压EGR装置的老化以及个体间的偏差等而发生低压EGR量和高压EGR量的计算误差的情况下，由于低压EGR装置和高压EGR装置的EGR量的控制精度降低，由此使得上述问题也变得更加显著。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供内燃机的EGR控制装置和EGR控制方法,能够高精度地控制低压EGR装置和高压EGR装置的EGR量，能够使减少废气中的有害成分(氮氧化物)的性能和燃料经济性能均有提升。

用于解决课题的手段

为了实现所述目的，技术方案1的发明是内燃机3的EGR控制装置1,该内燃机3的EGR控制装置1经由低压EGR装置(LP-EGR装置11)的低压EGR阀(LP-EGR阀11c)使一部分燃烧气体回流到进气通道5内，并且经由高压EGR装置(HP-EGR装置12)的高压EGR阀(HP-EGR阀12c)使一部分燃烧气体通过比低压EGR装置(LP-EGR装置11)短的路径回流到气缸3a内,其特征在于,具备:误差参数计算单元(ECU 2、EGR量误差计算部50)，其计算表示总EGR量的误差的误差参数(EGR量误差E_egr)，该总EGR量是低压EGR量和高压EGR量的总和，其中，所述低压EGR量是由低压EGR装置(LP-EGR装置11)实现的回流气体量，所述高压EGR量是由高压EGR装置(HP-EGR装置12)实现的回流气体量；校正值计算单元(ECU 2、校正系数计算部60),其计算低压侧校正值(LP侧校正系数Kcor_LP)和高压侧校正值(HP侧校正系数Kcor_HP)，使得误差参数所表示的总EGR量的误差的绝对值减小；目标开度计算单元(ECU 2、目标开度计算部70)，其使用低压侧校正值(LP侧校正系数Kcor_LP)和高压侧校正值(HP侧校正系数Kcor_HP)分别计算目标低压EGR开度(目标LP开度θ_LP_dmd)和目标高压EGR开度(目标HP开度θ_HP_dmd)，其中，所述目标低压EGR开度是低压EGR阀(LP-EGR阀11c)的开度的目标，所述目标高压EGR开度是高压EGR阀(HP-EGR阀12c)的开度的目标；以及EGR控制单元(ECU 2、开度控制器80)，其将低压EGR阀的开度(LP开度θ_LP)和高压EGR阀的开度(HP开度θ_HP)分别控制成目标低压EGR开度(目标LP开度θ_LP_dmd)和目标高压EGR开度(目标HP开度θ_HP_dmd),低压侧校正值(LP侧校正系数Kcor_LP)和高压侧校正值(HP侧校正系数Kcor_HP)中的至少一方构成为包含:以减小误差的绝对值的方式使用规定的反馈控制算法[公式(9)，(17)]计算的反馈校正值(LP侧FB校正值Dfb_LP，HP侧FB校正值Dfb_HP)；和当总EGR量中的低压EGR量与高压EGR量的比例处于规定的状态时学习到的学习值。

根据该内燃机的EGR控制装置,计算表示总EGR量的误差的误差参数，该总EGR量是低压EGR量和高压EGR量的总和，其中，所述低压EGR量是由所述低压EGR装置实现的回流气体量，所述高压EGR量是由高压EGR装置实现的回流气体量,计算低压侧校正值和高压侧校正值，使得该误差参数所表示的总EGR量的误差的绝对值减小,使用低压侧校正值和高压侧校正值分别计算目标低压EGR开度和目标高压EGR开度,所述目标低压EGR开度是低压EGR阀的开度的目标，所述目标高压EGR开度是高压EGR阀的开度的目标，并且,将低压EGR阀的开度和高压EGR阀的开度分别控制成目标低压EGR开度和目标高压EGR开度。该情况下,低压侧校正值和高压侧校正值中的至少一方构成为包含:以减小所述误差的绝对值的方式使用规定的反馈控制算法计算的反馈校正值；和当总EGR量中的低压EGR量和高压EGR量的比例处于规定的状态时学习到的学习值,因此,例如，在低压侧校正值和高压侧校正值中的一方构成为包含反馈校正值和学习值的情况下，能够提高低压EGR阀的开度和高压EGR阀的开度中的一方的控制精度。另一方面，在低压侧校正值和高压侧校正值双方构成为包含反馈校正值和学习值的情况下，能够提高低压EGR阀的开度和高压EGR阀的开度双方的控制精度。其结果是,能够高精度地控制由低压EGR装置和/或高压EGR装置实现的EGR量，能够使减少废气中的有害成分(氮氧化物)的性能和燃料经济性能均有提升。此外，当内燃机是汽油发动机时，能够提高爆震抑制能力。

技术方案2的发明在技术方案1所述的内燃机3的EGR控制装置1的基础上，其特征在于,高压侧校正值(HP侧校正系数Kcor_HP)构成为包含反馈校正值(HP侧FB校正值Dfb_HP)和学习值(HP侧学习值CorMAP_HP)，规定的状态是高压EGR量相对于总EGR量的比例(1-R_LP)大于等于第1规定值(值1)的状态。

根据该内燃机的EGR控制装置，高压侧校正值构成为包含反馈校正值和学习值，并且,当高压EGR量相对于总EGR量的比例处于大于等于第1规定值的状态时学习该学习值,因此,通过适当地设定该第1规定值，能够在高压EGR量相对于总EGR量的比例较大的条件下学习学习值,能够提高高压侧校正值的计算精度。其结果是，能够进一步提高由高压EGR装置实现的EGR量的控制精度。

技术方案3的发明在技术方案1或2所述的内燃机3的EGR控制装置1的基础上，其特征在于,低压侧校正值(LP侧校正系数Kcor_LP)构成为包含反馈校正值(LP侧FB校正值Dfb_LP)和学习值(LP侧学习值CorMAP_LP)，规定的状态是低压EGR量相对于总EGR量的比例(LP比率R_LP)大于等于第2规定值(值1)的状态。

根据该内燃机的EGR控制装置，低压侧校正值构成为包含反馈校正值和学习值，并且,当低压EGR量相对于总EGR量的比例处于大于等于第2规定值的状态时学习该学习值,因此,通过适当地设定该第2规定值，能够在低压EGR量相对于总EGR量的比例较大的条件下学习学习值,能够提高低压侧校正值的计算精度。其结果是，能够进一步提高由低压EGR装置实现的EGR量的控制精度。

技术方案4的发明在技术方案1至3中的任一项所述的内燃机3的EGR控制装置1的基础上，其特征在于,学习值(LP侧学习值CorMAP_LP，HP侧学习值CorMAP_HP)被计算成使得反馈校正值(LP侧FB校正值Dfb_LP，HP侧FB校正值Dfb_HP)的绝对值减小。

如技术方案1的发明那样，在低压侧校正值和/或高压侧校正值构成为包含以减小误差的绝对值的方式计算的反馈校正值和学习值的情况下，如果将学习值计算成使误差的绝对值减小，则学习值会与反馈校正值彼此干涉,从而存在控制系统变得不稳定的担忧。与此相对，根据技术方案4的内燃机的EGR控制装置，尽管反馈校正值被计算成使得误差的绝对值减小，但是由于学习值被计算成使得反馈校正值的绝对值减小，因此,能够在具备避免与反馈校正值彼此干涉且减小误差的绝对值的功能的状态下计算学习值。其结果是，能够在确保控制系统的稳定性的情况下获得技术方案1的发明的作用效果。

技术方案5的发明在技术方案1至4中的任一项所述的内燃机3的EGR控制装置1的基础上，其特征在于,使用根据相关关系模型(图9，10)计算出的模型值来计算学习值(LP侧学习值CorMAP_LP，HP侧学习值CorMAP_HP),该相关关系模型定义了两个相关性参数(目标LP开度θ_LP_dmd，目标HP开度θ_HP_dmd)和两个流量参数(LP侧流量参数Sf_LP，HP侧流量参数Sf_HP)中的至少一方与该模型值(LP开度加权函数Wp_LP_i，LP侧流量加权函数Wf_LP_i，HP开度加权函数Wp_HP_i，HP侧流量加权函数Wf_HP_i)之间的关系，其中，所述两个相关性参数相对于高压EGR量和低压EGR量分别具有相关性，所述两个流量参数相对于高压EGR量和低压EGR量分别具有相关性。

根据该内燃机的EGR控制装置，使用相关关系模型计算出的模型值来计算学习值,该相关关系模型定义了两个相关性参数和两个流量参数中的至少一方与该模型值之间的关系，其中，所述两个相关性参数相对于高压EGR量和低压EGR量分别具有相关性，所述两个流量参数相对于高压EGR量和低压EGR量分别具有相关性,因此,在通过低压EGR装置和高压EGR装置双方执行废气的回流期间，即使在无法进行学习值的更新，并且所需的高压EGR量和低压EGR量处于变化的过渡状态时，也能够高精度地计算学习值。其结果是，即使在过渡状态下，也能够高精度地控制由低压EGR装置和/或高压EGR装置实现的EGR量，能够将减少废气中的有害成分(氮氧化物)的性能和燃料经济性能均确保在高水平上。除此之外，当内燃机是汽油发动机时，能够确保较高水平的爆震抑制能力。

此外,为了实现所述目的，技术方案6的发明是内燃机3的EGR控制方法,经由低压EGR装置(LP-EGR装置11)的低压EGR阀(LP-EGR阀11c)使一部分燃烧气体回流到进气通道5内，并且经由高压EGR装置(HP-EGR装置12)的高压EGR阀(HP-EGR阀12c)使一部分燃烧气体通过比低压EGR装置(LP-EGR装置11)短的路径回流到气缸3a内,其特征在于,(EGR量误差计算部50)计算表示总EGR量的误差的误差参数(EGR量误差E_egr)，该总EGR量是低压EGR量和高压EGR量的总和，其中，所述低压EGR量是由低压EGR装置(LP-EGR装置11)实现的回流气体量，所述高压EGR量是由高压EGR装置(HP-EGR装置12)实现的回流气体量,(校正系数计算部60)计算低压侧校正值(LP侧校正系数Kcor_LP)和高压侧校正值(HP侧校正系数Kcor_HP)，使得误差参数所表示的总EGR量的误差的绝对值减小,(目标开度计算部70)使用低压侧校正值(LP侧校正系数Kcor_LP)和高压侧校正值(HP侧校正系数Kcor_HP)分别计算目标低压EGR开度(目标LP开度θ_LP_dmd)和目标高压EGR开度(目标HP开度θ_HP_dmd)，所述目标低压EGR开度是低压EGR阀(LP-EGR阀11c)的开度的目标，所述目标高压EGR开度是高压EGR阀(HP-EGR阀12c)的开度的目标,(开度控制器80)将低压EGR阀的开度(LP开度θ_LP)和高压EGR阀的开度(HP开度θ_HP)分别控制成目标低压EGR开度(目标LP开度θ_LP_dmd)和目标高压EGR开度(目标HP开度θ_HP_dmd),低压侧校正值(LP侧校正系数Kcor_LP)和高压侧校正值(HP侧校正系数Kcor_HP)中的至少一方构成为包含:以减小误差的绝对值的方式使用规定的反馈控制算法[公式(9)，(17)]计算的反馈校正值(LP侧FB校正值Dfb_LP，HP侧FB校正值Dfb_HP)；和当总EGR量中的低压EGR量和高压EGR量的比例处于规定的状态时学习到的学习值(LP侧学习值CorMAP_LP，HP侧学习值CorMAP_HP)。

根据该内燃机的EGR控制方法，能够获得与技术方案1的发明相同的作用效果。

技术方案7的发明在技术方案6所述的内燃机3的EGR控制方法的基础上，其特征在于,高压侧校正值(HP侧校正系数Kcor_HP)构成为包含反馈校正值(HP侧FB校正值Dfb_HP)和学习值(HP侧学习值CorMAP_HP)，规定的状态是高压EGR量相对于总EGR量的比例(1-R_LP)大于等于第1规定值(值1)的状态。

根据该内燃机的EGR控制方法，能够获得与技术方案2的发明相同的作用效果。

技术方案8的发明在技术方案6或7所述的内燃机3的EGR控制方法的基础上，其特征在于,低压侧校正值(LP侧校正系数Kcor_LP)构成为包含反馈校正值(LP侧FB校正值Dfb_LP)和学习值(LP侧学习值CorMAP_LP)，规定的状态是低压EGR量相对于总EGR量的比例(LP比率R_LP)大于等于第2规定值(值1)的状态。

根据该内燃机的EGR控制方法，能够获得与技术方案3的发明相同的作用效果。

技术方案9的发明在技术方案6至8中的任一项所述的内燃机3的EGR控制方法的基础上，其特征在于,学习值(LP侧学习值CorMAP_LP，HP侧学习值CorMAP_HP)被计算成使得反馈校正值(LP侧FB校正值Dfb_LP，HP侧FB校正值Dfb_HP)的绝对值减小。

根据该内燃机的EGR控制方法，能够获得与技术方案4的发明相同的作用效果。

技术方案10的发明在技术方案6至9中的任一项所述的内燃机3的EGR控制方法的基础上，其特征在于,使用根据相关关系模型(图9，10)计算出的模型值来计算学习值(LP侧学习值CorMAP_LP，HP侧学习值CorMAP_HP),该相关关系模型定义了两个相关性参数(目标LP开度θ_LP_dmd，目标HP开度θ_HP_dmd)和两个流量参数(LP侧流量参数Sf_LP，HP侧流量参数Sf_HP)中的至少一方与模型值(LP开度加权函数Wp_LP_i，LP侧流量加权函数Wf_LP_i，HP开度加权函数Wp_HP_i，HP侧流量加权函数Wf_HP_i)之间的关系，其中，所述两个相关性参数相对于高压EGR量和低压EGR量分别具有相关性，所述两个流量参数相对于高压EGR量和低压EGR量分别具有相关性。

根据该内燃机的EGR控制方法，能够获得与技术方案5的发明相同的作用效果。

附图说明

图1是示意性地示出本发明的一个实施方式的EGR控制装置以及应用EGR控制装置的内燃机的结构的图。

图2是示出EGR控制装置的电气结构的框图。

图3是示出EGR控制装置的功能性结构的框图。

图4是示出用于LP比率基准值的计算的映射图的一例的图。

图5是示出用于水温校正系数的计算的映射图的一例的图。

图6是示出EGR量误差计算部的功能性结构的框图。

图7是示出用于LP有效开口面积的计算的映射图的一例的图。

图8是示出校正系数计算部的功能性结构的框图。

图9是示出用于LP开度加权函数的计算的映射图的一例的图。

图10是示出用于LP侧流量加权函数的计算的映射图的一例的图。

图11是示出目标开度计算部的功能性结构的框图。

图12是示出用于目标LP开度的计算的映射图的一例的图。

图13是示出当在本实施方式的EGR控制装置执行EGR控制的期间仅因LP-EGR装置的不良情况引起EGR量误差时的控制模拟结果的一例的图。

图14是示出为了比较而在EGR控制装置的控制算法中省略了LP侧校正系数和HP侧校正系数的计算式中的LP侧学习值和HP侧学习值的情况下，仅因LP-EGR装置的不良情况引起EGR量误差时的EGR控制模拟结果的一例的图。

图15是示出当在本实施方式的EGR控制装置执行EGR控制的期间因LP-EGR装置和HP-EGR装置双方的不良情况引起EGR量误差时的控制模拟结果的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式的内燃机的EGR控制装置进行说明。如图2所示，本实施方式的EGR控制装置1具备ECU 2，该ECU 2利用后述的控制方法来执行图1所示的内燃机(以下称为“发动机”)3的EGR控制。另外,在本实施方式中，ECU 2相当于误差参数计算单元、校正值计算单元、目标开度计算单元和EGR控制单元。

发动机3是柴油发动机型的发动机，作为动力源搭载于未图示的车辆中。该发动机3具备4个气缸3a以及设置于每个气缸3a的燃料喷射阀4(图2仅图示一个)等。这些燃料喷射阀4与ECU 2电连接，其开闭时机由来自ECU 2的控制输入信号来控制。由此来控制燃料喷射量和燃料喷射正时。

在该发动机3中设有曲轴角传感器20和水温传感器21。该曲轴角传感器20由磁体转子和MRE拾取器构成，伴随着未图示的曲轴的旋转而将作为脉冲信号的CRK信号输出至ECU 2。该CRK信号按每个规定曲轴角(例如2゜)输出1脉冲，ECU 2根据该CRK信号来计算作为发动机3的转速的发动机转速NE。

此外，水温传感器21由例如热敏电阻等构成，将表示在发动机3的气缸体内循环的冷却水的温度即发动机水温TW的检测信号输出至ECU 2。

另一方面，在发动机3的进气通道5中，从上游侧依次设有气流传感器22、节气门机构6、进气压力传感器23、涡轮增压器7、中间冷却器8、进气闸门机构9和进气室压力传感器24。

节气门机构6具备节气门6a以及对该节气门6a进行驱动的TH致动器6b等。节气门6a转动自如地设置在进气通道5的中途，根据伴随该转动的开度的变化使通过节气门6a的空气的流量变化。TH致动器6b是通过将减速齿轮机构(均未图示)与马达组合而成的，与ECU2电连接。ECU 2经由TH致动器6b控制作为节气门6a的开度的节气门开度TH。

此外，气流传感器22由热线式空气流量计构成，检测出通过节气门6a的新空气的流量，并将表示该流量的检测信号输出至ECU 2。ECU 2根据该气流传感器22的检测信号来计算被吸入到气缸3a内的新空气量即缸内新空气量Gair_cyl_act。计算出该缸内新空气量Gair_cyl_act作为质量流量。

此外，进气压力传感器23由例如半导体压力传感器等构成，检测出比节气门6a靠下游侧的进气通道5内的压力即进气压力Pin，并将表示该进气压力Pin的检测信号输出至ECU 2。该进气压力Pin被检测为绝对压力。

另一方面，涡轮增压器7具备如下部件等：增压器叶片7a，其设置于进气通道5的比节气门6a靠下游侧的位置；增压器叶片7b，其设置于排气通道10的中途，与增压器叶片7a一体地旋转；多个可变叶片7c(仅图示两个)；以及叶片致动器7d，其驱动可变叶片7c。

在该涡轮增压器7中，当利用排气通道10内的废气对增压器叶片7b进行旋转驱动时，与此一体的增压器叶片7a也同时旋转，由此对进气通道5内的空气进行加压。即，执行增压动作。

此外，可变叶片7c用于改变涡轮增压器7产生的增压压力，转动自如地安装在收纳壳体的增压器叶片7b的部分的壁上。可变叶片7c与叶片致动器7d机械连接，该叶片致动器7d与ECU 2连接。ECU 2经由叶片致动器7d改变可变叶片7c的开度，改变喷到增压器叶片7b上的废气量，由此改变增压器叶片7b的转速、即增压器叶片7a的转速，由此来控制增压压力。

此外，中间冷却器8是水冷式的冷却器，当进气通过其内部时，利用涡轮增压器7中的增压动作来冷却温度上升后的进气。

此外，进气闸门机构9构成为与上述的节气门机构6相同，具备进气闸门9a以及对该进气闸门9a进行驱动的IS致动器9b等。在该进气闸门机构9中，根据来自ECU 2的控制输入信号来驱动IS致动器9b，由此控制进气闸门9a的开度。

在该进气闸门9a的开度控制中，进气闸门9a通常保持在全开状态，并且仅当规定的动作条件成立时，才将进气闸门9a的开度控制为比全开状态稍微关闭的状态。

另一方面，进气室压力传感器24由例如半导体压力传感器等构成，检测出作为进气歧管5a的进气室5b内的压力的进气室压力Pch，并将表示该进气室压力Pch的检测信号输出至ECU 2。该进气室压力Pch被检测为绝对压力。

另一方面，在发动机3的排气通道10中，从上游侧依次设有排气歧管压力传感器25、排气歧管温度传感器26、上述增压器叶片7b、催化装置13、排气压力传感器27和排气温度传感器28。

该排气歧管压力传感器25由例如半导体压力传感器等构成，检测出作为排气歧管10a内的压力的排气歧管压力Pem，并将表示该排气歧管压力Pem的检测信号输出至ECU 2。该排气歧管压力Pem被检测为绝对压力。

此外，排气歧管温度传感器26检测出作为排气歧管10a内的温度的排气歧管温度Tem，并将表示该排气歧管温度Tem的检测信号输出至ECU 2。该排气歧管温度Tem被检测为绝对温度。

另一方面，催化装置13是净化在排气通道10内流动的废气的装置，通过将DOC(Diesel Oxidation Catalyst：柴油氧化催化器)13a和CSF(Catalyzed Soot Filter：催化烟灰过滤器)13b进行组合而构成。

此外，排气压力传感器27设置在催化装置13的下游侧，检测出通过催化装置13的废气的压力即排气压力Pex，并将表示该排气压力Pex的检测信号输出至ECU 2。在本实施方式的情况下，该排气压力Pex被检测为绝对压力。

此外，排气温度传感器28也与排气压力传感器27同样地设置在催化装置13的下游侧，检测出通过催化装置13的废气的温度即排气温度Tex，并将表示该排气温度Tex的检测信号输出至ECU 2。该排气温度Tex被检测为绝对温度。

除此之外，发动机3中还设有LP-EGR装置11和HP-EGR装置12。该LP-EGR装置11(低压EGR装置)是使排气通道10内的一部分废气回流到进气通道5侧的装置，由如下部分等构成：LP-EGR通道11a，其连接于进气通道5和排气通道10之间；LP-EGR冷却器11b，其冷却在LP-EGR通道11a内流动的回流气体(以下称为“LP-EGR气体”)；以及LP-EGR阀11c，其对该LP-EGR通道11a进行开闭。LP-EGR通道11a的一端在排气通道10的比催化装置13靠下游侧的部位开口，另一端在进气通道5的节气门6a与增压器叶片7a之间的连接部5c开口。

LP-EGR阀11c(低压EGR阀)由线性电磁阀构成，与ECU 2电连接，其中，所述线性电磁阀的开度在最大值与最小值之间线性地变化。ECU 2通过改变LP-EGR阀11c的开度来控制LP-EGR气体的回流量、即LP-EGR量。

根据以上结构，在该LP-EGR装置11中，LP-EGR气体从排气通道10的催化装置13的下游侧部分流入LP-EGR通道11a内，向图1的以箭头X1表示的方向流动，在通过LP-EGR冷却器11b和LP-EGR阀11c之后，流入进气通道5的连接部5c内。然后，LP-EGR气体与新空气一起通过增压器叶片7a和中间冷却器8，之后经由进气歧管5a流入各气缸3a内。

另一方面，HP-EGR装置12(高压EGR装置)也与LP-EGR装置11同样，是使排气通道10内的一部分废气回流到进气通道5侧的装置，由如下部分等构成：HP-EGR通道12a，其连接于进气通道5和排气通道10之间；HP-EGR冷却器12b，其冷却在HP-EGR通道12a内流动的回流气体(以下称为“HP-EGR气体”)；以及HP-EGR阀12c，其对该HP-EGR通道12a进行开闭。HP-EGR通道12a的一端向排气通道10的排气歧管10a开口，另一端向进气通道5的进气歧管5a开口。

HP-EGR阀12c(高压EGR阀)由线性电磁阀构成，与ECU 2电连接，其中，所述线性电磁阀的开度在最大值与最小值之间线性地变化。ECU 2通过改变HP-EGR阀12c的开度来控制HP-EGR气体的回流量、即HP-EGR量。

根据以上结构，在该HP-EGR装置12中，HP-EGR气体从排气歧管10a流入HP-EGR通道12a内，向图1的以箭头X2表示的方向流动，在通过HP-EGR冷却器12b和HP-EGR阀12c之后，流入进气歧管5a内。然后，HP-EGR气体与新空气一起经由进气歧管5a流入各气缸3a内。

该情况下，LP-EGR气体到达气缸3a内的路径比HP-EGR气体更长，因此要花费比HP-EGR气体更长的时间流入气缸3a内。其结果是，LP-EGR气体在比HP-EGR气体低压并且低温的状态下回流到气缸3a内。

另一方面，如图2所示，ECU 2与LP开度传感器29、HP开度传感器30和油门开度传感器31连接。该LP开度传感器29检测作为LP-EGR阀11c的开度的LP开度θ_LP，并将表示该开度的检测信号输出至ECU 2，HP开度传感器30检测作为HP-EGR阀12c的开度的HP开度θ_HP，并将表示该开度的检测信号输出至ECU 2。另外，在本实施方式中，LP开度θ_LP相当于低压EGR阀的开度，HP开度θ_HP相当于高压EGR阀的开度。

此外，油门开度传感器31检测车辆的未图示的油门踏板的踩下量即油门开度AP，并将表示该油门开度AP的检测信号输出至ECU 2。

此外，ECU 2由微型计算机构成，该微型计算机由CPU、RAM、ROM和I/O接口(均未图示)等构成，ECU 2根据上述各种传感器20～31的检测信号等对发动机3的运转状态进行判别，并根据运转状态，通过以下叙述的方法执行EGR控制。

接下来，对本实施方式的EGR控制装置1的功能性结构进行说明。该EGR控制装置1利用以下叙述的控制方法执行EGR控制，如图3所示，具备要求总EGR量计算部40、LP比率计算部41、EGR量误差计算部50、校正系数计算部60、目标开度计算部70和开度控制器80。这些要素40～80均由ECU 2构成。

另外，在以下说明中，带记号(k)的各离散数据表示与规定周期ΔT同步地计算(或采样)出的数据，记号(k)(k是正整数)表示各离散数据的计算周期的顺序。例如，记号k表示在本次的计算时机计算出的本次值，记号k-1表示在上次的计算时机计算出的上次值。此外，在以下说明中，适当省略各离散数据中的记号(k)。

首先，在要求总EGR量计算部40中，通过以下叙述的方法计算要求总EGR量Gegr_dmd。即，通过根据发动机转速NE和油门开度AP搜索未图示的映射图，由此计算出发动机要求扭矩TRQ_eng，并根据发动机要求扭矩TRQ_eng和发动机转速NE搜索未图示的映射图，由此计算出要求总EGR量Gegr_dmd。该要求总EGR量Gegr_dmd相当于对发动机3要求的总EGR量(即，LP-EGR量和HP-EGR量的和)。

此外，在LP比率计算部41中，根据下式(1)计算LP比率R_LP。该LP比率R_LP相当于LP-EGR量与总EGR量的比率。

[算式1]

R_LP(k)＝Kr_LP_tw(k)·R_LP_bs(k)·····(1)

如上式(1)所示，LP比率R_LP作为LP比率基准值R_LP_bs与水温校正系数Kr_LP_tw之积被计算出。通过根据发动机转速NE和发动机要求扭矩TRQ_eng搜索图4所示的映射图来计算该LP比率基准值R_LP_bs。在该图中，以阴影所示的区域是LP比率基准值R_LP_bs＝1(即，总EGR量＝LP-EGR量)的区域。参照该图可知，当在中高旋转域处于高负载区域时，设定为LP比率基准值R_LP_bs＝1以便仅使LP-EGR气体回流。另一方面，在中高旋转域，LP比率基准值R_LP_bs被设定为更小的值，以便随着负载变低而增加HP-EGR气体的回流比例。

此外，通过根据发动机水温TW搜索图5所示的映射图来计算水温校正系数Kr_LP_tw。该图的TW1，TW2是被设定为TW1<TW2成立的发动机水温TW的规定值。如该图所示，在TW<TW1的区域中，由于在发动机暖机期间，设定为Kr_LP_tw＝0以便仅使HP-EGR气体回流，而在TW1≤TW≤TW2的区域中，水温校正系数Kr_LP_tw被设定为更大的值，以便伴随着发动机暖机的进展，使得随着发动机水温TW的上升而增加LP-EGR气体的比例。此外，在TW2<TW的区域中，由于发动机3的暖机已完成，因此设定为Kr_LP_tw＝1以便仅使LP-EGR气体回流。

接下来，对上述EGR量误差计算部50(误差参数计算单元)进行说明。EGR量误差计算部50利用以下叙述的方法计算EGR量误差E_egr(误差参数)，该EGR量误差E_egr相当于因LP-EGR装置11和HP-EGR装置12的老化、个体间的偏差以及油泥等而引起的EGR量的误差。

如图6所示，EGR量误差计算部50具备缸内气体量计算部51、估计LP-EGR量计算部52、估计HP-EGR量计算部53以及两个减法器54，55。

该缸内气体量计算部51计算估计被吸入气缸3a内的总气体量即缸内气体量Gcyl，该缸内气体量Gcyl是通过根据发动机转速NE和进气压力Pin搜索未图示的映射图来计算出的。

此外，在估计LP-EGR量计算部52中，根据下式(2)来计算估计LP-EGR量Gegr_LP_hat。该估计LP-EGR量Gegr_LP_hat是经由LP-EGR装置11回流到气缸3a内的EGR量的估计值，该公式(2)是通过将LP-EGR阀11c看作喷嘴、应用喷嘴的公式而导出的。

[算式2]

在上式(2)中，A_LP是LP有效开口面积，该LP有效开口面积A_LP是通过根据LP开度θ_LP搜索图7所示的映射图来计算出的。此外，k表示比热比，R表示气体常数。此外，Kcor_LP是LP侧校正系数，是由校正系数计算部60通过后述的方法计算出的。

此外，Rp_LP是LP-EGR阀11c的下游侧和上游侧的压力比，是根据下式(3)计算出的。

[算式3]

另一方面，在估计HP-EGR量计算部53中，根据下式(4)来计算估计HP-EGR量Gegr_HP_hat。该估计HP-EGR量Gegr_HP_hat是经由HP-EGR装置12回流到气缸3a内的EGR量的估计值，该公式(4)是通过将HP-EGR阀12c看作喷嘴、应用喷嘴的公式而导出的。

[算式4]

在上式(4)中，A_HP是HP有效开口面积。该HP有效开口面积A_HP是通过搜索定义了HP有效开口面积A_HP与HP开度θ_HP之间的关系的映射图而计算出的。该情况下，作为映射图，使用这样的图：将上述图7的纵轴的LP有效开口面积A_LP替换为HP有效开口面积A_HP，横轴的LP开度θ_LP替换为HP开度θ_HP，并将两者的关系设定为与图7相同的倾向。此外，Kcor_HP是HP侧校正系数，是由校正系数计算部60通过后述的方法计算出的。

此外，上式(4)的Rp_HP是HP-EGR阀12c的下游侧和上游侧的压力比，是根据下式(5)计算出的。

[算式5]

另一方面，在减法器54中，根据下式(6)来计算估计缸内新空气量Gair_cyl_hat。该估计缸内新空气量Gair_cyl_hat是被吸入气缸3a内的新空气量的估计值。

[算式6]

Gair_cyl_hat(k)＝Gcyl(k)-Gegr_LP_hat(k)-Gegr_HP_hat(k) ·····(6)

然后，在减法器55中，根据下式(7)来计算相当于总EGR量的真实值与估计值之间的误差的EGR量误差E_egr。即，EGR量误差E_egr作为缸内新空气量Gair_cyl_act与估计缸内新空气量Gair_cyl_hat之间的偏差被计算出。

[算式7]

E_egr(k)＝Gair_cyl_act(k)-Gair_cyl_hat(k)·····(7)

接下来，对上述校正系数计算部60(校正值计算单元)进行说明。该校正系数计算部60通过以下叙述的方法计算LP侧校正系数Kcor_LP(低压侧校正值)和HP侧校正系数Kcor_HP(高压侧校正值)，这些校正系数Kcor_LP，Kcor_HP用于校正上述EGR量误差E_egr。

如图8所示，校正系数计算部60具备LP侧校正用误差计算部61、LP侧FB控制器62、LP侧学习值计算部63、LP侧校正系数计算部64、HP侧校正用误差计算部65、HP侧FB控制器66、HP侧学习值计算部67和HP侧校正系数计算部68。

在该LP侧校正误差计算部61中，根据下式(8)计算LP侧校正用误差E_egr_LP。

[算式8]

E_egr_LP(k)＝R_LP(k)·E_egr(k)·····(8)

如该公式(8)所示，LP侧校正用误差E_egr_LP是通过将LP比率R_LP与EGR量误差E_egr相乘而计算出的，因此作为根据LP-EGR量相对于总EGR量的比例分配EGR量误差E_egr得到的值被计算出。

此外，在LP侧FB控制器62中，根据下式(9)所示的PI控制算法来计算LP侧FB校正值Dfb_LP(反馈校正值)。

[算式9]

在该公式(9)中，Kp_LP表示规定的P项增益，Ki_LP表示规定的I项增益。根据上式(9)，LP侧FB校正值Dfb_LP被计算为使LP侧校正用误差E_egr_LP收敛到值0。

此外，在上述LP侧学习值计算部63中，通过以下叙述的方法计算LP侧学习值CorMAP_LP(学习值)。

首先，根据下式(10)计算LP侧流量参数Sf_LP(流量参数)。

[算式10]

接着，根据下式(11)计算LP侧/局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij。

[算式11]

在上式(11)中，Kln_LP是被设定为0<Kln_LP<1成立的规定的学习值增益。此外，Wp_LP_i(i＝1～3)是LP开度加权函数，这些LP开度加权函数Wp_LP_i是通过根据目标LP开度的上次值θ_LP_dmd(k-1)搜索图9所示的映射图计算出的。如该图所示，LP开度加权函数Wp_LP_i被设定为：使得对于目标LP开度的上次值θ_LP_dmd(k-1)的任意值，LP开度加权函数Wp_LP_i的总和为值1。另一方面，如后所述，该目标LP开度θ_LP_dmd是由目标开度计算部70计算出的。

此外，上式(11)的Wf_LP_j(j＝1～3)是LP侧流量加权函数，这些LP侧流量加权函数Wf_LP_j是通过根据LP侧流量参数Sf_LP搜索图10所示的映射图来计算出的。如该图所示，LP侧流量加权函数Wf_LP_j被设定为：使得对于LP侧流量参数Sf_LP的任意值，LP侧流量加权函数Wf_LP_j的总和为值1。另外，在本实施方式中，图9,10相当于相关关系模型，LP开度加权函数Wp_LP_i和LP侧流量加权函数Wf_LP_j相当于模型值。

此外，公式(11)的Eln_LP是LP侧校正用误差信号，是根据下式(12)，(13)计算出的。

[算式12]

R_LP(K-1)＝1.0的时候

Eln_LP(k)＝Dfb_LP(k-1)·····(12)

[算式13]

R_LP(K-1)≠1.0的时候

Eln_LP(k)＝0·····(13)

然后，根据下式(14)最终计算出LP侧学习值CorMAP_LP。

[算式14]

如上所述，当LP比率R_LP＝1.0(第2规定值)时，即，当仅由LP-EGR装置11执行废气的回流时，根据公式(11)，(12)计算出LP侧/局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij。该情况下，由于规定的学习值增益Kln_LP被设定为0<Kln_LP<1成立，因此LP侧/局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij被计算成：使得LP侧校正用误差信号Eln_LP、即LP侧FB校正值Dfb_LP的绝对值随着LP侧/局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij的运算的进展(即，随着学习的进展)而减小。其结果是，LP侧学习值CorMAP_LP也被计算成使LP侧FB校正值Dfb_LP的绝对值减小。

此外，当LP比率R_LP≠1.0时，即，当由LP-EGR装置11和HP-EGR装置12双方执行废气的回流时、或者仅由HP-EGR装置12执行废气的回流时,LP侧/局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij是根据公式(11)，(13)计算出的,因此保持于其上次值而未被更新。

此外,在上述LP侧校正系数计算部64中，根据下式(15)计算LP侧校正系数Kcor_LP。

[算式15]

Kcor_LP(k)＝1+Dfb_LP(k)+CorMAP_LP(k)·····(15)

另一方面,在上述HP侧校正用误差计算部65中，根据下式(16)计算HP侧校正用误差E_egr_HP。

[算式16]

E_egr_HP(k)＝[1-R_LP(k)]·E_egr(k)·····(16)

如该公式(16)所示，HP侧校正用误差E_egr_HP是通过将从值1减去LP比率R_LP得到的值[1-R_LP]与EGR量误差E_egr相乘而计算出的，因此作为根据HP-EGR量相对于总EGR量的比例分配EGR量误差E_egr得到的值被计算出。

此外，在HP侧FB控制器66中，根据下式(17)所示的PI控制算法来计算HP侧FB校正值Dfb_HP(反馈校正值)。

[算式17]

在该公式(17)中，Kp_HP表示规定的P项增益，Ki_HP表示规定的I项增益。根据上式(17)，HP侧FB校正值Dfb_HP被计算为使HP侧校正用误差E_egr_HP收敛到值0。

此外，在上述HP侧学习值计算部67中，通过以下叙述的方法计算HP侧学习值CorMAP_HP(学习值)。

首先，根据下式(18)计算HP侧流量参数Sf_HP(流量参数)。

[算式18]

接着，根据下式(19)计算HP侧/局部校正学习值CorMAP_HP_local_ij。

[算式19]

在上式(19)中，Kln_HP是被设定为0<Kln_HP<1成立的规定的学习值增益。此外，Wp_HP_i(i＝1～3)是HP开度加权函数，这些HP开度加权函数Wp_HP_i是通过搜索定义了这些HP开度加权函数Wp_HP_i与目标HP开度的上次值θ_HP_dmd(k-1)之间的关系的映射图而计算出的。该情况下，作为映射图，使用将上述图9的纵轴的LP开度加权函数Wp_LP_i替换为HP开度加权函数Wp_HP_i、横轴的目标LP开度的上次值θ_LP_dmd(k-1)替换为目标HP开度的上次值θ_HP_dmd(k-1)而得到的映射图。此外，如后所述，目标HP开度θ_HP_dmd是由目标开度计算部70计算出的。

此外，上式(19)的Wf_HP_j(j＝1～3)是HP侧流量加权函数，这些HP侧流量加权函数Wf_HP_j是通过搜索定义了这些HP侧流量加权函数Wf_HP_j与HP侧流量参数Sf_HP之间的关系的映射图计算出的。该情况下，作为映射图，使用将上述图10的纵轴的LP侧流量加权函数Wf_LP_j替换为HP侧流量加权函数Wf_HP_j、横轴的LP侧流量参数Sf_LP替换为HP侧流量加权函数Sf_HP而得到的映射图。另外，在本实施方式中，HP开度加权函数Wp_HP_i和HP侧流量加权函数Wf_HP_j相当于模型值。

此外，公式(19)的Eln_HP是HP侧校正用误差信号，是根据下式(20)，(21)计算出的。

[算式20]

R_LP(K-1)＝0的时候

Eln_HP(k)＝Dfb_HP(k-1)·····(20)

[算式21]

R_LP(K-1)≠0的时候

Eln_HP(k)＝0·····(21)

然后，根据下式(22)最终计算出HP侧学习值CorMAP_HP。

[算式22]

如上所述，当LP比率R_LP＝0时，即，1-R_LP＝1(第1规定值)成立并且仅通过HP-EGR装置12执行废气的回流时，根据公式(19)，(20)来计算HP侧/局部校正学习值CorMAP_HP_local_ij。该情况下，由于规定的学习值增益Kln_HP被设定为0<Kln_HP<1成立，因此HP侧/局部校正学习值CorMAP_HP_local_ij被计算成：使得HP侧FB校正值Dfb_HP的绝对值随着HP侧/局部校正学习值CorMAP_HP_local_ij的运算的进展(即，随着学习的进展)而减小。其结果是，HP侧学习值CorMAP_HP也被计算成使HP侧FB校正值Dfb_HP的绝对值减小。

此外，当LP比率R_LP≠0时，即，通过HP-EGR装置11和HP-EGR装置12双方执行废气的回流时、或者仅通过LP-EGR装置11执行废气的回流时，HP侧/局部校正学习值CorMAP_HP_local_ij是根据公式(19)，(21)计算出的,因此保持于其上次值而未被更新。

此外,在上述HP侧校正系数计算部68中，根据下式(23)计算HP侧校正系数Kcor_HP。

[算式23]

Kcor_HP(k)＝1+Dfb_HP(k)+CorMAP_HP(k)·····(23)

接着，对上述目标开度计算部70(目标开度计算单元)进行说明。在该目标开度计算部70中，通过以下叙述的方法计算作为LP开度θ_LP的目标的目标LP开度θ_LP_dmd和作为HP开度θ_HP的目标的目标HP开度θ_HP_dmd。另外，在本实施方式中，目标LP开度θ_LP_dmd相当于目标低压EGR开度和相关性参数，目标HP开度θ_HP_dmd相当于目标高压EGR开度和相关性参数。

如图11所示，目标开度计算部70具备要求LP-EGR量计算部71、目标LP开度计算部72、要求HP-EGR量计算部73和目标HP开度计算部74。

在该要求LP-EGR量计算部71中，根据下式(24)来计算要求LP-EGR量Gegr_LP_dmd。

[算式24]

Gegr_LP_dmd(k)＝R_LP(k)·Gegr_dmd(k)·····(24)

此外，在目标LP开度计算部72中，首先根据下式(25)计算目标LP有效开口面积A_LP_dmd。

[算式25]

接下来，通过根据目标LP有效开口面积A_LP_dmd搜索图12所示的映射图来计算目标LP开度θ_LP_dmd。

另一方面，在要求HP-EGR量计算部73中，根据下式(26)来计算要求HP-EGR量Gegr_HP_dmd。

[算式26]

Gegr_HP_dmd(k)＝[1-R_LP(k)]·Gegr_dmd(k)·····(26)

此外，在目标HP开度计算部74中，首先根据下式(27)计算目标HP有效开口面积A_HP_dmd。

[算式27]

接下来，通过搜索定义了目标HP开度θ_HP_dmd与目标HP有效开口面积A_HP_dmd之间的关系的映射图来计算该目标HP开度θ_HP_dmd。该情况下，作为映射图，使用这样的图：将上述图12的纵轴的目标LP开度θ_LP_dmd替换为目标HP开度θ_HP_dmd，横轴的目标LP有效开口面积A_LP_dmd替换为目标HP有效开口面积A_HP_dmd，并将两者的关系设定为与图12相同的倾向。

另一方面，上述开度控制器80(EGR控制单元)根据规定的控制算法计算LP控制输入U_LP，使得LP开度θ_LP成为目标LP开度θ_LP_dmd，并根据规定的控制算法计算HP控制输入U_HP,使得HP开度θ_HP成为目标HP开度θ_HP_dmd。

在该EGR控制装置1的情况下，当如上所述计算控制输入U_LP,U_HP时，与这些控制输入U_LP,U_HP对应的控制输入信号从ECU 2被分别提供给LP-EGR阀11c和HP-EGR阀12c。其结果是，LP开度θ_LP被控制为目标LP开度θ_LP_dmd，并且HP开度θ_HP被控制为目标HP开度θ_HP_dmd。

接下来，参照图13和图14，对如上所述构成的本实施方式的EGR控制装置1的EGR控制的原理和效果进行说明。图13示出当在EGR控制装置1执行EGR控制的期间仅因LP-EGR装置11的不良情况(例如油泥等的附着)引起EGR量误差E_egr时的控制模拟结果(以下称为“本控制结果”)的一例。

此外,图14示出为了比较而在上述LP侧校正系数Kcor_LP和HP侧校正系数Kcor_HP的计算式(15),(23)中省略了LP侧学习值CorMAP_LP和HP侧学习值CorMAP_HP的情况下(即，设Kcor_LP＝1+Dfb_LP，Kcor_HP＝1+Dfb_HP的情况下)仅因LP-EGR装置11的不良情况引起EGR量误差E_egr时的控制模拟结果(以下称为“比较控制结果”)的一例。

首先，参照图14的比较控制结果可知，例如在期间t11～t12和期间t13～t14,LP比率R_LP同样地上升，LP-EGR量增加,由此,在EGR量误差E_egr的绝对值同样地增大时，不仅发生了LP侧校正系数Kcor_LP的变动,而且还发生了HP侧校正系数Kcor_HP的变动，尽管在两个期间HP-EGR装置12正常，但还是反复发生HP-EGR量侧的误校正。

与此相对，参照图13的本控制结果可知，伴随着时间的经过和LP侧学习值CorMAP_LP的学习的进展，EGR量误差E_egr和LP侧FB校正值Dfb_LP的绝对值减小,并且HP侧校正系数Kcor_HP的变动程度也减小，抑制了HP-EGR量侧的误校正。例如，当比较期间t1～t2和期间t3～t4时，可知虽然LP比率R_LP在两个期间相同地上升，但是在期间t3～t4，与期间t1～t2相比,EGR量误差E_egr和LP侧FB校正值Dfb_LP的绝对值减小，并且HP侧校正系数Kcor_HP的变动程度也减小。

这是由于以下原因。即，如比较控制结果那样，在将LP侧校正系数Kcor_LP作为值1与LP侧FB校正值Dfb_LP之和来计算、HP侧校正系数Kcor_HP作为值1与HP侧FB校正值Dfb_HP之和来计算的控制方法的情况下，当发动机3处于正常运转状态时，即使在LP-EGR装置11和/或HP-EGR装置12发生不良情况的条件下，利用基于两个FB校正值Dfb_LP、Dfb_HP的反馈控制效果，也能够高精度地控制总EGR量，能够实现EGR量误差E_egr≒0。

然而，在该控制方法的情况下，当存在发动机3的过渡运转状态时，由于基于两个FB校正值Dfb_LP、Dfb_HP的反馈控制彼此干涉，导致EGR量误差E_egr增加,使得EGR控制精度降低。除此之外，LP-EGR量和HP-EGR量的比例偏离最佳值(根据发动机3的运转状态要求的最佳值)，空燃比的控制精度也降低。

与此相对，在本实施方式的控制方法的情况下，根据上述公式(11)～(14)可知，包含在LP侧校正系数Kcor_LP的计算式(15)中的LP侧学习值CorMAP_LP在LP比率R_LP＝1.0时、即仅通过LP-EGR装置11使废气回流时被更新，因此能够确保较高的学习精度。

除此之外，如上述公式(11)所示，LP侧学习值CorMAP_LP的LP侧/局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij是通过将其上次值CorMAP_LP_local_ij(k-1)与规定的学习值增益Kln_LP、LP开度加权函数Wp_LP_i、LP侧流量加权函数Wf_LP_j、LP侧校正用误差信号Eln_LP之积的总和相加而计算出的。

因此，当LP侧学习值CorMAP_LP被更新时，在使用于校正该控制时机的EGR量误差E_egr的LP侧FB校正值Dfb_LP反映出该控制时机的目标LP开度θ_LP_dmd与LP侧流量参数Sf_LP的值之间的相关性的状态下计算出LP侧/局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij，并且通过将学习值增益Kln_LP设定为0<Kln_LP<1，将LP侧/局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij计算为具有使LP侧FB校正值Dfb_LP的绝对值减小的前馈控制功能的值。

此外，由于LP侧学习值CorMAP_LP作为那样计算出的LP侧/局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij与两个加权函数Wp_LP_i、Wf_LP_j之积的总和被计算出，因此其被计算成不会与LP侧FB校正值Dfb_LP彼此干涉,并且,LP侧学习值CorMAP_LP在LP侧/局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij未被更新时，采用与根据目标LP开度θ_LP_dmd和LP侧流量参数Sf_LP搜索用于计算LP侧学习值CorMAP_LP的映射图来计算的情况相同的原理。

另一方面，根据上述公式(19)～(23)可知,当LP比率R_LP＝0时、即仅通过HP-EGR装置12使废气回流时，HP侧校正系数Kcor_HP被更新，因此能够确保较高的学习精度。

此外，HP侧学习值CorMAP_HP的HP侧/局部校正学习值CorMAP_HP_local_ij是通过将其上次值CorMAP_HP_local_ij(k-1)与规定的学习值增益Kln_HP、HP开度加权函数Wp_HP_i、HP侧流量加权函数Wf_HP_j、HP侧校正用误差信号Eln_HP之积的总和相加而计算出的。

因此，当HP侧学习值CorMAP_HP被更新时，在使用于校正该控制时机的EGR量误差E_egr的HP侧FB校正值Dfb_HP反映出该控制时机的目标LP开度θ_HP_dmd与HP侧流量参数Sf_HP的值之间的相关性的状态下计算出HP侧/局部校正学习值CorMAP_HP_local_ij，并且通过将学习值增益Kln_HP设定为0<Kln_HP<1，将HP侧/局部校正学习值CorMAP_HP_local_ij计算为具有使HP侧FB校正值Dfb_HP的绝对值减小的前馈控制功能的值。

此外，由于HP侧学习值CorMAP_HP作为那样计算出的HP侧/局部校正学习值CorMAP_HP_local_ij与两个加权函数Wp_HP_i、Wf_HP_j之积的总和被计算出，因此其被计算成不会与HP侧FB校正值Dfb_HP彼此干涉,并且,HP侧学习值CorMAP_HP在HP侧/局部校正学习值CorMAP_HP_local_ij未被更新时，采用与根据目标HP开度θ_HP_dmd和HP侧流量参数Sf_HP搜索用于计算HP侧学习值CorMAP_HP的映射图来计算的情况相同的原理。

因此，通过使用如上所述计算出的LP侧校正系数Kcor_LP和HP侧校正系数Kcor_HP，与上述专利文献1的控制装置不同，即使在发动机3处于正常运转状态时或处于过渡运转状态时，也能够将LP-EGR量和HP-EGR量的比例控制为最佳值，并能够将空燃比控制为最佳值。其结果是，减少废气中的有害成分(氮氧化物)的性能和燃料经济性能均有提升。

特别是，将包含在LP侧校正系数Kcor_LP中的LP侧学习值CorMAP_LP计算成不与LP侧FB校正值Dfb_LP彼此干涉，将包含在HP侧校正系数Kcor_HP中的HP侧学习值CorMAP_HP计算成不与HP侧FB校正值Dfb_HP彼此干涉，因此，即使当发动机3处于过渡运转状态时，也能够可靠地获得上述的作用效果。

根据以上原理，根据本实施方式的EGR控制装置1和EGR控制方法，即使当因LP-EGR装置11和HP-EGR装置12双方的不良情况而引起EGR量误差E_egr时，也能够获得图15所示的控制结果。参照该控制结果可知，伴随着时间的经过和LP侧学习值CorMAP_LP和HP侧学习值CorMAP_HP的学习的进展，EGR量误差E_egr的绝对值逐渐减小,与此同时，两个FB校正值Dfb_LP、Dfb_HP的绝对值也减小。即，可知通过使用LP侧校正系数Kcor_LP和HP侧校正系数Kcor_HP，能够高精度地控制LP-EGR量和HP-EGR量。

如上所述,根据本实施方式的EGR控制装置1和EGR控制方法,通过上述控制方法计算LP侧校正系数Kcor_LP和HP侧校正系数Kcor_HP,因此能够高精度地控制由LP-EGR装置11和HP-EGR装置12实现的EGR量，能够使减少废气中的有害成分(氮氧化物)的性能和燃料经济性能均有提升。

此外，相对于将LP侧FB校正值Dfb_LP计算成使得LP侧校正用误差E_egr_LP的绝对值减小，将LP侧学习值CorMAP_LP计算成反映出目标LP开度θ_LP_dmd与LP侧流量参数Sf_LP之间的相关性，并使LP侧FB校正值Dfb_LP的绝对值减小，因此,即使当发动机3处于过渡运转状态时，也能够将LP侧学习值CorMAP_LP计算成在避免与LP侧FB校正值Dfb_LP彼此干涉的情况下使得LP侧校正用误差E_egr_LP的绝对值减小。

与此同样，相对于将HP侧FB校正值Dfb_HP计算成使得HP侧校正用误差E_egr_HP的绝对值减小，将HP侧学习值CorMAP_HP计算成反映出目标HP开度θ_HP_dmd与HP侧流量参数Sf_HP之间的相关性，并使HP侧FB校正值Dfb_HP的绝对值减小，因此,即使当发动机3处于过渡运转状态时，也能够将HP侧学习值CorMAP_HP计算成在避免与HP侧FB校正值Dfb_HP彼此干涉的情况下使得HP侧校正用误差E_egr_HP的绝对值减小。

此外，LP侧学习值CorMAP_LP是通过将分别定义了与对总EGR量具有相关性的目标LP开度θ_LP_dmd和LP侧流量参数Sf_LP的关系的两个加权函数Wp_LP_i、Wf_LP_j与LP侧/局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij相乘来计算的,HP侧学习值CorMAP_HP是通过将分别定义了与对总EGR量具有相关性的目标HP开度θ_HP_dmd和HP侧流量参数Sf_HP的关系的两个加权函数Wp_HP_i，Wf_HP_j与HP侧/局部校正学习值CorMAP_HP_local_ij相乘来计算的。

其结果是，在通过LP-EGR装置11和HP-EGR装置12双方来执行废气的回流的情况下，与发动机3处于过渡运转状态从而所需要的总EGR量处于变化的状态无关地，即使在无法更新两个局部校正学习值CorMAP_LP_local_ij、CorMAP_HP_local_ij时，也能够通过实质上与映射图搜索相同的方法，将两个学习值CorMAP_LP、CorMAP_HP高精度地计算为反映出两个目标开度θ_LP_dmd、θ_HP_dmd与两个流速参数Sf_LP、Sf_HP之间的相关性的值。根据以上内容，即使在发动机3的过渡运转状态下，也能够高精度地控制由LP-EGR装置11和HP-EGR装置12实现的EGR量，将减少废气中的有害成分(氮氧化物)的性能和燃料经济性能均确保在高水平上。

另外,实施方式虽然是构成为作为低压侧校正值的LP侧校正系数Kcor_LP和作为高压侧校正值的HP侧校正系数Kcor_HP都是包含FB校正值(Dfb_LP，Dfb_HP)和学习值(CorMAP_LP，CorMAP_HP)的示例,但是，也可以构成为低压侧校正值和高压侧校正值中的一方包含FB校正值和学习值。

此外,虽然实施方式是使用EGR量误差E_egr作为误差参数的示例,但是，本发明的误差参数不限于此，只要是表示由低压EGR阀和高压EGR阀实现的回流气体量的误差的参数即可。例如，作为误差参数，也可以使用上述缸内新空气量Gair_cyl_act与估计缸内新空气量Gair_cyl_hat之比,该情况下，只要将低压侧校正值和高压侧校正值计算成该比为值1，就能够减小误差的绝对值。

此外，虽然实施方式使用LP比率R_LP作为低压EGR量相对于总EGR量的比例，但是本发明的低压EGR量相对于总EGR量的比例不限于此，只要是表示低压EGR量相对于总EGR量的比例的值即可。例如，可以使用通过将LP比率R_LP转换为百分率而得到的值。

另一方面，虽然实施方式使用通过从值1减去LP比率R_LP得到的值1-R_LP作为高压EGR量相对于总EGR量的比例，但是本发明的高压EGR量相对于总EGR量的比例不限于此，只要是表示高压EGR量相对于总EGR量的比例的值即可。例如，也可以使用通过将值1-R_LP转换为百分率而得到的值。

此外,虽然实施方式是使用值1.0作为第1规定值的示例，但是，本发明的第1规定值不限于此，可以是适当的值。例如，也可以使用值1附近的规定值(例如，值0.8)作为第1规定值,在公式(20)，(21)中,当LP比率的上次值R_LP(k-1)小于等于从值1减去该第1规定值而得到的值(例如，值0.2)时,即,HP-EGR量在总EGR量中的比例大于等于规定比例(例如,80％)时,将HP侧校正用误差信号Eln_HP(k)作为值Dfb_HP(k-1)进行计算,在除此以外的时候作为值0进行计算。

此外,虽然实施方式是使用值1.0作为第2规定值的示例，但是，本发明的第2规定值不限于此，可以是适当的值。例如，也可以使用值1附近的规定值(例如，值0.9)作为第2规定值,在公式(12)，(13)中,当LP比率的上次值R_LP(k-1)大于等于该第2规定值时,将LP侧校正用误差信号Eln_LP(k)作为值Dfb_LP(k-1)进行计算,在除此以外的时候作为值0进行计算。

另一方面，虽然实施方式是使用图9，10作为相关关系模型的示例，但是本发明的相关关系模型不限于这些，只要是定义了相关性参数和流量参数中的至少一方与模型值之间的关系的相关关系模型即可。例如，也可以使用算式作为相关关系模型。

此外,虽然实施方式是如公式(3)所示将进气压力Pin与排气压力Pex之比用作压力比Rp_LP的示例，但是也可以估计LP-EGR阀11c的下游侧和上游侧的压力，将这些估计压力之比用作压力比Rp_LP。

此外,虽然实施方式是如公式(5)所示将进气室压力Pch与排气歧管压力Pem之比用作压力比Rp_HP的示例，但是也可以估计HP-EGR阀12c的下游侧和上游侧的压力，将这些估计压力之比用作压力比Rp_HP。

此外,虽然实施方式是将本发明的EGR控制装置和EGR控制方法应用于柴油发动机的示例，但是本发明的EGR控制装置和EGR控制方法不限于此，也可以应用于以汽油等作为燃料的内燃机。例如，在将本发明的EGR控制装置和EGR控制方法应用于汽油发动机的情况下，除了上述的作用效果、即减少废气中的有害成分(氮氧化物)的性能和燃料经济性能的提上之外，还能够提升爆震的抑制能力。

另一方面,虽然实施方式是将本发明的EGR控制装置和EGR控制方法应用于车辆用的内燃机的示例，但是本发明的EGR控制装置和EGR控制方法不限于此，也可以应用于船舶用的内燃机或其它工业设备用的内燃机。

产业上的可利用性

如上所述，在利用低压EGR装置和高压EGR装置控制EGR量的情况下，本发明的内燃机的EGR控制装置和EGR控制方法在实现减少废气中的有害成分(氮氧化物)的性能和燃料经济性能的提升方面是有效的。

标号说明

1：EGR控制装置；

2：ECU(误差参数计算单元、校正值计算单元、目标开度计算单元、EGR控制单元)；

3:内燃机；

3a：气缸；

5：进气通道；

10：排气通道；

11：LP-EGR装置(低压EGR装置)；

11c：LP-EGR阀(低压EGR阀)；

12：HP-EGR装置(高压EGR装置)；

12c：HP-EGR阀(高压EGR阀)；

50：EGR量误差计算部(误差参数计算单元)；

60：校正系数计算部(校正值计算单元)；

70：目标开度计算部(目标开度计算单元)；

80：开度控制器(EGR控制单元)；

θ_LP:LP开度(低压EGR阀的开度)；

θ_HP:HP开度(高压EGR阀的开度)；

R_LP:LP比率(低压EGR量相对于总EGR量的比例)；

E_egr:EGR量误差(误差参数)；

Dfb_LP:LP侧FB校正值(反馈校正值)；

Sf_LP:LP侧流量参数(流量参数)；

Wf_LP_i:LP侧流量加权函数(模型值)；

θ_LP_dmd:目标LP开度(目标低压EGR开度、相关性参数)；

Wp_LP_i:LP开度加权函数(模型值)；

CorMAP_LP:LP侧学习值(学习值)；

Kcor_LP:LP侧校正系数(低压侧校正值)；

Dfb_HP:HP侧FB校正值(反馈校正值)；

Sf_HP:HP侧流量参数(流量参数)；

Wf_HP_i:HP侧流量加权函数(模型值)；

θ_HP_dmd:目标HP开度(目标高压EGR开度、相关性参数)；

Wp_HP_i:HP开度加权函数(模型值)；

CorMAP_HP:HP侧学习值(学习值)；

Kcor_HP:HP侧校正系数(高压侧校正值)

Claims (10)

1.一种内燃机的EGR控制装置,该内燃机的EGR控制装置经由低压EGR装置的低压EGR阀使一部分废气回流到进气通道内，并且经由高压EGR装置的高压EGR阀使一部分废气回流到气缸内,其特征在于,具有：

误差参数计算单元，其计算表示总EGR量的误差的误差参数，该总EGR量是低压EGR量和高压EGR量的总和，其中，所述低压EGR量是由所述低压EGR装置实现的回流气体量，所述高压EGR量是由所述高压EGR装置实现的回流气体量；

校正值计算单元,其计算低压侧校正值和高压侧校正值，使得该误差参数所表示的所述总EGR量的误差的绝对值减小；

目标开度计算单元，其使用该低压侧校正值和该高压侧校正值分别计算目标低压EGR开度和目标高压EGR开度，其中，所述目标低压EGR开度是所述低压EGR阀的开度的目标，所述目标高压EGR开度是所述高压EGR阀的开度的目标；以及

EGR控制单元，其将所述低压EGR阀的开度和所述高压EGR阀的开度分别控制成所述目标低压EGR开度和所述目标高压EGR开度,

所述低压侧校正值和所述高压侧校正值中的至少一方被构成为包含:

以减小所述误差的绝对值的方式使用规定的反馈控制算法计算的反馈校正值；以及

当所述总EGR量中的所述低压EGR量与所述高压EGR量的比例处于规定的状态时学习到的、所述低压侧校正值和所述高压侧校正值中的至少一方的学习值。

2.根据权利要求1所述的内燃机的EGR控制装置，其特征在于，

所述高压侧校正值被构成为包含所述反馈校正值和所述学习值，

所述规定的状态是所述高压EGR量相对于所述总EGR量的比例大于等于第1规定值的状态。

3.根据权利要求1所述的内燃机的EGR控制装置，其特征在于，

所述低压侧校正值被构成为包含所述反馈校正值和所述学习值，

所述规定的状态是所述低压EGR量相对于所述总EGR量的比例大于等于第2规定值的状态。

4.根据权利要求1所述的内燃机的EGR控制装置，其特征在于，

所述学习值被计算成使得所述反馈校正值的绝对值减小。

5.根据权利要求1所述的内燃机的EGR控制装置，其特征在于，

使用根据相关关系模型计算出的模型值来计算所述学习值,所述相关关系模型定义了两个相关性参数和两个流量参数中的至少一方与该模型值之间的关系，其中，所述两个相关性参数相对于所述高压EGR量和所述低压EGR量分别具有相关性，所述两个流量参数相对于所述高压EGR量和所述低压EGR量分别具有相关性。

6.一种内燃机的EGR控制方法,经由低压EGR装置的低压EGR阀使一部分废气回流到进气通道内，并且经由高压EGR装置的高压EGR阀使一部分废气回流到气缸内,其特征在于,具有以下步骤：

计算表示总EGR量的误差的误差参数，该总EGR量是低压EGR量和高压EGR量的总和，其中，所述低压EGR量是由所述低压EGR装置实现的回流气体量，所述高压EGR量是由所述高压EGR装置实现的回流气体量；

计算低压侧校正值和高压侧校正值，使得该误差参数所表示的所述总EGR量的误差的绝对值减小；

使用该低压侧校正值和该高压侧校正值分别计算目标低压EGR开度和目标高压EGR开度,其中，所述目标低压EGR开度是所述低压EGR阀的开度的目标，所述目标高压EGR开度是所述高压EGR阀的开度的目标；以及

将所述低压EGR阀的开度和所述高压EGR阀的开度分别控制成所述目标低压EGR开度和所述目标高压EGR开度,

所述低压侧校正值和所述高压侧校正值中的至少一方被构成为包含:

以减小所述误差的绝对值的方式使用规定的反馈控制算法计算的反馈校正值；以及

当所述总EGR量中的所述低压EGR量与所述高压EGR量的比例处于规定的状态时学习到的、所述低压侧校正值和所述高压侧校正值中的至少一方的学习值。

7.根据权利要求6所述的内燃机的EGR控制方法，其特征在于，

所述高压侧校正值被构成为包含所述反馈校正值和所述学习值，

所述规定的状态是所述高压EGR量相对于所述总EGR量的比例大于等于第1规定值的状态。

8.根据权利要求6所述的内燃机的EGR控制方法，其特征在于，

所述低压侧校正值被构成为包含所述反馈校正值和所述学习值，

所述规定的状态是所述低压EGR量相对于所述总EGR量的比例大于等于第2规定值的状态。

9.根据权利要求6所述的内燃机的EGR控制方法，其特征在于，

所述学习值被计算成使得所述反馈校正值的绝对值减小。

10.根据权利要求6所述的内燃机的EGR控制方法，其特征在于，

使用根据相关关系模型计算出的模型值来计算所述学习值,所述相关关系模型定义了两个相关性参数和两个流量参数中的至少一方与该模型值之间的关系，其中，所述两个相关性参数相对于所述高压EGR量和所述低压EGR量分别具有相关性，所述两个流量参数相对于所述高压EGR量和所述低压EGR量分别具有相关性。

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