CN109854395A - 内燃机的控制装置以及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种内燃机的控制装置，所述内燃机具备：构成为捕集排气中的粒子状物质的过滤器；将排气通路中的比所述过滤器靠上游侧的部位连接于进气通路的EGR通路；以及构成为对所述EGR通路的流路截面积进行调整的EGR阀。所述内燃机的控制装置具备处理电路，该处理电路构成为执行限制处理，该限制处理以在由所述过滤器捕集的所述粒子状物质的量多的情况下，与由所述过滤器捕集的所述粒子状物质的量少的情况相比，使所述EGR阀的开口度为减少倾向的方式限制该开口度。

Description

内燃机的控制装置以及控制方法

技术领域

本公开涉及适用于内燃机的控制装置，所述内燃机具备：捕集排气中的粒子状物质的过滤器；将排气通路中的所述过滤器的上游侧与进气通路连接的EGR通路；以及对所述EGR通路的流路截面积进行调整的EGR阀。

背景技术

例如在日本特开2009-36183号公报中记载了一种内燃机，该内燃机具备捕集排气中的粒子状物质的过滤器；将排气通路与进气通路连接的EGR通路；以及对EGR通路的流路截面积进行调整的EGR阀。

若上述过滤器捕集的粒子状物质的量变多，则有可能过滤器的上游侧的压力比下游侧的压力过度地变高。并且，在过滤器的上游侧的压力过度地变高的情况下，有可能以EGR阀的上游侧的压力比下游侧的压力过度地变高为起因，对于EGR阀的开口度而言排气多量地流入进气通路，内燃机的控制性降低。

发明内容

以下，对本公开的例子进行记载。

例1.提供一种内燃机的控制装置。内燃机具备：过滤器，该过滤器构成为捕集排气中的粒子状物质；EGR通路，该EGR通路将排气通路中的比所述过滤器靠上游侧的部位连接于进气通路；以及EGR阀，该EGR阀构成为对所述EGR通路的流路截面积进行调整。所述控制装置具备处理电路，该处理电路构成为执行限制所述EGR阀的开口度的限制处理，以使得在由所述过滤器捕集的所述粒子状物质的量多的情况下，与由所述过滤器捕集的所述粒子状物质的量少的情况相比，使所述EGR阀的开口度为减少倾向。

在被过滤器捕集的粒子状物质的量多的情况下，与被过滤器捕集的粒子状物质的量少的情况相比，过滤器的上游侧的排气通路内的压力变高，因此，与该压力没有变高的情况相比，EGR阀的上游侧的压力变得比下游侧的压力高，以此为起因，就EGR阀的开口度而言从EGR通路向进气通路流入的排气的流量变多。因此，在上述构成中，在被过滤器捕集的粒子状物质的量多的情况下，通过限制处理以使EGR阀的开口度为减少倾向的方式限制该开口度，由此限制使得从EGR通路向进气通路流入的排气的流量为减少倾向。因此，能够抑制从EGR通路向进气通路流入的排气的流量过度地变大。

例2.在上述例1的控制装置中，所述处理电路构成为，执行根据所述内燃机的动作点来对所述EGR阀的开口度进行操作的EGR控制处理，从而通过开环控制来调整从所述EGR通路向所述进气通路流入的排气的流量。

在上述构成中，开环控制的操作量即EGR阀的开口度根据内燃机的动作点来设定。当内燃机的动作点确定时，进气通路内的压力的大致的值确定，因此，在被过滤器捕集的粒子状物质的量少的情况下，从过滤器的上游侧的排气通路内的压力减去进气通路内的压力而得的差压的大致的值也确定。但是，若由过滤器捕集的粒子状物质的量变多，则实际的差压会大大地偏离在操作量的设定中设想的值而变大。因此，在根据内燃机的动作点设定了EGR阀的开口度的情况下，有可能排气以设想以上的量从EGR通路向进气通路流入。因此，在上述那样的开环控制中，限制处理的利用价值特别大。

例3.在上述例1或例2的控制装置中，所述限制处理包括如下的处理：以在从所述排气通路中的比所述过滤器靠上游侧的部位的压力减去下游侧的部位的压力而得的差压大的情况下，与所述压差小的情况相比，使所述EGR阀的开口度为减少倾向的方式限制该开口度。

关于以由过滤器所捕集的粒子状物质的量变多为起因而对于EGR阀的开口度而言从EGR通路向进气通路流入的排气的流量变多的程度，较之与所捕集的粒子状物质的量的相关性，该变多的程度与上述差压具有更强的相关性。因此，通过使用上述差压，能够更适当地限制EGR阀的开口度。

例4.在上述例3的控制装置中，所述限制处理包括如下的处理：以所述差压比阈值大为条件，在所述内燃机的动作点的至少一部分的区域，将所述EGR阀的开口度限制成比所述差压为所述阈值以下的情况小且大于零的限制开口度。

在上述构成中，限制处理容许大于零的值作为EGR阀的开口度，由此，与将开口度设为零的情况相比，能够使从EGR通路向进气通路流入的排气填充于燃烧室，所以能够抑制燃料消耗量的增加。

例5.在上述例4的控制装置中，所述限制开口度为第1限制开口度，所述阈值为第1阈值，所述限制处理包括：在所述差压比所述第1阈值大且为比该第1阈值大的第2阈值以下的情况下，在所述动作点的所述至少一部分的区域将所述EGR阀的开口度限制为所述第1限制开口度的处理；和以所述差压比所述第2阈值大为条件，在所述动作点的所述至少一部分的区域将所述EGR阀的开口度限制为比零大且比所述第1限制开口度小的第2限制开口度的处理。

在上述构成中，以差压比第2阈值大为条件，进行将EGR阀的开口度限制为第2限制开口度的处理，由此，与不包括该处理的情况相比，能够将第1限制开口度设为尽可能大的值，并且能够将产生了将EGR阀的开口度限制为零的需要的差压设为尽可能大的压差。

例6.在上述例4的控制装置中，所述限制处理包括如下的处理：在所述差压比作为大于所述阈值的值的预定值大的情况下，将所述EGR阀的开口度限制为零。

在上述构成中，由于包括在差压比预定值大的情况下将EGR阀的开口度限制为零的处理，因此不需要还考虑差压比预定值大的情况设定限制开口度。因此，与不包括将开口度限制为零的处理的情况相比，能够将限制开口度设为尽可能大的值。

例7.在上述例4～例6中的任一例的控制装置中，所述限制处理包括如下的处理：虽然所述差压为所述阈值以下但也以所述内燃机的吸入空气量比预定量小为条件，在所述动作点的所述至少一部分的区域将所述EGR阀的开口度限制为所述限制开口度。

在吸入空气量少的情况下，与被过滤器捕集的粒子状物质的量相应的差压的变化量小。因此，难以根据差压高精度地判定是否应该限制EGR阀的开口度。但是，即使在吸入空气量小的情况下，在被过滤器捕集的粒子状物质的量变多某种程度时，与所述粒子状物质的量少时相比，对于EGR阀的开口度而言从EGR通路向进气通路流入的排气的流量也变多。因此，以吸入空气量比预定量小为条件将EGR阀的开口度限制为限制开口度。

附图说明

图1是示出一实施方式的内燃机及其控制装置的图。

图2是示出图1的控制装置所执行的处理的一部分的框图。

图3是示出图1的控制装置所执行的EGR阀操作处理的步骤的流程图。

图4是示出在图3的EGR阀操作处理中使用的判定值的倾向的图。

图5是示出在图3的EGR阀操作处理中用于基础开口度(英文：the base openingdegree)以及保护值的设定的映射数据的图。

图6A和图6B是示出图3的EGR阀操作处理的效果的时间图。

图7是示出因EGR率变多为设想以上而产生的问题的图。

具体实施方式

以下，参照附图对内燃机的控制装置的一实施方式进行说明。

如图1所示，在内燃机10的进气通路12设置有节气门14，在节气门14的下游设置有燃料喷射阀16。被吸入到进气通路12的空气和/或从燃料喷射阀16喷射的燃料伴随于进气门18的打开而向由汽缸20以及活塞22区划出的燃烧室24流入。在燃烧室24中，燃料与空气的混合气通过点火装置26的火花放电而用于燃烧，由燃烧产生的能量经由活塞22变换成曲轴28的旋转能。用于燃烧的混合气伴随于排气门30的打开而作为排气向排气通路32排出。在排气通路32设置有三元催化剂34，而且，在排气通路32中的比三元催化剂34靠下游侧的部位设置有汽油颗粒过滤器(GPF36)。

进气通路12与排气通路32中的比三元催化剂34靠上游侧的部位通过EGR通路38连接。在EGR通路38设置有对EGR通路38的流路截面积进行调整的EGR阀40。EGR阀是由步进马达驱动的阀。

控制装置50对内燃机10进行控制。详细而言，控制装置50为了控制内燃机10的控制量(转矩、排气成分等)而操作节气门14、燃料喷射阀16、点火装置26、EGR阀40等内燃机10的操作部。控制装置50在控制量的控制时，参照由上游侧压力传感器60检测的GPF36的上游侧的压力(上游侧压力Pu)、和/或由下游侧压力传感器62检测的GPF36的下游侧的压力(下游侧压力Pd)、曲轴角传感器64的输出信号Scr。另外，控制装置50参照由空气流量计66检测的吸入空气量Ga、和/或由水温传感器68检测的内燃机10的冷却水的温度(水温THW)、爆震传感器70的输出信号Sn。控制装置50具备CPU52、ROM54以及可电改写的非易失性存储器56，通过CPU52执行存储于ROM54的程序来执行上述控制量的控制。

图2示出控制装置50所执行的处理的一部分。图2所示的处理通过CPU52执行存储于ROM54的程序来实现。

点火操作处理M10是向点火装置26输出操作信号MS3来操作点火装置26的点火正时的处理。详细而言，点火操作处理M10原则上将点火正时操作为MBT(Minimum advancefor the Best Torque：最佳转矩的最小提前量)，但在基于爆震传感器70的输出信号Sn判定为产生了爆震的情况下，将点火正时向MBT的延迟侧操作。

堆积量算出处理M12是基于转速NE、负荷率KL、水温THW以及GPF36的温度(过滤器温度Tgpf)来算出由GPF36所捕集的粒子状物质的量(PM堆积量DPM)的处理。转速NE是由CPU52根据曲轴角传感器64的输出信号Scr算出的。另外，负荷率KL是表示填充于燃烧室24内的空气量的量，是一汽缸的每一燃烧循环的流入空气量相对于基准流入空气量的比。在本实施方式中，将基准流入空气量设为使节气门14的开口度为最大时的一汽缸的每一燃烧循环的流入空气量。并且，基准流入空气量也可以根据转速NE可变地设定。

详细而言，在堆积量算出处理M12中，基于转速NE、负荷率KL以及水温THW来算出每单位期间的PM堆积量DPM的增加量ΔDPM并将该增加量ΔDPM累积，由此算出PM堆积量DPM。这能够通过例如预先将以转速NE、负荷率KL以及水温THW作为输入变量、以增加量ΔDPM作为输出变量的映射数据存储于ROM54，并由CPU52通过映射运算而得到增加量ΔDPM来实现。此外，映射数据是输入变量的离散的值和与输入变量的值分别对应的输出变量的值的组数据。另外，在映射运算中，例如在输入变量的值与映射数据的输入变量的值中的任一值一致的情况下，将映射数据中的对应的输出变量的值作为运算结果，在不一致的情况下，将通过映射数据所包括的多个输出变量的值的插补而得的值作为运算结果即可。

另外，堆积量算出处理M12包括如下的处理：在燃料切断处理期间，在过滤器温度Tgpf为预定温度(例如550℃以上的温度)以上的情况下，认为由GPF36捕集的粒子状物质因燃烧而烧掉，按每预定期间对PM堆积量DPM进行减量修正。此外，PM堆积量DPM存储于非易失性存储器56，堆积量算出处理M12包括如下处理：根据每次所算出的PM堆积量DPM来更新存储于非易失性存储器56的PM堆积量DPM。

过滤器温度推定处理M14是基于转速NE和负荷率KL来算出过滤器温度Tgpf的处理。详细而言，预先将以转速NE和负荷率KL作为输入变量、以GPF36的稳定温度作为输出变量的映射数据存储于ROM54。然后，CPU52通过映射运算求出稳定温度，使过滤器温度Tgpf向稳定温度收敛。向稳定温度收敛的处理例如设为如下的处理等即可：将稳定温度与过滤器温度Tgpf的指数移动平均处理值设为新的过滤器温度Tgpf。

差压算出处理M16是通过从上游侧压力Pu减去下游侧压力Pd来算出差压ΔP的处理。

EGR阀操作处理M18是如下的处理：向EGR阀40输出操作信号MS4，以基于转速NE和/或负荷率KL来操作EGR阀40的开口度，从而将EGR率控制成目标EGR率。EGR率是将从排气通路32经由EGR通路38向进气通路12流入的排气流量除以吸入空气量Ga而得的值。

在图3中示出EGR阀操作处理M18的步骤。图3所示的处理通过由CPU52例如以预定周期反复执行存储于ROM54的程序来实现。此外，以下，利用在前头标注有“S”的数字表示步骤编号。

在图3所示的一系列的处理中，CPU52首先基于内燃机10的动作点来算出基础开口度θ0(S10)。基础开口度θ0是用于通过开环控制将EGR率调整为目标EGR率的操作量。即，在本实施方式中，不具备对EGR通路38内的排气的流量进行检测的传感器，而且也不具备对EGR阀40的上游侧与下游侧的差压进行检测的传感器，所以无法检测EGR率。因此，在本实施方式中，通过开环控制对EGR率进行调整。具体而言，预先将以确定内燃机10的动作点的转速NE和负荷率KL作为输入变量、以基础开口度θ0作为输出变量的映射数据存储于ROM54，并由CPU52通过映射运算求出基础开口度θ0。在此，动作点是用于掌握进气通路12内的压力的参数。而且，在PM堆积量DPM为设想的值的情况下，动作点成为用于掌握上游侧压力Pu的参数。在本实施方式中，在PM堆积量DPM为预先决定的预定量以下这一设想下，根据动作点掌握EGR阀40的上游侧与下游侧的差压，并在控制为目标EGR率的基础上设定适当的基础开口度θ0。而且，在本实施方式中，根据内燃机10的动作点可变地设定目标EGR率，基础开口度θ0是用于控制成与动作点相应的目标EGR率的操作量。

详细而言，预先将以转速NE和负荷率KL作为输入变量、以基础开口度θ0作为输出变量的映射数据存储于ROM54，并由CPU52通过映射运算求出基础开口度θ0。

接着，CPU52取得差压ΔP(S12)。然后，CPU52对差压ΔP是否比第1阶段判定值A大进行判定(S14)。该处理是用于判定是否因为对于基础开口度θ0的设定而言PM堆积量DPM为超过设想地大的状况而应该将开口度θ限制为小的值的处理。即，在本实施方式中，基础开口度θ0是设想了PM堆积量DPM为预先决定的预定量以下这一情况而设定的值，若PM堆积量DPM变多，则与PM堆积量DPM少的情况相比，压差ΔP变大。由于差压ΔP大的情况是上游侧压力Pu大的情况，因此EGR阀40的上游侧与下游侧的差压变得比在基础开口度θ0的设定中设想的值大。因此，在将EGR阀40的开口度调整成了基础开口度θ0的情况下，有可能超过设想地从EGR通路38向进气通路12流入多量的排气。

详细而言，如图4所示，在吸入空气量Ga大的情况下，与吸入空气量Ga小的情况相比，CPU52将第1阶段判定值A设定为大的值。这是鉴于，即使PM堆积量DPM相同，在吸入空气量Ga大的情况下，与吸入空气量Ga小的情况相比，差压ΔP也会变大。这通过预先将以吸入空气量Ga作为输入变量、将第1阶段判定值A作为输出变量的映射数据存储于ROM54，并由CPU52通过映射运算求出第1阶段判定值A来实现。

返回图3，CPU52在判定为差压ΔP比第1阶段判定值A大的情况下(S14：“是”)，对差压ΔP是否比第2阶段判定值B大进行判定(S16)。第2阶段判定值B是大于第1阶段判定值A的值。在此，如图4所示，在吸入空气量Ga大的情况下，与吸入空气量Ga小的情况相比，CPU52将第2阶段判定值B设定为大的值。第2阶段判定值B的可变设定处理通过预先将以吸入空气量Ga作为输入变量、以第2阶段判定值B作为输出变量的映射数据存储于ROM54，并由CPU52通过映射运算求出第2阶段判定值B来实现。

CPU52在判定为是第2阶段判定值B以下的情况下(S16：“否”)，将第1阶段保护值θtha代入EGR阀40的开口度θ的上限保护值θth(S18)。详细而言，CPU52根据转速NE和负荷率KL可变地设定第1阶段保护值θtha。这能够通过预先将以转速NE和负荷率KL作为输入变量、以第1阶段保护值θtha作为输出变量的映射数据存储于ROM54，并由CPU52通过映射运算求出第1阶段保护值θtha来实现。

在图5中将基础开口度θ0用的映射数据的输出变量aij(i＝1～m、j＝1～n)与第1阶段保护值θtha用的映射数据的输出变量bij对比地示出。如图5所示，变量i指定负荷率KL，变量j指定转速NE。

如图5所示，第1阶段保护值θtha用的映射数据的输出变量bij设定为基础开口度θ0用的映射数据的输出变量aij以下，特别是，根据内燃机10的动作点设定为比基础开口度θ0用的映射数据的输出变量aij小的值。在此，在本实施方式中，之所以设为第1阶段保护值θtha与基础开口度θ0能够相等的设定，是因为存在即使上游侧压力Pu变大为设想以上也能够忽略对EGR率的控制性的影响的动作点。

此外，上述的第2阶段判定值B被设定为根据第1阶段保护值θtha限制EGR阀40的开口度θ的处理有效的差压ΔP的上限值。换言之，第2阶段判定值B被设定为，通过根据第1阶段保护值θtha限制EGR阀40的开口度θ从而从EGR通路38向进气通路12流入的排气的流量不会过度地变大的上限值。

返回图3，CPU52在判定为差压ΔP比第2阶段判定值B大的情况下(S16：“是”)，对差压ΔP是否比第3阶段判定值C大进行判定(S20)。第3阶段判定值C设定为大于第2阶段判定值B的值。在此，如图4所示，在吸入空气量Ga大的情况下，与吸入空气量Ga小的情况相比，CPU52将第3阶段判定值C设定为大的值。该处理通过预先将以吸入空气量Ga作为输入变量、以第3阶段判定值C作为输出变量的映射数据存储于ROM54，并由CPU52通过映射运算求出第3阶段判定值C来实现。

CPU52在判定为差压ΔP为第3阶段判定值C以下的情况下(S20：“否”)，将第2阶段保护值θthb代入EGR阀40的开口度θ的上限保护值θth(S22)。详细而言，CPU52根据转速NE和负荷率KL可变地设定第2阶段保护值θthb。这能够通过预先将以转速NE和负荷率KL作为输入变量、以第2阶段保护值θthb作为输出变量的映射数据存储于ROM54，并由CPU52通过映射运算求出第2阶段保护值θthb来实现。

如图5所示，第2阶段保护值θthb用的输出变量cij设定为第1阶段保护值θtha用的映射数据的输出变量bij以下，特别是，根据内燃机10的动作点设定为比第1阶段保护值θtha用的映射数据的输出变量bij小的值。

此外，上述的第3阶段判定值C被设定为根据第2阶段保护值θthb限制EGR阀40的开口度θ的处理有效的差压ΔP的上限值。换言之，第3阶段判定值C被设定为，通过根据第2阶段保护值θthb限制EGR阀40的开口度θ从而从EGR通路38向进气通路12流入的排气的流量不会过度地变大的上限值。

返回图3，CPU52在判定为差压ΔP比第3阶段判定值C大的情况下(S20：“是”)，执行如下处理(警告处理)：操作图1所示的警告灯72，向用户报知存在异常这一情况，并催促委托在修理工厂进行修理(S24)。然后，CPU52将“0”代入上限保护值θth(S26)。

CPU52在S18、S22、S26中的任一步骤的处理完成的情况下，对基础开口度θ0是否比上限保护值θth大进行判定(S28)。然后，CPU52在判定为基础开口度θ0为上限保护值θth以下的情况下(S28：“否”)，将基础开口度θ0代入EGR阀40的开口度θ(S30)。与此相对，CPU52在判定为基础开口度θ0比上限保护值θth大的情况下(S28：“是”)，将上限保护值θth代入开口度θ(S32)。

CPU52在S30、S32中的任一步骤的处理完成的情况下，向EGR阀40输出操作信号MS4，以将EGR阀40的实际的开口度控制为开口度θ(S34)。操作信号MS4是用于将驱动EGR阀40的步进马达的旋转量(步数)控制为适当的旋转量的信号。

与此相对，CPU52在判定为差压ΔP为第1阶段判定值A以下的情况下(S14：“NO”)，对吸入空气量Ga是否比预定量Gath小进行判定(S36)。在此，预定量Gath被设定为，能够基于差压ΔP高精度地对PM堆积量DPM变多这一情况进行判定的下限值。即，吸入空气量Ga越小，则在图4中用点划线表示的PM堆积量DPM为零的情况下的差压ΔP与第1阶段判定值A之差越小。因此，在吸入空气量Ga过度地小的情况下，无法对是否为PM堆积量DPM增大了某种程度的状态高精度地进行判定。

CPU52在判定为吸入空气量Ga比预定量Gath小的情况下(S36：“是”)，对下述的条件(A)、条件(B)以及条件(C)逻辑或是否为真进行判定(S38)。

条件(A)是PM堆积量DPM比预定量Dth大这一条件。在此，预定量Dth被设定为，能够根据设想了PM堆积量DPM小这一情况而设定的基础开口度θ0高精度地控制EGR率的上限值。

条件(B)是曲轴28的旋转变动量Δω的绝对值比预定量Δωth大这一条件。在此，旋转变动量Δω是将燃烧的恶化程度定量化的参数，是针对仅包括一次压缩上止点的预定角度间隔的转速(瞬时转速ω)，从压缩上止点的出现正时在时序上相邻的两个汽缸中的先出现压缩上止点的汽缸中的值减去后出现压缩上止点的汽缸中的值而得的值。在燃烧恶化而转矩降低的情况下，旋转变动量Δω为负且绝对值大的值。若对于EGR阀40的开口度θ而言从EGR通路38向进气通路12流入的排气的量变多，则氧占填充于燃烧室24内的流体的浓度变小，所以燃烧容易恶化，由此，旋转变动量Δω的绝对值变大。预定量Δωth被设定为，能够根据设想了PM堆积量DPM小这一情况而设定的基础开口度θ0高精度地控制EGR率的上限值。

条件(C)是针对从点火正时的MBT起的延迟量aL的、EGR阀40的开口度θ为零时的值与比零大时的值的差ΔaL的绝对值比阈值ΔaLth大这一条件。这是鉴于，由于在从EGR通路38向进气通路12流入的排气的流量过剩时难以发生爆震，从而点火正时会通过爆震控制而被向提前侧操作。阈值ΔaLth设定为，能够根据设想了PM堆积量DPM小这一情况而设定的基础开口度θ0高精度地控制EGR率的上限值。

CPU52在判定为条件(A)、条件(B)以及条件(C)的逻辑或为真的情况下(S38：“是”)，移至S18的处理，另一方面，在判定为逻辑或为假的情况下(S38：“否”)、或者在S36的处理中进行否定判定的情况下，移至S30的处理。

此外，CPU52在S34的处理完成的情况下，暂时结束图3所示的一系列的处理。

在此，对本实施方式的作用进行说明。

在图6A和图6B中分别示出PM堆积量DPM渐渐地增加从而同一动作点处的差压ΔP渐渐地变大的情况下的EGR率的推移和EGR阀40的开口度θ的设定。此外，在图6A中，双点划线为不具备GPF36的情况下的EGR率，在图6B中用双点划线表示的开口度θLim为不具备GPF36的情况下的开口度θ。在不具备GPF36的情况下，不会像具备GPF36的情况那样EGR阀40的上游侧的压力上升，所以开口度θLim为恒定值，对应的EGR率也为恒定的直线。

如图6A所示，随着差压ΔP朝向第1阶段判定值A变大，而EGR率增加，燃烧室24内的流体中的氧浓度降低，从而向成为燃烧界限的EGR率接近。然后，差压ΔP达到第1阶段判定值A，从而EGR率变为在图6A中用双点划线表示的不具备GPF36的情况下的值，当进一步超过该值时，如图6B所示，CPU52将开口度θ限制为第1阶段保护值θtha。由此，EGR率降低，所以能够抑制燃烧室24内的流体中的氧浓度变小而超过燃烧界限的情形。

在此，紧接在因差压ΔP超过第1阶段判定值A而将开口度θ限制为第1阶段保护值θtha之后，EGR率被限制为比不具备GPF36的情况下的值小预定量ΔE的值，由此燃料消耗量增加。不过，以尽可能减小此时的燃料消耗量的增加的方式设定第1阶段保护值θtha。而且，在基础开口度θ0的设定的记载中叙述的目标EGR率，在图6A和图6B所示的动作点处为不具备GPF36的情况下的EGR率的值以下且从该值减去预定量ΔE而得的值以上的区域内的值。

伴随于以PM堆积量DPM进一步增加为起因而差压ΔP增加，EGR率变大并再一次向燃烧界限接近。当PM堆积量DPM进一步增加而差压ΔP进一步变大时，EGR率达到不具备GPF36的情况下的值。此时的差压ΔP为第2阶段判定值B。CPU52在判定为差压ΔP超过第2阶段判定值B的情况下，将EGR阀40的开口度θ限制为第2阶段保护值θthb。由此，EGR率降低，所以能够抑制燃烧室24内的流体中的氧浓度变小而超过燃烧界限的情形。此外，在本实施方式中，第2阶段保护值θthb设定为，紧接在第2阶段保护值θthb的限制开始后的EGR率不会过度地变小的值。

当PM堆积量DPM进一步增加而差压ΔP进一步变大时，EGR率达到不具备GPF36的情况下的值。此时的差压ΔP为第3阶段判定值C。CPU52在判定为差压ΔP超过第3阶段判定值C的情况下，将EGR阀40的开口度θ的大小限制为零。

这样，在本实施方式中，能够抑制燃料消耗量过度地增加的同时抑制EGR率过度地变多而达到燃烧界限。此外，在EGR率过度地变多的情况下，如图7所示，除了根据内燃机10的动作点的区域达到燃烧界限以外还存在不良情况，根据本实施方式，能够抑制这些情况。

图7所示的区域AR1是因达到燃烧界限而转矩变动容易变大的区域。标注了点的区域即区域AR2是，在进气通路12的受热量变大并且由树脂等不耐热的材料构成进气通路12的情况下，有可能促进该进气通路12的劣化的区域。标注了向右上方斜的阴影线的区域AR3是爆震控制的控制性有可能降低的区域。即，当EGR率增加时难以发生爆震，所以具有点火正时设为提前侧的倾向。并且，起因于EGR率增加而设为提前侧的量具有根据动作点而不同的倾向，所以，在学习不会发生爆震的延迟量的情况下，有可能该学习值根据动作点而没有成为适当的值从而发生爆震。标注了向右下方斜的阴影线的区域AR4是，因EGR率的增加而进气通路12中的比节气门14靠下游侧的部位的压力上升，而使节气门14的开口度增加时的吸入空气量的增加缓慢的区域。

<对应关系>

上述实施方式中的事项与上述“发明内容”一栏所记载的事项的对应关系如下。以下，针对“发明内容”一栏所记载的例子的每个编号而示出对应关系。

[1]在例1中，“过滤器”对应于GPF36，“限制处理”对应于S18、S22、S26、S28、S32的处理。

[2]在例2中，“EGR控制处理”对应于S10、S30、S34的处理。

[3]例3中的处理的内容对应于S14、S16、S20的处理。

[4]在例4中，“阈值”对应于第1阶段判定值A或第2阶段判定值B，“限制开口度”对应于第1阶段保护值θtha或第2阶段保护值θthb。“动作点的至少一部分的区域”对应于在图5中用变量s、t指定的动作点，和/或在图6A以及图6B中设想的动作点。

[5]在例5中，“第1阈值”对应于第1阶段判定值A，“第1限制开口度”对应于第1阶段保护值θtha，“第2阈值”对应于第2阶段判定值B，“第2限制开口度”对应于第2阶段保护值θthb。

[6]在例6中，“预定值”对应于第3阶段判定值C。

[7]在例7中，“阈值”对应于第1阶段判定值A，“限制开口度”对应于第1阶段保护值θtha。

<其他实施方式>

此外，也可以如以下那样变更上述实施方式的各事项中的至少一个。

〃“关于作为限制处理的输入的差压”

在上述实施方式中，使用从上游侧压力Pu减去下游侧压力Pd而得的差压ΔP来执行EGR阀40的开口度的限制处理，但不限于此。例如，也可以是，将下游侧压力Pd视为恒定，将上游侧压力Pu视为差压ΔP，并且将第1阶段判定值A、第2阶段判定值B以及第3阶段判定值C分别设为对上述实施方式的值加上视为恒定的下游侧压力Pd而得的值。

〃“关于限制处理的输入”

作为S14、S16、S20的处理的输入，并不限于差压ΔP。例如，也可以是，将S14、S16、S20的处理的输入设为PM堆积量DPM，将S14、S16、S20的处理设为如下的处理：对PM堆积量与分别对应于第1阶段判定值A、第2阶段判定值B以及第3阶段判定值C的值的大小进行比较。

〃“关于限制处理”

在上述实施方式中，通过将小的值代入基础开口度θ0的上限保护值θth从而限制EGR阀40的开口度，但不限于此。例如，也可以是，分别针对差压ΔP比第2阶段判定值B大且为第3阶段判定值C以下的情况和差压ΔP比第1阶段判定值A大且为第2阶段判定值B以下的情况，预先将以动作点作为输入变量、以开口度θ作为输出变量的映射数据存储于ROM54，并由CPU52通过映射运算求出开口度θ。

在上述构成中，根据差压ΔP是否比第1阶段判定值A、第2阶段判定值B以及第3阶段判定值C中的各值大，而以两个阶段限制EGR阀40的开口度，但不限于此。例如，也可以以一个阶段进行限制。这种情况下，也可以将限制的程度大的处理设为将EGR阀40的开口度限制为零的处理。另外，例如也可以是，不设为一个阶段，而仅设为在差压ΔP大于预定值的情况下将EGR阀40的开口度限制为零的处理。

而且，也可以根据差压ΔP而以三个阶段限制EGR阀40的开口度。在该情况下，能够使EGR率的下降程度比图6A所示的EGR率的下降程度小，所以能够抑制燃料消耗量的增加。

在上述实施方式中，在吸入空气量Ga比预定量Gath小的情况下，根据上述条件(A)、条件(B)以及条件(C)的逻辑或是否为真，二值地判定是否限制EGR阀40的开口度，但不限于此。例如，也可以是，根据PM堆积量DPM和/或旋转变动量Δω的绝对值、或者差ΔaL的绝对值的大小，以一个阶段以上的方式阶段性地增大EGR阀的开口度的限制的程度。

〃“关于吸入空气量Ga小于预定量Gath的情况下的限制的执行条件”

在上述实施方式中，在吸入空气量Ga比预定量Gath小的情况下，在上述条件(A)、条件(B)以及条件(C)的逻辑或为真时，限制EGR阀40的开口度，但不限于此。例如，也可以将S38的处理设为仅对条件(A)是否成立进行判定的处理，另外，例如也可以将S38的处理设为仅对条件(B)是否成立进行判定的处理，另外，例如也可以将S38的处理设为仅对条件(C)是否成立进行判定的处理。而且，例如也可以设为对条件(A)和条件(B)的逻辑或是否为真进行判定的处理，另外，例如也可以设为对条件(A)和条件(C)的逻辑或是否为真进行判定的处理，另外，例如也可以设为对条件(B)和条件(C)的逻辑或是否为真进行判定的处理。

〃“关于EGR控制处理”

在上述实施方式中，根据转速NE和负荷率KL来规定内燃机10的动作点，基于动作点将基础开口度θ0可变地设定，但作为确定基础开口度θ0的动作点，并不限于转速NE和负荷率KL。例如，也可以代替负荷率KL而使用喷射量和/或加速器操作量作为表示负荷的参数。

然而，对于在PM堆积量DPM大的情况下限制EGR阀40的开口度的处理而言，根据内燃机10的动作点可变地设定作为操作量的EGR阀40的开口度的EGR控制处理并非是必需的。例如，即使在具有算出从EGR通路38向进气通路12流入的排气的流量的处理和/或取得该流量的检测值的处理的情况下，若这些算出值和/或检测值的精度不高，则在PM堆积量DPM大的情况下限制EGR阀40的开口度也是有效的。

〃“关于EGR阀”

在上述实施方式中，例示出了由步进马达驱动的阀作为EGR阀，但不限于此，EGR阀例如也可以是电磁阀。在该情况下，通过预先决定与开口度相应的通电电流量，从而能够控制开口度。

〃“关于PM堆积量”

作为PM堆积量DPM的推定方法，并不限于在上述实施方式中例示出的方法。例如，也可以是，在吸入空气量Ga为预定量Gath以上的情况下，基于差压ΔP和吸入空气量Ga来推定PM堆积量DPM。详细而言，在差压ΔP大的情况下，与差压ΔP小的情况相比，将PM堆积量DPM设为大的值、在吸入空气量Ga大的情况下，与吸入空气量Ga小的情况相比，将PM堆积量DPM设为小的值即可。详细而言，预先将以差压ΔP和吸入空气量Ga作为输入变量、以PM堆积量DPM作为输出变量的映射数据存储于ROM54，并由CPU52通过映射运算求出PM堆积量DPM即可。此外，在该情况下，在从吸入空气量Ga为预定量Gath以上的状态转变为吸入空气量Ga小于预定量Gath的状态时，转变后的PM堆积量DPM的初始值设为基于差压ΔP推定出的PM堆积量DPM即可。

〃“关于控制装置”

作为控制装置，并不限于具备CPU52和ROM54来执行软件处理的装置。例如，也可以具备处理在上述实施方式中执行的软件处理的至少一部分的专用的硬件电路(例如ASIC等)。即，控制装置是以下的(a)～(c)中的任一构成即可。(a)具备按照程序执行上述所有处理的处理装置和存储程序的ROM等程序存储装置。(b)具备按照程序执行上述处理的一部分的处理装置以及程序存储装置、和执行剩余处理的专用的硬件电路。(c)具备执行上述所有处理的专用的硬件电路。在此，具备处理装置以及程序存储装置的软件处理电路和/或专用的硬件电路也可以是多个。即，上述处理由具备一个或多个软件处理电路、和一个或多个专用的硬件电路中的至少一方的处理电路(processing circuitry)执行即可。

〃“关于内燃机”

不一定要将EGR通路38连接于三元催化剂34的上游侧，也可以连接于三元催化剂34与GPF36之间。作为燃料喷射阀，并不限于向进气通路12喷射燃料的气口喷射阀，也可以是向燃烧室24喷射燃料的缸内喷射阀。

Claims (8)

1.一种内燃机的控制装置，所述内燃机具备：过滤器，该过滤器构成为捕集排气中的粒子状物质；EGR通路，该EGR通路将排气通路中的比所述过滤器靠上游侧的部位连接于进气通路；以及EGR阀，该EGR阀构成为对所述EGR通路的流路截面积进行调整，

所述控制装置具备处理电路，该处理电路构成为执行限制处理，该限制处理以在由所述过滤器捕集的所述粒子状物质的量多的情况下，与由所述过滤器捕集的所述粒子状物质的量少的情况相比，使所述EGR阀的开口度为减少倾向的方式限制该开口度。

2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，

所述处理电路构成为，执行根据所述内燃机的动作点来对所述EGR阀的开口度进行操作以通过开环控制来调整从所述EGR通路向所述进气通路流入的排气的流量的EGR控制处理。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，

所述限制处理包括如下的处理：以在从所述排气通路中的比所述过滤器靠上游侧的部位的压力减去下游侧的部位的压力而得的差压大的情况下，与所述压差小的情况相比，使所述EGR阀的开口度为减少倾向的方式限制该开口度。

4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，

所述限制处理包括如下的处理：以所述差压比阈值大为条件，在所述内燃机的动作点的至少一部分的区域，将所述EGR阀的开口度限制成比所述差压为所述阈值以下的情况小且大于零的限制开口度。

5.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，

所述限制开口度为第1限制开口度，

所述阈值为第1阈值，

所述限制处理包括：

在所述差压比所述第1阈值大且为比该第1阈值大的第2阈值以下的情况下，在所述动作点的所述至少一部分的区域将所述EGR阀的开口度限制为所述第1限制开口度的处理；和

以所述差压比所述第2阈值大为条件，在所述动作点的所述至少一部分的区域将所述EGR阀的开口度限制为比零大且比所述第1限制开口度小的第2限制开口度的处理。

6.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，

所述限制处理包括如下的处理：在所述差压大于作为比所述阈值大的值的预定值的情况下，将所述EGR阀的开口度限制为零。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的内燃机的控制装置，

所述限制处理包括如下的处理：即使所述差压为所述阈值以下也以所述内燃机的吸入空气量比预定量小为条件，在所述动作点的所述至少一部分的区域将所述EGR阀的开口度限制为所述限制开口度。

8.一种内燃机的控制方法，所述内燃机具备：构成为捕集排气中的粒子状物质的过滤器；和将排气通路中的比所述过滤器靠上游侧的部位连接于进气通路的EGR通路，所述控制方法包括：

控制EGR阀的开口度以调整所述EGR通路的流路截面积；和

以在由所述过滤器捕集的所述粒子状物质的量多的情况下，与由所述过滤器捕集的所述粒子状物质的量少的情况相比，使所述EGR阀的开口度为减少倾向的方式限制该开口度。