JP2013113180A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲ装置を備えたエンジンにおいて、ＥＧＲガスの漏れに起因する燃焼状態の悪化を抑制できるようにする。
【解決手段】ＥＧＲ弁３１が全閉位置に制御されるアイドル運転中にＥＧＲガス漏れ量を検出又は推定し、このＥＧＲガス漏れ量が所定の許容値を越えたときにＥＧＲガス漏れ量が所定値以下となるように目標インマニ圧を設定し、インマニ圧が目標インマニ圧となるように吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行する。これにより、吸入空気量を増加させると共にＥＧＲ弁３１の前後差圧を小さくしてＥＧＲガス漏れ量を減少させて、ＥＧＲ率を効果的に減少させる。更に、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて点火時期を遅角させて、吸入空気量増加制御によるトルク増加（吸入空気量増加）を点火時期の遅角による要求トルク増加（要求吸入空気量増加）によって吸収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させる際のＥＧＲガス流量を調節するＥＧＲ弁を備えた内燃機関の制御装置に関する発明である。

車両に搭載される内燃機関においては、燃費向上や排気エミッション低減等を目的として、排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ装置を搭載するようにしたものがあり、一般的なＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路に配置したＥＧＲ弁の開度を制御してＥＧＲガス流量を制御するように構成されている。

しかし、ＥＧＲガス流量を増加させると、筒内に吸入される空気（新気）の割合が減少するため、混合気の燃焼状態が悪化する可能性がある。

ＥＧＲ装置を搭載した内燃機関の燃焼改善技術としては、例えば、特許文献１（実開昭５−３２２４３号公報）に記載されているように、ＥＧＲ装置の作動時又はアイドル運転時に点火時期を進角させるようにしたものがある。

実開昭５３−３２２４３号公報

ところで、ＥＧＲ弁の摩耗や噛み込み等によってＥＧＲ弁の全閉時の隙間が拡大して、ＥＧＲガスの漏れ量（ＥＧＲ弁の全閉時に吸気通路に流れるＥＧＲガス量）が増加することがある。特にアイドル運転時のような低負荷時（吸入空気量が少ないとき）には、ＥＧＲガスの漏れの影響でＥＧＲガスが過多となり、燃焼状態の悪化を招く可能性がある。

しかし、ＥＧＲガスの漏れがある場合に、上記特許文献１の技術のように、点火時期を進角させるだけでは、要求出力に対して必要となる吸入空気量が減少し、逆にＥＧＲガスの漏れの影響が大きくなって燃焼状態の悪化を抑制することができない可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ＥＧＲガスの漏れに起因する燃焼状態の悪化を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の排気通路から排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させる際のＥＧＲガス流量を調節するＥＧＲ弁を備えた内燃機関の制御装置において、ＥＧＲ弁の全閉時に吸気通路に流れるＥＧＲガス量又はこれに応じて変化する情報（以下これらを「ＥＧＲガス漏れ量情報」と総称する）を検出又は推定するＥＧＲガス漏れ量情報判定手段と、ＥＧＲガス漏れ量情報に応じて、吸気通路内の吸気圧が目標吸気圧となるように吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行する吸入空気量増加制御手段とを備えた構成としたものである。

この構成では、ＥＧＲガス漏れ量情報に応じて、吸気圧が目標吸気圧となるように吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行することで、吸入空気量を増加させることができると共に、ＥＧＲ弁の上流側圧力（排気通路側圧力）と下流側圧力（吸気通路側圧力）との差圧を小さくしてＥＧＲガス漏れ量を減少させることができる。これにより、ＥＧＲ率（＝筒内流入ＥＧＲガス量／筒内流入総ガス量）を効果的に減少させることができ、ＥＧＲガスの漏れに起因する燃焼状態の悪化を抑制して燃焼状態を改善することができる。

この場合、請求項２のように、ＥＧＲガス漏れ量情報が所定の許容値を越えたときに吸入空気量増加制御を実行するようにすると良い。このようにすれば、ＥＧＲガス漏れ量が許容値を越えたときだけ吸入空気量増加制御を実行して、ＥＧＲガス漏れ量が許容値以下のときには、ＥＧＲガスの漏れによる悪影響がほとんどないと判断して、吸入空気量増加制御を実行しないようにできる。

一般に、ＥＧＲ弁の上流側圧力と下流側圧力との差圧が大きいほどＥＧＲガス漏れ量が増加するため、請求項３のように、目標吸気圧を設定する際に、ＥＧＲガス漏れ量情報が所定値以下となるようにＥＧＲ弁の上流側圧力と下流側圧力との差圧（以下「前後差圧」という）の目標値である目標前後差圧を算出し、前後差圧が目標前後差圧となるように目標吸気圧を算出するようにしても良い。このようにすれば、ＥＧＲガス漏れ量情報が所定値以下となるように目標吸気圧を設定することができる。

また、請求項４のように、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて点火時期を遅角させるようにすると良い。このようにすれば、吸入空気量増加制御によるトルク増加（吸入空気量の増加）を点火時期の遅角による要求トルクの増加（要求吸入空気量の増加）によって吸収することができる。

或は、請求項５のように、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて内燃機関の補機負荷を増加させるようにしても良い。このようにすれば、吸入空気量増加制御によるトルク増加（吸入空気量の増加）を補機負荷（例えばオルタネータの負荷）の増加による要求トルクの増加（要求吸入空気量の増加）によって吸収することができる。

また、請求項６のように、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて内燃機関の目標回転速度を上昇させるようにしても良い。このようにすれば、吸入空気量増加制御によるトルク増加（吸入空気量の増加）を目標回転速度の上昇による要求トルクの増加（要求吸入空気量の増加）によって吸収することができる。

ＥＧＲガス漏れ量情報を検出又は推定する具体的な方法としては、例えば、請求項７のように、吸気通路内のＥＧＲガス濃度を検出するＥＧＲガスセンサを設け、このＥＧＲガスセンサの出力に基づいてＥＧＲガス漏れ量を検出するようにしても良い。このようにすれば、ＥＧＲガス漏れ量を精度良く検出することができる。

或は、請求項８のように、吸気通路内の吸気圧、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラの下流側のガス温度、ＥＧＲ弁の駆動トルクのうちの少なくとも一つに基づいてＥＧＲガス漏れ量を推定するようにしても良い。ＥＧＲガス漏れ量が多くなるほど吸気圧が高くなる。また、ＥＧＲガス漏れ量が多くなるほどＥＧＲクーラの下流側のガス温度が高くなる。また、ＥＧＲ弁の全閉時の隙間が大きくなるほどＥＧＲガス漏れ量が多くなると共にＥＧＲ弁の駆動トルク（例えば駆動モータのトルク）が小さくなる。このように、吸気圧、ＥＧＲクーラの下流側のガス温度、ＥＧＲ弁の駆動トルクは、いずれもＥＧＲガス漏れ量を精度良く反映したパラメータとなり、これらのパラメータ（吸気圧、ＥＧＲクーラの下流側のガス温度、ＥＧＲ弁の駆動トルク）のうちの少なくとも一つを用いれば、ＥＧＲガス漏れ量を精度良く推定することができる。

また、請求項９のように、ＥＧＲガス漏れ量情報として、内燃機関の回転変動を検出するようにしても良い。ＥＧＲガス漏れ量が多くなるほど内燃機関の回転変動（例えば回転速度の標準偏差）が大きくなるため、内燃機関の回転変動は、ＥＧＲガス漏れ量を精度良く反映したパラメータとなる。

図１は本発明の実施例１におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。 図２は目標インマニ圧の設定方法を説明する図である。 図３はＥＧＲガス漏れ量の検出方法又は推定方法を説明する図である。 図４は実施例１の吸入空気量増加制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図５はＥＧＲガス漏れ量検出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図６はＥＧＲガス漏れ量推定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図７は吸入空気量増加制御の際の各パラメータの関係を示す図である。 図８は実施例１の吸入空気量増加制御の実行例を示すタイムチャートである。 図９は吸入空気量増加と点火遅角による燃焼改善を示す図である。 図１０は吸入空気量増加とエンジン回転速度上昇による燃焼改善を示す図である。 図１１は実施例２の吸入空気量増加制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図１２は実施例３の吸入空気量増加制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図１０に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の構成を概略的に説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２（吸気通路）の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。一方、エンジン１１の排気管１５（排気通路）には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒１６が設置されている。

このエンジン１１には、吸入空気を過給する排気タービン駆動式の過給機１７が搭載されている。この過給機１７は、排気管１５のうちの触媒１６の上流側に排気タービン１８が配置され、吸気管１２のうちのエアフローメータ１４の下流側にコンプレッサ１９が配置されている。この過給機１７は、排気タービン１８とコンプレッサ１９とが一体的に回転するように連結され、排出ガスの運動エネルギで排気タービン１８を回転駆動することでコンプレッサ１９を回転駆動して吸入空気を過給するようになっている。

吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の下流側には、モータ２０によって開度調節されるスロットルバルブ２１と、このスロットルバルブ２１の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ２２とが設けられている。

更に、スロットルバルブ２１の下流側には、吸入空気を冷却するインタークーラがサージタンク２３（吸気通路）と一体的に設けられている。尚、サージタンク２３やスロットルバルブ２１の上流側にインタークーラを配置するようにしても良い。サージタンク２３には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２４（吸気通路）が設けられ、各気筒毎に筒内噴射又は吸気ポート噴射を行う燃料噴射弁（図示せず）が取り付けられている。エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ（図示せず）が取り付けられ、各点火プラグの火花放電によって各気筒内の混合気に着火される。

エンジン１１の各気筒の排気口には排気マニホールド２５（排気通路）が接続され、各気筒の排気マニホールド２５の下流側の集合部が排気タービン１８の上流側の排気管１５に接続されている。また、排気タービン１８の上流側と下流側とをバイパスさせる排気バイパス通路２６が設けられ、この排気バイパス通路２６に、排気バイパス通路２６を開閉するウェイストゲートバルブ２７が設けられている。

このエンジン１１には、触媒１６の上流側の排気通路（排気マニホールド２５又は排気管１５）から排出ガスの一部をＥＧＲガスとしてスロットルバルブ２１の下流側の吸気通路（サージタンク２３又は吸気マニホールド２４）に還流させるＥＧＲ装置２８が搭載されている。このＥＧＲ装置２８は、触媒１６の上流側の排気通路とスロットルバルブ２１の下流側の吸気通路との間にＥＧＲ配管２９が接続され、このＥＧＲ配管２９に、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３０と、ＥＧＲガス流量を調節するＥＧＲ弁３１が設けられている。このＥＧＲ弁３１は、ＤＣモータやステッピングモータ等の駆動モータ（図示せず）によって開度が調整される。また、ＥＧＲ配管２９のうちのＥＧＲクーラ３０の下流側には、ＥＧＲクーラ３０の下流側のガス温度を検出する温度センサ３２が設けられている。

その他、エンジン１１には、冷却水温を検出する冷却水温センサ３３や、クランク軸（図示せず）が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ３４等が設けられ、クランク角センサ３４の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。また、ＥＧＲガスが還流される吸気通路（サージタンク２３又は吸気マニホールド２４）には、ＥＧＲガス濃度を検出するＥＧＲガスセンサ３５（例えば空燃比センサや酸素センサ等）と、インマニ圧（サージタンク２３又は吸気マニホールド２４内の吸気圧）を検出する吸気圧センサ３６が設けられている。

これら各種センサの出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）３７に入力される。このＥＣＵ３７は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御する。

その際、ＥＣＵ３７は、エンジン運転状態（例えばエンジン回転速度や負荷等）に応じて目標ＥＧＲ流量（又は目標ＥＧＲ率）を算出し、この目標ＥＧＲ流量（又は目標ＥＧＲ率）を実現するようにＥＧＲ弁３１の開度を制御する。例えば、アイドル運転時（低負荷運転時）には、ＥＧＲ弁３１を全閉位置に制御する。

ところで、ＥＧＲ弁３１の摩耗や噛み込み等によってＥＧＲ弁３１の全閉時の隙間が拡大して、ＥＧＲガスの漏れ量（ＥＧＲ弁３１の全閉時に吸気通路に流れるＥＧＲガス量）が増加することがある。特にアイドル運転時のような低負荷運転時（吸入空気量が少ないとき）には、ＥＧＲガスの漏れの影響でＥＧＲガスが過多となり、燃焼状態の悪化を招く可能性がある。

そこで、本実施例１では、ＥＣＵ３７により後述する図４及び図５の各ルーチン（又は図４及び図６の各ルーチン）を実行することで、ＥＧＲ弁３１が全閉位置に制御されるアイドル運転中（低負荷運転中）に、ＥＧＲガス漏れ量（ＥＧＲ弁３１の全閉時に吸気通路に流れるＥＧＲガス量）を検出又は推定し、このＥＧＲガス漏れ量が所定の許容値を越えたときに、インマニ圧（吸気圧）が目標インマニ圧（目標吸気圧）となるように吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行する。

このように、ＥＧＲガス漏れ量が許容値を越えたときに、インマニ圧が目標インマニ圧となるように吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行することで、吸入空気量を増加させることができると共に、ＥＧＲ弁３１の上流側圧力（排気通路側圧力）と下流側圧力（吸気通路側圧力）との差圧を小さくしてＥＧＲガス漏れ量を減少させることができ、ＥＧＲ率（＝筒内流入ＥＧＲガス量／筒内流入総ガス量）を効果的に減少させることができる。

図２（ａ）に示すように、一般に、ＥＧＲ弁３１の上流側圧力と下流側圧力との差圧（以下「前後差圧」という）が大きいほどＥＧＲガス漏れ量が増加するため、本実施例１では、目標インマニ圧を設定する際に、ＥＧＲガス漏れ量が所定値以下となるようにＥＧＲ弁３１の前後差圧の目標値である目標前後差圧ΔＰtgを算出し、図２（ｂ）に示すように、ＥＧＲ弁３１の前後差圧が目標前後差圧ΔＰtgとなるように目標インマニ圧Ｐtg（つまり目標前後差圧ΔＰtgに対応する目標インマニ圧Ｐtg）を算出することで、ＥＧＲガス漏れ量が所定値以下となるように目標インマニ圧Ｐtgを設定する。

ＥＧＲガス漏れ量を検出又は推定する具体的な方法としては、例えば、ＥＧＲガスセンサ３５の出力に基づいてＥＧＲガス漏れ量を検出する。このようにすれば、ＥＧＲガス漏れ量を精度良く検出することができる。

或は、吸気圧センサ３６で検出したインマニ圧（吸気圧）、温度センサ３２で検出したＥＧＲクーラ下流温度（ＥＧＲクーラ３０の下流側のガス温度）、ＥＧＲ弁３１の全閉付近の駆動トルク（駆動モータのトルク）のうちの少なくとも一つに基づいてＥＧＲガス漏れ量を推定するようにしても良い。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＥＧＲガス漏れ量が多くなるほどインマニ圧が高くなる。また、図３（ｃ）に示すように、ＥＧＲガス漏れ量が多くなるほどＥＧＲクーラ下流温度が高くなる。また、図３（ｄ）に示すように、ＥＧＲ弁３１の全閉時の隙間が大きくなるほどＥＧＲガス漏れ量が多くなると共にＥＧＲ弁３１の全閉付近の駆動トルクが小さくなる。尚、ＥＧＲ弁３１の全閉付近は、ＥＧＲ弁３１の摩擦抵抗でモータ電流が増加して角速度が変化するため、モータ電流や角速度に基づいてＥＧＲ弁３１の全閉付近の駆動トルク（駆動モータのトルク）を算出することができる。

図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、インマニ圧、ＥＧＲクーラ下流温度、ＥＧＲ弁３１の全閉付近の駆動トルクは、いずれもＥＧＲガス漏れ量を精度良く反映したパラメータとなり、これらのパラメータ（インマニ圧、ＥＧＲクーラ下流温度、ＥＧＲ弁３１の全閉付近の駆動トルク）のうちの少なくとも一つを用いれば、ＥＧＲガス漏れ量を精度良く推定することができる。この場合、ＥＧＲガス漏れ量を検出するためのＥＧＲガスセンサ３５を省略することができる。

また、本実施例１では、吸入空気量増加制御を実行したときに、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて点火時期を遅角させて、吸入空気量増加制御によるトルク増加（吸入空気量の増加）を点火時期の遅角による要求トルクの増加（要求吸入空気量の増加）によって吸収する。

或は、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じてエンジン１１の補機負荷（例えばオルタネータの負荷）を増加させて、吸入空気量増加制御によるトルク増加（吸入空気量の増加）を補機負荷（例えばオルタネータの負荷）の増加による要求トルクの増加（要求吸入空気量の増加）によって吸収するようにしても良い。

また、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて目標エンジン回転速度（目標アイドル回転速度）を上昇させて、吸入空気量増加制御によるトルク増加（吸入空気量の増加）を目標エンジン回転速度の上昇による要求トルクの増加（要求吸入空気量の増加）によって吸収するようにしても良い。

以上説明した吸入空気量増加制御は、ＥＣＵ３７によって図４及び図５の各ルーチン（又は図４及び図６の各ルーチン）に従って実行される。以下、各ルーチンの処理内容を説明する。

［吸入空気量増加制御ルーチン］
図４に示す吸入空気量増加制御ルーチンは、ＥＣＵ３７の電源オン期間中（イグニッションスイッチのオン期間中）に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう吸入空気量増加制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、アイドル運転中（低負荷運転中）であるか否かを判定し、アイドル運転中ではないと判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、アイドル運転中であると判定された場合には、ステップ１０２に進み、後述する図５のＥＧＲガス漏れ量検出ルーチンを実行してＥＧＲガス漏れ量を検出する。或は、後述する図６のＥＧＲガス漏れ量推定ルーチンを実行してＥＧＲガス漏れ量を推定するようにしても良い。

この後、ステップ１０３に進み、ＥＧＲガス漏れ量が所定の許容値を越えているか否かを判定し、ＥＧＲガス漏れ量が許容値以下であると判定された場合には、ＥＧＲガスの漏れによる悪影響がほとんどないと判断して、吸入空気量増加制御を実行することなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１０３で、ＥＧＲガス漏れ量が許容値を越えていると判定された場合には、ステップ１０４に進み、目標インマニ圧を設定する。この場合、ＥＧＲガス漏れ量が所定値以下となるようにＥＧＲ弁３１の前後差圧の目標値である目標前後差圧ΔＰtgを算出し、ＥＧＲ弁３１の前後差圧が目標前後差圧ΔＰtgとなるように目標インマニ圧Ｐtg（つまり目標前後差圧ΔＰtgに対応する目標インマニ圧Ｐtg）を算出することで、ＥＧＲガス漏れ量が所定値以下となるように目標インマニ圧Ｐtgを設定する。

この後、ステップ１０５に進み、インマニ圧が目標インマニ圧Ｐtgとなるようにスロットル開度を増加させて吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行する。これにより、図７（ａ）に示すように、ＥＧＲガス漏れ量に応じて吸入空気量を増加させると共に、ＥＧＲ弁３１の前後差圧を小さくしてＥＧＲガス漏れ量を減少させる。

この後、ステップ１０６に進み、図７（ｃ）に示すように、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて点火時期を遅角させる。或は、図７（ｄ）に示すように、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じてエンジン１１の補機負荷（例えばオルタネータの負荷）を増加させるようにしても良い。また、図７（ｅ）に示すように、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて目標エンジン回転速度（目標アイドル回転速度）を上昇させるようにしても良い。

尚、点火時期の遅角、補機負荷の増加、目標エンジン回転速度の上昇のうちのいずれか一つのみを実行するようにしても良いが、点火時期の遅角、補機負荷の増加、目標エンジン回転速度の上昇のうちの二つ又は三つを組み合わせて実行するようにしても良い。

［ＥＧＲガス漏れ量検出ルーチン］
図５に示すＥＧＲガス漏れ量検出ルーチンは、前記図４の吸入空気量増加制御ルーチンのステップ１０２で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいうＥＧＲガス漏れ量情報判定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、ステップ２０１で、ＥＧＲガスセンサ３５の出力に基づいてＥＧＲガス漏れ量を検出する。このようにすれば、ＥＧＲガス漏れ量を精度良く検出することができる。

［ＥＧＲガス漏れ量推定ルーチン］
前記図５のＥＧＲガス漏れ量検出ルーチンに代えて、図６に示すＥＧＲガス漏れ量推定ルーチンを実行するようにしても良い。この場合、図６のＥＧＲガス漏れ量推定ルーチンが特許請求の範囲でいうＥＧＲガス漏れ量情報判定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、吸気圧センサ３６で検出したインマニ圧、温度センサ３２で検出したＥＧＲクーラ下流温度、ＥＧＲ弁３１の全閉付近の駆動トルクのうちの一つ又は二つ以上を読み込む。

この後、ステップ３０２に進み、インマニ圧、ＥＧＲクーラ下流温度、ＥＧＲ弁３１の全閉付近の駆動トルクのうちの一つ又は二つ以上を用いて、マップ又は数式等によりＥＧＲガス漏れ量を算出（推定）する。

次に図８を用いて本実施例１の吸入空気量増加制御の実行例を説明する。
ＥＧＲ弁３１が全閉位置に制御されるアイドル運転中に、ＥＧＲガス漏れ量を検出又は推定し、このＥＧＲガス漏れ量が所定の許容値を越えた時点ｔ1 で、ＥＧＲ弁３１の前後差圧が目標前後差圧ΔＰtgとなるように目標インマニ圧Ｐtgを算出することで、ＥＧＲガス漏れ量が所定値以下となるように目標インマニ圧tgを設定し、インマニ圧が目標インマニ圧Ｐtgとなるように吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行する。これにより、吸入空気量を増加させることができると共に、ＥＧＲ弁３１の前後差圧を小さくしてＥＧＲガス漏れ量を減少させることができ、その結果、ＥＧＲ率を効果的に減少させることができ、ＥＧＲガスの漏れに起因する燃焼状態の悪化を抑制して燃焼状態を改善することができる。

更に、吸入空気量増加制御を実行したときに、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて点火時期を遅角させる。これにより、吸入空気量増加制御によるトルク増加（吸入空気量の増加）を点火時期の遅角による要求トルクの増加（要求吸入空気量の増加）によって吸収することができ、不快なトルク変動を発生させることなく、燃焼状態を改善してエンジン回転変動を抑制することができる（図９参照）。

或は、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じてエンジン１１の補機負荷（例えばオルタネータの負荷）を増加させるようにしても良い。これにより、吸入空気量増加制御によるトルク増加（吸入空気量の増加）を補機負荷（例えばオルタネータの負荷）の増加による要求トルクの増加（要求吸入空気量の増加）によって吸収することができ、不快なトルク変動を発生させることなく、燃焼状態を改善してエンジン回転変動を抑制することができる。
燃焼状態を改善しながらエンジン回転変動を抑制することができる（図９参照）。

また、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて目標エンジン回転速度（目標アイドル回転速度）を上昇させるようにしても良い。これにより、吸入空気量増加制御によるトルク増加（吸入空気量の増加）を目標エンジン回転速度の上昇による要求トルクの増加（要求吸入空気量の増加）によって吸収することができ、不快なトルク変動を発生させることなく、燃焼状態を改善してエンジン回転変動を抑制することができる（図１０参照）。

次に、図１１を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、ＥＣＵ３７により後述する図１１の吸入空気量増加制御ルーチンを実行することで、ＥＧＲガス漏れ量情報として、エンジン回転変動（例えばエンジン回転速度の標準偏差）を検出し、このエンジン回転変動（例えばエンジン回転速度の標準偏差）が所定の許容値を越えたときに、インマニ圧が目標インマニ圧となるように吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行する。図３（ｅ）に示すように、ＥＧＲガス漏れ量が多くなるほどエンジン回転変動（例えばエンジン回転速度の標準偏差）が大きくなるため、エンジン回転変動は、ＥＧＲガス漏れ量を精度良く反映したパラメータとなる。

図１１の吸入空気量増加制御ルーチンでは、まず、ステップ４０１で、アイドル運転中（低負荷運転中）であるか否かを判定し、アイドル運転中であると判定された場合には、ステップ４０２に進み、クランク角センサ３４で検出したエンジン回転速度に基づいてエンジン回転変動（例えばエンジン回転速度の標準偏差）を算出（検出）する。このステップ４０２の処理が特許請求の範囲でいうＥＧＲガス漏れ量情報判定手段としての役割を果たす。

この後、ステップ４０３に進み、エンジン回転変動が所定の許容値を越えているか否かを判定し、エンジン回転変動が許容値以下であると判定された場合には、ＥＧＲガスの漏れによる悪影響がほとんどないと判断して、吸入空気量増加制御を実行することなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ４０３で、エンジン回転変動が許容値を越えていると判定された場合には、ＥＧＲガス漏れ量が許容値を越えていると判断して、ステップ４０４に進み、ＥＧＲ弁３１の前後差圧が目標前後差圧ΔＰtgとなるように目標インマニ圧Ｐtgを算出することで、ＥＧＲガス漏れ量が所定値以下となるように目標インマニ圧Ｐtgを設定する。

この後、ステップ４０５に進み、インマニ圧が目標インマニ圧Ｐtgとなるようにスロットル開度を増加させて吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行する。この後、ステップ４０６に進み、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて点火時期を遅角させる。或は、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じてエンジン１１の補機負荷（例えばオルタネータの負荷）を増加させるようにしても良い。また、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて目標エンジン回転速度（目標アイドル回転速度）を上昇させるようにしても良い。

尚、点火時期の遅角、補機負荷の増加、目標エンジン回転速度の上昇のうちのいずれか一つのみを実行するようにしても良いが、点火時期の遅角、補機負荷の増加、目標エンジン回転速度の上昇のうちの二つ又は三つを組み合わせて実行するようにしても良い。

以上説明した本実施例２では、ＥＧＲガス漏れ量情報として、エンジン回転変動（例えばエンジン回転速度の標準偏差）を検出し、このエンジン回転変動が所定の許容値を越えたときに、インマニ圧が目標インマニ圧Ｐtgとなるように吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行するようにしたので、前記実施例１とほぼ同じ効果を得ることができる。また、ＥＧＲガス漏れ量を検出するためのＥＧＲガスセンサ３５を省略することができる。

次に、図１２を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例１，２と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１，２と異なる部分について説明する。

本実施例３では、ＥＣＵ３７により後述する図１２の吸入空気量増加制御ルーチンを実行することで、ＥＧＲガス漏れ量を検出又は推定すると共にエンジン回転変動を検出し、ＥＧＲガス漏れ量が所定の許容値を越え、且つ、エンジン回転変動が所定の許容値を越えたときに、インマニ圧が目標インマニ圧となるように吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行する。

図１２の吸入空気量増加制御ルーチンでは、まず、ステップ５０１で、アイドル運転中（低負荷運転中）であるか否かを判定し、アイドル運転中であると判定された場合には、ステップ５０２に進み、前述した図５のＥＧＲガス漏れ量検出ルーチンを実行してＥＧＲガス漏れ量を検出する。或は、前述した図６のＥＧＲガス漏れ量推定ルーチンを実行してＥＧＲガス漏れ量を推定するようにしても良い。

この後、ステップ５０３に進み、クランク角センサ３４で検出したエンジン回転速度に基づいてエンジン回転変動（例えばエンジン回転速度の標準偏差）を算出（検出）する。
この後、ステップ５０４に進み、ＥＧＲガス漏れ量が所定の許容値を越えているか否かを判定し、ＥＧＲガス漏れ量が許容値を越えていると判定された場合には、ステップ５０５に進み、エンジン回転変動が所定の許容値を越えているか否かを判定する。

上記ステップ５０４でＥＧＲガス漏れ量が許容値以下であると判定された場合、又は、上記ステップ５０５でエンジン回転変動が許容値以下であると判定された場合には、ＥＧＲガスの漏れによる悪影響がほとんどないと判断して、吸入空気量増加制御を実行することなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ５０４でＥＧＲガス漏れ量が許容値を越えていると判定され、且つ、上記ステップ５０５でエンジン回転変動が許容値を越えていると判定された場合には、ステップ５０６に進み、ＥＧＲ弁３１の前後差圧が目標前後差圧ΔＰtgとなるように目標インマニ圧Ｐtgを算出することで、ＥＧＲガス漏れ量が所定値以下となるように目標インマニ圧Ｐtgを設定する。

この後、ステップ５０７に進み、インマニ圧が目標インマニ圧Ｐtgとなるようにスロットル開度を増加させて吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行する。この後、ステップ５０８に進み、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて点火時期を遅角させる。或は、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じてエンジン１１の補機負荷（例えばオルタネータの負荷）を増加させるようにしても良い。また、吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて目標エンジン回転速度（目標アイドル回転速度）を上昇させるようにしても良い。

尚、点火時期の遅角、補機負荷の増加、目標エンジン回転速度の上昇のうちのいずれか一つのみを実行するようにしても良いが、点火時期の遅角、補機負荷の増加、目標エンジン回転速度の上昇のうちの二つ又は三つを組み合わせて実行するようにしても良い。

以上説明した本実施例３では、ＥＧＲガス漏れ量とエンジン回転変動が両方とも許容値を越えたときだけ吸入空気量増加制御を実行するようにしたので、必要以上に吸入空気量増加制御を実行することを回避することができる。

尚、上記各実施例１〜３では、アイドル運転中にＥＧＲガス漏れ量情報が許容値を越えたときに吸入空気量増加制御を実行するようにしたが、これに限定されず、アイドル運転以外でもＥＧＲ弁３１が全閉位置に制御される運転状態でＥＧＲガス漏れ量情報が許容値を越えたときに吸入空気量増加制御を実行するようにしても良い。

また、上記各実施例１〜３では、過給機を搭載したエンジンに本発明を適用したが、これに限定されず、過給機を搭載していない自然吸気エンジン（ＮＡエンジン）に本発明を適用しても良い。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管（吸気通路）、１５…排気管（排気通路）、２１…スロットルバルブ、２３…サージタンク（吸気通路）、２４…吸気マニホールド（吸気通路）、２５…排気マニホールド（排気通路）、２８…ＥＧＲ装置、２９…ＥＧＲ配管、３０…ＥＧＲクーラ、３１…ＥＧＲ弁、３２…温度センサ、３４…クランク角センサ、３５…ＥＧＲガスセンサ、３６…吸気圧センサ、３７…ＥＣＵ（ＥＧＲガス漏れ量情報判定手段，吸入空気量増加制御手段）

Claims (9)

1. 内燃機関の排気通路から排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させる際のＥＧＲガス流量を調節するＥＧＲ弁を備えた内燃機関の制御装置において、
   前記ＥＧＲ弁の全閉時に前記吸気通路に流れるＥＧＲガス量又はこれに応じて変化する情報（以下これらを「ＥＧＲガス漏れ量情報」と総称する）を検出又は推定するＥＧＲガス漏れ量情報判定手段と、
   前記ＥＧＲガス漏れ量情報に応じて、前記吸気通路内の吸気圧が目標吸気圧となるように吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御を実行する吸入空気量増加制御手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記吸入空気量増加制御手段は、前記ＥＧＲガス漏れ量情報が所定の許容値を越えたときに前記吸入空気量増加制御を実行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。
3. 前記吸入空気量増加制御手段は、前記目標吸気圧を設定する際に、前記ＥＧＲガス漏れ量情報が所定値以下となるように前記ＥＧＲ弁の上流側圧力と下流側圧力との差圧（以下「前後差圧」という）の目標値である目標前後差圧を算出し、前記前後差圧が前記目標前後差圧となるように前記目標吸気圧を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて点火時期を遅角させる手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて内燃機関の補機負荷を増加させる手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記吸入空気量増加制御による吸入空気量の増加に応じて内燃機関の目標回転速度を上昇させる手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記吸気通路内のＥＧＲガス濃度を検出するＥＧＲガスセンサを備え、
   前記ＥＧＲガス漏れ量情報判定手段は、前記ＥＧＲガスセンサの出力に基づいて前記ＥＧＲガス漏れ量を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記ＥＧＲガス漏れ量情報判定手段は、前記吸気通路内の吸気圧、前記ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラの下流側のガス温度、前記ＥＧＲ弁の駆動トルクのうちの少なくとも一つに基づいて前記ＥＧＲガス漏れ量を推定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
9. 前記ＥＧＲガス漏れ量情報判定手段は、前記ＥＧＲガス漏れ量情報として、内燃機関の回転変動を検出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

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