JP2015163764A - Ｅｇｒ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノックやサージを生じさせることなく目標ＥＧＲ率の増大を可能としてポンピングロスをその分低減し燃費を向上させ得る装置を提供する。
【解決手段】ＥＧＲ通路（３１）と、ＥＧＲ弁（３２）と、アクチュエータ（３３）と、吸気管の状態量を推定する手段（４１）と、吸気管の状態量の実際値を検出する手段（４６）と、吸気管の状態量推定値と、吸気管の状態量の実際値との差または比を算出する手段（４１）と、差または比に基づいてＥＧＲ弁（３２）の開口面積を学習するか基本ＥＧＲ弁開口面積を補正する手段（４１）と、前記学習したまたは前記補正したＥＧＲ弁の開口面積が得られるようにアクチュエータ（３３）を制御する手段（４１）とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明はＥＧＲ制御装置、特に大量のＥＧＲガスを吸気管に導入するものに関する。

推定実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致するようにフィードバック量を算出し、このフィードバック量に基づいてＥＧＲ弁開度をフィードバック制御するとともに、そのフィードバック量に基づいて学習を行うものがある（特許文献１参照）。

特開２００５−２４０５９１号公報

ところで、ＥＧＲガスを吸気管に導入することで、ピストンによるポンピングロスが減り、その分燃費が向上することから、最近では燃費のさらなる向上のため、シリンダに大量のＥＧＲガスを導入する（ＥＧＲ率を増大させる）ことが期待されている。

しかしながら、上記特許文献１の技術は、ＥＧＲ制御装置の故障診断を行うものに過ぎず、目標ＥＧＲ率を単に増大させるだけだと、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率を中心とする許容幅を超えてはみ出し、ノックやサージが生じてしまうことが考えられる。

そこで本発明は、ノックやサージを生じさせることなく目標ＥＧＲ率の増大を可能としてポンピングロスをその分低減し燃費を向上させ得る装置を提供することを目的とする。

本発明のＥＧＲ制御装置は、排気の一部を吸気管に還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量を調整し得るＥＧＲ弁と、前記ＥＧＲ弁を駆動するアクチュエータとを備える。本発明のＥＧＲ制御装置では、さらに吸気管の状態量を推定する吸気管状態量推定手段と、吸気管の状態量の実際値を検出する吸気管状態量実際値検出手段と、前記吸気管の状態量推定値と、前記吸気管の状態量の実際値との差または比を算出する差・比算出手段と、前記差または比に基づいて前記ＥＧＲ弁の開口面積を学習するか基本ＥＧＲ弁開口面積を補正する学習・補正手段と、前記学習したまたは前記補正したＥＧＲ弁の開口面積が得られるように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを備えている。

本発明によれば、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁の計量精度）が向上する。これによって、本発明を採用しない場合より目標ＥＧＲ率を増大させてのポンピングロスの低減が可能となり、燃費をさらに向上することができる。

本発明の第１実施形態のＥＧＲ制御装置の概略構成図である。 ＭＢＴの得られる点火時期に対するＥＧＲ率の特性図である。 ＭＢＴの得られる点火時期に対するＥＧＲ率の特性図である。 メインルーチンを表すフローチャートである。 ＥＧＲ質量の算出を説明するためのフローチャートである。 基本排気管圧力の特性図である。 大気圧補正係数の特性図である。 比熱比の特性図である。 シリンダ容積の特性図である。 新気質量の算出を説明するためのフローチャートである。 コレクタ圧力の算出を説明するためのフローチャートである。 ＥＧＲ弁開口面積の学習を説明するためのフローチャートである。 ＥＧＲ領域の特性図である。 開口面積補正値の特性図である。 ＥＧＲ弁開度の制御を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態のＥＧＲ弁開口面積の算出を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の目標ＥＧＲ率の特性図である。 第２実施形態の開口面積補正値の特性図である。 第３実施形態のＥＧＲ弁開口面積の学習を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態の開口面積補正値の特性図である。 第４実施形態の推定新気質量の算出を説明するためのフローチャートである。 第４実施形態のコレクタ圧力の算出を説明するためのフローチャートである。 第４実施形態のＥＧＲ弁開口面積の学習を説明するためのフローチャートである。 第４実施形態の開口面積補正値の特性図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のＥＧＲ制御装置の概略構成図である。図１において吸気管２にはスロットル弁１１を備える。スロットル弁１１は、エンジンコントローラ４１からの信号を受けるモータ１２（スロットル弁アクチュエータ）によって駆動される。空気は、スロットル弁１１によって調量され、吸気管２の吸気コレクタ（以下、単に「コレクタ」ともいう。）３に蓄えられた後、吸気マニホールド４を介して各気筒の燃焼室５に導入される。燃料は各気筒の燃焼室５に直接臨んで配置された燃料インジェクタ２１より噴射供給される。燃焼室５に噴射された燃料は気化しつつ空気と混合してガス（混合気）を作る。この混合気は吸気弁１５が閉じることで燃焼室５内に閉じこめられ、ピストン６の上昇によって圧縮される。

この圧縮混合気に対して高圧火花により点火を行うため、パワートランジスタ内蔵の点火コイルを各気筒に配した電子配電システムの点火装置２２を備える。すなわち、点火装置２２は、点火コイル、パワートランジスタ（図示しない）、点火プラグ２４から構成されている。点火コイル２３はバッテリからの電気エネルギーを蓄え、パワートランジスタは点火コイル２３の一次側への通電、遮断を行う。燃焼室５の天井に設けられる点火プラグ２４は点火コイル２３の一次電流の遮断によって点火コイル２３の二次側に発生する高電圧を受けて、火花放電を行う。

圧縮上死点より少し手前で点火プラグ２４により火花が飛ばされ圧縮混合気に着火されると、火炎が広がりやがて爆発的に燃焼し、この燃焼によるガス圧がピストン６を押し下げる仕事を行う。この仕事はクランクシャフト７の回転力として取り出される。燃焼後のガス（排気）は排気弁１６が開いたときに排気管８へと排出される。

排気管８には三元触媒９、１０を備える。三元触媒９、１０は排気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭い範囲にあるとき、排気中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘといった有害三成分を同時に効率よく除去できる。

空燃比は吸入空気量と燃料量の比である。エンジンの１サイクル当たりに燃焼室５に導入される吸入空気量と、燃料インジェクタ２１からの燃料噴射量との比が理論空燃比となるように、エンジンコントローラ４１では燃料噴射パルス幅Ｔｉ［ｍｓ］を算出する。そして、所定の燃料噴射時期になると、この燃料噴射パルス幅Ｔｉの期間、燃料インジェクタ２１を開いて燃料を直接、燃焼室５内に噴射供給する。なお、エアフローメータ４２からの吸入空気量の信号とクランク角センサ（４３、４４）からの信号に基づいて基本噴射パルス幅Ｔｐ［ｍｓ］を算出している。この基本噴射パルス幅Ｔｐを、例えば水温センサ５１からの信号によって補正することにより上記の燃料噴射パルス幅Ｔｉが定まる。

吸気バルブ１５、排気バルブ１６は、クランクシャフト７を動力源として、各々吸気側カムシャフト２５及び排気側カムシャフト２６に設けられたカムの動作により開閉駆動される。

吸気バルブ１５の側には、クランクシャフト７と吸気側カムシャフト２５との回転位相差を連続的に可変制御して、吸気バルブ１５の開閉タイミング（開時期と閉時期）を進遅角する可変バルブタイミング機構（以下「ＶＴＣ機構」という。）２７を備える。また、吸気側カムシャフト２５の他端には吸気側カムシャフト２５の回転位置を検出するためのカム角度センサ４４が併設されている。

一方、排気バルブ１６側にも、クランクシャフト７と排気側カムシャフト２６との回転位相差を連続的に可変制御して、排気バルブ１６の開閉タイミング（開時期と閉時期）を進遅角する可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ機構）２９を備える。排気側カムシャフト２６の他端には排気側カムシャフト２６の回転位置を検出するためのカム角度センサ４５が併設されている。

ＥＧＲ制御を行うため、排気の一部を吸気管２に還流するＥＧＲ通路３１を吸気コレクタ３に開口している。このＥＧＲ通路３１の吸気コクレタ３への開口端の上流側には、ＥＧＲガスを調量し得るＥＧＲ弁３２を備える。ＥＧＲ弁３２は、エンジンコントローラ４１からの信号を受けるモータ３３（ＥＧＲ弁アクチュエータ）によって駆動される。ＥＧＲ弁３２の上流にはＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガスクーラ３４が設けられている。なお、アクチュエータはモータ３３に限定されるものでなく、負圧（大気圧より低い圧力）を用いたアクチュエータであってよい。

エンジンコントローラ４１では、エンジンの負荷と回転速度から定まる運転条件がＥＧＲ領域になると、そのＥＧＲ領域での運転条件下から所定のマップを検索することにより目標ＥＧＲ率を算出する。この目標ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ弁開口面積Ａを算出し、このＥＧＲ弁開口面積Ａをモータ３３に与える制御量に変換し、この制御量をモータ３３に与えることで、ＥＧＲ弁開度を制御している。

さて、ＥＧＲガスを吸気コレクタ３に導入することで、ピストン６によるポンピングロスが減り、その分燃費が向上する。最近では燃費のさらなる向上のため、シリンダに大量のＥＧＲガスを導入する（目標ＥＧＲ率を増大させる）ことが期待されている。しかながら、ＥＧＲ弁３２等の製作バラツキやＥＧＲ制御システムの制御誤差によって、実際のＥＧＲ率は目標ＥＧＲ率を中心にして所定の範囲にばらつくため、単に目標ＥＧＲ率を増大させるだけだと、ノックやサージが生じてしまうことが考えられる。

これについて図２Ａを参照して説明すると、図２ＡはＭＢＴの得られる点火時期（図では「ＭＢＴ点」と記載）に対するＥＧＲ率の特性図である。ここで、本発明を適用する前を「従来」とする。図２Ａにおいて、破線で示すＭＢＴの得られる点火時期は、目標ＥＧＲ率が大きくなるほど進角側に移行することを示している。ＭＢＴの得られる点火時期より進角側に従来のノック限界が、ＭＢＴの得られる点火時期より遅角側に従来のサージ限界が定まる。これら従来のノック限界と、従来のサージ限界の間でＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率を中心としてばらつくのであれば、ノックもサージも生じない。つまり、従来のトレース限界と従来のサージ限界との間の横方向幅がＥＧＲ率のバラツキ許容幅で、この許容幅に収まるように、ＥＧＲ弁３２等が製作され、かつＥＧＲ制御システムが設計される。例えば、最大の目標ＥＧＲ率を２０［％］、ＭＢＴの得られる点火時期をＩＴ１［ＢＴＤＣ］としたとき、ＥＧＲ率のバラツキ許容幅はＡとなる。目標ＥＧＲ率を最大で２０［％］とする場合には、実際のＥＧＲ率が２０［％］を中心にその許容幅Ａの範囲内に収まるようにＥＧＲ弁３２等を製作すると共に、ＥＧＲ制御システムを設計することとなる。言い換えると、目標ＥＧＲ率を２０［％］、ＭＢＴの得られる点火時期をＩＴ１［ＢＴＤＣ］としたとき、実際のＥＧＲ率は２０［％］を中心にその許容幅Ａの範囲内にばらつく。

一方、従来のノック限界、従来のサージ限界のままで目標ＥＧＲ率を３０［％］、ＭＢＴの得られる点火時期をＩＴ２［ＢＴＤＣ］としたとき、ＥＧＲ率のバラツキ許容幅はＢとなってＡより狭くなる。しかしながら、目標ＥＧＲ率を最大で２０［％］とする場合に生じる実際のＥＧＲ率のバラツキ幅Ａは目標ＥＧＲ率に関係なく変化しない。このため、従来のノック限界、従来のサージ限界のままで目標ＥＧＲ率を単に３０［％］へと増大させただけでは、実際のＥＧＲ率は３０［％］を中心に許容幅Ａの範囲内にばらつく。従来のノック限界、従来のサージ限界のままで目標ＥＧＲ率を３０［％］とするときのＥＧＲ率のバラツキ許容幅はＡより狭いＢであるため、実際のＥＧＲ率がＢの範囲の外側にはみ出すときノックやサージが発生してしまうのである。

そこで本発明の第１実施形態では、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率を中心にバラツク原因はコレクタ圧力（吸気管圧力）の算出誤差にあると考え、コレクタ圧力の算出値と実際のコレクタ圧力との差分（圧力差や圧力比）に基づいてＥＧＲ弁開口面積Ａを学習することとした。ＥＧＲ弁３２等の製作バラツキを小さくすることにより実際のＥＧＲ率のバラツキを抑制するにはコストがかさむので、ＥＧＲ制御システムを一部変更することにより実際のＥＧＲ率のバラツキを抑制する。このようにＥＧＲ制御システムを一部変更し、コレクタ圧力の算出値と実際のコレクタ圧力との差分を学習値としてのＥＧＲ弁開口面積Ａに反映させることによって、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁３２の計量精度）を向上させるのである。

ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁３２の計量精度）が向上することは、図２Ｂに示したようにノック限界が左側に、サージ限界が右側に移動し、ＥＧＲ率のバラツキ許容幅が拡大することを意味する。目標過剰率を３０［％］としたときには、ＥＧＲ率のバラツキ許容幅がＢからＣへと広がるのである。ここで、図２Ｂは図２Ａと基本的に同じ特性であり、本発明のノック限界とサージ限界を重ねて記載したものである。この場合に、Ａの許容幅がＣの許容幅と等しければ、ＥＧＲ弁３２等の製作バラツキは同じでありながら、目標ＥＧＲ率を２０［％］から３０［％］へと増大させたときでも、ノックやサージが生じることはない。このように本実施形態によれば、ＥＧＲ弁３２等の製作バラツキはそのままでＥＧＲ制御システムを一部変更するだけで、目標ＥＧＲ率を増大することができるのである。

エンジンコントローラ４１で行われるこのＥＧＲ制御を以下のフローチャートを参照して説明する。なお、図１に示したように吸気コレクタ３に実際のコレクタ圧ｒＰｃｏｌを検出するコレクタ圧力センサ（絶対圧センサ）４６を設けておく。コレクタ圧力センサはこれに限られない。例えば、ＥＧＲ弁３２の前後差圧を検出する差圧センサを設ける場合でもかまわない。この場合、差圧センサは、ＥＧＲ弁３２上流側に設ける上流側圧力センサ（絶対圧センサ）と、ＥＧＲ弁３２の下流側に設ける下流側圧力センサ（絶対圧センサ）とで構成されるため、下流側圧力センサをコレクタ圧力センサとして用いればよい。

図３のフローはＥＧＲ制御のメインルーチンを表している。ステップ１、２、３ではＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒ、新気質量Ｑａｉｒ、コレクタ圧力Ｐｃｏｌをそれぞれ算出し、ステップ４でＥＧＲ弁開口面積Ａを更新し、ステップ５でＥＧＲ弁開口面積Ａを用いてＥＧＲ弁３２を制御する。本発明のＥＧＲ制御では、吸気コレクタ３に導入されるＥＧＲガスと区別するため、エンジン１の外部から導入される吸入空気を「新気」という。ＥＧＲガス質量、新気質量としては１回の吸気で燃焼室５（シリンダ）に流入する量を扱う。従って、ＥＧＲガス質量、新気質量の単位としては例えば［ｍｇ］といった単位となる。

また、「コレクタ圧力」とは、吸気コレクタ３のみの圧力をいうのではなく、図１において上流側はスロットル弁１１の取り付け位置及びＥＧＲ弁３２の位置まで、下流側は吸気ポートまでの広い空間を１つの空間として扱い、この空間の圧力をいうものとする。後述するコレクタ温度Ｔｃｏｌについても同様である。すなわち、「コレクタ温度」とは、吸気コレクタ３のみの温度をいうのではなく、図１において上流側はスロットル弁１１の取り付け位置及びＥＧＲ弁３２の位置まで、下流側は吸気ポートまでの広い空間を１つの空間として扱い、この空間の温度をいうものとする。なお、一つの空間として扱うにしても、この一つの空間に占める吸気コレクタの割合が最大であるので、この一つの空間を、特に「コレクタ部」というものとする。

ステップ１の内容は図４のサブルーチンにより、ステップ２の内容は図９のサブルーチンにより、ステップ３の内容は図１０のサブルーチンにより、ステップ４の内容は図１１のサブルーチンにより、ステップ５の内容は図１４のサブルーチンにより詳述する。

図４のフロー（図３のステップ１のサブルーチン）はＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒを算出するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ１１では、ＥＧＲ弁開口面積Ａ、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジン負荷、大気圧Ｐａｉｒ、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒ、コクレタ圧力Ｐｃｏｌ、吸気弁閉時期ＩＶＣ、新気質量前回値Ｑａｉｒｚを読み込む。エンジン負荷としては、例えば燃料噴射量制御に用いる基本噴射パルス幅Ｔｐを用いればよい。

上記の大気圧Ｐａｉｒは大気圧センサ４７（図１参照）により検出する。上記のＥＧＲガス温度ＴｅｇｒはＥＧＲクーラ３４の下流に設けたＥＧＲガス温度センサ４８（図１参照）により検出する。ＥＧＲガス温度センサ４８をＥＧＲクーラ３４の下流に設けているのは、コレクタに導入されるＥＧＲガスの温度はＥＧＲクーラ３４を経た後のＥＧＲガス温度であるからである。ＥＧＲクーラ３４を設けることは必ずしも必要ない。ＥＧＲクーラ３４を設けていない場合であれば、ＥＧＲ通路３１の任意の位置にＥＧＲガス温度センサ４８を設ければよい。上記の吸気弁閉時期ＩＶＣはＶＴＣ機構２７の作動状態から知り得る。上記のコクレタ圧力Ｐｃｏｌは図１０により算出するコレクタ圧力を用いる。上記の新気質量前回値Ｑａｉｒｚは図９により算出する新気質量Ｑａｉｒの前回値を用いる。

ここで、図３において、ステップ１でのＱｅｇｒの算出に、このステップ１より時間的に遅いステップ２、３において算出される値（Ｑａｉｒ、Ｐｃｏｌ）を用いることになっており、違和感を持つかもしれない。しかしながら、実際のイメージとしては、図３において、ステップ１、２、３が独立してＱｅｇｒ、Ｑａｉｒ、Ｐｃｏｌの各値を算出しつつ、その算出に必要な値を３つのステップの間で融通し合っているようなイメージである。こうした演算は、演算スピードが早いために可能となっている。このあたりを明確には図示することができないため、図３に示したような表現としている。

図４に戻りステップ１２では排気管８の圧力Ｐｅｘｈを、基本排気管圧力Ｐｅｘｈ０に大気圧補正係数を乗算して、つまり次式により算出する。

Ｐｅｘｈ＝Ｐｅｘｈ０×大気圧補正係数 …（１）
ここで、基本排気管圧力Ｐｅｘｈ０は、エンジンの負荷と回転速度Ｎｅから図５を内容とするマップを検索することにより算出する。図５のように基本排気管圧力Ｐｅｘｈ０はＮｅが一定のとき負荷が大きくなるほど高くなり、負荷が一定のときＮｅが高くなるほど高くなる値である。

大気圧補正係数は大気圧センサ４７により検出される大気圧Ｐａｉｒから図６を内容とするテーブルを検索することにより算出する。大気圧補正係数は低地や高地によって排気管圧力が相違してくるので、これを考慮するものである。

ステップ１３では比熱比κをＥＧＲガス温度センサ４８により検出されるＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒから図７を内容とするテーブルを検索することにより算出する。

ステップ１４では、ＥＧＲ弁開口面積Ａ、コクレタ圧力Ｐｃｏｌ、排気管圧力Ｐｅｘｈ、比熱比κ、ＥＲＧガス密度ρを用いて、ＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒの前回値であるＱｅｇｚを次式により算出する。

Ｑｅｇｒｚ＝Ａ×（Ｐｃｏｌ／Ｐｅｘｈ）＾（１／κ）×｛（２κ／（κ−１））
×Ｐｅｘｈ×ρ×（１−（Ｐｃｏｌ／Ｐｅｘｈ）＾（（κ−１）／κ））｝ ＾（１／２） …（２）
（２）式は開口面積Ａのオリフィスの前後にＰｅｘｈとＰｃｏｌとの圧力差がある場合にこの開口面積Ａの通路を通過する流量を求めるための流体力学に基づく近似式（公知）である。ＥＧＲガス密度ρは適合により予め求めておく。

ステップ１５では、吸気弁閉時期ＩＶＣからシリンダ容積Ｖｃｙｌを算出する。ＶＴＣ機構２７を備えるエンジン１では、ＶＴＣ機構２７の作動によって吸気弁閉時期ＩＶＣが変化する。例えば、吸気弁閉時期ＩＶＣが吸気下死点にあるときと、吸気下死点後にあるときとを考えると、吸気下死点後に吸気弁閉時期ＩＶＣがあるときのほうが、吸気弁閉時期ＩＶＣが吸気下死点にあるときより小さくなる。このように、ＶＴＣ機構２７を備えるエンジンでは、シリンダ容積Ｖｃｙｌが吸気弁閉時期ＩＶＣによって変化するので、吸気弁閉時期ＩＶＣから図８を内容とするテーブルを検索することにより、シリンダ容積Ｖｃｙｌを算出する。図８には概略を記載していないが、適合により吸気弁閉時期ＩＶＣをパラメータとするテーブルを作成しておけばよい。もちろん、ＶＴＣ機構２７を備えないエンジンではシリンダ容積Ｖｃｙｌは一定値となる。

ステップ１６では、シリンダ内ＥＧＲ率Ｒｃｙｌｅｇｒを、ステップ１４で算出したＥＧＲガス質量前回値Ｑｅｇｒｚと、新気質量前回値Ｑａｉｒｚとを用いて次式により算出する。

Ｒｃｙｌｅｇｒ＝Ｑｅｇｒｚ／（Ｑａｉｒｚ＋Ｑｅｇｒｚ） …（３）
これは、前回にＱｅｇｒｚのＥＧＲガス質量と、Ｑａｉｒｚの新気質量とが燃焼室５（シリンダ）に導入されたので、これら合計のガス量の内のＥＧＲガス質量の割合を求めるものである。

ステップ１７ではシリンダ内ＥＧＲガス質量Ｑｃｙｌｅｇｒ［ｍｇ］を、シリンダ内ＥＧＲ率Ｒｃｙｌｅｇｒと、ステップ１５で算出したシリンダ容積Ｖｃｙｌを用いて次式により算出する。

Ｑｃｙｌｅｇｒ＝Ｒｃｙｌｅｇｒ×Ｖｃｙｌ …（４）
ステップ１８では、ステップ１４で算出したＥＧＲガス質量前回値Ｑｅｇｒｚからシリンダ内ＥＧＲガス質量Ｑｃｙｌｅｇｒを差し引くことにより、つまり次式によりＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒ［ｍｇ］を算出する。

Ｑｅｇｒ＝Ｑｅｇｒｚ−Ｑｃｙｌｅｇｒ …（５）
コレクタ部に前回にはＱｅｇｒｚのＥＧＲガス質量が存在しており、このうちから今回までにＱｃｙｌｅｇｒのＥＧＲガス質量が燃焼室５（シリンダ）に吸収されて、コレクタ部から消失する。（５）式は、前回に存在していたＱｅｇｒｚのＥＧＲガス質量から、今回までに消失するＱｃｙｌｅｇｒのＥＧＲガス質量を差し引くことで、今回にコレクタ部に存在するＥＧＲガス質量を求めるものである。Ｑｃｙｌｅｇｒは本発明において新たに導入した値である。本発明によれば、新たに導入したＱｃｙｌｅｇｒを用いることによって、Ｑｃｙｌｅｇｒを考慮していなかった従来よりＱｅｇｒの算出精度が高くなる。このＱｅｇｒを用いてコレクタ圧力Ｐｃｏｌを算出するので（図１０のステップ３３参照）、Ｑｅｇｒの算出精度が高くなると、その分コレクタ圧力Ｐｃｏｌの算出精度が向上する。

次に、図９のフロー（図３のステップ２のサブルーチン）は、新気質量Ｑａｉｒを算出するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ２１では、吸気弁閉時期ＩＶＣ、エアフローメータ４２により検出される吸入空気量Ｑａｆｍを読み込む。

ステップ２２では図４のステップ１５と同様にしてシリンダ容積Ｖｃｙｌを算出する。

ステップ２３ではステップ２１で読み込んだ吸入空気量Ｑａｆｍをそのまま新気質量前回値Ｑａｉｒｚに入れることによって新気質量前回値Ｑａｉｒｚ［ｍｇ］を算出する。これは、エアフローメータ４２に検出遅れがあるので、検出遅れがあるエアフローメータ４２の検出値をそのまま新気質量の前回値とするものである。吸入空気量Ｑａｆｍの単位は実際には［ｍｇ／ｓ］と時間の単位を有するので、これをエンジン回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］を用いて１シリンダ当たりの質量［ｍｇ］に単位変換した値を新気質量前回値Ｑａｉｒｚに入れることとなる。

ステップ２４では図４のステップ１６と同様にしてシリンダ内ＥＧＲ率Ｒｃｙｌｅｇｒを算出する。

ステップ２５では、ステップ２２で算出したシリンダ容積Ｖｃｙｌと、ステップ２４で算出したシリンダ内ＥＧＲ率Ｒｃｙｌｅｇｒを用いて、シリンダ内新気質量Ｑｃｙｌａｉｒ［ｍｇ］を次式により算出する。

Ｑｃｙｌａｉｒ＝（１−Ｒｃｙｌｅｇｒ）×Ｖｃｙｌ …（６ａ）
なお、図４ステップ１７で求めたシリンダ内ＥＧＲガス質量Ｑｃｙｌｅｇｒを用いて、
Ｑｃｙｌａｉｒ＝Ｖｃｙｌ−Ｑｃｙｅｇｒ …（６ｂ）
の式によりシリンダ内新気質量Ｑｃｙｌａｉｒを算出してもかまわない。

ステップ２６では、新気質量前回値Ｑａｉｒｚからシリンダ内新気質量Ｑｃｙｌａｉｒを差し引くことにより、つまり次式により新気質量Ｑａｉｒ［ｍｇ］を算出する。

Ｑａｉｒ＝Ｑａｉｒｚ−Ｑｃｙｌａｉｒ …（７）
コレクタ部に前回にはＱａｉｒｚの新気質量が存在しており、このうちから今回までにＱｃｙｌａｉｒの新気質量が燃焼室５（シリンダ）に吸収されて、コレクタ部から消失する。（７）式は、前回に存在していたＱａｉｒｚの新気質量から、今回までに消失するＱｃｙｌａｉｒの新気質量を差し引くことで、今回にコレクタ部に存在する新気質量を求めるものである。Ｑｃｙｌａｉｒも本発明において新たに導入した値である。本発明によれば、新たに導入したＱｃｙｌａｉｒを用いることによって、Ｑｃｙｌａｉｒを考慮していなかった従来よりＱａｉｒの算出精度が高くなる。このＱａｉｒを用いてコレクタ圧力Ｐｃｏｌを算出するので（図１０のステップ３３参照）、Ｑａｉｒの算出精度が高くなると、その分コレクタ圧力Ｐｃｏｌの算出精度が向上する。

次に、図１０のフロー（図３のステップ３のサブルーチン）はコレクタ圧力Ｐｃｏｌを算出するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ３１では、大気温度Ｔａｉｒ、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒ、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ、ＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒ、新気流量Ｑａｉｒを読み込む。上記の大気温度Ｔａｉｒは大気温度センサ５２（図１参照）により検出する。上記の目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒは、後述するように、エンジンの負荷と回転速度Ｎｅから図１６を内容とするマップを検索することにより求めればよい。上記のＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒは図４により算出されている。
上記の新気流量Ｑａｉｒは図９により算出されている。

ステップ３２では、大気温度Ｔａｉｒ、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒ、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを用いて、コレクタ温度Ｔｃｏｌを次式により算出する。

Ｔｃｏｌ＝Ｔａｉｒ×（１−Ｍｅｇｒ）＋Ｔｅｇｒ×Ｍｅｇｒ
＋内部ＥＧＲによる温度上昇分 …（８）
（８）式はＥＧＲガスの導入によるコレクタ部の温度上昇を考慮したものである。なお、吸排気弁１５、１６のオーバーラップによって、排気が吸気管２に吹き抜けることがあり、この吸気管２への排気の吹き抜けによってコレクタ部の温度が上昇する。（８）式の「内部ＥＧＲによる温度分」とは、吸気管２への排気の吹き抜けによってコレクタ部の温度が上昇する分のことである。

ステップ３３では、新気質量Ｑａｉｒ、ＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒ、コクレタ温度Ｔｃｏｌ、コレクタ容積Ｖｃｏｌを用いて、コレクタ圧力Ｐｃｏｌを次式により算出する。

Ｐｃｏｌ＝（Ｑａｉｒ×Ｋａｉｒ＋Ｑｅｇｒ×Ｋｅｇｒ）×Ｔｃｏｌ／Ｖｃｏｌ
…（９）
（９）式はＰ・Ｖ＝ｎ・Ｒ・Ｔより得られるＰ＝ｎ・Ｒ・Ｔ／Ｖの式に相当するものである。（９）式の係数ＫｅｇｒはＱｅｇｒの寄与割合、係数ＫａｉｒはＱａｉｒの寄与割合で、これら２つの係数Ｋａｉｒ、Ｋｅｇｒは予め適合により求めておく。（９）式のコレクタ容積Ｖｃｏｌは、吸気コレクタ３のみの容積ではなく、コレクタ部の容積（一定値）で予め求めておく。

次に、図１１のフロー（図３のステップ４のサブルーチン）は、ＥＧＲ弁３２の開口面積Ａを学習するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ４１ではエンジン回転速度Ｎｅ、エンジン負荷、コレクタ圧力Ｐｃｏｌ、実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌを読み込む。上記のコレクタ圧力Ｐｃｏｌは図１０により算出されている。上記実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌはコクレタ圧力センサ４６（図１参照）により検出する。

ステップ４２ではＥＧＲ領域であるか否かをみる。ＥＧＲ領域はエンジンの負荷と回転速度Ｎｅをパラメータとして、図１２に示したように予め定めている。エンジンの負荷と回転速度Ｎｅから定まる運転条件がＥＧＲ領域にないときにはそのまま今回の処理を終了する。

一方、エンジンの負荷と回転速度Ｎｅから定まる運転条件がＥＧＲ領域にあるときにはステップ４３に進む。ステップ４３では、コレクタ圧力Ｐｃｏｌと実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌの差圧ΔＰを
ΔＰ＝Ｐｃｏｌ−ｒＰｃｏｌ …（１０）
の式により算出する。ステップ４４でこの差圧ΔＰから図１３を内容とするテーブルを検索することによりＥＧＲ弁開口面積の補正値Ａｈｏｓ１［ｍｍ³］を算出する。図１３に示したようにＰｃｏｌ＞ｒＰｃｏｌのときＡｈｏｓ１を正で与え、Ｐｃｏｌ＜ｒＰｃｏｌのときＡｈｏｓ１を負で与える理由はコレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることによりＥＧＲ制御の制御精度を向上させるためである。例えば、Ｐｃｏｌ＞ｒＰｃｏｌのときＥＧＲ弁開口面積補正値Ａｈｏｓ１を負で与える（ＥＧＲ弁３２を閉じる側に補正）と、図４のステップ１４で算出されるＥＧＲガス質量前回値Ｑｅｇｒｚが補正前より小さくなり、ステップ１８で算出されるＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒが補正前より小さくなる。すると、ＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒを用いて図１０のステップ３３で算出されるコレクタ圧力Ｐｃｏｌが補正前より小さくなる。コレクタ圧力Ｐｃｏｌが補正前より低下して実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌに近づくのである。

ステップ４５では、メモリに記憶しているＥＧＲ弁開口面積を読み出し、その読み出したＥＧＲ弁開口面積にＥＧＲ弁開口面積補正値Ａｈｏｓ１を加算することにより、つまり次式によりＥＧＲ弁開口面積Ａ［ｍｍ³］を更新する。

Ａ（ｎ）＝Ａ（ｎ−１）＋Ａｈｏｓ１ …（１１）
ただし、Ａ（ｎ）：更新後のＥＧＲ弁開口面積、
Ａ（ｎ−１）：更新前のＥＧＲ弁開口面積、
これは、ＥＧＲ弁開口面積そのものを学習値で構成するものである。更新後のＥＧＲ弁開口面積の値は更新前のＥＧＲ弁開口面積の値を記憶していた同じ場所に記憶する。

なお、学習値の更新方法はこれに限られるものでない。例えば、コレクタ圧力Ｐｃｏｌと実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌの差圧ΔＰに代えて、コレクタ圧力Ｐｃｏｌと実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌの比（圧力比）からＥＧＲ弁開口面積の補正値を算出させることができる。

次に、図１４のフロー（図３のステップ５のサブルーチン）はＥＧＲ弁開度を制御するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ５１では、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジン負荷、ＥＧＲ弁開口面積Ａを読み込む。ＥＧＲ弁開口面積Ａは図１１により学習されている。

ステップ５２では、エンジンの負荷と回転速度Ｎｅから定まる運転条件が図１２に示したＥＧＲ領域にあるか否かをみる。運転条件がＥＧＲ領域にあるときにはステップ５３に進み、ＥＧＲ開口面積ＡをＥＧＲ弁アクチュエータとしてのモータ３３に与える制御量に変換し、ステップ５５で制御量をモータ３３に出力する。これによって、図１０のフローで算出されるコレクタ圧力Ｐｃｏｌがやがては実際のコクレタ圧力ｒＰｃｏｌと一致するのであり、ＥＧＲ制御の制御精度が向上する。

一方、運転条件がＥＧＲ領域にないときにはステップ５４に進み、モータ３３に与える制御量をゼロとする。これによってＥＧＲ弁３２が全閉状態に保持され、ＥＧＲ制御が行われることはない。

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態では、排気の一部を吸気管に還流するＥＧＲ通路３１と、ＥＧＲ通路３１を流れるＥＧＲガス量を調整し得るＥＧＲ弁３２と、ＥＧＲ弁３２を駆動するモータ３３（アクチュエータ）と、コレクタ圧力Ｐｃｏｌ（吸気管の状態量）を推定する吸気管状態量推定手段（図１０参照）と、実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌ（吸気管の状態量の実際値）を検出するコレクタ圧力センサ４６（吸気管状態量実際値検出手段）と、コレクタ圧力Ｐｃｏｌと、実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌとの差圧ΔＰ（差）を算出する差算出手段（図１１のステップ４３参照）と、差圧ΔＰに基づいてＥＧＲ弁開口面積Ａを学習する学習手段（図１１のステップ４４、４５参照）と、ＥＧＲ弁開口面積Ａ（学習したＥＧＲ弁の開口面積）が得られるようにモータ３３を制御するアクチュエータ制御手段（図１４のステップ５３、５５参照）とを備えている。本実施形態によれば、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁３２の計量精度）が向上する。これによって、目標ＥＧＲ率を本発明を採用しない場合より増大させてのポンピングロスの低減が可能となり、燃費をさらに向上することができる。

吸気管の状態量には吸気管圧力、吸気管温度、吸気管の新気質量などがあり、応答遅れはこの順に大きくなる。本実施形態によれば、吸気管の状態量はコレクタ圧力（吸気管圧力）であるので、この３つの値の中では、最もＥＧＲ弁開口面積の学習精度を高くすることができる。

本実施形態によれば、コレクタ圧力Ｐｃｏｌ（吸気管圧力の推定値）が実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌ（吸気管圧力の実際値）より大きい場合にＥＧＲ弁開口面積Ａが小さくなる側に学習するので（図１１のステップ４４、４５、図１３参照）、コレクタ圧力Ｐｃｏｌが実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌより大きい場合に、コレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることができることから、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁３２の計量精度）が向上し、これによって本発明を採用しない場合より、目標ＥＧＲ率を増大させることができる。

本実施形態によれば、コレクタ圧力Ｐｃｏｌ（吸気管圧力の推定値）が実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌ（吸気管圧力の実際値）より小さい場合にＥＧＲ弁開口面積Ａが大きくなる側に学習するので（図１１のステップ４４、４５、図１３参照）、コレクタ圧力Ｐｃｏｌが実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌより小さい場合に、コレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることができることから、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁３２の計量精度）が向上し、これによって本発明を採用しない場合より、目標ＥＧＲ率を増大させることができる。

第１実施形態によれば、コクレタ圧力Ｐｃｏｌ（吸気管圧力）を吸気管に還流するＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒと外気から導入される新気質量Ｑａｉｒとに基づいて一定時間毎に（一定の周期で）算出する場合に、ＥＧＲガス質量前回値Ｑｅｇｒｚ（ＥＧＲガス質量の前回値）から、前回より今回までに燃焼室５（シリンダ）に流入したシリンダ内ＥＧＲガス量Ｑｃｙｌｅｇｒを差し引くことによりＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒ（ＥＧＲガス量の今回値）を算出し（図４のステップ１８参照）、新気質量前回値Ｑａｉｒｚ（新気質量の前回値）から、前回より今回までに燃焼室５（シリンダ）に流入したシリンダ内新気質量Ｑｃｙｌａｉｒを差し引くことにより新気質量Ｑａｉｒ（新気質量の今回値）を算出する（図９のステップ２６参照）ので、シリンダ内ＥＧＲガス量Ｑｃｙｌｅｇｒやシリンダ内新気質量Ｑｃｙｌａｉｒを考慮していなかった従来よりコクレタ圧力Ｐｃｏｌ（吸気管圧力）の算出精度を向上できる。

（第２実施形態）
図１５のフローは第２実施形態のＥＧＲ弁開口面積Ａを算出するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。図１５のフローは第１実施形態の図１１と置き換わるものである。図１１と同一部分には同一番号を付している。

第１実施形態はＥＧＲ弁開口面積そのものを学習値として構成するものであった。第２実施形態は、基本ＥＧＲ弁開口面積Ａ０を算出し、コレクタ圧力Ｐｃｏｌと実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌの差圧ΔＰに基づいて基本ＥＧＲ弁開口面積Ａ０を補正して、ＥＧＲ弁開口面積Ａを算出するものである。

ステップ５１では、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジン負荷、新気質量Ｑａｉｒ、コレクタ圧力Ｐｃｏｌ、実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌを読み込む。上記の新気質量Ｑａｉｒは図９により算出されている。上記のコレクタ圧力Ｐｃｏｌは図１０により算出されている。

ステップ４２で運転条件が図１２に示すＥＧＲ領域にあるときには、ステップ５２〜５５に進んで基本ＥＧＲ弁開口面積Ａ０を算出する。この基本ＥＧＲ弁開口面積Ａ０の算出は従来と同様である。まずステップ５２ではエンジンの負荷と回転速度Ｎｅから図１６を内容とするマップを検索することにより目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを算出する。

ステップ５３では、燃焼室５（シリンダ）に流入する総ガス量Ｑｔｏｔａｌを、
Ｑｔｏｔａｌ＝Ｑａｉｒ×（１＋Ｍｅｇｒ） …（１２）
の式により算出する。（１２）式は新気質量ＱａｉｒにＥＧＲガスの分が加わるとする式である。ステップ５４では総ガス量Ｑｔｏｔａｌに比例させて総開口面積Ａｔｏｔａｌを、
Ａｔｏｔａｌ＝ａ×Ｑｔｏｔａｌ …（１３）
の式により算出する。（１３）式のａは比例定数（一定値）である。ステップ５５では総開口面積と目標ＥＧＲ率とから基本ＥＧＲ弁開口面積Ａ０を、
Ａ０＝Ａｔｏｔａｌ×Ｍｅｇｒ …（１４）
の式により算出する。

ステップ４３、５６は図１１のステップ４３、４４と同様である。すなわち、ステップ４３では、コレクタ圧力Ｐｃｏｌと実コレクタ圧力ｒＰｃｏｌの差圧ΔＰを算出し、ステップ５６でこの差圧ΔＰから図１７を内容とするテーブルを検索することによりＥＧＲ弁開口面積の補正値Ａｈｏｓ１’を算出する。

ステップ５７では、基本ＥＧＲ弁開口面積Ａ０にＥＧＲ弁開口面積補正値Ａｈｏｓ１’を加算することにより、つまり次式によりＥＧＲ弁開口面積Ａを算出する。

Ａ＝Ａ０＋Ａｈｏｓ１’ …（１５）
第２実施形態では、このようにして算出したＥＧＲ弁開口面積Ａを図１４のステップ５１で読み込み、ＥＧＲ弁開度を制御する。

図１７に示したようにＰｃｏｌ＞ｒＰｃｏｌのときＡｈｏｓ１’を正で与え、Ｐｃｏｌ＜ｒＰｃｏｌのときＡｈｏｓ１’を負で与える理由はコレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることによりＥＧＲ制御の制御精度を向上させるためである。例えば、Ｐｃｏｌ＞ｒＰｃｏｌのときＥＧＲ弁開口面積補正値Ａｈｏｓ１’を負で与える（ＥＧＲ弁３２を閉じる側に補正）と、図４のステップ１４で算出されるＥＧＲガス質量前回値Ｑｅｇｒｚが補正前より小さくなり、ステップ１８で算出されるＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒが補正前より小さくなる。すると、ＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒを用いて図１０のステップ３３で算出されるコレクタ圧力Ｐｃｏｌが補正前より小さくなる。コレクタ圧力Ｐｃｏｌが補正前より低下して実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌに近づくのである。

第２実施形態では、排気の一部を吸気管に還流するＥＧＲ通路３１と、ＥＧＲ通路３１を流れるＥＧＲガス量を調整し得るＥＧＲ弁３２と、ＥＧＲ弁３２を駆動するモータ３３（アクチュエータ）と、コレクタ圧力Ｐｃｏｌ（吸気管の状態量）を推定する吸気管状態量推定手段（図１０参照）と、実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌ（吸気管の状態量の実際値）を検出するコレクタ圧力センサ４６（吸気管状態量実際値検出手段）と、コレクタ圧力Ｐｃｏｌと、実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌとの差圧ΔＰ（差）を算出する差算出手段（図１５のステップ４３参照）と、差圧ΔＰに基づいて基本ＥＧＲ弁開口面積Ａ０を補正する補正手段（図１５のステップ５６、５７参照）と、ＥＧＲ弁開口面積Ａ（補正したＥＧＲ弁の開口面積）が得られるようにモータ３３を制御するアクチュエータ制御手段（図１４のステップ５３、５５参照）とを備えている。第２実施形態によれば、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁３２の計量精度）が向上する。これによって、目標ＥＧＲ率を本発明を採用しない場合より増大させてのポンピングロスの低減が可能となり、燃費をさらに向上することができる。

第２実施形態によれば、コレクタ圧力Ｐｃｏｌ（吸気管圧力の推定値）が実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌ（吸気管圧力の実際値）より大きい場合に基本ＥＧＲ弁開口面積Ａ０が小さくなる側に補正するので（図１５のステップ５６、５７、図１７参照）、コレクタ圧力Ｐｃｏｌが実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌより大きい場合に、コレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることができることから、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁３２の計量精度）が向上し、これによって本発明を採用しない場合より、目標ＥＧＲ率を増大させることができる。

第２実施形態によれば、コレクタ圧力Ｐｃｏｌ（吸気管圧力の推定値）が実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌ（吸気管圧力の実際値）より小さい場合に基本ＥＧＲ弁開口面積Ａ０が大きくなる側に補正する（図１５のステップ５６、５７、図１７参照）ので、コレクタ圧力Ｐｃｏｌが実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌより小さい場合に、コレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることができることから、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁の計量精度）が向上し、これによって本発明を採用しない場合より、目標ＥＧＲ率を増大させることができる。

（第３実施形態）
図１８のフローは、ＥＧＲ弁開口面積Ａを学習するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。図１８のフローは第１実施形態の図１１と置き換わるものである。図１１と同一部分には同一番号を付している。

第１実施形態ではコレクタ圧力Ｐｃｏｌと実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌの差圧ΔＰに基づいて、学習値としてのＥＧＲ弁開口面積Ａを更新した。第２実施形態はコレクタ温度Ｔｃｏｌと実際のコレクタ温度ｒＴｃｏｌの差温ΔＴに基づいて、学習値としてのＥＧＲ弁開口面積Ａを更新するものである。

ステップ６１ではエンジン回転速度Ｎｅ、エンジン負荷、コレクタ温度Ｔｃｏｌ、実際のコレクタ温度ｒＴｃｏｌを読み込む。上記のコレクタ温度Ｔｃｏｌは図１０のステップ３２で算出している。上記実際のコレクタ温度ｒＴｃｏｌは吸気コレクタ３に臨んでコレクタ温度センサ（図示しない）を設けておき、このコレクタ温度センサにより検出する。

ステップ４２では運転条件が図１２に示すＥＧＲ領域であるか否かをみる。エンジンの負荷と回転速度Ｎｅから定まる運転条件が図１２に示すＥＧＲ領域にないときにはそのまま今回の処理を終了する。

一方、エンジンの負荷と回転速度Ｎｅから定まる運転条件が図１２に示すＥＧＲ領域にあるときにはステップ６２に進む。ステップ６２ではコレクタ温度Ｔｃｏｌと実際のコレクタ温度ｒＴｃｏｌの差温ΔＴを
ΔＴ＝Ｔｃｏｌ−ｒＴｃｏｌ …（１６）
の式により算出する。ステップ６３でこの差温ΔＴから図１９を内容とするテーブルを検索することによりＥＧＲ弁開口面積の補正値Ａｈｏｓ２を算出する。Ｔｃｏｌ＞ｒＴｃｏｌのときＡｈｏｓ２を正で与え、Ｔｃｏｌ＜ｒＴｃｏｌのときＡｈｏｓ２を負で与える理由はコレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることにより計量精度を向上させるためである。例えば、Ｔｃｏｌ＞ｒＴｃｏｌのときＥＧＲ弁開口面積補正値Ａｈｏｓ２を負で与える（ＥＧＲ弁３２を閉じる側に補正）と、図４のステップ１４で算出されるＥＧＲガス質量前回値Ｑｅｇｒｚが補正前より小さくなり、ステップ１８で算出されるＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒが補正前より小さくなる。すると、ＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒを用いて図１０のステップ３３で算出されるコレクタ圧力Ｐｃｏｌが補正前より小さくなる。コレクタ圧力Ｐｃｏｌが補正前より低下して実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌに近づくのである。

ステップ６４では、メモリに記憶しているＥＧＲ弁開口面積を読み出し、その読み出したＥＧＲ弁開口面積にＥＧＲ弁開口面積補正値Ａｈｏｓ２を加算することにより、つまり次式によりＥＧＲ弁開口面積Ａ［ｍｍ³］を更新する。

Ａ（ｎ）＝Ａ（ｎ−１）＋Ａｈｏｓ２ …（１７）
ただし、Ａ（ｎ）：更新後のＥＧＲ弁開口面積Ａ、
Ａ（ｎ−１）：更新前のＥＧＲ弁開口面積Ａ、
更新後のＥＧＲ弁開口面積の値は更新前のＥＧＲ弁開口面積の値を記憶していた同じ場所に記憶する。第３実施形態では、このようにして更新したＥＧＲ弁開口面積Ａを図１４のステップ５１で読み込み、ＥＧＲ弁開度を制御する。

第３実施形態によれば、吸気管の状態量はコレクタ温度（吸気管温度）であるので、吸気管の状態量としてコレクタ圧力（吸気管圧力）を用いる場合の次に、ＥＧＲ弁開口面積Ａの学習精度を高くすることができる。

第３実施形態によれば、コレクタ圧力Ｐｃｏｌ（吸気管温度の推定値）が実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌ（吸気管温度の実際値）より高い場合にＥＧＲ弁開口面積Ａが小さくなる側に学習するので（図１８のステップ６３、６４、図１９参照）、コレクタ圧力Ｐｃｏｌが実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌより高い場合に、コレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることができることから、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁３２の計量精度）が向上し、これによって本発明を採用しない場合より、目標ＥＧＲ率を増大させることができる。

第３実施形態によれば、コレクタ圧力Ｐｃｏｌ（吸気管温度の推定値）が実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌ（吸気管圧力の実際値）より低い場合にＥＧＲ弁開口面積Ａが大きくなる側に学習する（図１８のステップ６３、６４、図１９参照）ので、コレクタ圧力Ｐｃｏｌが実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌより低い場合に、コレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることができることから、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁３２の計量精度）が向上し、これによって本発明を採用しない場合より、目標ＥＧＲ率を増大させることができる。

（第４実施形態）
図２０、図２１のフローは第４実施形態の推定新気質量ｅＱａｉｒ、コレクタ圧力Ｐｃｏｌをそれぞれ算出するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。第１実施形態の図９、図１０と同一部分には同一のステップ番号を付している。

第１実施形態では、図９によりエアフローメータ４２により検出される吸入空気量Ｑａｆｍに基づいて新気質量Ｑａｉｒを算出した。考えてみると、この新気質量Ｑａｉｒはセンサ（４２）に基づく値であるから実際の新気質量といえるものである。そこで、第４実施形態では新気質量を新たに算出する。この算出する新気質量を「推定新気質量」とし、記号として「ｅＱａｉｒ」を用いる。また、上記のセンサ（４２）に基づく値である新気質量Ｑａｉｒを実際の新気質量「ｒＱａｉｒ」として扱う。第４実施形態ではこの推定新気質量ｅＱａｉｒと、実際の新気質量ｒＱａｉｒの差質量ΔＱに基づいて、学習値としてのＥＧＲ弁開口面積Ａを更新する。

図２０においてステップ２２〜２５はシリンダ内新気質量Ｑｃｙｌａｉｒを算出する部分で、図９のステップ２２〜２５と同じである。

図２０のステップ７１では、新気質量前回値Ｑａｉｒｚからシリンダ内新気質量Ｑｃｙｌａｉｒを差し引くことにより、つまり次式により推定新気質量ｅＱａｉｒ［ｍｇ］を算出する。

ｅＱａｉｒ＝Ｑａｉｒｚ−Ｑｃｙｌａｉｒ …（１８）
コレクタ部に前回にはＱａｉｒｚの新気質量が存在しており、このうちから今回までにＱｃｙｌａｉｒの新気質量がシリンダに吸収されて、コレクタ部から消失する。（１８）式は、前回に存在していたＱａｉｒｚの新気質量から、今回までに消失するＱｃｙｌａｉｒの新気質量を差し引くことで、今回にコレクタ部に存在する新気質量である推定新気質量を求めるものである。Ｑｃｙｌａｉｒは本発明において新たに導入した値である。本発明によれば、新たに導入したＱｃｙｌａｉｒを用いることによって、ｅＱｃｙｌａｉｒを考慮していなかった従来よりｅＱａｉｒの算出精度が高くなる。このｅＱａｉｒを用いてコレクタ圧力Ｐｃｏｌを算出するので（図２１のステップ８２参照）、ｅＱａｉｒの算出精度が高くなると、その分コレクタ圧力Ｐｃｏｌの算出精度が向上する。

次に、図２１においてステップ８１では、大気温度Ｔａｉｒ、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒ、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ、ＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒ、推定新気流量ｅＱａｉｒを読み込む。上記の大気温度Ｔａｉｒは大気温度センサ５２（図１参照）により検出する。上記の目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒは、後述するように、エンジンの負荷と回転速度Ｎｅから図１６を内容とするマップを検索することにより求めればよい。上記のＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒは図４により算出されている。上記の推定新気流量ｅＱａｉｒは図２０により算出されている。

ステップ３２では第１実施形態と同じにコレクタ温度Ｔｃｏｌを算出する。

ステップ８２では、推定新気質量ｅＱａｉｒ、ＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒ、コクレタ温度Ｔｃｏｌ、コレクタ容積Ｖｃｏｌを用いて、コレクタ圧力Ｐｃｏｌを次式により算出する。

Ｐｃｏｌ＝（ｅＱａｉｒ×Ｋａｉｒ＋Ｑｅｇｒ×Ｋｅｇｒ）×Ｔｃｏｌ／Ｖｃｏｌ
…（１９）
（１９）式は前述の（９）式においてＱａｉｒをｅＱａｉｒに置き換えたものである。

次に、図２２のフローは、ＥＧＲ弁開口面積Ａを学習するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。図２２のフローは第１実施形態の図１１と置き換わるものである。図１１と同一部分には同一番号を付している。

図２２においてステップ９１ではエンジン回転速度Ｎｅ、エンジン負荷、エアフローメータ４２により検出される吸入空気量Ｑａｆｍ、推定新気質量ｅＱａｉｒを読み込む。推定新気質量ｅＱａｉｒは図２０により算出されている。

ステップ４２では運転条件が図１２に示すＥＧＲ領域であるか否かをみる。エンジンの負荷と回転速度Ｎｅから定まる運転条件が図１２に示すＥＧＲ領域にないときにはそのまま今回の処理を終了する。

一方、エンジンの負荷と回転速度Ｎｅから定まる運転条件が図１２に示すＥＧＲ領域にあるときにはステップ９２に進む。ステップ９２は、図９のステップ２３と同様である。すなわち、ステップ９２では吸入空気量Ｑａｆｍを新気質量前回値Ｑａｉｒｚに入れることによって新気質量前回値Ｑａｉｒｚ［ｍｇ］を算出する。これは、エアフローメータ４２に検出遅れがあるので、エアフローメータ４２の検出値をそのまま新気質量の前回値とするものである。

ステップ９３ではこの新気質量前回値Ｑａｉｒｚをそのまま実際の新気質量ｒＱａｉｒに移す。

ステップ９４では推定新気質量ｅＱａｉｒと実際の新気質量ｒＱａｉｒの差質量ΔＱを
ΔＱ＝ｅＱａｉｒ−ｒＱａｉｒ …（２０）
の式により算出する。ステップ９５でこの差質量ΔＱから図２３を内容とするテーブルを検索することによりＥＧＲ弁開口面積の補正値Ａｈｏｓ３［ｍｍ³］を算出する。ｅＱａｉｒ＞ＱａｉｒのときＡｈｏｓ３を正で与え、ｅＱａｉｒ＜ｒＱａｉｒのときＡｈｏｓ３を負で与える理由はコレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることによりＥＧＲ制御の制御精度を向上させるためである。例えば、ｅＱａｉｒ＞ｒＱａｉｒのときＥＧＲ弁開口面積補正値Ａｈｏｓ３を負で与える（ＥＧＲ弁３２を閉じる側に補正）と、図４のステップ１４で算出されるＥＧＲガス質量前回値Ｑｅｇｒｚが補正前より小さくなり、ステップ１８で算出されるＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒが補正前より小さくなる。すると、ＥＧＲガス質量Ｑｅｇｒを用いて図２１のステップ８２で算出されるコレクタ圧力Ｐｃｏｌが補正前より小さくなる。コレクタ圧力Ｐｃｏｌが補正前より低下して実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌに近づくのである。

図２２のステップ９６では、メモリに記憶しているＥＧＲ弁開口面積を読み出し、その読み出したＥＧＲ弁開口面積にＥＧＲ弁開口面積補正値Ａｈｏｓ３を加算することにより、つまり次式によりＥＧＲ弁開口面積Ａ［ｍｍ³］を更新する。

Ａ（ｎ）＝Ａ（ｎ−１）＋Ａｈｏｓ３ …（２１）
ただし、Ａ（ｎ）：更新後のＥＧＲ弁開口面積、
Ａ（ｎ−１）：更新前のＥＧＲ弁開口面積、
更新後のＥＧＲ弁開口面積の値は更新前のＥＧＲ弁開口面積の値を記憶していた同じ場所に記憶する。第４実施形態では、このようにして更新したＥＧＲ弁開口面積Ａを図１４のステップ５１で読み込み、ＥＧＲ弁開度を制御する。

第４実施形態によれば、吸気管の状態量は新気質量（吸気管の新気質量）であるので、吸気管の状態量としてコレクタ温度Ｔｃｏｌ（吸気管温度）を用いる場合の次に、ＥＧＲ弁開口面積Ａの学習精度を高くすることができる。

第４実施形態によれば、推定新気質量ｅＱａｉｒ（吸気管の新気質量の推定値）が実際の新気質量ｒＱａｉｒ（吸気管の新気質量の実際値）より大きい場合にＥＧＲ弁開口面積Ａが小さくなる側に学習するので（図２２のステップ９５、９６、図２３参照）、推定新気質量ｅＱａｉｒが実際の新気質量ｒＱａｉｒより大きい場合に、コレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることができることから、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁３２の計量精度）が向上し、これによって本発明を採用しない場合より、目標ＥＧＲ率を増大させることができる。

第４実施形態によれば、推定新気質量ｅＱａｉｒ（吸気管の新気質量の推定値）が実際の新気質量ｒＱａｉｒ（吸気管の新気質量の実際値）より小さい場合にＥＧＲ弁開口面積Ａが大きくなる側に学習するので（図２２のステップ９５、９６、図２３参照）、推定新気質量ｅＱａｉｒが実際の新気質量ｒＱａｉｒより小さい場合に、コレクタ圧力Ｐｃｏｌを実際のコレクタ圧力ｒＰｃｏｌと一致させることができることから、ＥＧＲ制御の制御精度（ＥＧＲ弁３２の計量精度）が向上し、これによって本発明を採用しない場合より、目標ＥＧＲ率を増大させることができる。

１ エンジン
２ 吸気管
８ 排気管
３１ ＥＧＲ通路
３２ ＥＧＲ弁
３３ モータ（アクチュエータ）
４１ エンジンコントローラ
４６ コレクタ圧力センサ（吸気管状態量実際値検出手段）

Claims (11)

1. 排気の一部を吸気管に還流するＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量を調整し得るＥＧＲ弁と、
   前記ＥＧＲ弁を駆動するアクチュエータと、
   吸気管の状態量を推定する吸気管状態量推定手段と、
   吸気管の状態量の実際値を検出する吸気管状態量実際値検出手段と、
   前記吸気管の状態量推定値と、前記吸気管の状態量の実際値との差または比を算出する差・比算出手段と、
   前記差または比に基づいて前記ＥＧＲ弁の開口面積を学習するか基本ＥＧＲ弁開口面積を補正する学習・補正手段と、
   前記学習したまたは前記補正したＥＧＲ弁の開口面積が得られるように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と
   を備えることを特徴とするＥＧＲ制御装置。
2. 前記吸気管の状態量は吸気管圧力であることを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ制御装置。
3. 前記吸気管圧力の推定値が前記吸気管圧力の実際値より大きい場合に前記ＥＧＲ弁の開口面積が小さくなる側に学習するかまたは前記基本ＥＧＲ弁開口面積が小さくなる側に補正することを特徴とする請求項２に記載のＥＧＲ制御装置。
4. 前記吸気管圧力の推定値が前記吸気管圧力の実際値より小さい場合に前記ＥＧＲ弁の開口面積が大きくなる側に学習するかまたは前記基本ＥＧＲ弁開口面積が大きくなる側に補正することを特徴とする請求項２または３に記載のＥＧＲ制御装置。
5. 前記吸気管圧力を前記吸気管に還流するＥＧＲガス質量と外気から導入される新気質量とに基づいて一定の周期で算出する場合に、前記ＥＧＲガス質量の前回値から、前回より今回までにシリンダに流入したシリンダ内ＥＧＲガス量を差し引くことにより前記ＥＧＲガス量の今回値を算出し、前記新気質量の前回値から、前回より今回までにシリンダに流入したシリンダ内新気質量を差し引くことにより前記新気質量の今回値を算出することを特徴とする請求項３または４に記載のＥＧＲ制御装置。
6. 前記吸気管の状態量は吸気管温度であることを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ制御装置。
7. 前記吸気管温度の推定値が前記吸気管温度の実際値より高い場合に前記ＥＧＲ弁の開口面積が小さくなる側に学習するかまたは前記基本ＥＧＲ弁開口面積が小さくなる側に補正することを特徴とする請求項６に記載のＥＧＲ制御装置。
8. 前記吸気管温度の推定値が前記吸気管圧力の実際値より低い場合に前記ＥＧＲ弁の開口面積が大きくなる側に学習するかまたは前記基本ＥＧＲ弁開口面積が大きくなる側に補正することを特徴とする請求項６または７に記載のＥＧＲ制御装置。
9. 前記吸気管の状態量は吸気管の新気質量であることを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ制御装置。
10. 前記吸気管の新気質量の推定値が前記吸気管の新気質量の実際値より大きい場合に前記ＥＧＲ弁の開口面積が小さくなる側に学習するかまたは前記基本ＥＧＲ弁開口面積が小さくなる側に補正することを特徴とする請求項９に記載のＥＧＲ制御装置。
11. 前記吸気管の新気質量の推定値が前記吸気管の新気質量の実際値より小さい場合に前記ＥＧＲ弁の開口面積が大きくなる側に学習するかまたは前記基本ＥＧＲ弁開口面積が大きくなる側に補正することを特徴とする請求項９または１０に記載のＥＧＲ制御装置。

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