JP2016089784A - エンジンのｅｇｒ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの排気圧の脈動の影響を受ける状態であっても、実際のＥＧＲ弁流量が目標流量となり得る装置を提供する。
【解決手段】吸気管（４ａ）に設けたコンプレッサ（２３）と排気管（１１ｂ）に設けたタービン（２２）とを有して吸気を過給するターボ過給機（２１）と、タービン（２２）下流の排気管（１１ｂ）からコンプレッサ（２３）上流の吸気管（４ａ）に排気の一部をＥＧＲガスとして循環させるＥＧＲ通路（１５）と、ＥＧＲ領域でＥＧＲ通路（１５）を流れるＥＧＲガス量を調整するＥＧＲ弁（１７）とを備えたエンジンのＥＧＲ制御装置において、ＥＧＲ弁（１７）の前後差圧を調整する差圧デバイス（５１）と、タービン（２２）下流の排気管の排気温度を検出する排気温度検出手段（４８）と、ＥＧＲ領域で前記検出される排気温度に基づいて差圧デバイス（５５）を制御する差圧デバイス制御手段（４１）とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明はエンジンのＥＧＲ制御装置に関する。

タービン下流の排気管からコンプレッサ上流の吸気管に排気の一部をＥＧＲガスとして循環させる低圧のＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量を調整するＥＧＲ弁とを設けたエンジンのＥＧＲ制御装置がある（特許文献１参照）。この装置では、上記ＥＧＲ弁の前後差圧を調整する絞弁を備え、差圧センサにより上記ＥＧＲ弁の前後差圧を検出し、検出した実際の前後差圧が予め定めた目標前後差圧でない場合に上記絞弁の開度を開閉制御している。

特開２００７−２１１７６７号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、差圧センサ出力がエンジンの排気圧の脈動の影響を受けるため、差圧センサ出力によりＥＧＲ弁の前後差圧を正確に検出することが困難である。ＥＧＲ弁の前後差圧を正確に検出できないと、絞り弁開度の制御精度が悪くなり、実際のＥＧＲ弁流量が目標流量から外れてしまう。

そこで本発明は、エンジンの排気圧の脈動の影響を受ける状態であっても、実際のＥＧＲ弁流量が目標流量となり得る装置を提供することを目的とする。

本発明のエンジンのＥＧＲ制御装置は、ターボ過給機と、ＥＧＲ通路と、ＥＧＲ弁とを備えている。上記ターボ過給機は吸気管に設けたコンプレッサと排気管に設けたタービンとを有して吸気を過給する。上記ＥＧＲ通路は前記タービン下流の排気管から前記コンプレッサ上流の吸気管に排気の一部をＥＧＲガスとして循環させる。上記ＥＧＲ弁はＥＧＲ領域で前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量を調整する。本発明ではさらに、差圧デバイスと、排気温度検出・算出手段と、差圧デバイス制御手段とを備える。上記差圧デバイスは前記ＥＧＲ弁の前後差圧を調整する。上記排気温度検出・算出手段は前記タービン下流の排気管の排気温度を検出または算出する。上記差圧デバイス制御手段は前記ＥＧＲ領域で前記検出されるまたは算出される排気温度に基づいて前記差圧デバイスを制御する。

本発明によれば、タービン下流の排気管の排気温度は、タービン下流の排気管の排気圧と相違して、エンジンの排気圧の脈動の影響を受けにくい。本発明では、エンジンの排気圧の脈動の影響を受けにくい排気温度に基づいて差圧デバイスを制御するため、実際のＥＧＲ弁流量が目標流量となるようにすることができる。

本発明の第１実施形態のガソリンエンジンの概略構成図である。 過給域とＬＰ−ＥＧＲ領域を示す運転領域図である。 目標ＬＰ−ＥＧＲ率の特性図である。 目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度の算出を説明するためのフローチャートである。 基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度の特性図である。 トリミング係数の特性図である。 吸入空気量に対するＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧の特性図である。 目標ＬＰ−ＥＧＲ率に対する点火時期の特性図である。 第１実施形態の差圧デバイスの目標開度の算出を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の差圧デバイスの基本開度の特性図である。 第１実施形態のベース排気温度の特性図である。 第１実施形態の差圧デバイスの開度補正係数の特性図である。 加速によって非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域に移行する場合の各パラメータの変化を示すタイミングチャートである。 減速によって非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域に移行する場合の各パラメータの変化を示すタイミングチャートである。 第２実施形態のガソリンエンジンの概略構成図である。 第２実施形態の差圧デバイスの目標開度の算出を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の差圧デバイスの基本開度の特性図である。 第２実施形態の差圧デバイスの開度補正係数の特性図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のガソリンエンジンの制御装置の概略構成図である。このエンジンの制御装置にエンジンＥＧＲ制御装置が含まれている。

エンジン１はガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」ともいう。）で、図示しない車両に搭載されている。エンジン１には、吸気通路４、排気通路１１を備える。上記の吸気通路４は、吸気管４ａ、吸気コレクタ４ｂ、吸気マニホールド４ｃで構成される。

吸気コレクタ４ｂのすぐ上流の吸気管４ａにはアクセルペダルの踏込量に応動する電子制御のスロットル装置を備える。スロットル装置は、スロットルバルブ５と、スロットルバルブ５を駆動するモータ（回転電機）６により構成されている。吸入空気は吸気管４ａを経てスロットルバルブ５によって調量される。調量された空気は吸気コレクタ４ｂに蓄えられ、この吸気コレクタ４ｂから吸気マニホールド４ｃを介して各気筒のシリンダ７（燃焼室）に分配供給される。実施形態は電子制御のスロットル装置の場合であるが、スロットルバルブとアクセルペダルとがワイヤーにより連結されたものであってよい。

燃料噴射弁８が吸気マニホールド４ｃに、点火プラグ９がシリンダ７に直接臨んでそれぞれ設けられ、燃料噴射弁８から燃料が吸気マニホールド４ｃ（吸気ポート）に噴射される。噴射された燃料は、スロットルバルブ５によって調量された空気と混合してガスとなり、このガスを点火プラグ９で着火して燃焼させる。燃焼するガスはピストン１０を押し下げる仕事をした後、排気通路１１に排出される。燃料噴射弁８を設ける位置は吸気マニホールドに限らない。シリンダ７に直接臨ませて燃料噴射弁を設けるものであってよい。

排気通路１１は、各気筒のシリンダ７からの排気が流入する排気マニホールド１１ａ、この排気マニホールド１１ａの集合部に接続される排気管１１ｂで構成される。排気中にはＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの有害三成分を含むので、これらを全て浄化するため排気マニホールド１１ａの集合部にマニホールド触媒１２を、それよりも下流の排気管１１ｂにメイン触媒１３を備えている。メイン触媒１３は例えば車両の床下に設けられる。これら各触媒１２，１３は例えば三元触媒で構成される。排気管１１ｂの末端にはマフラー１９を備えている。

エンジン１には、さらにターボ過給機２１を備える。ターボ過給機２１は、排気管１１ｂに設けられるタービン２２と、吸気管４ａに設けられるコンプレッサ２３と、これらタービン２２，コンプレッサ２３を接続する軸２４とで構成される。上記タービン２２は排気管１１ｂを流れる排気のエネルギにより回転し、タービン２２と同軸のコンプレッサ２３を駆動する。コンプレッサ２３はエアクリーナ１８を介して吸入される空気を圧縮する。圧縮されて大気圧を超える加圧空気は、吸気コレクタ４ｂへと送られる。ターボ過給機２１を働かせることで、目標過給圧を得ることができる。

ターボ過給機２１には、タービン２２をバイパスするバイパス通路２４と、このバイパス通路２４を開閉する常閉のウェイストゲートバルブ２５を備える。ウェイストゲートバルブ２５はモータ（回転電機）２６により駆動する。例えば、過給圧センサ４５により検出される実過給圧が目標過給圧より高くなったときには、モータ２６を駆動することによりウェイストゲートバルブ２５を開いてタービン２２に流入する排気の一部を、タービン２２をバイパスさせて流す。これによって、タービン回転速度がウェイストゲートバルブ２５を開く前より低下し、タービン２２と同軸のコンプレッサ回転速度も低下する。コンプレッサ回転速度が低下すると実過給圧が低下してゆき目標過給圧と一致する。実過給圧が目標過給圧と一致するタイミングでウェイストゲートバルブ２５の開度を保持させる。

コンプレッサ２３下流側の吸気管４ａには、インタークーラ２７を備える。インタークーラ２７はコンプレッサ２３により圧縮された空気を冷却するためのものである。コンプレッサ２３による空気圧縮によって温度上昇した空気がインタークーラ２７によって冷却されることで、過給効率を高めることができる。

さて、ターボ過給機２１を備えているガソリンエンジン１においても、過給域におけるノッキングの抑制のため、大量のＥＧＲ（排気再循環）を行うといった要求がある。この要求に応えるため、本実施形態では、新たにロープレッシャループＥＧＲ装置１４を設ける。ロープレッシャループＥＧＲ（以下「ＬＰ−ＥＧＲ」という。）装置１４は、ＥＧＲ通路１５、ＥＧＲ通路１５に介装されるＥＧＲクーラ１６、ＥＧＲ通路１５を開閉するＥＧＲ弁１７（例えばバタフライ弁）、ＥＧＲ弁１７を駆動するモータ（回転電機）１８で構成される。

上記のＥＧＲ通路１５は、タービン２２下流の排気管、具体的にはマニホールド触媒１２とメイン触媒１３の間の排気管１１ｂから分岐され、コンプレッサ２３上流の吸気管４ａに合流している。このように、ＥＧＲ通路１５がタービン２２下流の排気管１１ｂとコンプレッサ２３上流の吸気管４ａとを連通する場合には、タービン下流の排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との差圧でガス（排気の一部）がＥＧＲ弁１７を流れることになる。タービン下流の排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との差圧は例えば１ｋＰａ程度ときわめて小さいので、ＬＰ−ＥＧＲ装置と呼ばれる。以下では、ＬＰ−ＥＧＲ装置のＥＧＲ弁を「ＬＰ−ＥＧＲ弁」という。また、ＬＰ−ＥＧＲ弁１７を開いてＬＰ−ＥＧＲを行う運転領域を「ＬＰ−ＥＧＲ領域」、ＬＰ−ＥＧＲ弁を全閉に保持する運転領域を「非ＬＰ−ＥＧＲ領域」という。ＬＰ−ＥＧＲ装置そのものはディーゼルエンジンにおいて公知であるが、本実施形態では、ターボ過給機２１を備えるガソリンエンジン１にＬＰ−ＥＧＲ装置１４を採用している。

上記のＥＧＲクーラ１６はＬＰ−ＥＧＲ弁１７上流のＥＧＲ通路１５に設けられる。ＥＧＲクーラ１６はＥＧＲ通路１５を流れるガス（排気の一部）を冷却するものである。このため、ＬＰ−ＥＧＲ領域では冷却されたガスがＬＰ−ＥＧＲ弁１７を流れる。

ここで、ターボ過給機２１を備えるガソリンエンジン１にＬＰ−ＥＧＲ装置１４を新たに採用した理由を説明する。ターボ過給機を備えないガソリンエンジンに適用され、比較的高温の排気の一部を吸気コレクタ４ｂに流入させるＥＧＲ装置がある。このＥＧＲ装置では、排気通路１１と吸気コレクタ４ｂの間の比較的大きな差圧（負圧）でＥＧＲ弁をガスが流れるので、ハイプレッシャループＥＧＲ（以下「ＨＰ−ＥＧＲ」という。）装置と呼ばれる。

ターボ過給機を備えるガソリンエンジンにＨＰ−ＥＧＲ装置を適用することを考える。まず、過給していないときには吸気コレクタ４ｂに大気圧より低い圧力（負圧）が発達し、排気圧との差圧が大きくなるので、ＥＧＲ弁を開けばガス（ＥＧＲガス）を吸気コレクタ４ｂに吸い込ませることができる。しかしながら、ターボ過給機による過給の開始で吸気コレクタ４ｂの圧力は、負圧から大気圧へ、大気圧からさらに大気圧を超える圧力へと高くなっていく。吸気コクレタ４ｂの圧力が大気圧を超える圧力へと高くなると、排気圧との差圧が小さくなってしまう。吸気コレクタ４ｂにおいて大気圧を超える圧力とは過給圧のことであり、過給圧が高くなるほど、排気圧との差圧がさらに小さくなる。排気圧との差圧が小さくなると、特に大量のＥＧＲガスを吸気コレクタ４ｂに吸い込ませることができなくなる。

一方、ＬＰ−ＥＧＲ装置では、タービン下流の相対的に低い排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との微小な差圧（１ｋＰａ程度）でガス（ＥＧＲガス）がＥＧＲ通路１５を流れるので、過給圧の影響を受けることがない。つまり、ターボ過給機２１を備えるガソリンエンジン１にＬＰ−ＥＧＲ装置１４を追加することで、ターボ過給機２１による過給中にあっても大量のＥＧＲガスを吸気通路に導入できる。

さらに説明すると、図２に本実施形態の過給域とＬＰ−ＥＧＲ領域とを重ねて示す。図２において、吸気コレクタ４ｂの圧力が大気圧となる場合を破線のラインで示している。本実施形態では、吸気コレクタ４ｂの圧力が大気圧より高くなる領域（破線より上の領域）が過給域、吸気コレクタ４ｂの圧力が大気圧以下となる領域（破線より下の領域）が非過給域である。一方、ＬＰ−ＥＧＲ領域は全体としてほぼ等脚台形状であり、本実施形態では過給域の中にＬＰ−ＥＧＲ領域が大きく生じている。

このため、本実施形態では、運転領域が次のように４つの領域に区分される。

〈１〉過給域かつＬＰ−ＥＧＲ領域（Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅで囲まれた領域）
〈２〉過給域かつ非ＬＰ−ＥＧＲ領域（ハッチングで示す領域）
〈３〉非過給域かつＬＰ−ＥＧＲ領域（Ａ−Ｂ−Ｅ−Ｆで囲まれた領域）
〈４〉非過給域かつ非ＬＰ−ＥＧＲ領域
ここで、図２において等脚台形の角をＡ，Ｃ，Ｄ，Ｆとし、等脚台形と破線が交わる点をＢ，Ｅとしている。また、破線の両端をＧ，Ｊとし、Ｇ−Ｈ−Ｉのラインを全負荷時のラインとしている。なお、ＬＰ−ＥＧＲ領域は、全体としてほぼ等脚台形状である場合に限られるものでない。エンジン、ターボ過給機、ＬＰ−ＥＧＲ装置１４の仕様が異なれば、ＬＰ−ＥＧＲ領域の形状が違ったものとなり得る。

図１に示したように、本実施形態ではさらに、コンプレッサ２３をバイパスするバイパス通路３１を備える。バイパス通路３１には、モータ（回転電機）３３により駆動されるリサーキュレーションバルブ３２が設けられている。このバルブ３２は、車両減速のためスロットルバルブ５が閉じられた際に、スロットルバルブ５からコンプレッサ２３までの吸気管４ａに閉じ込められた加圧空気をコンプレッサ２３上流側に再循環（リサーキュレーション）させるためのものである。一方、車両減速時以外の運転域でターボ過給機２１により過給が行われている場合には、バルブ３２が基本的に全閉保持され、コンプレッサ２３の上流側の空気（ＥＧＲガスを含む）の全てがコンプレッサ２３に導かれる。

ここで、リサーキュレーションバルブ３２が必要となる理由はディーゼルエンジンとガソリンエンジンとでスロットルバルブの扱いが異なることによるものである。すなわち、ディーゼルエンジンでは、スロットルバルブは常時開かれており、必要な場合に限って閉じられる。一方、ガソリンエンジンでは、スロットルバルブ５は、吸気コレクタ４ｂのすぐ上流に設けられ、アクセルペダルの踏込量に応動してその開度が変化する。

このような違いにより、ガソリンエンジンでは、ターボ過給機２１により過給をしている状態から車両を減速させるためにアクセルペダルを戻すと、これに応動してスロットルバルブ開度が一定量、ステップ的に小さくなる。このスロットルバルブ開度の急な減少でスロットルバルブ５からコンプレッサ２３までの吸気管４ａ内に存在する加圧空気の行き場がなくなる。その上、車両減速時からのコンプレッサ２３の稼働によって、スロットルバルブ５からコンプレッサ２３までの吸気管４ａの圧力がさらに上昇する。すると、コンプレッサ下流で圧力の高くなった空気はコンプレッサ２３に向かって逆流する。そして、逆流する加圧空気がコンプレッサ２３を通過して上流に逃れる際にコンプレッサ２３から音（騒音）が発生する。このような車両減速時に発生する騒音は車両室内の静粛性に影響する。そこで、過給域からの車両減速時にはバルブ３２を全閉状態から開状態へと切換え、コンプレッサ上流の加圧空気を、コンプレッサ２３をバイパスしてコンプレッサ上流に解放（リサーキュレーション）することで、車両減速時の騒音の発生を防止するのである。

次に、ＬＰ−ＥＧＲ装置１４を用いてＬＰ−ＥＧＲ制御を行う場合のＥＧＲ率を単に「ＥＧＲ率」というとすると、燃焼室７内のＥＧＲ率の目標値（以下、「目標ＥＧＲ率」という。）のマップ特性は図３に示したようになっている。すなわち、図３のように、全体としてほぼ等脚台形状のＬＰ−ＥＧＲ領域を大きく２つに分け、高負荷側の領域で１０％、低負荷側の領域で２０％としている。ここで、本実施形態ではＥＧＲ率は次式で定義される値である。

ＥＧＲ率＝ＬＰ−ＥＧＲ弁流量／（新気量＋ＬＰ−ＥＧＲ弁流量）
…（１）
（１）式の新気量はエアフローメータ４２により検出される空気量のこと、（１）式のＬＰ−ＥＧＲ弁流量はＬＰ−ＥＧＲ弁１７を流れるガス量のことである。ＬＰ−ＥＧＲ弁流量は、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧と、ＬＰ−ＥＧＲ弁開口面積Ｓｅｇｒとで定まる。

高負荷側の領域で低負荷側の領域より目標ＥＧＲ率を小さくしている理由は次の通りである。すなわち、高負荷側においてもターボ過給機により新気をシリンダ７に押し込めることができれば、高負荷側でも低負荷側と同じに目標ＥＧＲ率を２０％にすることができる。しかしながら、実際にはターボ過給機により新気をシリンダ７に押し込むにしても、押し込むことのできる新気量には限界がある。一方、高負荷側では低負荷側より大きなエンジントルクを発生させる必要がある。そこで、高負荷側では低負荷側よりノッキングが生じない範囲で目標ＥＧＲ率を小さくし、その小さくした分だけシリンダ７内での燃焼状態をよくすることで、低負荷側よりも大きなエンジントルクが得られるようにするのである。なお、図３では、目標ＥＧＲ率を２段階で設定しているが、目標ＥＧＲ率を２段階に設定する場合に限定されるものでない。目標ＥＧＲ率を３段階以上に、あるいは連続的に目標ＥＧＲ率を変化させるものであってよい。

図１に示したように、燃料噴射弁８及び点火プラグ９に加えて、ＬＰ−ＥＧＲ弁１７、ウェイストゲートバルブ２５、リサーキュレーションバルブ３２を制御するため、エンジンコントローラ４１を備える。エンジンコントローラ４１はマイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等の周辺機器を備えたコンピュータユニットとして構成されている。エンジンコントローラ４１には、エアフローメータ４２、アクセルセンサ４３、クランク角センサ４４、過給圧センサ４５からの信号が入力する。ここで、エアフローメータ４２は吸気管４ａ内に流入する空気量（質量流量）を検出する。アクセルセンサ４３はアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）及びその変化量を検出する。クランク角センサ４４はエンジン回転速度を検出する。過給圧センサ４５は吸気コレクタ４ｂの圧力（実過給圧）を検出する。

エンジンコントローラ４１で行われるＬＰ−ＥＧＲ制御を、図４のフローチャートを参照して説明する。図４のフローチャートは目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度を算出するためのものである。図４のフローは一定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ１では、ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ＝１であるか否かをみる。ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ（エンジン始動時にゼロに初期設定）は、エンジンの回転速度Ｎｅとエンジン負荷から定まるエンジンの運転点が図２に示したＬＰ−ＥＧＲ領域にあるときにゼロから１に切換わるフラグである。ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ＝１であるときにはＬＰ−ＥＧＲを行わせるためステップ２〜５に進む。

ステップ２〜５はＬＰ−ＥＧＲ領域で目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度を算出する部分である。まず、ステップ２では、エンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷から前述の図３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。図３に示したように目標ＥＧＲ率はエンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷をパラメータとするマップ上に予め定められている。

ステップ３では、この目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒから図５を内容とするテーブルを検索することにより、基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度ｖｏＥＧＲ０を算出する。図５に示したように基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度は目標ＥＧＲ率が大きくなるほど大きくなる値である。本実施形態では、目標ＥＧＲ率が１０％と２０％しか採り得ないので、目標ＥＧＲ率が１０％のとき基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度は所定値ａに、目標ＥＧＲ率が２０％のとき基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度は所定値ｂになる。

ステップ４では、エンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷から図６を内容とするマップを検索することにより、トリミング係数Ｋｔｒｍ［無名数］を算出する。トリミング係数は１．０を中心とする値である。図６に示したように、ＬＰ−ＥＧＲ領域のうち、低回転速度低負荷側の領域に１．１が、高回転速度高負荷側の領域に０．９が、残りの領域に１．０が入っている。トリミング係数が１．０を超えるときには目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度が増大する側に、トリミング係数が１．０を下回るときには目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度が減少する側に補正される。

ステップ５では、基本ＬＰ−ＥＧＲ弁開度ｖｏＥＧＲ０にトリミング係数Ｋｔｒｍを乗算することによって、つまり次式により目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度ｖｏＥＧＲを算出する。

ｖｏＥＧＲ＝ｖｏＥＧＲ０×Ｋｔｒｍ …（２）
上記のトリミング係数Ｋｔｒｍは、吸入空気量Ｑａ（エンジン負荷）とエンジン回転速度Ｎｅが相違しても、目標ＥＧＲ率が得られるようにするためのものである。

上記トリミング係数Ｋｔｒｍの役割について具体的に説明する。たとえばエンジン回転速度Ｎｅが一定の条件でみると、図７に示したように吸入空気量Ｑａに対してＬＰ−ＥＧＲ弁１７の前後差圧が変化する。これは吸入空気量Ｑａが多くなるほど排気温度が高くなり、排気温度が高くなるほどＥＧＲ通路１５の分岐部の排気圧が２次関数的に大きくなるためである。図７より、吸入空気量Ｑａが相対的に小さい低負荷側では相対的に小さな差圧しか得られず、吸入空気量Ｑａが相対的に大きい高負荷側では相対的に大きな差圧が得られる。このことは、低負荷側ではＬＰ−ＥＧＲ弁流量が相対的に小さく（ＬＰ−ＥＧＲ弁をＥＧＲガスが流れにくく）、高負荷側ではＬＰ−ＥＧＲ弁流量が相対的に大きく（ＬＰ−ＥＧＲ弁をＥＧＲガスが流れ易く）なることを意味する。いま、吸入空気量Ｑａが相対的に小さい低負荷と吸入空気量Ｑａが相対的に大きい高負荷の中間の吸入空気量Ｑａを適合時の吸入空気量として選択し、適合時の吸入空気量をＱ１としたとする。このとき、適合時の吸入空気量Ｑ１より小さな低負荷側では、適合時のＬＰ−ＥＧＲ弁流量よりＬＰ−ＥＧＲ弁流量が少なくなる。ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が少なくなると、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて小さくなってしまう。そこで、図６に示したように、低負荷側では１．１のトリミング係数を与えてＬＰ−ＥＧＲ弁開度を増大補正することで、低負荷側でも実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて小さくならないようにする。

また、適合時の吸入空気量Ｑ１より高負荷側では、適合時のＬＰ−ＥＧＲ弁流量よりＬＰ−ＥＧＲ弁流量が多くなる。ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が多くなると、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて大きくなってしまう。そこで、図６に示したように、高負荷側では０．９のトリミング係数を与えてＬＰ−ＥＧＲ弁開度を減少補正することで、高負荷側でも実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率から外れて大きくならないようにする。

本実施形態では、ＬＰ−ＥＧＲ領域を３つに区分し、領域毎に１つのトリミング係数を与えている（つまり段階的に３つの異なるトリミング係数を与えている）が、この場合に限定されるものでない。段階的に４つ以上の異なるトリミング係数を与えるものであっても、また無段階にトリミング係数を与えるものであってもよい。

図４のステップ１で、ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ＝０であるときにはステップ６に進み、目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度ｖｏＥＧＲにゼロを入れる。これによって、ＬＰ−ＥＧＲ弁１７を全閉状態とする。

図示しないフローでは、この目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度ｖｏＥＧＲが得られるようＬＰ−ＥＧＲ弁アクチュエータであるモータ１８に信号を出力する。

さて、ＬＰ−ＥＧＲ装置１４においては、特にＬＰ−ＥＧＲ弁１７の前後差圧が小さい低回転速度側や低負荷側で、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量を大きくすることができない。上記ＬＰ−ＥＧＲ弁１７の前後差圧を、以下「ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧」という。あるいは単に「前後差圧」ともいう。

ここで、「ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧」とは、ＥＧＲ通路１５の分岐部の排気圧と、ＥＧＲ通路１５の合流部の吸気圧との差の圧力からＥＧＲクーラ１６の流路抵抗に伴う圧力損失分を差し引いた値、つまり次式により算出される値である。

ΔＰ＝（Ｐａ−Ｐｂ）−ΔＰ１ …（３）
ただし、Ｐａ：ＥＧＲ通路の分岐部の排気圧、
Ｐｂ：ＥＧＲ通路の合流部の吸気圧、
ΔＰ：ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧、
ΔＰ１：ＥＧＲクーラの流路抵抗に伴う圧力損失分、
このため、本実施形態では、ＥＧＲ通路１５の合流部（ＥＧＲ通路１５から吸気コンプレッサ上流の吸気管４ａへのＥＧＲガス流出口）より上流の吸気管４ａに常開の差圧デバイス５１を設け、この差圧デバイス５１をアクチュエータ５２によって駆動する。ここで、差圧デバイス５１としてはバタフライ弁のような絞弁で構成する。そして、アクチュエータ５２に与える制御量に応じて差圧デバイス５１の開度（以下、「差圧デバイス開度」という。）を調整することで、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧を制御する。これによって、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量を調整する。

例えば、エンジン１の同じ運転条件において、差圧デバイス開度を基本開度より小さくし吸入空気量を減少させたとする。これによって、ＥＧＲ通路の合流部の吸気圧Ｐｂが基本開度のときより低下するため、上記（３）式よりＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧ΔＰが上昇する。一方、エンジン１の同じ運転条件において、差圧デバイス開度を基本開度より大きくし吸入空気量を増加させたとする。これによって、ＥＧＲ通路の合流部の吸気圧Ｐｂが基本開度のときより上昇するため、上記（３）式よりＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧ΔＰが低下する。これより、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧ΔＰを上昇させるには差圧デバイス開度を基本開度より小さくし、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧ΔＰを低下させるには差圧デバイス開度を基本開度より大きくすればよいことがわかる。

この場合、エンジン１の運転条件によっては、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が予め定めた目標前後差圧より大きく乖離することがある。この実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より大きく乖離する場合としては、次のような場合である。すなわち、図１３で後述するように、車両の加速によって非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域へと移行する場合や、図１４で後述するように、車両の減速によって非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域へと移行する場合である。

例えば、車両の加速によって非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域へと移行する場合に、エンジンの運転条件に応じた排気温度（＝ベース排気温度）はステップ的に上昇する（図１３の最下段の一点鎖線参照）。一方、このベース排気温度に対して、実際の排気温度は一次遅れで応答する（図１３の最下段の実線参照）。すると、ステップ的に上昇するベース排気温度に対応する前後差圧（＝目標前後差圧）に対して、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が一次遅れで応答する。これによって実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧と一致するまでの期間で実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より乖離する。

このように差圧センサにより検出される実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より小さい期間では、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標流量よりも小さくなってしまう。これに対処するには、差圧センサにより検出される実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より小さい期間で、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧ΔＰが上昇するように差圧デバイス開度を小さくなる側に補正することである。

また、車両の減速によって非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域へと移行する場合に、エンジンの運転条件に応じた排気温度（＝ベース排気温度）はステップ的に低下する（図１４の最下段の一点鎖線参照）。一方、このベース排気温度に対して、実際の排気温度は一次遅れで応答する（図１４の最下段の実線参照）。すると、ステップ的に低下するベース排気温度に対応する前後差圧（＝目標前後差圧）に対して、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が一次遅れで応答する。これによって実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧と一致するまでの期間で実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より乖離する。

このように実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より大きい期間では、ＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標流量よりも大きくなってしまう。これに対処するには、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧を検出する差圧センサを設ける。そして、差圧センサにより検出される実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より大きい期間で、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧ΔＰが低下するように差圧デバイス開度を大きくなる側に補正することである。

しかしながら、差圧センサの出力はエンジン１の排気圧の脈動の影響を受けて変動する。このエンジン１の排気圧の脈動の影響を受けて、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標流量を外れることがある。例えば、実際にはＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より大きいのに、センサ出力により得られる前後差圧が目標前後差圧より小さかったとする。この場合には、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より上昇するように差圧デバイス開度が小さくなる側に補正されてしまう。つまり、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より上昇するため、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標流量を外れて大きくなる。実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標流量を外れて大きくなると、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きくなる。図８に示したように、点火時期を目標ＥＧＲ率が大きくなるほど進角側に設定しているので、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より大きくなると、点火時期の進角が足りないことになり、燃焼室７内での燃焼状態が悪化する。

一方、実際にはＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より小さいのに、センサ出力により得られる前後差圧が目標前後差圧より大きかったとする。この場合には、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より低下するように差圧デバイス開度が大きくなる側に補正されてしまう。つまり、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より低下するため、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標流量を外れて小さくなる。実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標流量を外れて小さくなると、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さくなる。図８に示したように、目標ＥＧＲ率が大きくなるほど進角側に設定しているので、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率より小さくなると、点火時期の遅角が足りないことになり、ノッキングが生じ得る。

そこで本発明の第１実施形態では、タービン２２下流の排気管１１ｂの排気温度を検出する温度センサ（排気温度検出手段）を設け、この検出される排気温度に基づいて差圧デバイス開度を補正する。

差圧センサにより、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧を検出する場合、具体的には上記（３）式のＥＧＲ通路１５の分岐部の排気圧Ｐａを検出している。このＥＧＲ通路１５の分岐部の排気圧ＰａとＥＧＲ通路の分岐部の排気温度とは強く相関する一方で、ＥＧＲ通路の分岐部の排気温度はＥＧＲ通路１５の分岐部の排気圧Ｐａと相違して、エンジン１の排気圧の脈動の影響を受けにくい。そこで、ＥＧＲ通路１５の分岐部の排気圧に代えて、ＥＧＲ通路１５の分岐部の排気温度を用いることとしたものである。

この場合、温度センサを設ける位置としては、ＥＧＲ通路１５の分岐部（タービン２２下流の排気管１１ｂからＥＧＲ通路１５へのＥＧＲガス流入口）やこれに近接した位置とすることが考えられる。

ただし、温度センサを設ける位置はこの位置に限定されるものでない。例えば、スペースの関係でＥＧＲ通路１５の分岐部やこれに近接した位置に温度センサを設けることが困難であることがある。この場合には、タービン２２下流の排気管１１ｂであって、ＥＧＲ通路１５の分岐部より上流の排気管１１ｂに温度センサを設け、この温度センサ出力に基づいてＥＧＲ通路１５の分岐部の排気温度を推定することであってよい。

また、既設の温度センサ４８を流用することであってよい。すなわち、本実施形態では、ターボ過給機２１を制御するため、タービン２２下流の排気管１１ｂであって、ＥＧＲ通路１５の分岐部より上流の排気管１１ｂに既設の温度センサ４８が設けられている。そこで本実施形態では、この既設の温度センサ４８を流用することで、新たに温度センサを追加して設けることによるコストアップを回避する。

このように、ＥＧＲ通路１５の分岐部より上流の排気管１１ｂに温度センサを新たに設けたり、既設の温度センサ４８を流用したりするときには、温度センサ４８の取り付け位置からＥＧＲ通路１５の分岐部までの間で温度低下が生じる。このため、温度センサの取り付け位置でＥＧＲ通路１５の分岐部の排気温度を推定するのでは、上記温度低下分だけの誤差が生じる。しかしながら、この温度低下分は予め知り得る。よって、ＥＧＲ通路１５の分岐部上流の排気管１１ｂに新たに温度センサを追加して設けたり、既設の温度センサ４８を流用したりすることであっても、ＥＧＲ通路１５の分岐部の排気温度を精度良く推定（算出）することができる。

本実施形態は、既設の温度センサ４８によりＥＧＲ通路１５の分岐部の排気温度を検出する場合であるが、この場合に限定されるものでもない。例えば、ＥＧＲ通路１５の分岐部の排気温度をエンジンの運転条件より算出する場合であってよい。

エンジンコントローラ４１で実行されるこの制御を図９のフローチャートを参照して説明する。図９のフローは、差圧デバイス５１の目標開度［ｄｅｇ］を算出するためのもので、図４のフローに続けて一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ１１では、ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ＝１であるか否かをみる。図１３で後述するように車両の加速によって非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域へと移行する場合、図１４で後述するように車両の減速によって非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域へと移行する場合に、ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグがゼロから１に切換わる。ＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ＝１であるときには差圧デバイス５１を制御するためステップ１２〜１７に進む。

ステップ１２では、エンジン回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］とエンジントルク［Ｔｍ］から、図１０を内容とするマップ検索することにより、差圧デバイス５１の基本開度θ０１［ｄｅｇ］を算出する。ここで、上記のエンジントルクはエンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度から所定のマップを検索することにより求めればよい。

上記の差圧デバイス５１は例えばバタフライ弁である。このため、差圧デバイス５１が採り得る最大開度は９０ｄｅｇである。このとき差圧デバイス５１が全開位置となる。一方、差圧デバイス５１が採り得る最小開度は０ｄｅｇである。このとき差圧デバイス５１が全閉位置となる。

図１０に示したように差圧デバイス５１の基本開度θ０１はエンジン回転速度Ｎｅが一定の条件でエンジントルクが大きくなるほど、例えば１０，３０，５０，７０ｄｅｇと大きくなる値である。これは、エンジントルクが大きくなるほど吸入空気量を増大させる必要があるためである。

また、図１０に示したように差圧デバイス５１の基本開度θ０１はエンジントルクが一定の条件でエンジン回転速度Ｎｅが高くなるほど、例えば１０，３０，５０，７０ｄｅｇと大きくなる値である。これは、エンジンン回転速度Ｎｅが高くなるほど、吸入空気の供給遅れが出ないように吸入空気量を増大させる必要があるためである。

ステップ１３では、エンジン回転速度Ｎｅとエンジントルクから、図１１を内容とするマップを検索することにより、ベース排気温度Ｔｂａｓｅ［℃］（所定温度）を算出する。

ここで、「ベース排気温度」とは、ＥＧＲ通路１５の分岐部の排気温度の目標値（つまり目標排気温度）のことである。このベース排気温度は、エンジントルクとエンジン回転速度Ｎｅを相違させて適合により求めることになる。スロットルバルブ開度を一定とすれば、差圧デバイス５１の基本開度θ０１により吸入空気量が定まり、その吸入空気量によりベース排気温度Ｔｂａｓｅが定まる。よって、図１１に示したようにベース排気温度Ｔｂａｓｅの概略の傾向は、図１０に示した差圧デバイス５１の基本開度θ０１の概略の傾向と同じである。すなわち、図１１に示したようにベース排気温度Ｔｂａｓｅはエンジン回転速度Ｎｅが一定の条件でエンジントルクが大きくなるほど、例えば１００，２００，３００，４００℃と高くなる値である。また、ベース排気温度Ｔｂａｓｅはエンジントルクが一定の条件でエンジン回転速度Ｎｅが高くなるほど、例えば１００，２００，３００，４００℃と高くなる値である。

ステップ１４では、温度センサ４８により検出される、タービン２２下流の排気管１１ｂの実際の排気温度を、ＥＧＲ通路１５の分岐部の実際の排気温度（この実際の排気温度を、以下「実排気温度」という。）Ｔｒｅａｌ［℃］として読み込む。上記のように温度センサ４８の取り付け位置からＥＧＲ通路１５の分岐部までの間に無視できない温度低下分があるときには、温度センサ検出値から温度低下分を差し引いた値を実排気温度としてやればよい。

ステップ１５では、ＥＧＲ通路１５の分岐部の目標温度としてのベース排気温度Ｔｂａｓｅと、実排気温度Ｔｒｅａｌの差を差排気温度ΔＴ［℃］として、つまり次式により差排気温度ΔＴを算出する。

ΔＴ＝Ｔｂａｓｅ−Ｔｒｅａｌ …（４）
ステップ１６では、この差排気温度ΔＴから、図１２を内容とするテーブルを検索することにより、差圧デバイス５１の開度補正係数Ｈｋａｉ１［無名数］を算出する。

ステップ１７では、差圧デバイス５１の開度補正係数Ｈｋａｉ１を上記の基本開度θ０１に乗算することによって、つまり次式により差圧デバイス５１の目標開度θ［ｄｅｇ］を算出する。

θ＝θ０１×Ｈｋａｉ１ …（５）
図１２に示したように、まず差排気温度ΔＴがゼロ（実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅと一致する）のとき、差圧デバイス５１の開度補正係数Ｈｋａｉ１は１．０である。開度補正係数Ｈｋａｉ１＝１．０であるときには、（５）式より差圧デバイスの基本開度θ０１がそのまま差圧デバイスの目標開度θとなる。つまり、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅと一致するときには、差圧デバイス５１の開度補正は行われない。

次に、差排気温度ΔＴがゼロでない場合を説明すると、差排気温度ΔＴが正の値であるか負の値であるかによって、開度補正係数Ｈｋａｉ１の値が相違する。すなわち、差圧デバイス５１の開度補正係数Ｈｋａｉ１は基本的に正の値であるが、図１２に示したように、差排気温度ΔＴが正の値であるとき、差圧デバイス５１の開度補正係数Ｈｋａｉ１は１．０より小さくなる正の値である。差排気温度ΔＴが正の値である（実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより低い）とき、１．０より小さくなる正の値である開度補正係数Ｈｋａｉ１によって差圧デバイスの基本開度θ０１が小さくなる側に補正される。

実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより低いときに、差圧デバイスの基本開度θ０１を小さくなる側に補正する理由は次の通りである。すなわち、車両の加速によって非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域へと移行する場合に、ステップ的に上昇するベース排気温度Ｔｂａｓｅに対して、実排気温度Ｔｒｅａｌが一次遅れで応答する。このため、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅと一致するまでの期間で、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより低くなる。実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより低くなる期間で実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より小さくなり、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標流量より低下する。このＬＰ−ＥＧＲ弁流量の低下を避けるには、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧を大きくする側に補正することであり、そのためには上記（３）式より、ＥＧＲ通路１５の合流部の吸気圧を低下させることである。ＥＧＲ通路１５の合流部の吸気圧を低下させるには差圧デバイスの基本開度θ０１を小さくなる側に補正すれば吸入空気量が減ってＥＧＲ通路１５の合流部の吸気圧が低下することになるためである。

一方、図１２に示したように、差排気温度ΔＴが負の値であるとき、差圧デバイス５１の開度補正係数Ｈｋａｉ１は１．０より大きくなる正の値である。差排気温度ΔＴが負の値である（実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより高い）とき、１．０より大きくなる正の値である開度補正係数Ｈｋａｉ１によって差圧デバイスの基本開度θ０１が大きくなる側に補正される。

実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより高いときに、差圧デバイスの基本開度θ０１を大きくなる側に補正する理由は次の通りである。すなわち、車両の減速によって非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域へと移行する場合に、ステップ的に低下するベース排気温度Ｔｂａｓｅに対して、実排気温度Ｔｒｅａｌが一次遅れで応答する。このため、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅと一致するまでの期間で、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより高くなる。実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより高くなる期間で実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が目標前後差圧より大きくなり、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標流量より増加する。このＬＰ−ＥＧＲ弁流量の増加を避けるには、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧を小さくする側に補正することであり、そのためには上記（３）式より、ＥＧＲ通路１５の合流部の吸気圧を上昇させることである。ＥＧＲ通路１５の合流部の吸気圧を上昇させるには差圧デバイスの基本開度θ０１を大きくなる側に補正すれば吸入空気量が増えてＥＧＲ通路１５の合流部の吸気圧が上昇することになるためである。

一方、図９のステップ１１で、非ＬＰ−ＥＧＲ領域にあることよりＬＰ−ＥＧＲ許可フラグ＝０であるときには差圧デバイスの開度補正は必要ないと判断し、ステップ１８に進む。ステップ１８では差圧デバイス５１を初期状態に戻すため、差圧デバイス５１の目標開度θに最大開度θｍａｘ［ｄｅｇ］を入れる。これによって、差圧デバイス５１を全開状態（初期状態）とする。

このように算出した差圧デバイス５１の目標開度θは、図示しないフローにより、差圧デバイス５１のアクチュエータ５２に出力する。

図１３は、アクセルペダルを一定量踏み増しして加速を行うことで非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域に移行する場合に、各パラメータがどのように変化するのかをモデルで示すタイミングチャートである。また、図１４は、アクセルペダルを一定量戻して減速を行うことで非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域に移行する場合に、各パラメータがどのように変化するのかをモデルで示すタイミングチャートである。

ここで、車両の加速による非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域への移行時や車両の減速による非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域への移行時を考えるのは次の理由からである。すなわち、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度から大きく乖離することになる運転条件は車両の加速による非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域への移行時や車両の減速による非ＬＰ−ＥＧＲ領域からＬＰ−ＥＧＲ領域への移行時であるためである。

なお、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより大きく乖離することになる運転条件はこれらの場合に限られない。例えば、ＬＰ−ＥＧＲ領域内において、目標ＥＧＲ率が小さい値から大きい値へとステップ的に変化する場合や、この逆に目標ＥＧＲ率が大きい値から小さい値へとステップ的に変化する場合にも、実排気温度がベース排気温度から乖離する。したがって、これらの場合にも、本発明の適用がある。

上記の各パラメータとは、図１３，図１４において上からアクセル開度、目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度、差圧デバイス５１の開度補正係数Ｈｋａｉ、差圧デバイス開度、ＥＧＲ率、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧、ＥＧＲ通路１５の分岐部の排気温度である。本実施形態の場合を実線で、比較例の場合（本実施形態の差圧デバイス５１の開度補正がない場合）を破線で重ねて示している。

まず、図１３から説明する。図１３最上段に示したように、アクセル開度をｔ１のタイミングで所定値ＡＣＣ１から一定量踏み増しし、ｔ３のタイミングから所定値ＡＣＣ２を維持したとする。このとき、目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度は、図１３第２段目に示したように、ゼロから所定値ｖｏＥＧＲ１へとステップ的に大きくなる。

ベース排気温度Ｔｂａｓｅは、図１３最下段に一点鎖線で重ねて示したようにｔ１のタイミングで所定値Ｔｂ１から増加し、ｔ３のタイミングより所定値Ｔｂ２を維持する。一方、温度センサ４８により検出される実排気温度Ｔｒｅａｌは、図１３最下段に実線で示したように変化する。すなわち、ステップ的に上昇するベース排気温度Ｔｂａｓｅに対してほぼ一次遅れで変化し、ｔ４のタイミングでベース排気温度Ｔｂａｓｅと一致している。

ベース排気温度Ｔｂａｓｅに対応するＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧（＝目標前後差圧）は図１３第６段目に一点鎖線で重ねて示したようにステップ的に上昇する。また、ベース排気温度Ｔｂａｓｅに対応するＥＧＲ率（＝目標ＥＧＲ率）は図１３第５段目に一点鎖線で重ねて示したようにゼロからステップ的に上昇する。

この場合に、比較例では、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧（以下、「実前後差圧」という。）が、一次遅れで上昇する実排気温度Ｔｒｅａｌに対応するものとなる。すなわち、比較例の実前後差圧は図１３第６段目に破線で重ねて示したように目標前後差圧に対して一次遅れで上昇する。比較例の実前後差圧が目標前後差圧に対して一次遅れで上昇すると、比較例の実際のＥＧＲ率（以下「実ＥＧＲ率」という。）が、図１３第５段目に破線で重ねて示したように、目標ＥＧＲ率に対して一次遅れで上昇する。このように比較例の実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に対して一次遅れで上昇するのでは、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致するまでの期間で実ＥＧＲ率の不足が生じる。実ＥＧＲ率の不足が生じるとノッキングが生じ得る。

なお、目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度をゼロから正の値へと切換え（ＬＰ−ＥＧＲ弁を開き）ＥＧＲガスをＥＧＲ通路１５に流しても、ＥＧＲガスが吸気管４ａ、吸気コレクタ４ｂ、吸気マニホールド４ｃを通って実際に燃焼室７に到達するまでには時間的遅れがある。このため、目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度をゼロから正の値へと切換えたタイミングで実ＥＧＲ率がゼロから正の値へと大きくなることはない。実際には目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度をゼロから正の値へと切換えたタイミングより所定の時間遅れの後に実ＥＧＲ率がゼロから正の値へと大きくなる。しかしながら、こうしたＥＧＲガスの時間的な供給遅れを無視したほうが、理解が容易であるため、目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度をゼロから所定値へと切換えたタイミングで実ＥＧＲ率がゼロから所定値へと大きくなるものとしている。

一方、本実施形態では、図１３第４段目に一点鎖線で示したように、差圧デバイスの基本開度θ０１がｔ１のタイミングより算出される。すなわち、基本開度θ０１はｔ１のタイミングで最大開度θｍａｘより減少し、ｔ３のタイミングで、所定値ＡＣＣ２とそのときのエンジン回転速度Ｎｅに応じた所定値θ０１１へと減少する。その後は所定値θ０１１を維持する。

さらに本実施形態では、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅに対して一次遅れで上昇するｔ１からｔ４までの期間で、差排気温度ΔＴが正の値で算出される。差排気温度Δが正の値であると、差圧デバイスの開度補正係数Ｈｋａｉ１が、図１３第３段目に実線で示したように、ｔ１のタイミングから、１．０より小さい正の値で算出される。この１．０より小さい正の値の開度補正係数Ｈｋａｉ１により基本開度θ０１を補正することで、差圧デバイスの目標開度θが算出される。すると、差圧デバイスの目標開度θが、図１３第４段目に実線で示したように、ｔ１のタイミングより、最大開度θｍａｘから所定値θ０１２へと小さくされ、ｔ２のタイミングからは所定値θ０１１へと近づく値で算出される。

このように、本実施形態では、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより低くなる期間で実前後差圧が比較例の場合より大きくなり、図１３第６段目に実線で示したように、本実施形態の実前後差圧がｔ１のタイミングより目標前後差圧と一致する。これによって、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより低くなる期間での実ＥＧＲ率の不足を解消してノッキングが生じることを回避することができる。言い換えると、本実施形態では、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより低くなる期間で目標前後差圧が得られるように、差圧デバイスの基本開度θ０１を開度補正係数Ｈｋａｉ１で補正するのである。

次に、図１４を説明する。図１４最上段に示したように、アクセル開度をｔ１１のタイミングで所定値ＡＣＣ３から一定量戻し、ｔ１３のタイミングから所定値ＡＣＣ４を維持したとする。このとき、目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度は、図１４第２段目に示したように、ゼロから所定値ｖｏＬＰ−ＥＧＲ２へとステップ的に大きくなる。

ベース排気温度Ｔｂａｓｅは、図１４最下段に一点鎖線で重ねて示したようにｔ１１のタイミングで所定値Ｔｂ３から減少し、ｔ１３のタイミングより所定値Ｔｂ４を維持する。一方、温度センサ４８により検出される実排気温度Ｔｒｅａｌは、図１４最下段に実線で示したように変化する。すなわち、ステップ的に低下するベース排気温度Ｔｂａｓｅに対してほぼ一次遅れで変化し、ｔ１４のタイミングでベース排気温度Ｔｂａｓｅと一致している。

ベース排気温度Ｔｂａｓｅに対応するＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧（＝目標前後差圧）は図１４第６段目に一点鎖線で重ねて示したようにステップ的に低下する。また、ベース排気温度Ｔｂａｓｅに対応するＥＧＲ率（＝目標ＥＧＲ率）は図１４第５段目に一点鎖線で重ねて示したようにゼロからステップ的に上昇する。

この場合に、比較例では、実前後差圧が、一次遅れで低下する実排気温度Ｔｒｅａｌに対応するものとなる。すなわち、比較例の実前後差圧は図１４第６段目に破線で重ねて示したように目標前後差圧に対して一次遅れで低下する。比較例の実前後差圧が目標前後差圧に対して一次遅れで低下すると、比較例の実ＬＰ−ＥＧ率が、図１４第５段目に破線で重ねて示したように、目標ＥＧＲ率に対して一次遅れで低下する。このように比較例の実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に対して一次遅れで低下するのでは、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率と一致するまでの期間で実ＥＧＲ率の過剰が生じる。実ＥＧＲ率の過剰が生じると燃焼室７内の燃焼状態が悪化する。

なお、目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度をゼロから正の値へと切換え（ＬＰ−ＥＧＲ弁を開き）ＥＧＲガスをＥＧＲ通路１５に流しても、ＥＧＲガスが吸気管４ａ、吸気コレクタ４ｂ、吸気マニホールド４ｃを通って実際に燃焼室７に到達するまでには時間的遅れがある。このため、目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度をゼロから正の値へと切換えたタイミングで実ＥＧＲ率がゼロから正の値へと大きくなることはない。実際には目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度をゼロから正の値へと切換えたタイミングより所定の時間遅れの後に実ＥＧＲ率がゼロから正の値へと大きくなる。しかしながら、こうしたＥＧＲガスの時間的な供給遅れを無視したほうが、理解が容易であるため、図１４においても目標ＬＰ−ＥＧＲ弁開度をゼロから所定値へと切換えたタイミングで実ＥＧＲ率がゼロから所定値へと大きくなるものとしている。

一方、本実施形態では、図１４第４段目に一点鎖線で示したように、差圧デバイスの基本開度θ０１がｔ１１のタイミングより算出される。すなわち、基本開度θ０１はｔ１１のタイミングで最大開度θｍａｘより減少し、ｔ１３のタイミングで、所定値ＡＣＣ４とそのときのエンジン回転速度Ｎｅに応じた所定値θ０１３へと減少する。その後は所定値θ０１３を維持する。

さらに本実施形態では、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅに対して一次遅れで低下するｔ１１からｔ１４までの期間で、差排気温度ΔＴが負の値で算出される。差排気温度Δが負の値であると、差圧デバイスの開度補正係数Ｈｋａｉ１が、図１４第３段目に実線で示したように、ｔ１１のタイミングから、１．０より大きい正の値で算出される。この１．０より大きい正の値の開度補正係数Ｈｋａｉ１で基本開度θ０１を補正することで、差圧デバイスの目標開度θが算出される。すると、差圧デバイスの目標開度θが、図１４第４段目に実線で示したように、ｔ１１のタイミングより、最大開度θｍａｘから所定値θ０１４へと小さくされ、ｔ１２のタイミングからは所定値θ０１３へと近づく値で算出される。

このように、本実施形態では、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより高くなる期間で実前後差圧が比較例の場合より小さくなり、図１４第６段目に実線で示したように、本実施形態の実前後差圧がｔ１１のタイミングより目標前後差圧と一致する。これによって、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより高くなる期間での実ＥＧＲ率の過剰を解消して、燃焼室７内で燃焼が悪化することを回避することができる。言い換えると、本実施形態では、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより高くなる期間でも目標前後差圧が得られるように、差圧デバイスの基本開度θ０１を開度補正係数Ｈｋａｉ１で補正するのである。

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態は、ターボ過給機２１と、ＥＧＲ通路１５と、ＥＧＲ弁１７とを備えている上記ターボ過給機２１は吸気管４ａに設けたコンプレッサ２３と排気管１１ｂに設けたタービン２２とを有して吸気を過給する。上記ＥＧＲ通路１５はタービン下流の排気管１１ｂからコンプレッサ上流の吸気管４ａに排気の一部をＥＧＲガスとして循環させる。上記ＬＰ−ＥＧＲ弁１７（ＥＧＲ弁）はＬＰ−ＥＧＲ領域（ＥＧＲ領域）でＥＧＲ通路１５を流れるＥＧＲガス量を調整する。本実施形態では、さらに差圧デバイス５１と、温度センサ４８（排気温度検出手段）と、差圧デバイス制御手段（４１）とを備える。上記差圧デバイス５１はＥＧＲ弁１７の前後差圧を調整する。上記温度センサ４８はタービン２２下流の排気管１１ｂの排気温度を検出する。上記差圧デバイス制御手段（４１）はＬＰ−ＥＧＲ領域で前記検出される排気温度に基づいて差圧デバイス５１を制御する。タービン下流の排気管１１ｂの排気温度は、タービン下流の排気管１１ｂの排気圧と相違して、エンジン１の排気圧の脈動の影響を受けにくい。本実施形態では、エンジン１の排気圧の脈動の影響を受けにくい排気温度に基づいて差圧デバイス５１を制御するため、ＥＧＲ弁流量が目標流量となるようにすることができる。

実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより高いときには、タービン２２下流の排気管１１ｂの実際の排気圧がベース排気温度Ｔｂａｓｅに対応する、タービン２２下流の排気管１１ｂの排気圧より上昇する。これによって、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧がベース排気温度Ｔｂａｓｅのときより大きくなり、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標流量より上昇する。このとき、本実施形態では、差圧デバイス制御手段（４１）が、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が小さくなるように差圧デバイス５１を制御する。これによって、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより高いときであっても、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量を減らして目標流量を得ることができる。

実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより低いときには、タービン２２下流の排気管１１ｂの実際の排気圧がベース排気温度Ｔｂａｓｅに対応する、タービン２２下流の排気管１１ｂの排気圧より低下する。これによって、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧がベース排気温度Ｔｂａｓｅのときより小さくなり、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量が目標流量より低下する。このとき、本実施形態では、差圧デバイス制御手段（４１）が、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧が大きくなるように差圧デバイス５１を制御する。これによって、実排気温度Ｔｒｅａｌがベース排気温度Ｔｂａｓｅより低いときであっても、実際のＬＰ−ＥＧＲ弁流量を増やして目標流量を得ることができる。

本実施形態では、差圧デバイス５１を、ＥＧＲ通路の合流部（ＥＧＲ通路からコンプレッサ上流の吸気管へのＥＧＲガス流出口）より上流の吸気管４ａに設けるので、簡単な構成でＥＧＲ弁前後差圧を調整することができる。

本実施形態では、温度センサ４８（排気温度検出手段）が、ＥＧＲ通路１５の分岐部（タービン下流の排気管からＥＧＲ通路へのＥＧＲガス流入口）より上流の排気管１１ｂに設けられている。これによって、排気温度検出手段をＥＧＲ通路１５の分岐部に近接して設けることができない場合であっても、ＥＧＲ通路１５の分岐部の排気温度を精度良く求めることができる。

（第２実施形態）
図１５は第２実施形態のガソリンエンジンの概略構成図で、第１実施形態の図１５と置き換わるものである。図１と同一部分には同一の符号を付している。第１実施形態では、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧を調整するため、ＥＧＲ通路１５の合流部より上流の吸気管４ａに常開の差圧デバイス５１を設け、この差圧デバイス５１をアクチュエータ５２で駆動する。一方、第２実施形態は、ＬＰ−ＥＧＲ弁前後差圧を調整するため、ＥＧＲ通路１５の分岐部（タービン２２下流の排気管１１ｂからＥＧＲ通路１５へのＥＧＲガス流入口）より下流の排気管１１ｂに常開の差圧デバイス５５を設け、この差圧デバイス５５をアクチュエータ５６で駆動するものである。

図１６のフローは、第２実施形態の差圧デバイス５５の目標開度［ｄｅｇ］を算出するためのもので、図４のフローに続けて、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。第１実施形態の図９のフローと同一部分には同一の符号を付している。

第１実施形態の図９のフローと相違する部分はステップ２１，２２，２３である。まず、ステップ２１では、エンジン回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］とエンジントルク［Ｔｍ］から、図１７を内容とするマップ検索することにより、差圧デバイス５５の基本開度θ０２［ｄｅｇ］を算出する。

上記差圧デバイス５５の構成は第１実施形態の差圧デバイス５１と同様である。例えば差圧デバイス５５はバタフライ弁である。このため、差圧デバイス５５が採り得る最大開度は９０ｄｅｇである。このとき差圧デバイス５５が全開位置となる。一方、差圧デバイス５５が採り得る最小開度は０ｄｅｇである。このとき差圧デバイス５５が全閉位置となる。

図１７に示したように差圧デバイス５５の基本開度θ０２はエンジン回転速度Ｎｅが一定の条件でエンジントルクが大きくなるほど、例えば１０，３０，５０，７０ｄｅｇと大きくなる値である。これは、エンジントルクが大きくなるほど排気量を増大させる必要があるためである。

また、図１０に示したように差圧デバイス５５の基本開度θ０２はエンジントルクが一定の条件でエンジン回転速度Ｎｅが高くなるほど、例えば１０，３０，５０，７０ｄｅｇと大きくなる値である。これは、エンジンン回転速度Ｎｅが高くなるほど、排気の排出遅れが出ないように排気量を増大させる必要があるためである。

ステップ２２では、差排気温度ΔＴから、図１８を内容とするテーブルを検索することにより、差圧デバイス５５の開度補正係数Ｈｋａｉ２［無名数］を算出する。

ステップ２３では、差圧デバイス５５の開度補正係数Ｈｋａｉ２を上記の基本開度θ０２に乗算することによって、つまり次式により差圧デバイス５５の目標開度θ［ｄｅｇ］を算出する。

θ＝θ０２×Ｈｋａｉ２ …（６）
図１８に示したように、差圧デバイス５５の開度補正係数Ｈｋａｉ２の内容は、第１実施形態の差圧デバイス５１の開度補正係数Ｈｋａｉ１と同様である。

ただし、図１８に示したように、差排気温度ΔＴが同じでも、差圧デバイス５５の開度補正係数Ｈｋａｉ２のほうが、第１実施形態の差圧デバイス５１の開度補正係数Ｈｋａｉ１よりも大きくなる。これは、排気側に差圧デバイス５５を設けたほうが、ＥＧＲ通路１５の分岐部の排気温度への影響が大きいので、その分、開度補正係数Ｈｋａｉ２を大きくするためである。

このように第２実施形態でも、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。すなわち、タービン下流の排気管１１ｂの排気温度は、タービン下流の排気管１１ｂの排気圧と相違して、エンジン１の排気圧の脈動の影響を受けにくい。第２実施形態でも、エンジン１の排気圧の脈動の影響を受けにくい排気温度に基づいて差圧デバイス５１を制御するため、ＥＧＲ弁流量が目標流量となるようにすることができる。

第２実施形態では、差圧デバイス５５は、ＥＧＲ通路の分岐部（タービン下流の排気管から前記ＥＧＲ通路へのＥＧＲガス流入口）より下流の排気管１１ｂに設けるので、簡単な構成でＥＧＲ弁前後差圧を調整することができる。

実施形態では、ＥＧＲ通路からコンプレッサ上流の吸気管へのＥＧＲガス流出口より上流の吸気管に差圧デバイスを設ける場合と、ＥＧＲ通路からコンプレッサ上流の吸気管へのＥＧＲガス流出口より上流の吸気管に差圧デバイスを設ける場合とを説明した。本発明はこの２つの各場合に限定されるものでない。例えば、ＥＧＲ通路からコンプレッサ上流の吸気管へのＥＧＲガス流出口より上流の吸気管に第１差圧デバイスを、ＥＧＲ通路からコンプレッサ上流の吸気管へのＥＧＲガス流出口より上流の吸気管に第２差圧デバイスをそれぞれ設ける場合であってよい。

実施形態では、ガソリンエンジンにＬＰ−ＥＧＲ装置を適用する場合で説明したが、この場合に限られるものでなく、ディーゼルエンジンにＬＰ−ＥＧＲ装置を適用する場合にも本発明の適用がある。

１ ガソリンエンジン
４ａ 吸気管
１１ｂ 排気管
１４ ＬＰ−ＥＧＲ装置
１５ ＥＧＲ通路
１６ ＥＧＲクーラ
１７ ＬＰ−ＥＧＲ弁（ＥＧＲ弁）
２１ ターボ過給機
２２ タービン
２３ コンプレッサ
４１ エンジンコントローラ（差圧デバイス制御手段）
４８ 温度センサ（排気温度検出手段）
５１ 差圧デバイス
５２ アクチュエータ
５５ 差圧デバイス
５６ アクチュエータ

Claims (7)

1. 吸気管に設けたコンプレッサと排気管に設けたタービンとを有して吸気を過給するターボ過給機と、
   前記タービン下流の排気管から前記コンプレッサ上流の吸気管に排気の一部をＥＧＲガスとして循環させるＥＧＲ通路と、
   ＥＧＲ領域で前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量を調整するＥＧＲ弁と
   を備えたエンジンのＥＧＲ制御装置において、
   前記ＥＧＲ弁の前後差圧を調整する差圧デバイスと、
   前記タービン下流の排気管の排気温度を検出または算出する排気温度検出・算出手段と、
   前記ＥＧＲ領域で前記検出されるまたは算出される排気温度に基づいて前記差圧デバイスを制御する差圧デバイス制御手段と
   を備えることを特徴とするエンジンのＥＧＲ制御装置。
2. 前記差圧デバイス制御手段は、前記排気温度が所定温度より高いとき、前記ＥＧＲ弁の前後差圧が小さくなるように前記差圧デバイスを制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。
3. 前記差圧デバイス制御手段は、前記排気温度が所定温度より低いとき、前記ＥＧＲ弁の前後差圧が大きくなるように前記差圧デバイスを制御することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。
4. 前記差圧デバイスは、前記ＥＧＲ通路から前記コンプレッサ上流の吸気管へのＥＧＲガス流出口より上流の吸気管に設けることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。
5. 前記差圧デバイスは、前記タービン下流の排気管から前記ＥＧＲ通路へのＥＧＲガス流入口より下流の排気管に設けることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。
6. 前記排気温度検出手段は、前記タービン下流の排気管から前記ＥＧＲ通路へのＥＧＲガス流入口に近接して設けられていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。
7. 前記排気温度検出手段は、前記タービン下流の排気管から前記ＥＧＲ通路へのＥＧＲガス流入口より上流の排気管に設けられていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のエンジンのＥＧＲ制御装置。

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