JP2021134748A - 排気再循環制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲバルブの基本流量特性に対するばらつきの学習精度を向上させ、ＥＧＲ量を精度よく制御可能な排気再循環制御装置を提供する。【解決手段】排気再循環制御装置は、排気再循環バルブの制御に用いられる基本流量特性であって排気再循環バルブの駆動量と排気再循環バルブを通過する排気の流量との関係を示す基本流量特性に対する、排気再循環バルブの個体差によるばらつきと劣化によるばらつきとを学習する学習制御を実行する学習制御部を備え、学習制御部は、車両のドライビングサイクルごとに、排気再循環バルブの流路が開き始める駆動量であるゼロ点駆動量を学習した後、学習制御を開始する。【選択図】図５

Description

本発明は、排気再循環制御装置に関する。

従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関においては、排気中のＮＯ_X量を低減するために、排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）装置が備えられる。ＥＧＲ装置は、排気の一部を吸気側に戻すことにより吸気中の酸素濃度を低下させ、これにより燃焼温度を低下させることで、ＮＯ_Xの発生を抑制する。

ＥＧＲ装置を用いた排気再循環制御を実行する際に、内燃機関に導入される混合気の空燃比を精度よく制御するには、ＥＧＲ量を精度よく制御することが求められる。特に、内燃機関の気筒に導入する混合気中の燃料の割合を少なくするリーン燃焼の安定性を向上させるには、ＥＧＲ量を精度よく制御することが求められる。このため、従来、ＥＧＲ装置を用いて内燃機関を精度よく制御するために、種々の学習制御を行う制御装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、キースイッチがオンの状態からスタータスイッチがオンの状態になるまでの間にＥＧＲバルブの上流側の圧力を検出するセンサと下流側の圧力を検出する圧力センサの検出値の差圧を基準圧力値として算出し、さらに内燃機関の作動時に検出される差圧を基準圧力値で補正する制御装置が開示されている。

また、特許文献２には、内燃機関のフューエルカット中に所定の駆動量でＥＧＲ機構を駆動した後、内燃機関の実際の吸気圧がそのときの機関運転での理論上の吸気圧に近づくようにＥＧＲ機構の駆動量を補正し、実際の吸気圧が理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいたときの補正量をＥＧＲ学習値として学習する制御装置が開示されている。

また、特許文献３には、検出されたＥＧＲバルブの開度と算出されたＥＧＲバルブ有効開口面積との関係を学習し、学習した関係に基づいて排気再循環量を推定するようにした制御装置が開示されている。

特開２００１−１７３５２１号公報 特開２００４−１０８３２９号公報 特開２０１５−１７５６９号公報

ここで、ＥＧＲバルブの駆動量は、所定の基準品（中央品）を用いてあらかじめ設定される、ＥＧＲバルブの駆動量とＥＧＲバルブを通過する排気の流量との関係を示す基本流量特性に基づいて制御される。個々のＥＧＲバルブには個体差があり、また、ＥＧＲバルブは使用に伴って劣化するため、実際のＥＧＲバルブの駆動量にはばらつきが生じる。このような個体差によるばらつきや劣化によるばらつきを学習する手法として、ＥＧＲバルブの駆動量ごとに基準品における排気の流量とのずれを学習する場合、劣化等に起因してＥＧＲバルブの開き始めの駆動量がずれていると、上述のばらつきの学習精度が低下するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ＥＧＲバルブの基本流量特性に対するばらつきの学習精度を向上させ、ＥＧＲ量を精度よく制御可能な、排気再循環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、本発明のある観点によれば、車両に搭載された内燃機関の排気系から吸気系へ排気を再循環させるための排気再循環通路に設けられて開口面積が変化する排気再循環バルブの制御を行う排気再循環制御装置であって、排気再循環バルブの制御に用いられる基本流量特性であって排気再循環バルブの駆動量と排気再循環バルブを通過する排気の流量との関係を示す基本流量特性に対する、排気再循環バルブの個体差によるばらつきと劣化によるばらつきとを学習する学習制御を実行する学習制御部を備え、学習制御部は、車両のドライビングサイクルごとに、排気再循環バルブの流路が開き始める駆動量であるゼロ点駆動量を学習した後、学習制御を開始する排気再循環制御装置が提供される。

また、学習制御部は、排気再循環バルブよりも上流側の圧力である上流側圧力と排気再循環バルブよりも下流側の圧力である下流側圧力との差圧を検出しながら、排気再循環バルブが閉じた状態から開いた状態に切り替わるように駆動量を段階的に変化させてゼロ点駆動量を学習してもよい。

また、学習制御部は、学習制御の実行時に設定する排気再循環バルブの駆動量を、学習したゼロ点駆動量よりも大きい駆動量に設定してもよい。

また、学習制御部は、劣化によるばらつきの学習として、ゼロ点駆動量を学習した後、排気再循環バルブの駆動量をドライビングサイクルごとに異なる学習駆動量に設定し、検出される排気再循環バルブよりも上流側の圧力である上流側圧力と排気再循環バルブよりも下流側の圧力である下流側圧力との差圧を、排気再循環バルブの基準品における学習駆動量に対応する基準差圧と比較することにより、それぞれの学習駆動量についての補正量を学習してもよい。

また、学習制御部は、個体差のばらつきの学習として、ゼロ点駆動量を学習した後、排気再循環バルブの駆動量をゼロ点駆動量よりも所定量大きい基本駆動量に設定した場合に検出される排気再循環バルブよりも上流側の圧力である上流側圧力と排気再循環バルブよりも下流側の圧力である下流側圧力との差圧を、排気再循環バルブの基準品における基本駆動量に対応する基準差圧と比較することにより、個体差のばらつきを補正する補正係数を求めてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、ＥＧＲバルブの基本流量特性に対するばらつきの学習精度を向上させ、ＥＧＲ量を精度よく制御することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関のＥＧＲシステムの概略構成を示す模式図である。 同実施形態に係るＥＧＲ制御装置の構成例を示すブロック図である。 ＥＧＲバルブの個体差ばらつきを説明するための図である。 ＥＧＲバルブの劣化ばらつきを説明するための図である。 ゼロ点駆動量を学習する方法を説明するための図である。 個体差学習を実行する際に設定されるＥＧＲバルブの駆動量の設定例を示す説明図である。 測定される実差圧と基準差圧とを示す説明図である。 学習された補正量に応じて設定される補正係数を示す説明図である。 ＥＧＲバルブの中央品、流量上限品及び流量下限品それぞれの流量特性を示す説明図である。 １ドライビングサイクルごとに異なる値に設定される学習対象の駆動量の設定例を示す説明図である。 駆動量ごとに学習される補正量の例を示す説明図である。 同実施形態に係るＥＧＲバルブの駆動量の学習制御の一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係るゼロ点駆動量の学習処理の一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る個体差学習処理の一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る差圧差を算出する処理の一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る補正量の仮設定処理の一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る補正量の確定処理を示すフローチャートである。 同実施形態に係る劣化学習処理の一例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．内燃機関のＥＧＲシステム＞
まず、本発明の実施形態に係る排気再循環制御装置（ＥＧＲ制御装置）を適用可能な内燃機関のＥＧＲシステムの構成例について説明する。

図１は、ＥＧＲシステム１０を備えた内燃機関１１の吸気系及び排気系の概略構成を模式的に示す。本実施形態において、ＥＧＲシステム１０を備えた内燃機関１１は車両に搭載される。ただし、ＥＧＲシステム１０を備えた内燃機関１１は、車両に搭載されるものに限られない。内燃機関１１は、例えば自己着火式の内燃機関であるディーゼルエンジンである。内燃機関１１は、例えば４つの気筒を備える。各気筒には、筒内に燃料を直接噴射する図示しない燃料噴射弁が備えられる。各気筒は、吸気ポート及び排気ポートを介してインテークマニホールド１４及びエキゾーストマニホールド２２に連通する。

インテークマニホールド１４には吸気通路１５が接続される。吸気通路１５には、エキゾーストマニホールド２２内の排気の一部を吸気通路１５に還流させるためのＥＧＲ通路３１が接続される。ＥＧＲ通路３１の合流位置よりも上流側の吸気通路１５には、吸気の流入量を調節するための吸気スロットル弁１６が備えられる。吸気スロットル弁１６は、ステッピングモータ等のアクチュエータ１７により駆動される。アクチュエータ１７は、ＥＧＲ制御装置５０により制御される。

吸気スロットル弁１６よりも上流側の吸気通路１５には、吸気を冷却するためのインタークーラー１８が備えられる。インタークーラー１８よりも上流側の吸気通路１５には、過給機７０のコンプレッサ７１が備えられる。コンプレッサ７１よりも上流側の吸気通路１５には、吸気通路１５に流入する空気量を測定するエアフローメータ１３が備えられる。

インテークマニホールド１４には吸気圧を測定するための吸気圧センサ２７が備えられる。吸気圧センサ２７のセンサ信号は、ＥＧＲ制御装置５０に送信される。吸気圧センサ２７は、吸気スロットル弁１６よりも下流側の吸気通路１５のいずれかの位置に備えられてもよい。

エキゾーストマニホールド２２には排気通路２１が接続される。排気通路２１には、上述したＥＧＲ通路３１が接続される。排気通路２１には、過給機７０のタービン７３が備えられる。エキゾーストマニホールド２２とタービン７３との間の排気通路２１には、空燃比センサ２５が備えられる。空燃比センサ２５のセンサ信号は、ＥＧＲ制御装置５０に送信される。空燃比センサ２５は、エキゾーストマニホールド２２に備えられてもよい。

タービン７３よりも下流側の排気通路２１には、排気を浄化するための排気浄化装置２６が備えられる。排気浄化装置２６は、例えば、排気中の微粒子物質を捕集するパティキュレートフィルタや、排気中のＮＯ_Xを浄化するための触媒等を備える。

ＥＧＲ通路３１には、開口面積を調節可能なＥＧＲバルブ３３が備えられる。ＥＧＲバルブ３３は、ＥＧＲバルブ３３の開口面積を調節することにより、ＥＧＲ通路３１を介して排気通路２１から吸気通路１５に還流させるＥＧＲガスの流量を調節する。ＥＧＲバルブ３３は、ステッピングモータ等のアクチュエータ３４により駆動される。アクチュエータ３４は、ＥＧＲ制御装置５０により制御される。本実施形態において、ＥＧＲバルブ３３は、ステッピングモータにより駆動され、ＥＧＲ制御装置５０により設定される駆動量としてステップ数に応じて弁体のリフト量が調節されて開口面積が変化する。

ＥＧＲ通路３１における、ＥＧＲバルブ３３よりも上流側（排気通路２１側）には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ３５が備えられる。ＥＧＲクーラ３５とＥＧＲバルブ３３との間のＥＧＲ通路３１には、ＥＧＲガス圧センサ３７及びＥＧＲガス温度センサ３８が備えられる。ＥＧＲガス圧センサ３７は、ＥＧＲバルブ３３の上流側の圧力を測定する。ＥＧＲガス温度センサ３８は、ＥＧＲバルブ３３の上流側でＥＧＲガスの温度を測定する。ＥＧＲガス圧センサ３７及びＥＧＲガス温度センサ３８のセンサ信号は、ＥＧＲ制御装置５０に送信される。ＥＧＲガス圧センサ３７は、ＥＧＲクーラ３５よりも上流側に備えられてもよい。

ＥＧＲ制御装置５０の一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の一つ又は複数のプロセッサを備える。また、ＥＧＲ制御装置５０の一部又は全部は、ファームウェア等の更新可能なもので構成されていてもよく、また、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。ＥＧＲ制御装置５０には、大気圧センサ４１のセンサ信号も入力される。ＥＧＲ制御装置５０は、互いに通信可能な複数の制御装置により構成されてもよい。

ＥＧＲシステム１０では、差圧が生じたときに、高圧側から低圧側へとＥＧＲガスが流れるメカニズムを利用しており、少なくともＥＧＲバルブ３３の前後の差圧と、ＥＧＲバルブ３３の開口面積とによりＥＧＲガスの流量特性が変化し得る。また、排気は、圧縮性の流体であるとともに高温の気体であることから、周囲との温度差によって冷却されて体積又は密度が変化しやすい。このため、ＥＧＲガスの流量特性は、排気温度によっても変化し得る。

＜２．排気再循環制御装置＞
内燃機関１１のＥＧＲシステム１０には、ＥＧＲシステム１０を制御するＥＧＲ制御装置５０が備えられる。本実施形態に係るＥＧＲ制御装置５０は、内燃機関１１の制御も実行可能に構成される。

図２は、本実施形態に係るＥＧＲ制御装置５０の構成のうち、ＥＧＲバルブ３３の駆動量の学習制御に関連する部分の機能構成を示すブロック図である。ＥＧＲ制御装置５０は、ＣＰＵ又はＭＰＵ等のプロセッサからなる制御部６０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶素子を含む記憶部５５とを備える。記憶部５５には、制御プログラムや各種制御に用いる情報、演算結果等が記憶される。

制御部６０は、スロットル制御部６１、可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ：Variable Valve Timing）制御部６３、ＥＧＲ制御部６５及び学習制御部６７を備える。これらの各部は、具体的には、プロセッサによるプログラムの実行によって実現される機能である。また、ＥＧＲ制御装置５０は、エアフローメータ１３、大気圧センサ４１、吸気圧センサ２７、ＥＧＲガス圧センサ３７、ＥＧＲガス温度センサ３８及び空燃比センサ２５のセンサ信号を読み取り可能になっている。

ＥＧＲ制御装置５０は、大気圧センサ４１のセンサ信号に基づき、大気圧Ｐａを検出する。ＥＧＲ制御装置５０は、吸気圧センサ２７のセンサ信号に基づき、内燃機関１１の吸気圧を検出する。吸気圧は、ＥＧＲバルブ３３よりも下流側の圧力である下流側圧力Ｐｄに相当する。ＥＧＲ制御装置５０は、ＥＧＲガス圧センサ３７のセンサ信号に基づき、ＥＧＲバルブ３３よりも上流側の圧力である上流側圧力Ｐｕを検出する。ＥＧＲ制御装置５０は、ＥＧＲガス温度センサ３８のセンサ信号に基づき、ＥＧＲガスの温度Ｔｅｇｒを検出する。

なお、本実施形態では、ステッピングモータにより駆動され、ステップ数がゼロのときにＥＧＲバルブ３３が閉じられ、ステップ数の増大に伴って弁体のリフト量が増大し開口面積が増大する形式のＥＧＲバルブ３３が用いられる。以下の説明において、ＥＧＲバルブ３３の駆動量とは、ステップ数を意味する。

（２−１．スロットル制御部）
制御部６０のスロットル制御部６１は、吸気スロットル弁１６のアクチュエータ１７を駆動することによりスロットル開度を制御し、内燃機関１１の吸気量を調節する。例えば、スロットル制御部６１は、内燃機関１１の回転数及びアクセル開度に基づいてアクチュエータ１７の駆動量を制御する。また、スロットル制御部６１は、学習制御の実行時には、吸気スロットル弁１６の開度を所定の開度に固定する。

（２−２．ＶＶＴ制御部）
制御部６０のＶＶＴ制御部６３は、内燃機関１１の可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）を制御することにより吸気バルブ及び排気バルブの開閉時期を調節する。具体的に、ＶＶＴ制御部６３は、吸気バルブあるはい排気バルブを開閉するカムが固定された吸気カムシャフトあるいは排気カムシャフトの位相を進角又は遅角方向に変化させて、吸気バルブ及び排気バルブの開閉時期を調節する。また、ＶＶＴ制御部６３は、学習制御の実行時には、可変バルブタイミング機構を所定の位置に固定する。

（２−３．ＥＧＲ制御部）
ＥＧＲ制御部６５は、内燃機関１１に導入される吸気中の酸素濃度が目標値となるように、ＥＧＲバルブ３３のアクチュエータ３４を駆動することによりＥＧＲバルブ３３の開口面積を制御し、ＥＧＲガスの流量を調節する。ＥＧＲ制御部６５は、ＥＧＲバルブ３３の上流側圧力Ｐｕ及び下流側圧力Ｐｄと、要求されるＥＧＲガスの流量とに基づいてＥＧＲバルブ３３の駆動量を設定してアクチュエータ３４を駆動する。

ＥＧＲ制御部６５は、ＥＧＲバルブ３３の上流側圧力Ｐｕ及び下流側圧力Ｐｄと、要求されるＥＧＲガスの流量とに対してあらかじめ設定された基本駆動量を、学習制御部６７により実行される学習制御の結果求められる補正係数Ｋ及び補正量Ｎ(Sn)を用いて補正して、ＥＧＲバルブ３３の駆動量を設定する。基本駆動量は、ＥＧＲバルブ３３の基準品（中央品）の駆動量と当該基準品を通過するＥＧＲガスの流量との関係を示す基本流量特性に基づいて設定されている。

本実施形態において、ＥＧＲ制御部６５は、アクチュエータ３４としてのステッピングモータの駆動量（ステップ数）を設定してアクチュエータ３４を駆動し、ＥＧＲバルブ３３の開口面積を制御する。また、ＥＧＲ制御部６５は、学習制御の実行時には、ＥＧＲバルブ３３の駆動量（ステップ数）を、個体差学習あるいは劣化学習の学習点に設定する。

（２−４．学習制御部）
学習制御部６７は、ＥＧＲバルブ３３の上流側圧力Ｐｕから下流側圧力Ｐｄを引いた値である差圧ΔＰを基準差圧ΔＰ０と比較することによりＥＧＲバルブ３３の駆動量の補正量を学習する。ここで、基準差圧ΔＰ０とは、ＥＧＲバルブ３３の基準品を基本流量特性に基づく基本駆動量にしたがって操作した場合に得られる差圧である。基本駆動量は、ＥＧＲバルブ３３の流路が開き始める駆動量であるゼロ点駆動量よりも所定量大きい駆動量として設定されている。つまり、学習制御部６７は、基準差圧ΔＰ０に対する実測される差圧ΔＰのばらつきをＥＧＲガスの流量のばらつきとして学習し、差圧ΔＰのばらつきを抑制するための補正量を学習する。本実施形態において、学習制御部６７は、補正量を学習する駆動量を車両のドライビングサイクルごとに変更し、それぞれの駆動量についての補正量を学習する。

その際に、学習制御部６７は、ドライビングサイクルごとに、ＥＧＲバルブ３３の流路が開き始める駆動量であるゼロ点駆動量を学習した後、補正量を学習する制御を開始する。本実施形態において、学習制御部６７は、ＥＧＲバルブ３３の上流側圧力Ｐｕと下流側圧力Ｐｄとの差圧ΔＰを検出しながら、ＥＧＲバルブ３３が閉じた状態から開いた状態に切り替わるように駆動量を段階的に変化させてゼロ点駆動量を学習する。ゼロ点駆動量の学習は、車両のイグニッションスイッチがオンにされた後、補正量の学習制御を開始する前に実行される。学習制御部６７は、ゼロ点駆動量の学習を完了したときに、例えば完了フラグを立てる等によりゼロ点駆動量の学習の完了を記録し、それぞれのドライビングサイクルの間に一回のみ実行されるようにする。

ＥＧＲバルブ３３が閉じた状態から開いた状態へと切り替わる際に、差圧は上昇する。この事象を利用して、学習制御部６７は、例えば、基準品を用いてあらかじめ設定された基本流量特性においてＥＧＲガスの流量が増大し始める位置の駆動量よりも数ステップ小さい値から段階的に大きくなるようにＥＧＲバルブ３３の駆動量を順次設定する。そして、学習制御部６７は、例えば、差圧があらかじめ設定された閾値を超えたときの駆動量の一つ前の駆動量をゼロ点駆動量として学習する。閾値は、誤差や外乱による差圧の振動を排除できるような適切な値に設定される。あるいは、学習制御部６７は、複数の駆動量での差圧の値を時間微分することにより差圧が上昇し始めた駆動量を求め、当該駆動量の一つ前の駆動量をゼロ点駆動量として学習してもよい。

一つ前の駆動量をゼロ点駆動量とするのは、ＥＧＲバルブ３３の駆動量の変化から差圧が変化するまでの時間差を考慮したものであり、いずれの駆動量をゼロ点駆動量とするかは、システムの特性や学習時の条件に応じて適宜設定されてもよい。このことから、ゼロ点駆動量を学習する際のＥＧＲバルブ３３の駆動量の変更は、例えば、ＥＧＲ制御装置５０の制御部６０の分解能による最小の時間間隔で行われることが好ましい。これにより、学習されるゼロ点駆動量の精度を高めることができる。

ゼロ点駆動量を学習した後、学習制御部６７は、補正量の学習制御として、ＥＧＲバルブ３３ごとの個体差によるばらつき（以下、「個体差ばらつき」ともいう。）を抑制するための補正係数Ｋと、デポジットの付着等の劣化によるばらつき（以下、「劣化ばらつき」ともいう。）を抑制するための補正量Ｎ(Sn)とを学習する。このうち、個体差ばらつきは、少なくとも、ＥＧＲバルブ３３の使用開始の初期や、同一のＥＧＲバルブ３３の駆動量に対してＥＧＲガスの流量が急激に変化したときなどに学習すればよい。

図３は、ＥＧＲバルブの個体差ばらつきを説明するための図であり、３つのＥＧＲバルブの使用開始時の駆動量に対する流量特性を示している。図３に示すように、ＥＧＲバルブの流量のばらつきは、ＥＧＲバルブが開き始めるステップ数に依存する。つまり、ＥＧＲバルブの全駆動範囲における流量のずれは、開き始めの駆動量のずれに依存する。このため、個体差ばらつきは、例えば２点の駆動量での流量を把握することにより学習することができる。

これに対して、劣化ばらつきは、ＥＧＲバルブ３３の使用環境によって変動するために、所定の頻度で学習することが望ましい。特に、劣化ばらつきは、ＥＧＲバルブ３３の駆動量ごとに異なり得るため、学習制御部６７は、それぞれの駆動量について学習制御を行って補正量Ｎ(Sn)を学習する。

図４は、ＥＧＲバルブの劣化ばらつきを説明するための図であり、１つのＥＧＲバルブの駆動量に対する流量低下率を車両の走行距離ごとに示している。図４に示すように、同じＥＧＲバルブであっても、車両の走行距離が大きくなるにつれてＥＧＲガスの流量低下率が増大する。それぞれの駆動量における流量低下率は、概ね車両の走行距離に比例して増大するものの、ＥＧＲバルブの駆動量ごとに流量低下率が異なる。このため、劣化ばらつきは、それぞれの駆動量について学習することが望ましい。

ここで、本実施形態において、学習制御部６７は、ＥＧＲバルブ３３の上流側圧力Ｐｕと下流側圧力Ｐｄとの差圧ΔＰに基づいて、ＥＧＲガスの流量のばらつきを学習する。具体的に説明すると、ＥＧＲバルブ３３を通過するＥＧＲガスの流量は、公知のオリフィスモデルにより下記式（１）で表すことができる。

Ｑ：流量（Ｌ／秒）
α：流量係数（−）
Ａ：開口面積（ｍ²）
ΔＰ：差圧（ｋＰａ）
ρ：ガス密度（ｋｇ／ｍ³）

ある駆動量でＥＧＲバルブを駆動する場合のＥＧＲガスの流量のばらつきは、ＥＧＲバルブの開口面積の変化（ばらつき）によるものであるため、当該開口面積のばらつきは流量のばらつきに基づいて学習することができる。そこで、固有値である流量係数αと同様に、ある駆動量でのＥＧＲバルブの開口面積Ａを固定値と仮定する。そして、ＥＧＲバルブの新品の基準品（中央品）を用いて、内燃機関１１の回転数Ｎｅ及び開口面積Ａに対応する差圧ΔＰ１を測定するとともに、測定時のＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒや大気圧Ｐａをもとにガス密度ρ’を求めることにより、新品の基準品の流量基準値Ｑ１を得ることができる。

一方、ＥＧＲバルブの個体差ばらつきや劣化ばらつきを反映した流量Ｑ２は、学習制御実行時に測定される差圧ΔＰ２とガス密度ρ’、駆動量（開口面積Ａ）に基づき得ることができる。

上記式（２）及び（３）より、ＥＧＲバルブ３３の新品の基準品の流量Ｑ１に対する個体差ばらつきや劣化ばらつきを反映した流量Ｑ２の変化率ｎは、下記式（４）で示すように、差圧ΔＰで表すことができる。

このように、学習制御部６７は、ＥＧＲバルブ３３の駆動量ごとにＥＧＲバルブ３３の上流側圧力Ｐｕと下流側圧力Ｐｄとの差圧ΔＰのばらつきをＥＧＲガスの流量のばらつきとして学習する。本実施形態において、学習制御部６７は、ゼロ点駆動量を学習した後に個体差ばらつき及び劣化ばらつきを学習するように構成されているために、ＥＧＲバルブ３３の開き始めの位置の近傍においてもＥＧＲバルブ３３のゼロ点駆動量よりも大きい駆動量に設定して個体差ばらつき及び劣化ばらつきを学習することができる。このため、ＥＧＲバルブ３３が開いていないにもかかわらず開いているものとして補正量を誤学習することを抑制することができる。

また、差圧ΔＰを用いてＥＧＲバルブ３３のばらつきによる補正係数Ｋ及び補正量Ｎ(Sn)を学習するにあたり、ＥＧＲバルブ３３の開口面積の違いによる差圧ΔＰの感度が高い状態で学習制御を実行することが好ましい。このため、学習制御部６７は、排気圧力が変動しにくい内燃機関１１の燃料噴射停止状態で学習制御を実行することが好ましい。

また、内燃機関１１の燃料噴射停止状態において、内燃機関１１の回転数が大きいと吸気圧が低下し、同一の流量において負圧が大きくなって流量変化が現れにくくなることから、内燃機関１１の回転数が小さい状態で学習制御を実行することが好ましい。ただし、内燃機関１１の回転数が小さすぎると、吸気圧が高くなって差圧ΔＰが小さくなるために流量変化が表れにくくなる。このため、学習制御部６７は、内燃機関１１が燃料噴射停止状態で駆動した状態で、内燃機関１１の回転数が１，１００〜１，３００ｒｐｍの範囲内で学習制御を実行することが好ましい。

また、誤学習を抑制するには、それぞれの駆動量において発生する差圧ΔＰのばらつきを小さくすることが望ましい。本実施形態では、吸気圧が下流側圧力Ｐｄとして用いられるが、吸気圧は、吸気スロットル弁１６の開度の変化に対して感度が高い。したがって、学習制御部６７は、内燃機関１１の吸気スロットル弁１６の開度が所定の値に固定された状態で、学習制御を実行してもよい。同様に、それぞれの駆動量において発生する差圧ΔＰのばらつきを小さくするため、学習制御部６７は、可変バルブタイミング機構が所定の位置に固定された状態で、学習制御を実行してもよい。

これらの個体差ばらつき及び劣化ばらつきの誤学習を抑制するための条件は、ゼロ点駆動量を学習する際にも適用される。これにより、学習されるＥＧＲバルブ３３のゼロ点駆動量の精度が高められ、ＥＧＲバルブ３３の学習制御の精度を高めることができる。

なお、以下の説明において、車両の走行中に、内燃機関１１の燃料噴射停止状態で、内燃機関１１の回転数が１，２００ｒｐｍ前後で、かつ、吸気スロットル弁１６の開度及び可変バルブタイミング機構の位置を固定した状態を、「学習許可状態」という場合がある。

学習制御部６７は、ＥＧＲバルブの使用開始時及び流量急変時に、所定の２点の駆動量（ステップ）で上記学習制御を実行し、個体差ばらつきを補正するために全駆動範囲における駆動量の演算に用いる補正係数Ｋを学習する。また、学習制御部６７は、補正係数Ｋを学習した後に、劣化ばらつきを補正するための補正量Ｎ(Sn)を駆動量Ｓｎごとに学習する。学習制御部６７は、これらの補正係数Ｋ及び補正量Ｎ(Sn)の学習を、ＥＧＲバルブ３３のゼロ点駆動量の学習が完了した状態で実行するように構成される。

以下、ゼロ点駆動量の学習、個体差ばらつきの学習（個体差学習）及び劣化ばらつきの学習（劣化学習）の一例を説明する。

（ゼロ点駆動量の学習）
図５は、ゼロ点駆動量を学習する方法を説明するための図であり、ＥＧＲバルブ３３の駆動量を段階的に大きくした場合の差圧の変化を示している。上述のとおり、学習制御部６７は、基準品を用いてあらかじめ設定された基本流量特性においてＥＧＲガスの流量が増大し始める位置の駆動量よりも数ステップ小さい値から段階的に大きくなるようにＥＧＲバルブ３３の駆動量Ｓｓ１，Ｓｓ２，Ｓｓ３・・・Ｓｓ７を順次設定する。そして、学習制御部６７は、例えば、差圧があらかじめ設定された閾値ΔＰｘを超えたときの駆動量Ｓｓ５の一つ前の駆動量Ｓｓ４をゼロ点駆動量として学習する。あるいは、学習制御部６７は、複数の駆動量Ｓｓ１，Ｓｓ２，Ｓｓ３・・・Ｓｓ７での差圧の値を時間微分することにより差圧が上昇し始めた駆動量Ｓｓ５を求め、当該駆動量Ｓｓ５の一つ前の駆動量Ｓｓ４をゼロ点駆動量として学習してもよい。

（個体差学習）
図６〜図９を参照して、個体差ばらつきを補正するための補正係数Ｋの学習制御について説明する。図６は、個体差学習を実行する際に設定されるＥＧＲバルブ３３の駆動量（学習駆動量）Ｓｎの設定例を示す。図７は、学習許可状態において、ＥＧＲバルブ３３の駆動量Ｓｎを所定のステップＳａ，Ｓｂに設定した場合に測定される実差圧ΔＰａｃｔと、新品の基準品を用いた場合に生じる基準差圧ΔＰ０とを示す。

上述のとおり、個体差ばらつきによりＥＧＲバルブ３３の全駆動範囲に生じる流量のずれは開き始めの駆動量Ｓｎのずれに依存するため、少なくとも２点のステップで流量特性を把握できれば、個体差ばらつきを補正するための補正係数Ｋを求めることができる。学習制御部６７は、個体差学習の実行時に、ＥＧＲバルブ３３の駆動量Ｓｎを、例えば、基準品が開口し始めるステップＳａと、プラスマイナス１ステップでの差圧差の感度が高いステップＳｂとに設定する（図６を参照）。このような差圧差の感度が高い駆動量Ｓａ，Ｓｂを学習点とすることにより、１ドライビングサイクルで個体差ばらつきを学習する確実性を向上させることができる。なお、学習点とされる駆動量Ｓａ，Ｓｂは、個体差学習の実行時点で学習済みのゼロ点駆動量に対する相対量として設定されてもよい。

図７に示すように、学習制御部６７は、それぞれ設定されたステップＳａ，Ｓｂにおいて測定される実差圧ΔＰａｃｔから基準差圧ΔＰ０を引いた差圧差Ｄ（＝ΔＰａｃｔ−ΔＰ０）を求める。この差圧差Ｄが負の値で、あらかじめ設定した下限値Ｄｍｉｎ（例えば−２ｋＰａ）以下の場合、ステップ数を１ステップ減算（Ｓｘ−１，Ｓｙ−１）する。一方、差圧差Ｄが正の値で、あらかじめ設定した上限値Ｄｍａｘ（例えば２ｋＰａ）以上の場合、ステップ数を１ステップ加算（Ｓｘ＋１，Ｓｙ＋１）する。

ステップ数を加算又は減算して実差圧ΔＰａｃｔ’を測定し、求められた差圧差Ｄ’（＝ΔＰａｃｔ’−ΔＰ０）の絶対値｜Ｄ’｜が、補正前の差圧差Ｄの絶対値｜Ｄ｜よりも小さくなった場合に、学習制御部６７は、加減算したステップ数Ｎを反映して補正量Ｎ(Sa)，Ｎ(Sb)を学習する。

このとき学習された補正量Ｎ(Sa)，Ｎ(Sb)は、設定されたステップＳａ，Ｓｂにおける補正量であるため、学習制御部６７は、当該ステップＳａ，Ｓｂにおける補正量Ｎ(Sa)，Ｎ(Sb)をもとに、全駆動範囲の駆動量を補正するための補正係数Ｋを求める。

図８は、学習された補正量Ｎ(Sa)，Ｎ(Sb)に応じて求められる補正係数Ｋの例を示す。補正量Ｎ(Sa)，Ｎ(Sb)が正の値で大きくなるほど、つまり、実差圧ΔＰａｃｔと基準差圧ΔＰ０との差圧差Ｄが正の値で大きくなるほど、補正係数Ｋは１未満の小さい値となる。一方、補正量Ｎ(Sa)，Ｎ(Sb)が負の値で大きくなるほど、つまり、実差圧ΔＰａｃｔと基準差圧ΔＰ０との差圧差Ｄが負の値で大きくなるほど、補正係数Ｋは１以上の大きい値となる。学習制御部６７は、例えばあらかじめ設定されたマップ情報を参照して、補正量Ｎ(Sa)，Ｎ(Sb)のそれぞれについて補正係数Ｋを求めてもよい。

求められた２つの補正係数Ｋ（Ｋａ，Ｋｂ）は、ＥＧＲバルブ３３の駆動量Ｓｎに応じて選択的に用いられてよい。ＥＧＲバルブ３３は、低流量側、つまり駆動量Ｓｎが小さい領域と、高流量側、つまり駆動量Ｓｎが大きい領域とで、個体差のばらつき度合いが異なる。このため、例えば、ステップＳａとステップＳｂとの間の所定の駆動量Ｓｎを流量管理点として設定し、当該流量管理点よりも小さいステップＳａ側の駆動量Ｓｎの場合には補正量Ｎ(Sa)に対応する補正係数Ｋａが用いられ、流量管理点よりも大きいステップＳｂ側の駆動量Ｓｎの場合には補正量Ｎ(Sb)に対応する補正係数Ｋｂが用いられてもよい。その際に、補正量Ｎ(Sa)，Ｎ(Sb)の大きさに応じて、補正係数Ｋａ，Ｋｂに重み付けをしてもよい。

図９は、ＥＧＲバルブ３３の中央品、流量上限品及び流量下限品それぞれの流量特性を示す。図９に示すように、個体差ばらつきは、全駆動範囲において所定の補正係数Ｋを中央品の流量特性（基本流量特性）に基づいて設定された基本駆動量に乗じることにより抑制することができる。例えば流量下限品のＥＧＲガス流量は、１未満の補正係数Ｋを基本駆動量に乗じることにより中央品のＥＧＲガス流量に近似させることができる。一方、流量上限品のＥＧＲガス流量は１を超える補正係数Ｋを基本駆動量に乗じることにより中央品のＥＧＲガス流量に近似させることができる。

（劣化学習）
図１０〜図１１を参照して、劣化ばらつきを補正するための補正量Ｎ(Sn)の学習制御について説明する。上述のとおり、劣化ばらつきによるＥＧＲガスの流量のずれは、駆動量Ｓｎごとに異なり得る。学習制御部６７は、劣化学習を実行するにあたり、車両のイグニッションスイッチがオンにされてからオフになるまでの１ドライビングサイクルごとに設定する駆動量Ｓｎを変更し、それぞれの駆動量Ｓｎについて補正量Ｎ（Sn）を学習する。

車両の走行中に、内燃機関１１の燃料噴射停止状態で、内燃機関１１の回転数が１，２００ｒｐｍ前後で、かつ、吸気スロットル弁１６の開度及び可変バルブタイミング機構の位置を固定した学習許可状態となる期間は比較的短いことから、学習制御部６７は、１ドライビングサイクルごとに所定数の駆動量Ｓｎについての学習制御を実行するようになっている。なお、設定される駆動量（学習駆動量）Ｓｎは、劣化学習の実行時点で学習済みのゼロ点駆動量に対する相対量として設定されてもよい。

学習制御部６７は、個体差学習と同様に、それぞれ設定されたステップＳｎにおいて測定される実差圧ΔＰａｃｔから基準差圧ΔＰ０を引いた差圧差Ｄ（＝ΔＰａｃｔ−ΔＰ０）を求める（図７を参照）。この差圧差Ｄが負の値で、あらかじめ設定した下限値Ｄｍｉｎ（例えば−２ｋＰａ）以下の場合、ステップ数を１ステップ減算（Ｓｎ−１）する。一方、差圧差Ｄが正の値で、あらかじめ設定した上限値Ｄｍａｘ（例えば２ｋＰａ）以上の場合、ステップ数を１ステップ加算（Ｓｎ＋１）する。ステップ数を加算又は減算して測定される実差圧ΔＰａｃｔ’から基準差圧ΔＰ０を引いた差圧差Ｄ’（＝ΔＰａｃｔ’−ΔＰ０）の絶対値｜Ｄ’｜が、補正前の差圧差Ｄの絶対値｜Ｄ｜よりも小さくなった場合に、学習制御部６７は、加減算したステップ数Ｎを反映させて補正量Ｎ(Sn)を学習する。

図１０は、１ドライビングサイクルごとに異なる値に設定される学習対象の駆動量（学習駆動量）Ｓｎの設定例を示す。図１０に示した例では、１ドライビングサイクルあたり、２つの学習点の駆動量Ｓｎが設定される。学習制御部６７は、１ドライビングサイクル目にステップＳｃ及びステップＳｅについての補正量Ｎ(Sc)，Ｎ(Se)を学習し、次のドライビングサイクルにステップＳｄ及びステップＳｆについての補正量Ｎ(Sd)，Ｎ(Sf)を学習し、さらに次のドライビングサイクルにステップＳｇ及びステップＳｈについての補正量Ｎ(Sg)，Ｎ(Sh)を学習する。

以降も、ドライビングサイクルごとに駆動量Ｓｎを変更しながら補正量Ｎ(Sn)の学習を続け、すべての学習点についての補正量Ｎ(Sn)の学習が完了した場合、１ドライビングサイクル目の学習点に戻って補正量Ｎ(Sn)の学習を継続する。あるいは、すべての学習点についての補正量Ｎ(Sn)の学習が完了した場合、次のドライビングサイクルが開始されるまでは劣化学習を停止させてもよい。

本実施形態において、１ドライビングサイクルごとに補正量Ｎ(Sn)が１ステップずつ加算又は減算され、あるいは、現状維持とされる。劣化学習は、個体差学習とは異なり、１ステップごとの差圧の感度が低い領域においても学習を行う必要があることから、加減算されるステップ数は、駆動量Ｓｎにかかわらず１ステップずつに設定されている。そして、それぞれの駆動量Ｓｎについての補正量Ｎ(Sn)が繰り返されることにより、学習精度が高められるようになっている。これにより、１ドライビングサイクルにおいて、少ない学習許可状態の中で複数点での学習を可能にしつつ、補正量Ｎ(Sn)の学習精度を高めることができる。

図１１は、駆動量Ｓｎごとに学習される補正量Ｎ(Sn)の例を示す。それぞれの駆動量Ｓｃ〜Ｓｈについて、学習制御の実行ごとに補正量Ｎ(Sn)がプラスマイナス１ステップずつ加減算され、これが繰り返されることにより、それぞれの駆動量Ｓｃ〜Ｓｈについて異なる補正量Ｎ(Sn)が学習される。特に、本実施形態においては、各ドライビングサイクルにおいてゼロ点駆動量が学習された後に補正量Ｎ(Sn)が学習されるように構成されている。このため、ＥＧＲバルブ３３のゼロ点駆動量以上の駆動量の補正量(Sn)が学習され、基本流量特性におけるゼロ点駆動量と実際のゼロ点駆動量とのずれによってゼロ点駆動量付近において補正量Ｎ(Sn)が誤学習されることを抑制することができる。

学習制御部６７により学習された個体差ばらつきを抑制するための補正係数Ｋ及び劣化ばらつきを抑制するための補正量Ｎ(Sn)は、ＥＧＲ制御部６５によるＥＧＲバルブ３３の駆動量Ｓｎの設定に用いられる。

＜３．排気再循環制御装置の動作例＞
ここまで、ＥＧＲ制御装置５０の構成例を説明した。以下、図１２〜図１８を参照して、ＥＧＲ制御装置５０の動作例を説明する。

図１２は、ＥＧＲバルブ３３の駆動量Ｓｎの学習制御の一例を示すフローチャートである。まず、学習制御部６７は、車両のイグニッションスイッチがオンに切り替わったことを検出すると（ステップＳ１）、ゼロ点駆動量の学習処理を実行する（ステップＳ３）。

図１３は、ゼロ点駆動量の学習処理の一例を示すフローチャートである。
学習制御部６７は、車両が減速による燃料噴射停止状態になったことを検知すると（ステップＳ５）、吸気スロットル弁１６を所定の開度で固定するとともに、可変バルブタイミング機構を所定の位置で固定する（ステップＳ６）。これにより、学習許可状態となる。

次いで、学習制御部６７は、ＥＧＲバルブ３３が閉じた状態から開いた状態に切り替わるように駆動量を段階的に大きく設定する（ステップＳ７）。例えば、学習制御部６７は、基本流量特性におけるゼロ点駆動量を基準として、当該ゼロ点駆動量より数ステップ小さい駆動量を、設定する駆動量の開始位置とする。あるいは、前回のドライビングサイクルで学習したゼロ点駆動量がある場合、当該ゼロ点駆動量より数ステップ小さい駆動量を、設定する駆動量の開始位置としてもよい。

次いで、学習制御部６７は、駆動量を変化させたことに伴って、差圧ΔＰが上昇したか否かを判別する（ステップＳ８）。例えば、学習制御部６７は、検出される差圧ΔＰが、あらかじめ設定した閾値ΔＰｘを超えたか否かを判別してもよい。差圧ΔＰが上昇していない場合（Ｓ８／Ｎｏ）、学習制御部６７は、ステップＳ７に戻り、さらに駆動量を段階的に大きく変化させて、差圧ΔＰの上昇の有無を判別する。一方、差圧ΔＰが上昇した場合（Ｓ８／Ｙｅｓ）、学習制御部６７は、差圧ΔＰが上昇したときの駆動量に基づいてゼロ点駆動量を設定する（ステップＳ９）。例えば、学習制御部６７は、ＥＧＲバルブ３３の駆動量の設定から差圧ΔＰが変化するまでの時間差を考慮して、差圧ΔＰが上昇した駆動量の一つ前に設定した駆動量をゼロ点駆動量としてもよい。

図１２に戻り、ゼロ点駆動量の学習処理が完了した後、学習制御部６７は、ＥＧＲバルブ３３の初回の個体差学習が完了しているか否かを判別する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、車両の組立後の最初の個体差学習が完了しているか否かが判別される。初回の個体差学習が完了していない場合（Ｓ１１／Ｎｏ）、学習制御部６７は、個体差学習を実行する（ステップＳ１７）。一方、初回の個体差学習が完了している場合（Ｓ１１／Ｙｅｓ）、学習制御部６７は、ＥＧＲガスの流量チェックを行う（ステップＳ１３）。

流量チェックは、ＥＧＲバルブ３３が交換されたり、付着していたデポジットが剥がれ落ちたりする等によって、ＥＧＲバルブ３３の流量特性が変化したか否かを確認することである。例えば、学習制御部６７は、車両の走行中において、任意の一つ又は複数点のＥＧＲバルブ３３の駆動量Ｓｎに対するＥＧＲガスの流量変化率ｎを上記式（４）により求め、流量変化率ｎが所定範囲を超える場合に流量特性が変化したと判定してもよい。流量チェックの誤判定を抑制するには、個体差学習や劣化学習と同様に、所定の学習許可状態において流量チェックが行われることが好ましい。

学習制御部６７は、流量チェックの結果、流量特性が変化したか否かを判別する（ステップＳ１５）。流量特性が変化したと判定される場合（Ｓ１５／Ｙｅｓ）、学習制御部６７は、個体差学習を実行する（ステップＳ１７）。初回の個体差学習の実行時（Ｓ１１／Ｎｏの場合）及びＥＧＲバルブ３３の流量特性が変化した場合（Ｓ１５／Ｙｅｓの場合）に、学習制御部６７は、個体差学習を実行する。

図１４は、個体差学習処理の一例を示すフローチャートである。
学習制御部６７は、車両が減速による燃料噴射停止状態になったことを検知すると（ステップＳ３１）、吸気スロットル弁１６を所定の開度で固定するとともに、可変バルブタイミング機構を所定の位置で固定する（ステップＳ３３）。これにより、学習許可状態となる。

次いで、学習制御部６７は、補正量が仮設定されているか否かを判別する（ステップＳ３５）。補正量が仮設定されていない場合（Ｓ３５／Ｎｏ）、学習制御部６７は、ＥＧＲバルブ３３の補正量Ｎ(Sn)を学習する駆動量Ｓｎを設定する（ステップＳ３７）。ここで設定される駆動量Ｓｎは、個体差学習の実行時点で学習済みのゼロ点駆動量よりも大きい値に設定される。本実施形態では、１ドライビングサイクル当たり２点の駆動量Ｓａ，Ｓｂについて補正量Ｎ(Sn)の学習が行われる。次いで、学習制御部６７は、設定された駆動量Ｓａ，ＳｂにしたがってＥＧＲバルブ３３を２段階に駆動させて、それぞれの駆動量Ｓａ，Ｓｂについて差圧差Ｄａ，Ｄｂを算出する（ステップＳ３９）。

図１５は、差圧差Ｄを算出する処理の一例を示すフローチャートである。
学習制御部６７は、設定された駆動量Ｓａ，Ｓｂにしたがって、ＥＧＲバルブ３３を２段階に駆動させる（ステップＳ７１）。このとき、すでに補正係数Ｋ及び補正量Ｎ(Sn)が設定されている場合には、補正係数Ｋ及び補正量Ｎ(Sn)を用いて駆動量Ｓａ，Ｓｂを補正してＥＧＲバルブ３３を駆動させる。ＥＧＲバルブ３３の上流側圧力Ｐｕと下流側圧力Ｐｄとの差圧ΔＰを安定させるため、ＥＧＲ制御部６５は、それぞれの駆動量Ｓａ，Ｓｂを例えば１．５〜２．０秒程度維持する。

次いで、学習制御部６７は、あらかじめ記憶された基準品のデータを参照して、それぞれの駆動量Ｓａ，Ｓｂについての基準差圧ΔＰ０ｎを読み込む（ステップＳ７３）。次いで、学習制御部６７は、各種センサ信号に基づいて、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒ、大気圧Ｐａ、上流側圧力Ｐｕ及び下流側圧力Ｐｄを取得する（ステップＳ７５）。

次いで、学習制御部６７は、それぞれの駆動量Ｓａ，Ｓｂについて、上流側圧力Ｐｕから下流側圧力Ｐｄを引くことにより実差圧ΔＰａｃｔｎを算出する（ステップＳ７７）。次いで、学習制御部６７は、それぞれの駆動量Ｓａ，Ｓｂについて、実差圧ΔＰａｃｔｎから基準差圧ΔＰ０ｎを引いて差圧差Ｄｎを算出する（ステップＳ７９）。

図１４に戻り、ステップＳ３９で、それぞれの駆動量Ｓａ，Ｓｂについての差圧差Ｄｎが算出された後、学習制御部６７は、それぞれの駆動量Ｓａ，Ｓｂについて、差圧差Ｄｎに基づいて補正量を仮設定する（ステップＳ４１）。

図１６は、補正量の仮設定処理の一例を示すフローチャートである。
学習制御部６７は、それぞれの駆動量Ｓａ，Ｓｂについて、差圧差Ｄｎ（＝ΔＰａｃｔｎ−ΔＰ０ｎ）が負の値で、あらかじめ設定された下限値Ｄｍｉｎ（例えば−２ｋＰａ）未満であるか否かを判別する（ステップＳ９１）。差圧差Ｄｎが下限値Ｄｍｉｎ未満である場合（Ｓ９１／Ｙｅｓ）、学習制御部６７は、１ステップマイナスして補正量を仮設定する（ステップＳ９５）。本実施形態において、仮設定される補正量は、駆動量Ｓｎにかかわらずあらかじめ一定量（１ステップずつ）で設定されている。

一方、差圧差Ｄｎが下限値Ｄｍｉｎ未満でない場合（Ｓ９１／Ｎｏ）、学習制御部６７は、それぞれの駆動量Ｓａ，Ｓｂについて、差圧差Ｄｎ（＝ΔＰａｃｔｎ−ΔＰ０ｎ）が正の値で、あらかじめ設定された上限値Ｄｍａｘ（例えば＋２ｋＰａ）を超えるか否かを判別する（ステップＳ９３）。差圧差Ｄｎが上限値Ｄｍａｘを超える場合（Ｓ９３／Ｙｅｓ）、学習制御部６７は、１ステッププラスして補正量を仮設定する（ステップＳ９７）。差圧差Ｄｎが下限値Ｄｍｉｎ未満でなく、かつ、上限値Ｄｍａｘを超えない場合（Ｓ９３／Ｎｏ）、学習制御部６７は、補正量を仮設定せずに終了する（ステップＳ９９）。

図１４に戻り、ステップＳ４１において、補正量の仮設定処理が行われた後は、再びステップＳ３１に戻る。補正量が仮設定された状態では、上記のステップＳ３５において肯定判定され（Ｓ３５／Ｙｅｓ）、学習制御部６７は、仮設定された補正量を反映して駆動量Ｓａ，Ｓｂを補正しつつＥＧＲバルブ３３を２段階に駆動させて、それぞれの駆動量Ｓａ，Ｓｂについて差圧差Ｄａ’，Ｄｂ’を算出する（ステップＳ４３）。差圧差Ｄａ’，Ｄｂ’の算出処理は、図１５に示すフローチャートに沿って行われる。次いで、学習制御部６７は、補正量Ｎ(Sn)の確定処理を行う（ステップＳ４５）。

図１７は、補正量Ｎ(Sn)の確定処理を示すフローチャートである。学習制御部６７は、それぞれの駆動量Ｓａ，Ｓｂについて、仮設定された補正量を反映した場合の差圧差Ｄｎ’の絶対値｜Ｄ’｜が、反映前の差圧差Ｄの絶対値｜Ｄ｜よりも小さくなったか否かを判別する（ステップＳ１０１）。絶対値｜Ｄｎ’｜が絶対値｜Ｄ｜未満である場合（Ｓ１０１／Ｙｅｓ）、学習制御部６７は、仮設定された補正量（プラスマイナス１ステップ）を反映して補正量Ｎ(Sn)を更新する（ステップＳ１０３）。一方、絶対値｜Ｄｎ’｜が絶対値｜Ｄ｜以上である場合（Ｓ１０１／Ｎｏ）、学習制御部６７は、仮設定された補正量（プラスマイナス１ステップ）を反映せずに補正量Ｎ(Sn)を維持する（ステップＳ１０５）。

図１４に戻り、ステップＳ４５において、補正量Ｎ(Sn)が確定された後、学習制御部６７は、例えば、図８に示すようなマップデータを参照して、補正量Ｎ(Sn)に基づいて、個体差ばらつきを抑制するための補正係数Ｋを設定する（ステップＳ４７）。これにより、個体差学習処理が終了する。

図１２に戻り、ステップＳ１７において個体差学習が実行され、個体差ばらつきを抑制するための補正係数Ｋが求められると、学習制御部６７は、リーン燃焼を許可する（ステップＳ１９）。これにより、内燃機関１１のリーン燃焼が実行可能となって、リーン燃焼の安定性が向上する。学習制御部６７は、リーン燃焼を許可した後、ステップＳ１３に戻って流量チェックを行う。

ステップＳ１５において、流量チェックの結果として流量特性が変化していない場合（Ｓ１５／Ｎｏ）、学習制御部６７は、リーン燃焼を許可し、あるいは、許可を維持する（ステップＳ２１）。次いで、学習制御部６７は、劣化学習を実行する（ステップＳ２３）。

図１８は、劣化学習処理の一例を示すフローチャートである。劣化学習処理は、基本的には図１４に示した個体差学習処理と同様に行われる。ただし、図１８に示すフローチャートにおけるステップＳ３８で設定される２点の駆動量Ｓｘ，Ｓｙは、ドライビングサイクルごとに変更し（図１０を参照）、それぞれの駆動量Ｓｎについて補正量Ｎ(Sn)を学習する。また、それぞれの駆動量Ｓｎにすでに学習済みの補正量Ｎ(Sn)が存在する場合には、駆動量Ｓｎに学習済みの補正量Ｎ(Sn)を反映させた状態で学習を行う。ただし、駆動量Ｓｎは、劣化学習の実行時点で学習済みのゼロ点駆動量よりも大きい値に設定される。そして、劣化学習処理では、ステップＳ４５において、それぞれの駆動量Ｓｎごとに補正量Ｎ(Sn)が設定され、記憶される。これにより、劣化学習処理が終了する。

図１２に戻り、劣化学習処理が行われた後、学習制御部６７は、劣化学習において補正量Ｎ(Sn)が更新されたか否かを判別する（ステップＳ２５）。補正量Ｎ(Sn)が更新されなかった場合（Ｓ２５／Ｎｏ）、つまり、仮設定された補正量を反映した場合の差圧差Ｄｎ’の絶対値｜Ｄ’｜が、反映前の差圧差Ｄの絶対値｜Ｄ｜よりも小さくならなかった場合、学習制御部６７は、ステップＳ１３に戻って流量チェックを行う。一方、補正量Ｎ(Sn)が更新された場合（Ｓ２５／Ｙｅｓ）、つまり、絶対値｜Ｄ’｜が絶対値｜Ｄ｜よりも小さくなった場合、学習制御部６７は、今回のドライビングサイクルにおける学習制御を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係るＥＧＲ制御装置５０は、ＥＧＲバルブ３３の上流側圧力Ｐｕと下流側圧力Ｐｄとの差圧ΔＰのばらつきに基づいて、個体差ばらつき及び劣化ばらつきを学習する。ＥＧＲ制御装置５０は、劣化ばらつきを学習する際に、ドライビングサイクルごとに学習する駆動量Ｓｎを変更し、それぞれの駆動量Ｓｎについて補正量Ｎ(Sn)を学習する。このため、駆動量Ｓｎごとに異なり得る、デポジット付着等による劣化ばらつきを抑制するための補正量Ｎ(Sn)が学習され、ＥＧＲガスの流量を精度よく制御することができる。これにより、例えば、高精度の空燃比の制御が要求されるリーン燃焼時においても、空燃比を精度よく制御することができる。

また、ＥＧＲ制御装置５０は、各ドライビングサイクルにおいて、まず、ＥＧＲバルブ３３のゼロ点駆動量を学習した後に、個体差ばらつきあるいは劣化ばらつきの学習を開始する。このため、例えば、デポジット等の付着によってＥＧＲバルブ３３が開き始める位置がずれている場合であってもゼロ点駆動量を基準に駆動量を設定して個体差ばらつきあるいは劣化ばらつきを学習することができる。このため、特に、ＥＧＲバルブ３３の開き始めの位置付近における補正量の誤学習を抑制することができ、ＥＧＲガスの流量を精度よく制御することができる。

また、ＥＧＲ制御装置５０は、ドライビングサイクルごとに補正量Ｎ(Sn)を学習する駆動量Ｓｎを変更する。このため、１ドライビングサイクル中に、発生する差圧ΔＰのばらつきを抑制可能となる所定の学習許可状態となる期間が短時間に限られるとしても、それぞれの駆動量Ｓｎについての補正量Ｎ(Sn)の学習を行える確実性が向上する。

また、ＥＧＲ制御装置５０は、駆動量Ｓｎにかかわらず、１ドライビングサイクルにおいては１ステップずつ加算又は減算しながら補正量Ｎ(Sn)を更新しつつ、次回のドライビングサイクル以降も補正量Ｎ(Sn)の更新を繰り返す。このため、１ドライビングサイクル中に所定の学習許可状態となる期間が短時間に限られるとしても、それぞれの駆動量Ｓｎについての補正量Ｎ(Sn)の学習精度を高めることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、高圧ＥＧＲシステムのＥＧＲバルブ３３の学習制御を例に採って説明したが、本発明はかかる例に限定されない。学習制御を行うＥＧＲバルブは、過給機７０のタービン７３よりも下流側の排気通路から、過給機７０のコンプレッサ７１よりも上流側の吸気通路に排気を循環させる低圧ＥＧＲシステムのＥＧＲバルブであってもよい。

１０ ＥＧＲシステム
１１ 内燃機関
１５ 吸気通路
１６ 吸気スロットル弁
２１ 排気通路
２７ 吸気圧センサ
３１ ＥＧＲ通路
３３ ＥＧＲバルブ
３７ ＥＧＲガス圧センサ
３８ ＥＧＲガス温度センサ
４１ 大気圧センサ
５０ ＥＧＲ制御装置
６１ スロットル制御部
６３ ＶＶＴ制御部
６５ ＥＧＲ制御部
６７ 学習制御部

Claims (5)

1. 車両に搭載された内燃機関の排気系から吸気系へ排気を再循環させるための排気再循環通路に設けられて開口面積が変化する排気再循環バルブの制御を行う排気再循環制御装置において、
   前記排気再循環バルブの制御に用いられる基本流量特性であって前記排気再循環バルブの駆動量と前記排気再循環バルブを通過する排気の流量との関係を示す基本流量特性に対する、前記排気再循環バルブの個体差によるばらつきと劣化によるばらつきとを学習する学習制御を実行する学習制御部を備え、
   前記学習制御部は、前記車両のドライビングサイクルごとに、前記排気再循環バルブの流路が開き始める駆動量であるゼロ点駆動量を学習した後、前記学習制御を開始する、排気再循環制御装置。
2. 前記学習制御部は、
   前記排気再循環バルブよりも上流側の圧力である上流側圧力と前記排気再循環バルブよりも下流側の圧力である下流側圧力との差圧を検出しながら、前記排気再循環バルブが閉じた状態から開いた状態に切り替わるように前記駆動量を段階的に変化させて前記ゼロ点駆動量を学習する、請求項１に記載の排気再循環制御装置。
3. 前記学習制御部は、
   前記学習制御の実行時に設定する前記排気再循環バルブの駆動量を、学習した前記ゼロ点駆動量よりも大きい駆動量に設定する、請求項１又は２に記載の排気再循環制御装置。
4. 前記学習制御部は、
   前記劣化によるばらつきの学習として、
   前記ゼロ点駆動量を学習した後、前記排気再循環バルブの駆動量をドライビングサイクルごとに異なる学習駆動量に設定し、検出される前記排気再循環バルブよりも上流側の圧力である上流側圧力と前記排気再循環バルブよりも下流側の圧力である下流側圧力との差圧を、前記排気再循環バルブの基準品における前記学習駆動量に対応する基準差圧と比較することにより、それぞれの前記学習駆動量についての補正量を学習する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気再循環制御装置。
5. 前記学習制御部は、
   前記個体差のばらつきの学習として、
   前記ゼロ点駆動量を学習した後、前記排気再循環バルブの駆動量を前記ゼロ点駆動量よりも所定量大きい基本駆動量に設定した場合に検出される前記排気再循環バルブよりも上流側の圧力である上流側圧力と前記排気再循環バルブよりも下流側の圧力である下流側圧力との差圧を、前記排気再循環バルブの基準品における前記基本駆動量に対応する基準差圧と比較することにより、前記個体差のばらつきを補正する補正係数を求める、請求項１〜４のいずれか１項に記載の排気再循環制御装置。
   

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