JP5145273B2 - 内燃機関のｅｇｒ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、気筒内に既燃ガスを残留させる内部ＥＧＲ、および排気通路に排出された排ガスの一部を吸気通路に還流させる外部ＥＧＲを制御する内燃機関のＥＧＲ制御装置に関する。

従来の内燃機関のＥＧＲ制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を一時的に吸着させるとともに、吸気通路に供給し、処理する蒸発燃料処理装置を備えている。また、ＥＧＲ制御装置は、排気通路に排出された排ガスの一部を吸気通路に還流させる外部ＥＧＲを制御するものである。このＥＧＲ制御装置では、蒸発燃料処理装置から吸気通路に供給された蒸発燃料の濃度（以下「ベーパ濃度」という）に応じて、蒸発燃料の供給量（以下「パージ量」という）、および外部ＥＧＲ量を制御する。具体的には、ベーパ濃度が所定値よりも大きい場合には、所定値以下の場合よりも、パージ量および外部ＥＧＲ量を減少させるとともに、特に、エンジンが高負荷領域または高回転領域にあるときには、外部ＥＧＲ量をほぼ０に制御する。それにより、エンジンが高負荷状態や高回転状態のときに、外部ＥＧＲによる影響を排除しながら、多量の蒸発燃料を処理するようにしている。

特開平１０−１１５２５８号公報

以上のように、従来のＥＧＲ制御装置では、ベーパ濃度が高く、かつエンジンが高負荷領域または高回転領域にあるときには、外部ＥＧＲ量をほぼ０に制御する。しかし、このように外部ＥＧＲ量を非常に小さくすると、吸気通路内の負圧が大きくなることで、ポンピングロスが増大する。特に、ベーパ濃度が高いときには、気筒に供給され、燃焼する未燃燃料が多くなるため、それに伴い、燃焼温度が上昇することで、排ガス特性が悪化するとともに、熱発生率が上昇することで、吸気通路内の圧力と排気通路内の圧力との差が大きくなり、ポンピングロスがさらに増大する。また、燃焼速度も過大になりやすく、それにより、熱損失も大きくなる。以上のようなポンピングロスおよび熱損失の増大によって、出力の低下や、それに伴うドライバビリティおよび燃費の悪化を招く。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、蒸発燃料の供給時におけるポンピングロスおよび熱損失を抑制でき、それにより、燃費、ドライバビリティおよび排ガス特性を向上させることができる内燃機関のＥＧＲ制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本願の請求項１に係る内燃機関３のＥＧＲ制御装置１は、内燃機関３の気筒３ａ内に既燃ガスを残留させる内部ＥＧＲを実行する内部ＥＧＲ装置３０と、排気通路６に排出された排ガスの一部を吸気通路５に還流させる外部ＥＧＲを実行する外部ＥＧＲ装置４０と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ５３、アクセル開度センサ５７、ＥＣＵ２）と、検出された内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、要求トルクＰＭＣＭＤ）に応じて、内部ＥＧＲ装置３０による内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮの目標となる目標内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮＣＭＤ、および外部ＥＧＲ装置４０による外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸの目標となる目標外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸＣＭＤを設定する目標ＥＧＲ量設定手段（ＥＣＵ２、図７のステップ４１、図８のステップ５１）と、燃料タンク１１内で発生した蒸発燃料を、一時的に保留するとともに吸気通路５に供給することによって、処理する蒸発燃料処理装置１０と、蒸発燃料処理装置１０から吸気通路５に供給された蒸発燃料の濃度（ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲ）を取得する蒸発燃料濃度取得手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１４）と、取得された蒸発燃料の濃度が高いほど、内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮに対する外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸの比率がより大きくなるように、目標内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮＣＭＤおよび目標外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸＣＭＤを補正する目標ＥＧＲ量補正手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１５〜１７）と、補正された目標内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮＣＭＤおよび目標外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸＣＭＤに基づいて、内部ＥＧＲ装置３０および外部ＥＧＲ装置４０を制御する制御手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１８、１９）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関のＥＧＲ制御装置によれば、内部ＥＧＲ装置を制御することによって、気筒内に残留させる既燃ガスの量である内部ＥＧＲ量が制御され、外部ＥＧＲ装置を制御することによって、吸気通路に還流させる排ガスの量である外部ＥＧＲ量が制御される。また、これらの内部ＥＧＲ量および外部ＥＧＲ量の目標となる目標内部ＥＧＲ量および外部ＥＧＲ量が、検出された内燃機関の運転状態に応じて設定される。

蒸発燃料の濃度が高いほど、気筒に供給され、燃焼する未燃燃料が多くなることによって、燃焼温度および熱発生率が上昇し、吸気通路内の圧力と排気通路内の圧力との差が大きくなる。本発明によれば、蒸発燃料処理装置から吸気通路に供給された蒸発燃料の濃度が高いほど、内部ＥＧＲ量に対する外部ＥＧＲ量の比率がより大きくなるように、目標内部ＥＧＲ量および目標外部ＥＧＲ量を補正し、これらの目標内部ＥＧＲ量および目標外部ＥＧＲ量に基づいて、内部ＥＧＲ装置および外部ＥＧＲ装置を制御する。このような制御により、蒸発燃料の濃度が高いほど、外部ＥＧＲ量がより多くなることによって、吸気通路内の圧力が高められ、排気通路内との圧力差が小さくなるので、ポンピングロスを抑制することができる。また、外部ＥＧＲによる排ガスによって燃焼温度を低下させることができ、それにより、熱損失を抑制することができる。以上のようなポンピングロスおよび熱損失の抑制によって、燃費、ドライバビリティおよび排ガス特性を向上させることができる。

本発明の実施形態によるＥＧＲ制御装置を内燃機関とともに示している。 パージ制御処理を示すフローチャートである。 ＥＧＲ制御処理を示すフローチャートである。 図３の処理で用いられるテーブルの一例である。 ベーパ濃度の算出処理を示すサブルーチンである。 図３の処理で用いられるテーブルの一例である。 内部ＥＧＲ制御処理を示すサブルーチンである。 外部ＥＧＲ制御処理を示すサブルーチンである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態によるＥＧＲ制御装置１を、内燃機関３とともに示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、車両（図示せず）に搭載されたディーゼルエンジンである。エンジン３は、例えば４つの気筒３ａ（１つのみ図示）を有しており、各気筒３ａのピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃとの間には、燃焼室３ｄが形成されている。

シリンダヘッド３ｃには、気筒３ａごとに燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）４が燃焼室３ｄに臨むように取り付けられている。このインジェクタ４の開弁タイミングおよび開弁時間は、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御され、それにより、燃料噴射時期および燃料噴射量が制御される。

エンジン３の吸気通路５には、吸気絞り弁７が設けられている。吸気絞り弁７には、例えば直流モータで構成されたアクチュエータ７ａが接続されている。吸気絞り弁７の開度は、アクチュエータ７ａに供給される電流のデューティ比をＥＣＵ２で制御することによって、全閉開度と全開開度の間で可変に制御され、それにより、吸気通路５内を流れる空気の流量が調整される。

エンジン３には、蒸発燃料処理装置１０が設けられている。この蒸発燃料処理装置１０は、燃料タンク１１内で発生した蒸発燃料を、一時的に吸着・貯留し、吸気通路５に適宜、供給することによって、処理するものであり、チャージ通路１２、キャニスタ１３およびパージ通路１４を備えている。

チャージ通路１２は、燃料タンク１１とキャニスタ１３に接続されており、燃料タンク１１内で発生した蒸発燃料をキャニスタ１３に送るものである。

チャージ通路１２には、２方向弁１５が設けられている。２方向弁１５は、ダイアフラム式の正圧弁および負圧弁を組み合わせた機械式弁で構成されている。この正圧弁は、燃料タンク１１内の圧力に相当するチャージ通路１２内の圧力が上限圧、すなわち大気圧よりも高い所定圧力に達したときに開弁するように構成されており、その開弁により、燃料タンク１１内の蒸発燃料がキャニスタ１３に送られる。また、上記の負圧弁は、チャージ通路１２内の圧力が下限値、すなわちキャニスタ１３側の圧力よりも低い所定圧力に達したときに開弁するように構成されており、その開弁により、キャニスタ１３に吸着されていた蒸発燃料が燃料タンク１１に戻される。

また、チャージ通路１２には、２方向弁１５をバイパスするようにチャージバイパス通路１６が設けられている。チャージバイパス通路１６には、バイパス弁２１が設けられている。バイパス弁２１は、常閉タイプのＯＮ／ＯＦＦ式の電磁弁で構成されており、通常はチャージバイパス通路１６を閉鎖し、ＥＣＵ２の制御によって励磁されたときに開弁することにより、チャージバイパス通路１６を開放する。

キャニスタ１３には、蒸発燃料を吸着するための活性炭が内蔵されている。また、キャニスタ１３には、大気側に開口する大気通路１７が接続されており、大気通路１７には、これを開閉するベントシャット弁２２が設けられている。ベントシャット弁２２は、常開タイプのＯＮ／ＯＦＦ式の電磁弁で構成されており、通常は大気通路１７を開放し、ＥＣＵ２の制御により励磁されたときに大気通路１７を閉鎖する。

パージ通路１４は、キャニスタ１３に吸着された蒸発燃料を吸気通路５に供給（パージ）するためのものであり、キャニスタ１３に接続されている。パージ通路１４の途中には、パージ制御弁２３が設けられている。パージ制御弁２３は、電磁弁で構成されており、その開度は、ＥＣＵ２から供給される駆動電流のデューティ比ＤＵＴＹに応じて連続的に変化するように制御され、このデューティ比ＤＵＴＹが大きいほど、より大きな値に制御される。

また、吸気通路５には、パージ通路１４との接続部の上流側に、エアフローセンサ５１および吸気温センサ５２が設けられている。エアフローセンサ５１は、エンジン３に吸入される吸入空気の量（以下「吸気量」という）ＧＡＩＲを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。吸気温センサ５２は、吸気通路５内の温度（以下「吸気温」という）ＴＡを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

エンジン３のクランクシャフト３ｅには、クランク角センサ５３が設けられている。クランク角センサ５３は、クランクシャフト３ｅの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒３ａにおいてピストン３ｂが吸気行程の開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン３が４気筒の場合には、クランク角１８０゜ごとに出力される。

ＥＧＲ制御装置１は、内部ＥＧＲ装置３０と外部ＥＧＲ装置４０などで構成されている。内部ＥＧＲ装置３０は、気筒３ａ内で燃焼により発生した既燃ガスの一部を気筒３ａ内に残留させる内部ＥＧＲを実行するものであり、排気カムシャフト３１および排気カム位相可変機構３２などを備えている。

排気カムシャフト３１は、排気スプロケットおよびタイミングチェーン（いずれも図示せず）を介して、クランクシャフト３ｅに連結されており、クランクシャフト３ｅが２回転するごとに１回転する。

排気カム位相可変機構３２は、排気カムシャフト３１のクランクシャフト３ｅに対する相対的な位相（以下「排気カム位相」という）ＣＡＥＸを無段階に進角側または遅角側に変更するものである。その構成は、本出願人が特開２００５−３１５１６１号公報で既に提案したものと同様であるので、以下、その概略を簡単に説明する。

この排気カム位相可変機構３２は、排気カムシャフト３１の排気スプロケット側の端部に設けられており、電磁弁３３と、これを介して油圧が供給される進角室および遅角室（いずれも図示せず）などを備えている。この電磁弁３３は、ＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２からの位相制御入力Ｕ＿ＣＡＥＸに応じて、進角室および遅角室に供給する油圧を変化させることで、排気カム位相ＣＡＥＸを所定の最遅角値と所定の最進角値との間で無段階に連続的に変化させる。このように、排気弁８の開閉タイミングが、最遅角タイミングと最進角タイミングとの間で、無段階に変更されることによって、気筒３ａ内に残留する既燃ガスの量（以下「内部ＥＧＲ量」という）ＧＥＧＲＩＮが制御される。

一方、排気カムシャフト３１の排気カム位相可変機構３２と反対側の端部には、カム角センサ５４が設けられている。このカム角センサ５４は、排気カムシャフト３１の回転に伴い、パルス信号であるＣＡＭ信号を所定のカム角（例えば１゜）ごとにＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＣＡＭ信号およびＣＲＫ信号に基づき、排気カム位相ＣＡＥＸを算出する。

外部ＥＧＲ装置４０は、排気通路６に排出された排ガスの一部を吸気通路５に還流させるものであり、吸気通路５の吸気絞り弁７よりも下流側と排気通路６に接続されたＥＧＲ通路４１と、このＥＧＲ通路４１を開閉するＥＧＲ制御弁４２などで構成されている。

ＥＧＲ制御弁４２は、そのリフトが連続的に変化する電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＧＲ制御弁４２のリフトは、ＥＣＵ２からのＥＧＲリフト制御入力Ｕ＿ＬＥＧＲに応じて制御され、それにより、排ガスの還流量（以下「外部ＥＧＲ量」という）ＧＥＧＲＥＸが制御される。

また、ＥＧＲ制御弁４２のリフト（以下「ＥＧＲリフト」という）ＬＥＧＲは、ＥＧＲリフトセンサ５５によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。

また、排気通路６には、ＬＡＦセンサ５６が設けられている。ＬＡＦセンサ５６は、理論空燃比よりもリッチなリッチ領域から極リーンまでの広範囲な空燃比の領域において、排気通路６内を流れる排ガス中の酸素濃度をリニアに検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、ＬＡＦセンサ５６からの検出信号に基づいて、混合気の空燃比ＡＦを算出する。

また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ５７から、車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が出力される。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。前述したセンサ５１〜５７の検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。

ＣＰＵは、これらの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、燃料噴射時期および燃料噴射量を制御する燃料噴射制御を実行する。具体的には、燃料噴射時期は、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて算出される。なお、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、算出される。

一方、燃料噴射量は、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて算出された基本値に、空燃比補正係数ＫＡＦを乗算することによって、算出される。この空燃比補正係数ＫＡＦは、ＬＡＦセンサ５６で検出された空燃比ＡＦが目標空燃比に収束するよう、例えばＰＩＤフィードバック制御によって算出される。このような算出方法により、空燃比補正係数ＫＡＦは、空燃比ＡＦが目標空燃比にほぼ一致するときには値１に設定される。また、空燃比ＡＦが目標空燃比よりもリッチ側にあるときに、燃料噴射量をより少なくするために、値１よりも小さな値に設定され、リーン側にあるときに、値１よりも大きな値に設定される。

また、ＣＰＵは、キャニスタ１３に吸着した蒸発燃料を吸気通路５内にパージするパージ量を制御するパージ制御処理を実行するとともに、内部ＥＧＲ量および外部ＥＧＲ量を制御するＥＧＲ制御処理を実行する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、運転状態検出手段、目標ＥＧＲ量設定手段、蒸発燃料濃度取得手段、目標ＥＧＲ量補正手段および制御手段に相当する。

図２は、ＥＣＵ２によって実行される上記パージ制御処理のフローチャートを示している。本処理は、所定の周期で実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、エアフローセンサ５１で検出された吸気量ＧＡＩＲに応じて、パージ量の目標となる目標パージ量ＰＧＣＭＤを算出する。

次に、この目標パージ量ＰＧＣＭＤに応じて、デューティ比ＤＵＴＹを算出する（ステップ２）。そして、このデューティ比ＤＵＴＹに応じて駆動信号を生成し、パージ制御弁２３に出力することによってこれを駆動し（ステップ３）、本処理を終了する。これにより、パージ量が目標パージ量ＰＧＣＭＤになるように制御される。

図３は、ＥＧＲ制御処理を示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ１１において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、吸気量ＧＡＩＲの目標となる目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを算出する。

次に、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標総ＥＧＲ率ＲＥＧＲＣＭＤを算出する（ステップ１２）。この目標総ＥＧＲ率ＲＥＧＲＣＭＤは、気筒３ａ内に存在する総ガス量（＝ＧＡＩＲ＋ＧＥＧＲＩＮ＋ＧＥＧＲＥＸ）に対する、内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮと外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸとの和である総ＥＧＲ量（＝ＧＥＧＲＩＮ＋ＧＥＧＲＥＸ）の比率を表す。

次いで、吸気温センサ５２で検出された吸気温ＴＡに応じ、図４に示すテーブルを検索することによって、外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸの基本値ＲＥＧＲＥＸＢを算出する（ステップ１３）。この外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸは、総ＥＧＲ量に対する外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸの比率を表す。なお、このテーブルでは、基本値ＲＥＧＲＥＸＢは、吸気温ＴＡが所定の第１温度ＴＲＥＦ１以下のときに、０以上で且つ１よりも小さな所定値に設定され、第１温度ＴＲＥＦ１よりも高い所定の第２温度ＴＲＥＦ２以上のときに、値１に設定され、第１温度ＴＲＥＦ１と第２温度ＴＲＥＦ２の間では、所定値と値１の間でリニアに設定され、吸気温ＴＡが高いほど、より大きな値に設定されている。

次に、蒸発燃料の濃度（以下「ベーパ濃度」という）ＣＯＮＶＰＲを算出する（ステップ１４）。図５は、その算出処理を示すサブルーチンである。本処理では、まずステップ３１において、前述した空燃比補正係数ＫＡＦが値１よりも小さいか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、実際の空燃比ＡＦがリッチ側にあり、ベーパ濃度が高いと判定し、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲの前回値ＣＯＮＶＰＲＺに第１所定値ＲＥＦ１を加算した値を、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲとして設定した（ステップ３２）後、本処理を終了する。

一方、ステップ３１の判別結果がＮＯのときには、空燃比補正係数ＫＡＦが値１よりも大きいか否かを判別する（ステップ３３）。この判別結果がＹＥＳのときには、実際の空燃比ＡＦがリーン側にあり、ベーパ濃度が低いと判定し、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲの前回値ＣＯＮＶＰＲＺから第２所定値ＲＥＦ２を減算した値を、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲとして設定した（ステップ３４）後、本処理を終了する。

また、ステップ３３の判別結果がＮＯのときには、空燃比補正係数ＫＡＦが値１に一致しており、前回と今回の間でベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲが変化していないと判定し、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲを前回値ＣＯＮＶＰＲＺに保持した（ステップ３５）後、本処理を終了する。

図３に戻り、前記ステップ１４に続くステップ１５では、算出したベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲに応じ、図６に示すテーブルを検索することによって、外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸの補正係数ＫＲＥＧＲＥＸを算出する。このテーブルでは、補正係数ＫＲＥＧＲＥＸは、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲが所定の第１濃度ＣＯＮＲＥＦ１以下のときに、値１に設定され、第１濃度ＣＯＮＲＥＦ１よりも高い所定の第２濃度ＣＯＮＲＥＦ２以上のときに、所定値（例えば０）に設定され、第１濃度ＣＯＮＲＥＦ１と第２濃度ＣＯＮＲＥＦ２の間では、値１と所定値の間でリニアに設定され、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲが高いほど、より小さな値に設定されている。

次に、算出した基本値ＲＥＧＲＥＸＢおよび補正係数ＫＲＥＧＲＥＸを用い、次式（１）に従って、外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸの目標となる目標外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸＣＭＤを算出する（ステップ１６）。
ＲＥＧＲＥＸＣＭＤ＝１−（１−ＲＥＧＲＥＸＢ）×ＫＲＥＧＲＥＸ ・・・（１）

前述したように、基本値ＲＥＧＲＥＸＢは、吸気温ＴＡに応じて設定され、補正係数ＫＲＥＧＲＥＸは、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲが高いほど、より小さな値に設定される。したがって、式（１）の右辺の第２項は、吸気温ＴＡが同じ場合、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲが大きいほど、より小さな正値になる。以上から、目標外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸＣＭＤは、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲが高いほど、より大きな値に設定される。

次いで、次式（２）により、値１から目標外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸＣＭＤを減算することによって、目標内部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＩＮＣＭＤを算出する（ステップ１７）。
ＲＥＧＲＩＮＣＭＤ＝１−ＲＥＧＲＥＸＣＭＤ ・・・（２）
この目標内部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＩＮＣＭＤは、内部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＩＮの目標となるものであり、内部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＩＮは、総ＥＧＲ量に対する内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮの比率を表す。そして、内部ＥＧＲ装置３０による内部ＥＧＲ制御を実行する（ステップ１８）とともに、外部ＥＧＲ装置４０による外部ＥＧＲ制御を実行し（ステップ１９）、本処理を終了する。

図７は、上記の内部ＥＧＲ制御処理を示すサブルーチンである。本処理では、まずステップ４１において、内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮの目標となる目標内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮＣＭＤを算出する。この目標内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮＣＭＤは、前記ステップ１１，１２および１７でそれぞれ算出した目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤ、目標総ＥＧＲ率ＲＥＧＲＣＭＤおよび目標内部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＩＮＣＭＤに応じて、算出される。

次に、算出した目標内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮＣＭＤに応じて、排気カム位相ＣＡＥＸの目標となる目標排気カム位相ＣＡＥＸＣＭＤを算出する（ステップ４２）。次いで、算出した目標排気カム位相ＣＡＥＸＣＭＤと検出された排気カム位相ＣＡＥＸに応じ、位相制御入力Ｕ＿ＣＡＥＸを算出する（ステップ４３）とともに、算出した位相制御入力Ｕ＿ＣＡＥＸに応じて電磁弁３３を駆動し（ステップ４４）、本処理を終了する。以上により、排気カム位相ＣＡＥＸが目標排気カム位相ＣＡＥＸＣＭＤになるように制御され、それにより、内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮが目標内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮＣＭＤになるように制御される。

図８は、外部ＥＧＲ制御処理を示すサブルーチンである。本処理では、まずステップ５１において、外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸの目標となる目標外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸＣＭＤを算出する。この目標外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸＣＭＤは、前記ステップ１１，１２および１６でそれぞれ算出した目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤ、目標総ＥＧＲ率ＲＥＧＲＣＭＤおよび目標外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸＣＭＤに応じて、算出される。

次に、算出した目標外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸＣＭＤに応じて、ＥＧＲ制御弁４２のリフトの目標となる目標ＥＧＲリフトＬＥＧＲＣＭＤを算出する（ステップ５２）。次いで、算出した目標ＥＧＲリフトＬＥＧＲＣＭＤと検出されたＥＧＲリフトＬＥＧＲに応じ、ＥＧＲリフト制御入力Ｕ＿ＬＥＧＲを算出する（ステップ５３）とともに、算出したＥＧＲリフト制御入力Ｕ＿ＬＥＧＲに応じてＥＧＲ制御弁４２を駆動し（ステップ５４）、本処理を終了する。以上により、ＥＧＲ制御弁４２のリフトが目標ＥＧＲリフトＬＥＧＲＣＭＤになるように制御され、それにより、外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸが目標外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸＣＭＤになるように制御される。

以上のように、本実施形態によれば、目標外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸＣＭＤを、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲが高いほど、より大きくなるように補正する。そして、この目標外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸＣＭＤを用いて、内部ＥＧＲ装置３０および外部ＥＧＲ装置４０を制御する。このような制御により、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲが高いほど、外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸＣＭＤがより多くなるので、ポンピングロスおよび熱損失を抑制することができ、その結果、燃費、ドライバビリティおよび排ガス特性を向上させることができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、目標内部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＩＮＣＭＤおよび目標外部ＥＧＲ量ＧＥＧＲＥＸＣＭＤの算出を、ベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲに応じて補正した目標外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸＣＭＤを用いて行っているが、それらの算出手法はこれに限らず、例えば、算出した目標内部ＥＧＲ量および目標外部ＥＧＲ量の基本値をベーパ濃度に応じて補正することによって、目標内部ＥＧＲ量および目標外部ＥＧＲ量を算出してもよい。

また、実施形態では、蒸発燃料の濃度を表すベーパ濃度ＣＯＮＶＰＲを、空燃比ＡＦを用いて推定しているが、これに限らず、パージ通路１４に設けたセンサによって直接、検出してもよい。

さらに、実施形態では、内部ＥＧＲ量を、排気カム位相可変機構によって制御しているが、これに代えて、またはこれとともに、排気リフトを可変する排気リフト可変機構によって制御してもよく、あるいは、吸気カムを可変する吸気カム位相可変機構によって制御してもよい。また、実施形態では、外部ＥＧＲ率ＲＥＧＲＥＸの基本値ＲＥＧＲＥＸＢを、吸気温ＴＡに応じて算出しているが、他の適当なパラメータ、例えばエンジン回転数や要求トルクに応じて算出してもよい。

さらに、実施形態は、本発明を車両に搭載されたディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外のガソリンエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

１ ＥＧＲ制御装置
２ ＥＣＵ（運転状態検出手段、目標ＥＧＲ量設定手段、蒸発燃料濃度取得手段、目標
ＥＧＲ量補正手段および制御手段）
３ エンジン
３ａ 気筒
５ 吸気通路
６ 排気通路
１０ 蒸発燃料処理装置
１１ 燃料タンク
３０ 内部ＥＧＲ装置
４０ 外部ＥＧＲ装置
５３ クランク角センサ（運転状態検出手段）
５７ アクセル開度（運転状態検出手段）
ＮＥ エンジン回転数（内燃機関の運転状態）
ＰＭＣＭＤ 要求トルク（内燃機関の運転状態）
ＣＯＮＶＰＲ ベーパ濃度（蒸発燃料の濃度）
ＧＥＧＲＩＮ 内部ＥＧＲ量
ＧＥＧＲＥＸ 外部ＥＧＲ量
ＧＥＧＲＩＮＣＭＤ 目標内部ＥＧＲ量
ＧＥＧＲＥＸＣＭＤ 目標外部ＥＧＲ量

Claims (1)

1. 内燃機関の気筒内に既燃ガスを残留させる内部ＥＧＲを実行する内部ＥＧＲ装置と、
   排気通路に排出された排ガスの一部を吸気通路に還流させる外部ＥＧＲを実行する外部ＥＧＲ装置と、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された前記内燃機関の運転状態に応じて、前記内部ＥＧＲ装置による内部ＥＧＲ量の目標となる目標内部ＥＧＲ量、および前記外部ＥＧＲ装置による外部ＥＧＲ量の目標となる目標外部ＥＧＲ量を設定する目標ＥＧＲ量設定手段と、
   燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、一時的に保留するとともに前記吸気通路に供給することによって、処理する蒸発燃料処理装置と、
   当該蒸発燃料処理装置から前記吸気通路に供給された蒸発燃料の濃度を取得する蒸発燃料濃度取得手段と、
   当該取得された蒸発燃料の濃度が高いほど、前記内部ＥＧＲ量に対する前記外部ＥＧＲ量の比率がより大きくなるように、前記目標内部ＥＧＲ量および前記目標外部ＥＧＲ量を補正する目標ＥＧＲ量補正手段と、
   当該補正された前記目標内部ＥＧＲ量および前記目標外部ＥＧＲ量に基づいて、前記内部ＥＧＲ装置および前記外部ＥＧＲ装置を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。

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