JP5660323B2 - 内燃機関のｅｇｒ制御装置 - Google Patents

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ＥＧＲ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。

このようなＥＧＲ装置を搭載した内燃機関においては、例えば、特許文献１（特許第２５６０７７７号公報）に記載されているように、内燃機関の吸気通路に、酸素濃度を検出する酸素センサを設け、この酸素センサの出力に基づいてＥＧＲガスの還流が開始されるＥＧＲ弁の開度を検出するようにしたものがある。また、特許文献２（特開２００１−８２２６０号公報）に記載されているように、内燃機関の吸気通路に、吸気圧を検出する吸気圧センサを設け、この吸気圧センサの出力に基づいてＥＧＲガスの還流が開始されるＥＧＲ弁の開度を学習するようにしたものもある。

特許第２５６０７７７号公報 特開２００１−８２２６０号公報

ところで、特にガソリンエンジンでは、ＥＧＲガス流量に対する燃焼安定性の感度が高いため、ＥＧＲガス流量を精度良く制御する必要があると共に、ＥＧＲガス停止時はＥＧＲガスの漏れによる燃焼悪化を防止するためにＥＧＲ弁の開度を全閉位置（ＥＧＲガス流量が最小となる開度）に精度良く制御する必要があり、それらを実現するには、ＥＧＲ弁の開度制御の基準となる全閉位置を精度良く学習する必要がある。

本出願人は、ＥＧＲガスによるデポジットの対策等を目的として、ＥＧＲ弁の開度を全閉位置に対して増加方向と減少方向の両方向に駆動できるよう（つまりＥＧＲ弁の可動範囲の途中で全閉位置となるよう）にＥＧＲ弁を設けたＥＧＲ装置を研究・開発しているが、このＥＧＲ装置は、ＥＧＲ弁の全閉位置が可動範囲の限界位置（例えばストッパに突き当たる位置）と一致していないため、ＥＧＲ弁を可動範囲の限界位置まで駆動して全閉位置を学習するといった方法を実施することができない。

そこで、上記特許文献１，２の技術の利用して、吸気通路に設けた酸素センサや吸気圧センサの出力に基づいてＥＧＲ弁の全閉位置を学習することも考えられるが、この場合、ＥＧＲガス以外の影響で吸気通路内の酸素濃度や吸気圧が変化してＥＧＲ弁の全閉位置を精度良く学習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弁の全閉位置（ＥＧＲガス流量が最小となる開度）を精度良く学習することができる内燃機関のＥＧＲ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ＥＧＲ通路を通して吸気通路に還流させるＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲ弁を備えた内燃機関のＥＧＲ制御装置において、ＥＧＲ弁は、ＥＧＲガスの流量が最小となる開度（以下「全閉位置」という）に対して該ＥＧＲ弁の開度を増加方向と減少方向の両方向に駆動可能に設けられ、ＥＧＲガスが流れる通路内のガス温度を検出するガス温度検出手段と、所定の学習実行条件が成立したときにＥＧＲ弁の開度を変化させてガス温度検出手段で検出したガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁の開度を全閉位置として学習する全閉位置学習手段とを備え、前記ガス温度検出手段を前記ＥＧＲ通路に配置したことを特徴とするものである。

ＥＧＲガスは高温の排出ガスであり、ＥＧＲ弁の開度に応じてＥＧＲガス流量が変化し、それに応じてＥＧＲガスが流れる通路（例えばＥＧＲ通路や吸気通路）内のガス温度が変化するため、ＥＧＲガスが流れる通路内のガス温度は、ＥＧＲ弁の開度に応じて変化する。そして、ＥＧＲ弁の開度を変化させた場合、全閉位置（ＥＧＲガス流量が最小となる開度）を境にして、ＥＧＲガス流量の挙動が減少から増加に切り換わって、ＥＧＲガスが流れる通路内のガス温度の挙動が減少から増加に切り換わるため、ＥＧＲ弁の開度が全閉位置を通過するときにガス温度の変化が最も小さくなる。このような特性に着目して、発明のように、ＥＧＲ弁の開度を変化させてガス温度検出手段で検出したガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁の開度を全閉位置として学習すれば、ＥＧＲ弁の全閉位置を精度良く学習することができる。

この場合、ガス温度検出手段をＥＧＲ通路に配置するようにしたので、吸入空気と合流する前のＥＧＲガスの温度をガス温度検出手段で検出することができる。これにより、吸入空気の影響をほとんど受けずにＥＧＲ弁の開度を精度良く反映したガス温度をガス温度検出手段で検出することができ、ＥＧＲ弁の全閉位置の学習精度を向上させることができる。

また、請求項２のように、全閉位置を学習する際に、ＥＧＲ弁の開度を所定の基準位置（例えば設計上の全閉位置又は前回の全閉位置学習値）から減少させた後に増加させる又はＥＧＲ弁の開度を所定の基準位置から増加させた後に減少させるようにしても良い。このようにすれば、ＥＧＲ弁の開度が全閉位置を通過するようにＥＧＲ弁の開度を変化させることができ、確実に全閉位置を学習することができる。

或は、請求項３のように、全閉位置を学習する際に、ＥＧＲ弁の開度を所定の基準位置よりも小さい開度から該基準位置よりも大きい開度まで増加させる又はＥＧＲ弁の開度を所定の基準位置よりも大きい開度から該基準位置よりも小さい開度まで減少させるようにしても良い。このようにしても、ＥＧＲ弁の開度が全閉位置を通過するようにＥＧＲ弁の開度を変化させることができ、確実に全閉位置を学習することができる。

また、請求項４，６のように、全閉位置を学習する際に、ガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁の開度（つまりガス温度の挙動が減少から増加に切り換わるＥＧＲ弁の開度）として、ガス温度が最低値となるＥＧＲ弁の開度を算出する又はガス温度が所定の閾値よりも低くなるＥＧＲ弁の開度範囲の中間値を算出するようにしても良い。このようにすれば、ガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁の開度（全閉位置）を簡単に求めることができる。

更に、請求項５のように、ＥＧＲ弁の開度を変化させても内燃機関の燃焼安定性を確保できる運転領域で且つ定常運転中に学習実行条件が成立したと判定して全閉位置の学習を実行するようにすると良い。ＥＧＲ弁の開度を変化させても内燃機関の燃焼安定性を確保できる運転領域であれば、全閉位置を学習する際のＥＧＲ弁の開度変化によって内燃機関の燃焼状態が悪化することを防止することができる。また、定常運転中であれば、排出ガス量が安定しているため、排出ガス量の影響でＥＧＲガス流量が変動してガス温度（ガス温度検出手段の検出値）が変動することを抑制することができ、ＥＧＲ弁の全閉位置の学習精度を向上させることができる。

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ＥＧＲ弁の可動範囲を説明する図である。 図３は実施例１の全閉位置の学習方法を説明するタイムチャートである。 図４は実施例１の全閉位置学習ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その１）である。 図５は実施例１の全閉位置学習ルーチンの処理の流れを示すフローチャート（その２）である。 図６は実施例２の全閉位置学習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５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、排気管１５から排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気管１２へ還流させるＬＰＬ方式（低圧ループ方式）のＥＧＲ装置２８が搭載されている。このＥＧＲ装置２８は、排気管１５のうちの排気タービン１８の下流側（例えば触媒１６の下流側）と吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の上流側との間にＥＧＲ配管２９（ＥＧＲ通路）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バタフライ式のＥＧＲ弁３１が設けられている。このＥＧＲ弁３１は、モータ（図示せず）によって開度が調整され、そのＥＧＲ弁３１の開度がＥＧＲ開度センサ３２によって検出される。また、ＥＧＲ配管２９のうちのＥＧＲ弁３１の下流側に、ＥＧＲ配管２９内のガス温度を検出するガス温度センサ３３（ガス温度検出手段）が設けられている。

図２に示すように、ＥＧＲガスによるデポジットの対策等を目的として、ＥＧＲ装置２８は、ＥＧＲ弁３１の全閉位置（ＥＧＲガス流量が最小となる開度）からＥＧＲ弁３１の開度の減少方向に離れた開度位置にストッパ３７がＥＧＲ弁３１のギアボックス内に設けられ、ＥＧＲ弁３１の開度を全閉位置に対して増加方向と減少方向の両方向に駆動できるよう（つまりＥＧＲ弁３１の可動範囲の途中で全閉位置となるよう）にＥＧＲ弁３１が設けられている。従って、このＥＧＲ装置２８は、ＥＧＲ弁３１の全閉位置が可動範囲の限界位置（ストッパ３７に突き当たる位置）と一致していない。

図１に示すように、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３４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３５等が設けられ、クランク角センサ３５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。

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）３６に入力される。このＥＣＵ３６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、ＥＣＵ３６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。この場合、例えば、目標ＥＧＲ流量（又は目標ＥＧＲ率）に基づいて目標ＥＧＲ開度（ＥＧＲ弁３１の目標開度）を算出し、ＥＧＲ開度センサ３２で検出したＥＧＲ弁３１の開度が目標ＥＧＲ開度になるようにＥＧＲ弁３１を制御する。

ところで、特にガソリンエンジンでは、ＥＧＲガス流量に対する燃焼安定性の感度が高いため、ＥＧＲガス流量を精度良く制御する必要があると共に、ＥＧＲガス停止時はＥＧＲガスの漏れによる燃焼悪化を防止するためにＥＧＲ弁３１の開度を全閉位置（ＥＧＲガス流量が最小となる開度）に精度良く制御する必要があり、それらを実現するには、ＥＧＲ弁３１の開度制御の基準となる全閉位置を精度良く学習する必要がある。

しかし、ＥＧＲ装置２８は、ＥＧＲ弁３１の全閉位置が可動範囲の限界位置（ストッパ３７に突き当たる位置）と一致していないため、ＥＧＲ弁３１を可動範囲の限界位置まで駆動して全閉位置を学習するといった方法を実施することができない。

そこで、ＥＣＵ３６は、所定の学習実行条件が成立したときにＥＧＲ弁３１の開度を変化させてガス温度センサ３３で検出したガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度を全閉位置として学習する。

ＥＧＲガスは高温の排出ガスであり、ＥＧＲ弁３１の開度に応じてＥＧＲガス流量が変化し、それに応じてＥＧＲガスが流れるＥＧＲ配管２９内のガス温度が変化するため、ＥＧＲ配管２９内のガス温度は、ＥＧＲ弁３１の開度に応じて変化する。そして、ＥＧＲ弁３１の開度を変化させた場合、全閉位置（ＥＧＲガス流量が最小となる開度）を境にして、ＥＧＲガス流量の挙動が減少から増加に切り換わって、ＥＧＲ配管２９のガス温度の挙動が減少から増加に切り換わるため、ＥＧＲ弁３１の開度が全閉位置を通過するときにガス温度の変化が最も小さくなる。このような特性に着目して、ＥＧＲ弁３１の開度を変化させてガス温度センサ３３で検出したガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度を全閉位置として学習すれば、ＥＧＲ弁３１の全閉位置を精度良く学習することができる。

本実施例１では、ＥＣＵ３６により後述する図４及び図５の全閉位置学習ルーチンを実行することで、図３のタイムチャートに示すように、所定の学習実行条件が成立したときに、ＥＧＲ弁３１の開度を所定の基準位置（例えば設計上の全閉位置又は前回の全閉位置学習値）から減少させた後に基準位置よりも大きい開度まで増加させることで、ＥＧＲ弁３１の開度が全閉位置を通過するようにＥＧＲ弁３１の開度を変化させ、このようにしてＥＧＲ弁３１の開度を変化させたときに、ガス温度センサ３３で検出したガス温度が最低値となるＥＧＲ弁３１の開度を算出することで、ガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度（つまりガス温度の挙動が減少から増加に切り換わるＥＧＲ弁３１の開度）を求め、このガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度を全閉位置として学習する。

以下、本実施例１で、ＥＣＵ３６が実行する図４及び図５の全閉位置学習ルーチンの処理内容を説明する。
図４及び図５に示す全閉位置学習ルーチンは、ＥＣＵ３６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全閉位置学習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、ＥＧＲ導入可能条件が成立しているか否かによって、ＥＧＲ弁３１の開度を変化させてもエンジン１１の燃焼安定性を確保できる運転領域であるか否かを判定する。その理由は、ＥＧＲ弁３１の開度を変化させてもエンジン１１の燃焼安定性を確保できる運転領域であれば、全閉位置を学習する際のＥＧＲ弁３１の開度変化によってエンジン１１の燃焼状態が悪化することを防止することができるからである。

この場合、ＥＧＲ導入可能条件が成立しているか否か（つまりＥＧＲ弁３１の開度を変化させてもエンジン１１の燃焼安定性を確保できる運転領域であるか否か）は、例えば、冷却水温が暖機判定温度（例えば６０℃）以上で、且つ、エンジン回転速度Ｎe と負荷ＫＬ（例えば吸入空気量や吸気管圧力等）が所定領域内であるか否かによって判定する。

このステップ１０１で、ＥＧＲ導入可能条件が成立していると判定された場合には、ステップ１０２に進み、定常判定条件が成立しているか否かによって、定常運転中であるか否かを判定する。その理由は、定常運転中であれば、排出ガス量が安定しているため、排出ガス量の影響でＥＧＲガス流量が変動してガス温度（ガス温度センサ３３の検出値）が変動することを抑制することができ、ＥＧＲ弁３１の全閉位置の学習精度を向上させることができるからである。

この場合、定常判定条件が成立しているか否か（つまり定常運転中であるか否か）は、例えば、エンジン回転速度Ｎe の所定時間当りの変化量ΔＮe の絶対値が所定値よりも小さく、且つ、負荷ＫＬの所定時間当りの変化量ΔＫＬの絶対値が所定値よりも小さいか否かによって判定する。

上記ステップ１０１でＥＧＲ導入可能条件が不成立であると判定された場合、又は、上記ステップ１０２で定常判定条件が不成立であると判定された場合には、学習実行条件が不成立であると判定して、ステップ１０３以降の全閉位置学習に関する処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。この場合、ＥＧＲ弁３１の開度を制御する際には、目標ＥＧＲ流量（又は目標ＥＧＲ率）に応じた目標ＥＧＲ開度に前回の全閉位置学習値ＥＧＲＶst(old) を加算した値を最終的な目標ＥＧＲ開度とする。

一方、上記ステップ１０１でＥＧＲ導入可能条件が成立していると判定され、且つ、上記ステップ１０２で定常判定条件が成立していると判定された場合、つまり、ＥＧＲ弁３１の開度を変化させてもエンジン１１の燃焼安定性を確保できる運転領域で且つ定常運転中であると判定された場合には、学習実行条件が成立していると判定して、ステップ１０３以降の全閉位置学習に関する処理を次のようにして実行する。

まず、ステップ１０３で、ＥＧＲ弁３１の開度が基準位置となるようにＥＧＲ弁３１を制御する。ここで、基準位置は、設計上の全閉位置（例えば０ｄｅｇ）又は前回の全閉位置学習値ＥＧＲＶst(old) に設定されている。

この後、ステップ１０４に進み、ＥＧＲ弁３１の開度を所定速度で減少させるようにＥＧＲ弁３１を制御する。この際、ＥＧＲ弁３１の開度を線形的に変化（減少）させるようにしても良いし、ステップ的に変化（減少）させるようにしても良い。

この後、ステップ１０５に進み、ＥＧＲ開度センサ３２で検出したＥＧＲ弁３１の開度Ａegr と、ガス温度センサ３３で検出したＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr を読み込んだ後、ステップ１０６に進み、ＥＧＲ弁３１の開度Ａegr が所定の下限閾値よりも大きいか否かを判定する。ここで、下限閾値は、ＥＧＲ弁３１の基準位置よりも小さい開度に設定されている。

このステップ１０６で、ＥＧＲ弁３１の開度Ａegr が下限閾値よりも大きいと判定されれば、ステップ１０７に進み、エンジン１１の燃焼状態が安定しているか否かを、エンジン回転速度Ｎe の所定時間当りの変化量ΔＮe の絶対値が所定値よりも小さく、且つ、負荷ＫＬの所定時間当りの変化量ΔＫＬの絶対値が所定値よりも小さいか否かによって判定し、エンジン１１の燃焼状態が安定していると判定されれば、ステップ１０８に進み、ＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が所定の上限閾値を越えたか否かを判定する。

このステップ１０８で、ＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が上限閾値以下であると判定された場合には、上記ステップ１０４に戻り、ステップ１０４〜１０８の処理を繰り返すが、ＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が上限閾値を越える前に、上記ステップ１０６で「Ｎｏ」と判定された場合（ＥＧＲ弁３１の開度Ａegr が下限閾値以下になった場合）、又は、上記ステップ１０７で「Ｎｏ」と判定された場合（エンジン１１の燃焼状態が不安定になった場合）には、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１０６，１０７で「Ｎｏ」と判定さることなく、上記ステップ１０８でＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が上限閾値を越えたと判定された場合には、図５のステップ１０９に進み、ＥＧＲ弁３１の開度を所定速度で増加させるようにＥＧＲ弁３１を制御する。この際、ＥＧＲ弁３１の開度を線形的に変化（増加）させるようにしても良いし、ステップ的に変化（増加）させるようにしても良い。

この後、ステップ１１０に進み、ＥＧＲ開度センサ３２で検出したＥＧＲ弁３１の開度Ａegr と、ガス温度センサ３３で検出したＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr を読み込んだ後、ステップ１１１に進み、ＥＧＲ弁３１の開度Ａegr が所定の上限閾値よりも小さいか否かを判定する。ここで、上限閾値は、ＥＧＲ弁３１の基準位置よりも大きい開度に設定されている。

このステップ１１１で、ＥＧＲ弁３１の開度Ａegr が上限閾値よりも小さいと判定されれば、ステップ１１２に進み、エンジン１１の燃焼状態が安定しているか否かを、エンジン回転速度Ｎe の所定時間当りの変化量ΔＮe の絶対値が所定値よりも小さく、且つ、負荷ＫＬの所定時間当りの変化量ΔＫＬの絶対値が所定値よりも小さいか否かによって判定し、エンジン１１の燃焼状態が安定していると判定されれば、ステップ１１３に進み、ＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が所定の上限閾値を越えたか否かを判定する。

このステップ１１３で、ＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が上限閾値以下であると判定された場合には、上記ステップ１０９に戻り、ステップ１０９〜１１３の処理を繰り返すが、ＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が上限閾値を越える前に、上記ステップ１１１で「Ｎｏ」と判定された場合（ＥＧＲ弁３１の開度Ａegr が上限閾値以上になった場合）、又は、上記ステップ１１２で「Ｎｏ」と判定された場合（エンジン１１の燃焼状態が不安定になった場合）には、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１１１，１１２で「Ｎｏ」と判定さることなく、上記ステップ１１３でＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が上限閾値を越えたと判定された場合には、ステップ１１４に進み、以上のようにしてＥＧＲ弁３１の開度を変化させたときに、ガス温度Ｔegr が最低値となるＥＧＲ弁３１の開度Ａegr[min(Ｔegr)] を算出することで、ガス温度Ｔegr の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度Ａegr[min(Ｔegr)] を求め、このガス温度Ｔegr の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度Ａegr[min(Ｔegr)] を全閉位置として学習する。
全閉位置学習値ＥＧＲＶst＝Ａegr[min(Ｔegr)]

この全閉位置学習値ＥＧＲＶstは、ＥＣＵ３６のバックアップＲＡＭ（図示せず）等の書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＣＵ３６の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ）に記憶される。この場合、ＥＧＲ弁３１の開度を制御する際には、目標ＥＧＲ流量（又は目標ＥＧＲ率）に応じた目標ＥＧＲ開度に全閉位置学習値ＥＧＲＶstを加算した値を最終的な目標ＥＧＲ開度とする。

以上説明した本実施例１では、ＥＧＲ弁３１の開度が全閉位置を通過するときにＥＧＲ配管２９内のガス温度の変化が最も小さくなることに着目して、ＥＧＲ配管２９にガス温度センサ３３を配置し、所定の学習実行条件が成立したときに、ＥＧＲ弁３１の開度を所定の基準位置から減少させた後に基準位置よりも大きい開度まで増加させ、このようにしてＥＧＲ弁３１の開度を変化させたときに、ガス温度センサ３３で検出したガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度（ガス温度が最低値となるＥＧＲ弁３１の開度）を求め、このガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度を全閉位置として学習するようにしたので、ＥＧＲ弁３１の全閉位置を精度良く学習することができる。

しかも、本実施例１では、ＥＧＲ配管２９（ＥＧＲ弁３１の下流側）にガス温度センサ３３を配置して、吸入空気と合流する前のＥＧＲガスの温度をガス温度センサ３３で検出するようにしたので、吸入空気の影響をほとんど受けずにＥＧＲ弁３１の開度を精度良く反映したガス温度をガス温度センサ３３で検出することができ、ＥＧＲ弁３１の全閉位置の学習精度を向上させることができる。

また、本実施例１では、全閉位置を学習する際に、ガス温度センサ３３で検出したガス温度が最低値となるＥＧＲ弁３１の開度を算出することで、ガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度（つまりガス温度の挙動が減少から増加に切り換わるＥＧＲ弁３１の開度）を求めるようにしたので、ガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度（全閉位置）を簡単に求めることができる。

尚、上記実施例１では、全閉位置を学習する際に、ＥＧＲ弁３１の開度を所定の基準位置から減少させた後に基準位置よりも大きい開度まで増加させるようにしたが、これに限定されず、ＥＧＲ弁３１の開度を所定の基準位置から増加させた後に基準位置よりも小さい開度まで減少させるようにしても良い。

次に、図６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、ＥＣＵ３６により後述する図６の全閉位置学習ルーチンを実行することで、所定の学習実行条件が成立したときに、ＥＧＲ弁３１の開度を所定の基準位置（例えば設計上の全閉位置又は前回の全閉位置学習値）よりも大きい開度から基準位置よりも小さい開度まで減少させることで、ＥＧＲ弁３１の開度が全閉位置を通過するようにＥＧＲ弁３１の開度を変化させ、このようにしてＥＧＲ弁３１の開度を変化させたときに、ガス温度センサ３３で検出したガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度を全閉位置として学習する。

図６の全閉位置学習ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、ＥＧＲ導入可能条件が成立しているか否かによって、ＥＧＲ弁３１の開度を変化させてもエンジン１１の燃焼安定性を確保できる運転領域であるか否かを判定する。このステップ２０１で、ＥＧＲ導入可能条件が成立していると判定された場合には、ステップ２０２に進み、定常判定条件が成立しているか否かによって、定常運転中であるか否かを判定する。

上記ステップ２０１でＥＧＲ導入可能条件が不成立であると判定された場合、又は、上記ステップ２０２で定常判定条件が不成立であると判定された場合には、学習実行条件が不成立であると判定して、ステップ２０３以降の全閉位置学習に関する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２０１でＥＧＲ導入可能条件が成立していると判定され、且つ、上記ステップ２０２で定常判定条件が成立していると判定された場合、つまり、ＥＧＲ弁３１の開度を変化させてもエンジン１１の燃焼安定性を確保できる運転領域で且つ定常運転中であると判定された場合には、学習実行条件が成立していると判定して、ステップ２０３以降の全閉位置学習に関する処理を次のようにして実行する。

まず、ステップ２０３で、ＥＧＲ弁３１の開度が所定位置となるようにＥＧＲ弁３１を制御する。ここで、所定位置は、ＥＧＲ弁３１の基準位置よりも大きい開度に設定されている。

この後、ステップ２０４に進み、ＥＧＲ弁３１の開度を所定速度で減少させるようにＥＧＲ弁３１を制御する。この際、ＥＧＲ弁３１の開度を線形的に変化（減少）させるようにしても良いし、ステップ的に変化（減少）させるようにしても良い。

この後、ステップ２０５に進み、ＥＧＲ開度センサ３２で検出したＥＧＲ弁３１の開度Ａegr と、ガス温度センサ３３で検出したＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr を読み込んだ後、ステップ２０６に進み、ＥＧＲ弁３１の開度Ａegr が所定の下限閾値よりも大きいか否かを判定する。ここで、下限閾値は、ＥＧＲ弁３１の基準位置よりも小さい開度に設定されている。

このステップ２０６で、ＥＧＲ弁３１の開度Ａegr が下限閾値よりも大きいと判定されれば、ステップ２０７に進み、エンジン１１の燃焼状態が安定しているか否かを、エンジン回転速度Ｎe の所定時間当りの変化量ΔＮe の絶対値が所定値よりも小さく、且つ、負荷ＫＬの所定時間当りの変化量ΔＫＬの絶対値が所定値よりも小さいか否かによって判定し、エンジン１１の燃焼状態が安定していると判定されれば、ステップ２０８に進み、ＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が所定の上限閾値を越えたか否かを判定する。

このステップ２０８で、ＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が上限閾値以下であると判定された場合には、上記ステップ２０４に戻り、ステップ２０４〜２０８の処理を繰り返すが、ＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が上限閾値を越える前に、上記ステップ２０６で「Ｎｏ」と判定された場合（ＥＧＲ弁３１の開度Ａegr が下限閾値以下になった場合）、又は、上記ステップ２０７で「Ｎｏ」と判定された場合（エンジン１１の燃焼状態が不安定になった場合）には、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ２０６，２０７で「Ｎｏ」と判定さることなく、上記ステップ２０８でＥＧＲ配管２９内のガス温度Ｔegr が上限閾値を越えたと判定された場合には、ステップ２０９に進み、以上のようにしてＥＧＲ弁３１の開度を変化させたときに、ガス温度Ｔegr が最低値となるＥＧＲ弁３１の開度Ａegr[min(Ｔegr)] を算出することで、ガス温度Ｔegr の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度Ａegr[min(Ｔegr)] を求め、このガス温度Ｔegr の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度Ａegr[min(Ｔegr)] を全閉位置として学習する。
全閉位置学習値ＥＧＲＶst＝Ａegr[min(Ｔegr)]

以上説明した本実施例２では、所定の学習実行条件が成立したときに、ＥＧＲ弁３１の開度を所定の基準位置よりも大きい開度から基準位置よりも小さい開度まで減少させ、このようにしてＥＧＲ弁３１の開度を変化させたときに、ガス温度センサ３３で検出したガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度（ガス温度が最低値となるＥＧＲ弁３１の開度）を全閉位置として学習するようにしたので、ＥＧＲ弁３１の全閉位置を精度良く学習することができる。

尚、上記実施例２では、全閉位置を学習する際に、ＥＧＲ弁３１の開度を所定の基準位置よりも大きい開度から基準位置よりも小さい開度まで減少させるようにしたが、これに限定されず、ＥＧＲ弁３１の開度を所定の基準位置よりも小さい開度から基準位置よりも大きい開度まで増加させるようにしても良い。

また、上記各実施例１，２では，全閉位置を学習する際に、ガス温度センサ３３で検出したガス温度が最低値となるＥＧＲ弁３１の開度を算出することで、ガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度（つまりガス温度の挙動が減少から増加に切り換わるＥＧＲ弁３１の開度）を求めるようにしたが、これに限定されず、例えば、ガス温度センサ３３で検出したガス温度が所定の閾値よりも低くなるＥＧＲ弁３１の開度範囲の中間値を算出することで、ガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁３１の開度を求めるようにしたり、或は、所定の演算周期でガス温度センサ３３で検出したガス温度の変化速度（所定時間当りの変化量）を算出して、ガス温度の変化速度（変化量）が最小となるＥＧＲ弁３１の開度を求めるようにしても良い。

また、学習実行条件は、適宜変更しても良く、例えば、アイドル運転中に学習実行条件が成立するようにしても良い。更に、上記各実施例１，２では、エンジン運転中に学習実行条件が成立する毎に全閉位置学習を実行するようにしているが、全閉位置学習を実行するタイミングは、これに限定されず、適宜変更しても良く、例えば、エンジン始動後に最初に学習実行条件が成立したときにのみ全閉位置学習を実行するようにしたり、或は、前回の全閉位置学習の実行から所定期間が経過した後（例えば、エンジン運転時間が所定時間を越えた後、走行距離が所定距離を越えた後等）に学習実行条件が成立したときに全閉位置学習を実行するようにしても良い。

また、上記各実施例１，２では，ＥＧＲ配管２９のうちのＥＧＲ弁３１の下流側にガス温度センサ３３を配置するようにしたが、これに限定されず、例えば、ＥＧＲ配管２９のうちのＥＧＲ弁３１の上流側（ＥＧＲクーラ３０の上流側又は下流側）にガス温度センサ３３を配置するようにしても良い。或は、吸気管１２のちのＥＧＲ配管２９との接続部（ＥＧＲガスの合流部）よりも下流側にガス温度センサ３３を配置するようにしたり、サージタンク２３や吸気マニホールド２４にガス温度センサ３３を配置するようにしても良い。

また、上記各実施例１，２では，排気管１５のうちの排気タービン１８の下流側（例えば触媒１６の下流側）から吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の上流側へＥＧＲガスを還流させるＬＰＬ方式（低圧ループ方式）のＥＧＲ装置２８を採用した過給機付きエンジンに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、排気管のうちの排気タービンの上流側から吸気管のうちのコンプレッサの下流側（例えばスロットルバルブの下流側）へＥＧＲガスを還流させるＨＰＬ方式（高圧ループ方式）のＥＧＲ装置を採用した過給機付きエンジンに本発明を適用しても良い。

更に、本発明は、排気タービン駆動式の過給機（いわゆるターボチャージャ）を搭載したエンジンに限定されず、機械駆動式の過給機（いわゆるスーパーチャージャ）や電動式の過給機を搭載したエンジンに適用しても良い。

その他、本発明は、過給機付きエンジンに限定されず、過給機を搭載していない自然吸気エンジン（ＮＡエンジン）に適用しても良い。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管（吸気通路）、１４…エアフローメータ、１５…排気管（排気通路）、１７…過給機、２１…スロットルバルブ、２３…サージタンク、２４…吸気マニホールド、２８…ＥＧＲ装置、２９…ＥＧＲ配管（ＥＧＲ通路）、３１…ＥＧＲ弁、３２…ＥＧＲ開度センサ、３３…ガス温度センサ（ガス温度検出手段）、３５…クランク角センサ、３６…ＥＣＵ（全閉位置学習手段）、３７…ストッパ

Claims (6)

1. 内燃機関の排気通路からＥＧＲ通路を通して吸気通路に還流させるＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲ弁を備えた内燃機関のＥＧＲ制御装置において、
   前記ＥＧＲ弁は、前記ＥＧＲガスの流量が最小となる開度（以下「全閉位置」という）に対して該ＥＧＲ弁の開度を増加方向と減少方向の両方向に駆動可能に設けられ、
   前記ＥＧＲガスが流れる通路内のガス温度を検出するガス温度検出手段と、
   所定の学習実行条件が成立したときに前記ＥＧＲ弁の開度を変化させて前記ガス温度検出手段で検出したガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁の開度を前記全閉位置として学習する全閉位置学習手段と
   を備え、
   前記ガス温度検出手段は、前記ＥＧＲ通路に配置されていることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。
2. 前記全閉位置学習手段は、前記全閉位置を学習する際に、前記ＥＧＲ弁の開度を所定の基準位置から減少させた後に増加させる又は前記ＥＧＲ弁の開度を所定の基準位置から増加させた後に減少させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置。
3. 前記全閉位置学習手段は、前記全閉位置を学習する際に、前記ＥＧＲ弁の開度を所定の基準位置よりも小さい開度から該基準位置よりも大きい開度まで増加させる又は前記ＥＧＲ弁の開度を所定の基準位置よりも大きい開度から該基準位置よりも小さい開度まで減少させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置。
4. 前記全閉位置学習手段は、前記全閉位置を学習する際に、前記ガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁の開度として、前記ガス温度が最低値となるＥＧＲ弁の開度を算出する又は前記ガス温度が所定の閾値よりも低くなるＥＧＲ弁の開度範囲の中間値を算出す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ＥＧＲ制御装置。
5. 前記全閉位置学習手段は、前記ＥＧＲ弁の開度を変化させても内燃機関の燃焼安定性を確保できる運転領域で且つ定常運転中に前記学習実行条件が成立したと判定して前記全閉位置の学習を実行す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ＥＧＲ制御装置。
6. 内燃機関の排気通路からＥＧＲ通路を通して吸気通路に還流させるＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲ弁を備えた内燃機関のＥＧＲ制御装置において、
   前記ＥＧＲ弁は、前記ＥＧＲガスの流量が最小となる開度（以下「全閉位置」という）に対して該ＥＧＲ弁の開度を増加方向と減少方向の両方向に駆動可能に設けられ、
   前記ＥＧＲガスが流れる通路内のガス温度を検出するガス温度検出手段と、
   所定の学習実行条件が成立したときに前記ＥＧＲ弁の開度を変化させて前記ガス温度検出手段で検出したガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁の開度を前記全閉位置として学習する全閉位置学習手段と
   を備え、
   前記全閉位置学習手段は、前記全閉位置を学習する際に、前記ガス温度の変化が最小となるＥＧＲ弁の開度として、前記ガス温度が最低値となるＥＧＲ弁の開度を算出する又は前記ガス温度が所定の閾値よりも低くなるＥＧＲ弁の開度範囲の中間値を算出することを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。

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