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JP4225322B2 - 内燃機関の排気還流装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気還流装置に関する。
排気浄化触媒よりも上流側と下流側とに夫々ＥＧＲ通路を接続し、排気浄化触媒が低温のときには下流側のＥＧＲ通路から排気を取り込み、排気浄化触媒が高温のときには上流側のＥＧＲ通路から排気を取り込むことで、排気浄化触媒の温度を所定の範囲に維持する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−２２９９７３号公報 特許２５８６２１８号公報 特開２００３−１０６１３７号公報 特開平５−１５６９３１号公報
ところで、ＥＧＲ通路およびＥＧＲ弁には煤等が付着しやすい。そして、煤等の付着量が多くなると、ＥＧＲ通路の圧力損失も大きくなり、ＥＧＲ弁の開度に対するＥＧＲガスの流量が変化する。そのため、ＥＧＲ弁の開度が同じであっても、吸気系に還流されるＥＧＲガスの量が変化してしまう。これにより、排気浄化触媒の温度制御が困難となる。
また、排気浄化触媒よりも上流側または下流側の一方から排気を取り込むと、排気浄化触媒の温度を所定の範囲に維持することができても、例えばターボチャージャの回転数が低下して、車両の加速が緩慢となることがある。
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気還流装置において、排気浄化触媒の温度を所定の範囲に維持することができる技術を提供することを目的とする。
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気還流装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の排気還流装置は、
排気通路にタービンを備え吸気通路にコンプレッサを備えたターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、
前記タービンよりも上流の排気通路と前記コンプレッサよりも下流の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、
前記タービンよりも下流で且つ前記低圧ＥＧＲ通路よりも上流の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒の温度が目標範囲内となるように前記低圧ＥＧＲ通路および前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を同時に変更するＥＧＲガス量変更手段と、
を備えることを特徴とする。
排気浄化触媒の温度の目標範囲とは、例えば該排気浄化触媒の活性温度の範囲である。ここで、排気がタービンを通過するときの抵抗により、タービンよりも上流側では、排気の圧力が高くなる。また、タービンにおいて排気のエネルギが消費される前なので、排気の温度も高い。一方、タービンよりも下流側では、排気の圧力は相対的に低く、また排気の温度も低い。
また、コンプレッサよりも上流側では、該コンプレッサにより過給される前なので、吸気の圧力は低い。一方、コンプレッサよりも下流では、該コンプレッサにより過給されるため、吸気の圧力が高い。すなわち、低圧ＥＧＲ通路には、高圧ＥＧＲ通路よりも温度が低く且つ圧力が低いＥＧＲガスが流れる。
ところで、高圧ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流すと、排気通路から高圧ＥＧＲ通路に排気が流れ込むので、高圧ＥＧＲ通路よりも下流の排気通路に流れる排気の量が減少する。すなわち、タービンを回転させるエネルギが減少する。また、排気浄化触媒を通過する排気の量も減少する。さらに、低圧ＥＧＲ通路に到達する排気の量も減少するので、低圧ＥＧＲ通路に流れるＥＧＲガスの量も減少する。これらは、高圧ＥＧＲ通路に流すＥＧＲガス量が多くなるほど、より顕著となる。
そして、高圧ＥＧＲ通路に流すＥＧＲガスの量を増加させることにより、内燃機関に吸入される新気の量が減少する。そして、例えば車両の減速中においては内燃機関からの排気の温度は低くなるが、高圧ＥＧＲ通路に流すＥＧＲガスを増加させると排気浄化触媒を通過する排気の量が減少する。そのため、該排気浄化触媒の温度低下を抑制することができる。
また、高圧ＥＧＲ通路に流すＥＧＲガスの量を減少させることにより、内燃機関に吸入される新気の量が増加する。そのため、排気浄化触媒を通過する排気の量が増加する。そして、例えば車両の減速中においては、内燃機関からの排気の温度が低くなるので、高圧ＥＧＲ通路に流すＥＧＲガス量を減少させることにより、低温の排気が排気浄化触媒を多く通過する。そのため、該排気浄化触媒の温度を低下させることができる。これにより、該排気浄化触媒の過熱を抑制することができる。
しかし、排気浄化触媒の温度低下を抑制しようとして高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を増加させすぎると、その分ターボチャージャを回転させるエネルギが減少するので、次回加速時に過給圧の上昇が緩慢となる。これに対し、低圧ＥＧＲ通路に流すＥＧＲガス量を増加させると、排気浄化触媒を通過して温度が上昇した排気をＥＧＲガスとして取り入れることができる。これにより、吸気の温度が高まるので、排気の温度の低下を抑制することができる。そのため、排気浄化触媒の温度を維持することができる。すなわち、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を同時に増加させることにより、排気浄化触媒の温度を維持することができる。
また、本発明においては、前記ＥＧＲガス量変更手段は、前記ターボチャージャの回転数を維持するために前記低圧ＥＧＲ通路および前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を同時に変更することができる。前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を増加させることにより、タービンを通過する排気の量が増加する。これにより、ターボチャージャの回転数の低下を抑制することができるので、ターボチャージャの回転数を目標範囲内に収めることができる。同時に、高圧ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流すことにより、排気浄化触媒の温度を維持することができる。すなわち、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を同時に増加させることにより、排気浄化触媒の温度を維持しつつ、ターボチャージャの回転数を維持することができる。そして、内燃機関の出力低下を抑制しつつ、ＥＧＲガスを供給することができるので、ＮＯxの発生を抑制することができ
る。
本発明においては、前記排気浄化触媒の温度が目標範囲内若しくは目標範囲よりも低い場合には、高い場合よりも、前記低圧ＥＧＲ通路および前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を増加させることができる。前記低圧ＥＧＲ通路および前記高圧ＥＧＲ通路を
流れるＥＧＲガスの量を増加させることにより、排気浄化触媒を通過する排気の量が減少する。例えばフューエルカット中に排気浄化触媒を通過する排気の量を減少させることにより、排気浄化触媒の温度の低下を抑制することができる。すなわち、前記排気浄化触媒の温度が目標範囲内若しくは目標範囲よりも低い場合には、高い場合よりも、前記低圧ＥＧＲ通路および前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を増加させることにより、排気浄化触媒の温度を維持する上で適正な量のＥＧＲガスを供給することが可能となる。また、ターボチャージャの回転数を維持する上でも適正な量のＥＧＲガスを供給することが可能となる。
また、本発明においては、前記排気浄化触媒の温度が低いほど、前記低圧ＥＧＲ通路および前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を増加させることができる。ここで、排気浄化触媒を通過する排気の量に応じて該排気浄化触媒の温度が変化する。すなわち、排気浄化触媒の温度に応じて前記低圧ＥＧＲ通路および前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を変化させることにより、排気浄化触媒の温度を維持する上で、より適正な量のＥＧＲガスを供給することが可能となる。また、ターボチャージャの回転数を維持する上でも、より適正な量のＥＧＲガスを供給することが可能となる。
本発明においては、前記内燃機関に吸入される新気の量を測定する吸入新気量測定手段を更に備え、前記ＥＧＲガス量変更手段は、前記低圧ＥＧＲ通路に備えられ該低圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調整する低圧ＥＧＲ弁と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられ該高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調整する高圧ＥＧＲ弁と、を備えて構成され、車両の減速時または前記内燃機関のアイドル運転時において、前記低圧ＥＧＲ弁および前記高圧ＥＧＲ弁を夫々所定の開度とし、このときの内燃機関の吸入新気量に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度と、の関係を夫々学習補正することができる。
低圧ＥＧＲ通路、低圧ＥＧＲ弁、高圧ＥＧＲ通路、及び高圧ＥＧＲ弁に異常がなければ、内燃機関の運転状態と低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の開度とにより、低圧ＥＧＲ通路および高圧ＥＧＲ通路に流れるＥＧＲガスの量が定まる。また、内燃機関の運転状態により該内燃機関の気筒内に吸入されるガス量が定まる。この気筒内に吸入されるガス量は、新気とＥＧＲガスとを合わせた量となる。そのため、内燃機関にＥＧＲガスが供給されると、その分内燃機関に吸入される新気の量が減少する。つまり、低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の開度と、新気の量と、には相関がある。そのため、内燃機関の運転状態と、新気量と、に基づいてＥＧＲガスの総量が定まる。
しかし、低圧ＥＧＲ通路、低圧ＥＧＲ弁、高圧ＥＧＲ通路、又は高圧ＥＧＲ弁に煤等が付着すると、低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の開度と、ＥＧＲガスの供給量との関係が変わる。そのため、低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の開度と、新気の量と、の関係も変わる。
その点、車両の減速時または前記内燃機関のアイドル運転時において、前記低圧ＥＧＲ弁および前記高圧ＥＧＲ弁を夫々所定の開度とし、このときの内燃機関の吸入新気量に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を夫々学習補正することができる。つまり、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、および前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を夫々別々に学習補正することができる。これにより、煤等の付着による影響を低減することができる。このときに、一方のＥＧＲ弁の開度が他方のＥＧＲ弁を通過するＥＧＲガス量に影響を与えるため、例えば一方のＥＧＲ弁の開度を全閉に固定しておき、他方のＥＧＲ弁の開度を例えば全開に固定して、他方のＥＧＲ弁側で学習補正し
てもよい。例えば、一方のＥＧＲ弁の開度を全閉にすることで、該一方のＥＧＲ弁が備わるＥＧＲ通路における煤等の影響を受けずに他方のＥＧＲ弁が備わるＥＧＲ通路における煤等の影響を学習補正することができる。すなわち、低圧ＥＧＲ弁および高圧ＥＧＲ弁を夫々所定の開度とする場合には、低圧ＥＧＲ弁と高圧ＥＧＲ弁とで異なる所定の開度に固定することができる。
本発明においては、前記排気浄化触媒の温度に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を学習補正することができる。ここで、排気浄化触媒の温度により該排気浄化触媒を通過する排気の温度が変わる。そのため、排気の体積流量は、排気浄化触媒の温度に応じて変化する。これにより、吸入新気量も変化する。前記学習補正は、吸入新気量に基づいて行うため、該吸入新気量が煤等の付着以外の原因で変化すると、誤った補正が行われるおそれがある。その点、前記排気浄化触媒の温度に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を学習補正することにより、排気浄化触媒の温度により受ける影響を打ち消すことができる。
本発明においては、ＥＧＲガスの温度を低下させるＥＧＲクーラを前記低圧ＥＧＲ通路または前記高圧ＥＧＲ通路に備え、該ＥＧＲクーラの冷却効率に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を学習補正することができる。ここで、ＥＧＲクーラを通過するときにＥＧＲガスの温度が変わる。そのため、ＥＧＲガスの体積流量は、ＥＧＲクーラの冷却効率に応じて変化する。これにより、吸入新気量も変化する。その点、ＥＧＲクーラの冷却効率に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を学習補正することにより、ＥＧＲクーラにより受ける影響を打ち消すことができる。
本発明においては、前記排気浄化触媒は、排気中の粒子状物質を一時捕集するパティキュレートフィルタに担持され、該パティキュレートフィルタにおける粒子状物質の捕集量に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を学習補正することができる。ここで、パティキュレートフィルタにおける粒子状物質の捕集量に応じて、該パティキュレートフィルタを通過する排気の体積流量が変化する。これにより、吸入新気量も変化する。その点、パティキュレートフィルタにおける粒子状物質の捕集量に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を学習補正することにより、パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質により受ける影響を打ち消すことができる。
また、前記パティキュレートフィルタにおける粒子状物質の捕集量が所定量以上の場合には学習補正を禁止することができる。この所定量は、例えばフィルタの再生が必要となる捕集量であり、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を学習補正することが困難となる捕集量とすることができる。
本発明においては、前記内燃機関に吸入される新気の量を測定する吸入新気量測定手段を更に備え、前記ＥＧＲガス量変更手段は、前記低圧ＥＧＲ通路に備えられ該低圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調整する低圧ＥＧＲ弁と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられ該高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調整する高圧ＥＧＲ弁と、を備えて構成され、車両の減速時または
前記内燃機関のアイドル運転時において、前記低圧ＥＧＲ弁及び前記高圧ＥＧＲ弁を同時に所定の開度の範囲内で開閉させ、このときの内燃機関の吸入新気量に基づいて前記低圧ＥＧＲ通路及び前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と、前記低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の開度と、の関係を学習補正することができる。
低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁を同時に開閉させることにより、ＥＧＲ装置全体としてのＥＧＲガス供給量のばらつきを学習補正することができる。ＥＧＲ装置全体としてＥＧＲガスの供給量を適正化することができれば、ＮＯxの発生を抑制することができる。こ
のときの低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の開度は同じでもよく、所定の相関関係を保ちながら開度を変更してもよい。
本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、排気浄化触媒の温度を所定の範囲に維持することができる。
以下、本発明に係る内燃機関の排気還流装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気還流装置を適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。
内燃機関１には、吸気管３および排気管４が接続されている。この吸気管３の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ５のコンプレッサハウジング５ａが設けられている。また、コンプレッサハウジング５ａよりも上流の吸気管３には、該吸気管３内を流通する吸気の流量を調節する第１スロットル６が設けられている。この第１スロットル６は、電動アクチュエータにより開閉される。第１スロットル６よりも上流の吸気管３には、該吸気管３内を流通する吸気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ７が設けられている。このエアフローメータ７により、内燃機関１の吸入空気量が測定される。なお、本実施例においてはエアフローメータ７が、本発明における吸入新気量測定手段に相当する。
コンプレッサハウジング５ａよりも下流の吸気管３には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ８が設けられている。そして、インタークーラ８よりも下流の吸気管３には、該吸気管３内を流通する吸気の流量を調整する第２スロットル９が設けられている。この第２スロットル９は、電動アクチュエータにより開閉される。
一方、排気管４の途中には、前記ターボチャージャ５のタービンハウジング５ｂが設けられている。また、タービンハウジング５ｂよりも下流の排気管４には、パティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという。）１０が設けられている。このフィルタ１０には、吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、単にＮＯx触媒という。）が担持されている。このパティキュレートフィルタは、排気中の粒子状物質を捕集する。また、ＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵し、一
方、該ＮＯx触媒に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していたＮＯxを放出する。その際、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、該ＮＯx触媒から放出されたＮＯxが還元される。
フィルタ１０には、該フィルタ１０の上流側と下流側との圧力差を測定する差圧センサ
１１が取り付けられている。この差圧センサ１１により、フィルタ１０に堆積している粒子状物質（以下、ＰＭともいう。）の量を検出することができる。また、フィルタ１０よりも下流の排気管４には、該排気管４を流通する排気の温度を検出する排気温度センサ１２が取り付けられている。この排気温度センサ１２によりフィルタ１０の温度が測定される。なお、フィルタ１０の温度を直接測定するセンサを該フィルタ１０に取り付けても良い。
そして、内燃機関１には、排気管４内を流通する排気の一部を低圧で吸気管３へ再循環させる低圧ＥＧＲ装置３０が備えられている。この低圧ＥＧＲ装置３０は、低圧ＥＧＲ通路３１、低圧ＥＧＲ弁３２、およびＥＧＲクーラ３３を備えて構成されている。低圧ＥＧＲ通路３１は、フィルタ１０よりも下流側の排気管４と、コンプレッサハウジング５ａよりも上流且つ第１スロットル６よりも下流の吸気管３と、を接続している。この低圧ＥＧＲ通路３１を通って、排気が低圧で再循環される。そして、本実施例では、低圧ＥＧＲ通路３１を通って再循環される排気を低圧ＥＧＲガスと称している。また、低圧ＥＧＲ弁３２は、低圧ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整することにより、該低圧ＥＧＲ通路３１を流れる低圧ＥＧＲガスの量を調整する。さらに、ＥＧＲクーラ３３は、該ＥＧＲクーラ３３を通過する低圧ＥＧＲガスと、内燃機関１の冷却水とで熱交換をして、該低圧ＥＧＲガスの温度を低下させる。
また、内燃機関１には、排気管４内を流通する排気の一部を高圧で吸気管３へ再循環させる高圧ＥＧＲ装置４０が備えられている。この高圧ＥＧＲ装置４０は、高圧ＥＧＲ通路４１、および高圧ＥＧＲ弁４２を備えて構成されている。高圧ＥＧＲ通路４１は、タービンハウジング５ｂよりも上流側の排気管４と、第２スロットル９よりも下流の吸気管３と、を接続している。この高圧ＥＧＲ通路４１を通って、排気が高圧で再循環される。そして、本実施例では、高圧ＥＧＲ通路４１を通って再循環される排気を高圧ＥＧＲガスと称している。また、高圧ＥＧＲ弁４２は、高圧ＥＧＲ通路４１の通路断面積を調整することにより、該高圧ＥＧＲ通路４１を流れる低圧ＥＧＲガスの量を調整する。
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１３が併設されている。このＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。また、ＥＣＵ１３には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１４を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出可能なアクセル開度センサ１５、機関回転数を検出するクランクポジションセンサ１６、第２スロットル９よりも下流側の吸気の圧力を検出する吸気圧センサ１７、及び内燃機関１の冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ１８が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１３に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１３には、第１スロットル６、第２スロットル９、低圧ＥＧＲ弁３２、及び高圧ＥＧＲ弁４２が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１３によりこれらの機器が制御される。
そして、本実施例では、車両減速中等において燃料供給が停止されたときに、フィルタ１０の温度に基づいて低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を変更する。このときのフィルタ１０の温度は、排気温度センサ１２により得る。
ここで、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を大きくすると、内燃機関１に吸入される新気量が減少する。そのため、フィルタ１０を通過する排気の量が減少する。そして、車両減速中はフューエルカットが行なわれるために低温の排気が流れるが、フィルタ１０を通過する排気の量が減少するので、該フィルタ１０の温度低下を抑制することができる。
反対に、高圧ＥＧＲ弁４２の開度を小さくすると、新気量が増加してフィルタ１０を通
過する排気の量が多くなる。これによりフィルタ１０の温度が低下する。
そこで、本実施例では、車両減速中におけるフィルタ１０の温度の低下を抑制したい場合には、車両減速中において高圧ＥＧＲ弁４２の開度を大きくする。また、車両減速中にフィルタ１０の温度を下降させたい場合には、車両減速中において高圧ＥＧＲ弁４２の開度を小さくする。
なお、フィルタ１０の温度の低下を抑制しようとして高圧ＥＧＲ弁４２の開度を大きくしすぎると、タービンハウジング５ｂを通過する排気の量が減少してしまう。これにより、次回加速時において過給圧の上昇が緩慢となるおそれがある。その点、低圧ＥＧＲ弁３２の開度を大きくして低圧ＥＧＲガスの供給量を増加させることにより、タービンハウジング５ｂを通過する排気の量の減少を抑制できる。その分、高圧ＥＧＲ弁３２の開度を小さくすることができる。また、これによりフィルタ１０を通過した比較的温度の高いＥＧＲガスを供給することができるので、フィルタ１０の温度低下も抑制することができる。
次に、本実施例による低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を制御するフローについて説明する。図２は、本実施例による低圧ＥＧＲ弁３２および高圧ＥＧＲ弁４２の開度を制御するフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、フィルタ１０の温度とＮＯx触媒の温度とは等しいものとする
。
ステップＳ１０１では、フューエルカット中であるか否か判定される。フューエルカット中であるとは、内燃機関１が回転している状態で燃料の供給が停止されていることを示す。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。
ステップＳ１０２では、フィルタ１０の温度が所定温度Ｔ１以上であるか否か判定される。この所定温度Ｔ１は、例えばフューエルカット中でもＮＯx触媒が活性温度を維持す
ることができる温度の下限値である。また、ＮＯx触媒の温度の目標範囲の下限としても
よい。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進む。
ステップＳ１０３では、フィルタ１０の温度が所定温度Ｔ２以上であるか否か判定される。この所定温度Ｔ２は、前記所定温度Ｔ１よりも高い温度であって、フューエルカット中にフィルタ１０が過熱するおそれのある温度の下限値である。また、ＮＯx触媒の温度
の目標範囲を超える値としてもよい。ステップ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
ステップＳ１０４では、第１スロットル６及び第２スロットル９が全開とされる。これにより、内燃機関１の吸気量が多くなるので、フィルタ１０を通過する排気の量も多くすることができる。そして、車両減速中では、排気の温度が低下するので、フィルタ１０に低温の排気を多く流すことができる。これにより、フィルタ１０の温度を低下させて目標範囲に近づけることができる。このように、本ステップでは、フィルタ１０の過熱を抑制するために、排気の量を多くしている。
ステップＳ１０５では、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２が全閉とされる。これにより、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスが共に流れなくなるので、フューエルカット中の温度の低い排気をフィルタ１０に供給することができる。これにより、フィルタ１０の温度を低下させて目標範囲に近づけることができる。また、高圧ＥＧＲ通路４１に排気が流入しなくなるので、タービンハウジング５ｂを通過する排気の量が多くなる。これに
より、ターボチャージャ５の回転数が目標範囲よりも低下することが抑制される。
ステップＳ１０６では、第１スロットル６及び第２スロットル９が半開とされる。これにより、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスが適度に流れる。なお、第１スロットル６及び第２スロットル９の開度は、予め実験等により求められた最適値を適用してもよい。このときの最適値は、例えばフィルタ１０の温度を目標範囲に維持するために必要となり、且つターボチャージャ５の回転数を目標範囲に維持するために必要となる値である。
ステップＳ１０７では、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２が半開とされる。これにより、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスが適度に流れるので、フィルタ１０の温度の低下を抑制することができる。そして、フィルタ１０の温度が目標範囲から低下することが抑制される。なお低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度は、予め実験等により求められた最適値を適用してもよい。このときの最適値は、例えばフィルタ１０の温度を目標範囲に維持するために必要となり、且つターボチャージャ５の回転数を目標範囲に維持するために必要となる値である。
ステップＳ１０８では、第１スロットル６が全閉とされ、且つ第２スロットル９が全開とされる。すなわち、フィルタ１０にフューエルカット中の温度の低い排気が流入して該フィルタ１０の温度が低下するのを抑制するために、吸入新気量を減少させる。また、第１スロットル６を全閉とすることにより、吸気管３内の圧力が低下するので、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスの供給量を増加させることができる。このようにして、フィルタ１０の温度が目標範囲から離れることを抑制できる。
ステップＳ１０９では、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２が全開とされる。すなわち、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスの供給量を増加させることにより、フィルタ１０の温度低下を抑制しつつ、ターボチャージャ５の回転数の低下を抑制する。これにより、ターボチャージャ５の回転数を目標範囲に維持することができる。又は、ターボチャージャ５の回転数が目標範囲を下回った場合でも、更に回転数が低下することを抑制できる。なお、本実施例においては図２に示したフローを処理するＥＣＵ１３が、本発明におけるＥＧＲガス量変更手段に相当する。
このようにして、フィルタ１０の温度が目標範囲内の場合若しくは目標範囲よりも低い場合には、該フィルタ１０の温度が低下することを抑制できる。これにより、ＮＯx触媒
の浄化率をより高くすることができる。一方、フィルタ１０の温度が目標範囲よりも高い場合には、該フィルタ１０の温度を低下させることができるので、フィルタ１０又はＮＯx触媒の過熱を抑制することができる。
そして、フューエルカット中であっても、ターボチャージャ５の回転数の低下を抑制することができるので、次回加速時において速やかに過給圧を上昇させることができる。
本実施例においては、前記ステップＳ１０６における第１スロットル６及び第２スロットル９の開度、並びに、前記ステップＳ１０７における低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度をフィルタ１０の温度に基づいて変更する。その他は実施例１と共通であるため、説明を省略する。
図３は、本実施例による低圧ＥＧＲ弁３２および高圧ＥＧＲ弁４２の開度を制御するフローを示したフローチャートである。前記フローチャートと同じ処理が実行されるステップについては、同じ符号を付けて説明を省略する。
ステップＳ２０１では、第１スロットル６及び第２スロットル９の開度が算出される。
図４は、フィルタ１０の温度と第１スロットル６及び第２スロットル９の開度との関係を示した図である。フィルタ１０の温度が高くなるほど第１スロットル６及び第２スロットル９の開度を大きくする。また、第１スロットル６よりも第２スロットル９のほうの開度をより大きくする。このときの第１スロットル６及び第２スロットル９の開度は、例えばフィルタ１０の温度を目標範囲に維持するために必要となり、且つターボチャージャ５の回転数を目標範囲に維持するために必要となる値である。なお、フィルタ１０の温度及びターボチャージャ５の回転数を同時に目標範囲内に維持することが困難な場合には、どちらかを優先して目標範囲内に維持するように第１スロットル６及び第２スロットル９の開度を決定してもよい。
また、図４に示したように、フィルタ１０の温度が前記所定温度Ｔ１の場合には、ターボチャージャ５の回転数をある程度確保するために、第２スロットル９は全閉とされない。このようにして、吸気管３内の圧力及びフィルタ１０に流入する排気の量が調整される。
ステップＳ２０２では、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度が算出される。
図５は、フィルタ１０の温度と低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度との関係を示した図である。フィルタ１０の温度が高くなるほど低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を小さくしてＥＧＲ量を減少させる。
これにより、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスが適度に流れるので、フィルタ１０の温度の低下を抑制することができる。そして、フィルタ１０の温度が目標範囲から低下することが抑制される。なお低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度は、例えばフィルタ１０の温度を目標範囲に維持するために必要となり、且つターボチャージャ５の回転数を目標範囲に維持するために必要となる値である。なお、フィルタ１０の温度及びターボチャージャ５の回転数を同時に目標範囲内に維持することが困難な場合には、どちらかを優先して目標範囲内に維持するように低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を決定してもよい。
なお、本実施例においては図３に示したフローを処理するＥＣＵ１３が、本発明におけるＥＧＲガス量変更手段に相当する。
このようにして、フィルタ１０の温度が所定温度Ｔ１以上、所定温度Ｔ２未満のときに、そのときのフィルタ１０の温度に応じたＥＧＲガスの供給が可能となる。これにより、フィルタ１０の温度を目標範囲内に維持することができる。
また、フューエルカット中であっても、ターボチャージャ５の回転数の低下を抑制することができるので、次回加速時において速やかに過給圧を上昇させることができる。
本実施例においては、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を学習補正する。その他は実施例１と共通であるため、説明を省略する。
ところで、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度と、気筒２内に供給されるＥＧＲガス量と、の関係は、ＥＧＲ通路やＥＧＲ弁に付着した煤の量等によって変化する。したがって、ＥＧＲガス量を低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度で制御する場合には、該低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を、前記ＥＧＲガス量の変化分
だけ補正しなければならない。そこで、本実施例では、ＥＧＲガス量と相関のある吸入空気量を検出し、この吸入空気量に基づいて低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を学習補正する。
本実施例では、車両の減速中であってフューエルカット中又は内燃機関１のアイドル運転中に、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２を開閉させて、該低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度と、吸入空気量との関係を学習する。また、新品時のこれらの値を予めＥＣＵ１３に記憶させておき、この値と、学習した値とを比較して、その差をＥＧＲ通路やＥＧＲ弁に付着した煤等の影響と考える。そして、予め設定されている低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度に対して、煤等の影響分を加えておく。これにより、その後のＥＧＲガス量を適正なものとすることができる。
次に、本実施例による低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習制御のフローについて説明する。図６は、本実施例による低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。
ステップＳ３０１では、フューエルカット中又はアイドル運転中であるか否か判定される。すなわち、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習を行うために適切な時期であるか否か判定される。ステップＳ３０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０２へ進み、一方否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。
ステップＳ３０２では、高圧ＥＧＲ弁４２の学習を行うか否か判定される。例えば、低圧ＥＧＲ弁３２と高圧ＥＧＲ弁４２とで順番に行われるように判定される。ステップＳ３０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０３へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ３１１へ進む。
ステップＳ３０３では、低圧ＥＧＲ弁３２が全閉とされる。これにより、低圧ＥＧＲ通路３１に排気が流れ込まなくなる。すなわち、吸入空気量は、低圧ＥＧＲガスの影響を受けなくなり、高圧ＥＧＲガスのみの影響を受ける。これにより、高圧ＥＧＲ通路４１及び高圧ＥＧＲ弁４２に付着した煤等の影響を、吸入空気量の変化量とし得ることができる。
ステップＳ３０４では、高圧ＥＧＲ弁４２が学習時の基準開度に固定される。基準開度は、例えば全開としてもよい。
ステップＳ３０５では、吸入空気量が測定される。吸入空気量は、エアフローメータ７により得ることができる。このときに得られる吸入空気量を測定吸入空気量と称する。
ステップＳ３０６では、機関回転数から基準となる吸入空気量（基準吸入空気量）が算出される。基準吸入空気量は、高圧ＥＧＲ弁４２を基準開度とし、更に
高圧ＥＧＲ通路４１及び高圧ＥＧＲ弁４２に煤等が付着していない場合にエアフローメータ７により検出され得る吸入空気量である。機関回転数と基準吸入空気量との関係は予め実験等により求めてマップ化し、ＥＣＵ１３に記憶させておく。
ステップＳ３０７では、測定吸入空気量と基準吸入空気量との差が算出される。このとき算出される吸入空気量の差は、高圧ＥＧＲ通路４１及び高圧ＥＧＲ弁４２に付着した煤等により変化した高圧ＥＧＲガス量と相関関係にある。
ステップＳ３０８では、ステップＳ３０７で算出された差に対する高圧ＥＧＲ弁４２の補正値が算出される。ステップＳ３０７で算出される差と補正値との関係は、予め実験等
により求めてマップ化し、ＥＣＵ１３に記憶させておく。ステップＳ３０７で算出される差が大きくなるほど、高圧ＥＧＲ弁４２の開度がより大きくなるように補正値が決定される。
ステップＳ３０９では、高圧ＥＧＲ弁４２に対する学習が終了され、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度が通常時の値に戻される。
ステップＳ３１０では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が、基準開度に補正値を加えた開度とされる。
このようにして、高圧ＥＧＲ弁４２の開度が学習補正される。そして、ステップＳ３１１からステップＳ３１８までで、低圧ＥＧＲ弁３２の学習補正が同様に行われる。ステップＳ３１１からステップＳ３１８までの処理は、ステップＳ３０３からステップＳ３１０までの処理において、低圧ＥＧＲ弁３２と高圧ＥＧＲ弁４２とを入れ替え、低圧ＥＧＲ通路３１と高圧ＥＧＲ通路４１とを入れ替えれば良いだけなので説明を省略する。このようにして、低圧ＥＧＲ弁３２の開度が学習補正される。
以上説明したように、本実施例によれば、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を学習補正することができるので、気筒２内に供給されるＥＧＲガス量を適正なものとすることができる。
本実施例においては、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を学習補正するときに、フィルタ１０の温度又はＥＧＲクーラ３３の冷却効率に基づいた補正をさらに加える。その他は前記実施例と共通であるため、説明を省略する。
ここで、フィルタ１０の温度が変化することにより、該フィルタ１０を通過する排気の体積流量が変化する。また、ＥＧＲクーラ３３の冷却効率が変化することにより、該ＥＧＲクーラ３３を通過する排気の体積流量が変化する。これらにより、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度と、気筒２内に供給されるＥＧＲガス量と、の関係も変化する。また、エアフローメータ７により検出される吸入空気量と、ＥＧＲガス量と、の関係も変化する。したがって、エアフローメータ７により検出される吸入空気量と、基準吸入空気量と、の差に基づいて低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を学習補正する場合には、フィルタ１０の温度又はＥＧＲクーラ３３の冷却効率によって補正値が変わる。
その点、フィルタ１０の温度又はＥＧＲクーラ３３の冷却効率を考慮して低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習補正を行うことにより、さらに正確な補正が可能となる。
例えば、内燃機関１の運転状態に応じて基準となるフィルタ１０の温度を「基準フィルタ温度」として予め設定しておき、排気温度センサ１２により得られるフィルタ１０の温度と基準フィルタ温度との差を算出する。そして、この差に対する低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の補正値を予め実験等により求めてマップ化しＥＣＵ１３に記憶させておく。実施例３により得られる補正後の低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度に対し、マップにより得られる補正値をさらに加えることによりフィルタ１０の温度を考慮した学習補正が可能となる。
また、ＥＧＲクーラ３３の冷却効率は、冷却水温度と相関があるので、冷却水温度に応じて低圧ＥＧＲ弁３２の開度の学習補正を行うこともできる。例えば、内燃機関１の運転状態に応じて基準となる冷却水温度を「基準冷却水温度」として予め設定しておき、冷却
水温度センサ１８により得られる冷却水の温度と基準冷却水温度との差を算出する。そして、この差に対する低圧ＥＧＲ弁３２の開度の補正値を予め実験等により求めてマップ化しＥＣＵ１３に記憶させておく。実施例３により得られる補正後の低圧ＥＧＲ弁３２の開度に対し、マップにより得られる補正値をさらに加えることによりＥＧＲクーラ３３の冷却効率を考慮した学習補正が可能となる。
本実施例においては、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を学習補正するときに、フィルタ１０に捕集されているＰＭの量（又はフィルタ１０の詰まり度合い）に基づいた補正を加える。その他は前記実施例と共通であるため、説明を省略する。
フィルタ１０に捕集されているＰＭの量が変化することにより、該フィルタ１０を通過する排気の体積流量が変化する。これにより、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度と、気筒２内に供給されるＥＧＲガス量と、の関係も変化する。したがって、フィルタ１０に捕集されているＰＭの量を考慮して学習補正を行うことにより、さらに正確な補正が可能となる。
次に、本実施例による低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習制御のフローについて説明する。図７は、本実施例による低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。
ステップＳ４０１では、フィルタ１０に捕集されているＰＭの量が算出される。フィルタ１０に捕集されているＰＭの量は、差圧センサ１１の検出値に応じたＰＭの捕集量を予め実験等により求めておき、これと比較することにより得ることができる。または、内燃機関１の運転状態（排気温度、燃料噴射量、機関回転数）に応じたＰＭ捕集量を予め実験等により求めてマップ化しておき、このマップにより得られるＰＭ捕集量を積算して求めることもできる。さらに、車両走行距離若しくは走行時間に応じてフィルタ１０に捕集されているＰＭの量を推定しても良い。
ステップＳ４０２では、フィルタ１０に捕集されているＰＭの量が基準値以上であるか否か判定される。基準値とは、フィルタ１０の再生が必要となるほどのＰＭ捕集量の下限値である。フィルタ１０に捕集されているＰＭの量が基準値以上である場合には、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習制御の精度が低下するため、学習制御は行わずにフィルタ１０の再生処理を実施する。ステップＳ４０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ４０３へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ４０４へ進む。
ステップＳ４０３では、フィルタ１０の再生処理が実施される。この再生処理は従来の技術を用いることができる。
ステップＳ４０４では、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度が、所定の開度に固定される。この所定の開度は、本実施例による低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習を行なうときに設定される開度であって、例えば全開としてもよい。
ステップＳ４０５では、タービンハウジング５ｂよりも上流（すなわち内燃機関１側）の排気管４内の圧力ＰＥが推定される。この排気管４内の圧力は、例えば吸入空気量と差圧センサ１１により得られる差圧とに基づいて得ることができる。また、圧力センサを排気管４に取り付けて直接圧力を測定するようにしてもよい。
ステップＳ４０６では、第２スロットル９よりも下流（すなわち内燃機関１側）の吸気管３内の圧力ＰＩが推定される。この吸気管３内の圧力は、吸気圧センサ１７により得ることができる。
ステップＳ４０７では、ステップＳ４０５で算出された排気管４内の圧力ＰＥと、ステップＳ４０６で算出された吸気管３内の圧力ＰＩと、の差ΔＰが算出される。
ステップＳ４０８では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度の補正値が算出される。補正値は、ステップＳ４０７で算出された圧力の差ΔＰの基準値と、ステップＳ４０７で算出された圧力の差ΔＰと、の差に基づいて算出される。この差が大きいほど補正値は大きくなる。「ステップＳ４０７で算出された圧力の差ΔＰの基準値」とは、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度をステップＳ４０４で設定される値とし、さらに現時点での内燃機関の運転状態としたときであって、フィルタ１０にＰＭが捕集されていないときに得られる排気管４内の圧力ＰＥと、吸気管３内の圧力ＰＩと、の差である。
ステップＳ４０９では、現時点での高圧ＥＧＲ弁４２の開度にステップＳ４０８で算出された補正値を加えた値を新たに高圧ＥＧＲ弁４２の開度として高圧ＥＧＲ弁４２の開度が制御される。
このように、フィルタ１０に捕集されているＰＭの量に応じて高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習値を補正することができるので、フィルタ１０に捕集されているＰＭの量の影響によりフィルタ１０を通過する排気の体積流量が変化したとしても、適切な補正が可能となる。なお、低圧ＥＧＲ弁３２についても同様にして、学習値を補正することができる。
また、フィルタ１０に捕集されているＰＭの量が多い場合には、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習補正を行わないので、精度の良い補正が可能となる。
本実施例においては、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を同時に変化させて学習補正する。その他は前記実施例と共通であるため、説明を省略する。
低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を同時に変化させて学習補正することにより、気筒２内に供給されるＥＧＲガス全体としてのばらつきを学習補正することができる。
次に、本実施例による低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習制御のフローについて説明する。図８は、本実施例による低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。
ステップＳ５０１では、フューエルカット中又はアイドル運転中であるか否か判定される。すなわち、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度の学習を行うための適正な時期であるか否か判定される。ステップＳ５０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５０２へ進み、一方否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。
ステップＳ５０２では、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２が全閉とされる。本実施例では、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２を全閉から全開まで所定開度毎に変化させつつ、該低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の学習補正を行うため、まず低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２が全閉とされる。
ステップＳ５０３では、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２が所定開度開かれる。
ステップＳ５０４では、吸入空気量が測定される。吸入空気量は、エアフローメータ７により得ることができる。このときに得られる吸入空気量を測定吸入空気量と称する。
ステップＳ５０５では、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度と、吸入空気量と、の相関がＥＣＵ１３に記憶される。そして、所定開度開く毎にこの値が記憶される。
ステップＳ５０６では、機関回転数と低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度とから、そのときの基準となる吸入空気量（基準吸入空気量）が算出される。機関回転数と低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度と基準吸入空気量との関係は予め実験等により求めてマップ化し、ＥＣＵ１３に記憶させておく。
ステップＳ５０７では、ステップＳ５０５で記憶された吸入空気量とステップＳ５０６で算出された基準吸入空気量との差が算出される。このときに算出される吸入空気量の差は、低圧ＥＧＲガスと高圧ＥＧＲガスとの和の変化量と相関関係にある。ステップＳ５０７で算出された値は、ＥＣＵ１３に記憶される。
ステップＳ５０８では、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２が全開となっているか否か判定される。すなわち、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度が全閉から全開にかけて移動し、その間の学習が完了しているか否か判定される。ステップＳ５０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ５０９へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ５０３へ戻る。
ステップＳ５０９では、低圧ＥＧＲ弁３２の開度の補正値が、ステップＳ５０８で算出された差に基づいて算出される。この補正値は、低圧ＥＧＲ弁３２の所定開度毎に算出される。例えば、低圧ＥＧＲ弁３２の開度の補正値と、ステップＳ５０８で算出される差と、の関係を予め求めてマップ化しておく。また、所定開度毎に複数の開度において補正値が算出されるが、それ以外の開度における補正値は、所定開度毎に算出された補正値に基づいて算出することができる。例えば、所定開度毎に求めた補正値に基づいて低圧ＥＧＲ弁３２をパラメータとする近似式を求め、この近似式に他の開度を代入することにより補正値を算出することができる。
ステップＳ５１０では、高圧ＥＧＲ弁４２の開度の補正値が、ステップＳ５０８で算出された差に基づいて算出される。低圧ＥＧＲ弁３２の場合と同様にして算出することができる。
このようにして、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２の開度を同時に学習補正することができるので、気筒２内に供給されるＥＧＲガスの総量を適正なものとすることができる。また、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２等の製造ばらつきによるＥＧＲガス量のばらつきを予め補正することができる。
実施例に係る内燃機関の排気還流装置を適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。 実施例１による低圧ＥＧＲ弁および高圧ＥＧＲ弁の開度を制御するフローを示したフローチャートである。 実施例２による低圧ＥＧＲ弁および高圧ＥＧＲ弁の開度を制御するフローを示したフローチャートである。 フィルタの温度と第１スロットル及び第２スロットルの開度との関係を示した図である。 フィルタの温度と低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を示した図である。 実施例３による低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の開度の学習制御のフローを示したフローチャートである。 実施例５による低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の開度の学習制御のフローを示したフローチャートである。 実施例６による低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の開度の学習制御のフローを示したフローチャートである。
符号の説明
１ 内燃機関
２ 気筒
３ 吸気管
４ 排気管
５ ターボチャージャ
５ａ コンプレッサハウジング
５ｂ タービンハウジング
６ 第１スロットル
７ エアフローメータ
８ インタークーラ
９ 第２スロットル
１０ パティキュレートフィルタ
１１ 差圧センサ
１２ 排気温度センサ
１３ ＥＣＵ
１４ アクセルペダル
１５ アクセル開度センサ
１６ クランクポジションセンサ
１７ 吸気圧センサ
１８ 冷却水温度センサ
３０ 低圧ＥＧＲ装置
３１ 低圧ＥＧＲ通路
３２ 低圧ＥＧＲ弁
３３ ＥＧＲクーラ
４０ 高圧ＥＧＲ装置
４１ 高圧ＥＧＲ通路
４２ 高圧ＥＧＲ弁

Claims (8)

  1. 排気通路にタービンを備え吸気通路にコンプレッサを備えたターボチャージャと、
    前記タービンよりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、
    前記タービンよりも上流の排気通路と前記コンプレッサよりも下流の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、
    前記タービンよりも下流で且つ前記低圧ＥＧＲ通路よりも上流の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
    前記排気浄化触媒の温度が目標範囲内となるように前記低圧ＥＧＲ通路および前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を同時に変更するＥＧＲガス量変更手段と、
    を備え、
    前記ＥＧＲガス量変更手段は、前記ターボチャージャの回転数を維持するために前記低圧ＥＧＲ通路および前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を同時に変更し、且つ、前記排気浄化触媒の温度が目標範囲内若しくは目標範囲よりも低い場合には、高い場合よりも、前記低圧ＥＧＲ通路および前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を増加させることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
  2. 前記排気浄化触媒の温度が低いほど、前記低圧ＥＧＲ通路および前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を増加させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
  3. 前記内燃機関に吸入される新気の量を測定する吸入新気量測定手段を更に備え、前記ＥＧＲガス量変更手段は、前記低圧ＥＧＲ通路に備えられ該低圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調整する低圧ＥＧＲ弁と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられ該高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調整する高圧ＥＧＲ弁と、を備えて構成され、車両の減速時または前記内燃機関のアイドル運転時において、前記低圧ＥＧＲ弁および前記高圧ＥＧＲ弁を夫々所定の開度とし、このときの内燃機関の吸入新気量に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を夫々学習補正することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気還流装置。
  4. 前記排気浄化触媒の温度に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を学習補正することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気還流装置。
  5. ＥＧＲガスの温度を低下させるＥＧＲクーラを前記低圧ＥＧＲ通路または前記高圧ＥＧＲ通路に備え、該ＥＧＲクーラの冷却効率に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を学習補正することを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関の排気還流装置。
  6. 前記排気浄化触媒は、排気中の粒子状物質を一時捕集するパティキュレートフィルタに担持され、該パティキュレートフィルタにおける粒子状物質の捕集量に基づいて、前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と前記低圧ＥＧＲ弁の開度との関係、または前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を学習補正することを特徴とする請求項３から５の何れかに記載の内燃機関の排気還流装置。
  7. 前記パティキュレートフィルタにおける粒子状物質の捕集量が所定量以上の場合には学習補正を禁止することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気還流装置。
  8. 前記内燃機関に吸入される新気の量を測定する吸入新気量測定手段を更に備え、前記ＥＧＲガス量変更手段は、前記低圧ＥＧＲ通路に備えられ該低圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調整する低圧ＥＧＲ弁と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられ該高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調整する高圧ＥＧＲ弁と、を備えて構成され、車両の減速時または前記内燃機関のアイドル運転時において、前記低圧ＥＧＲ弁及び前記高圧ＥＧＲ弁を同時に所定の開度の範囲内で開閉させ、このときの内燃機関の吸入新気量に基づいて前記低圧ＥＧＲ通路及び前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス量と、前記低圧ＥＧＲ弁及び高圧ＥＧＲ弁の開度と、の関係を学習補正することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気還流装置。
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