JP4501622B2 - 内燃機関のｅｇｒ量制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、排気系から排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ（排気還流）通路にＥＧＲ弁を備え、このＥＧＲ弁によりＥＧＲ量を制御する内燃機関のＥＧＲ量制御装置に関し、特にサージ（トルク変動）悪化を回避するためのＥＧＲ制御装置に関する。

特許文献１では、エンジンのクランク角速度情報に基づいて、エンジンで発生するサージを検出するためのサージレベル指標値を算出するサージレベル指標値算出手段と、上記サージレベル指標値と判定閾値とを比較してサージレベルを判定するサージレベル判定手段とを備え、上記サージレベルの変化および上記サージレベルに基づいてＥＧＲ弁の開度を制御している。

ＥＧＲ弁、特にステップモータ式ＥＧＲ弁の開度の制御に際しては、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づく基本ＥＧＲ量に、上記サージレベルの変化および上記サージレベルに基づいて増減される目標値に基づくリミット値を乗算して、ＥＧＲ量を算出し、このＥＧＲ量に基づいてステップモータ式ＥＧＲ弁のモータ目標位置を求め、モータ目標位置と現在のモータ位置との比較結果に応じて、ステップモータ式ＥＧＲ弁を駆動している。
特開２００２−４８０１１号公報

しかしながら、特許文献１では、サージ悪化を判定しサージを収束させるように現在のモータ位置（ＥＧＲ弁開度）のフィードバック補正値を反映する際、運転状態によっては吸気系と排気系との圧力差が大きくなる場合があり、この場合にはＥＧＲ量が急激に変化してしまう。この結果、吸入空気量の変化や点火時期の変化によるトルク段差が発生し、運転性を悪化させてしまう。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、ＥＧＲ量の急激な変化によるトルク段差を抑制して安定した運転性を確保することを目的とする。

そのため本発明では、排気系から排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ通路にＥＧＲ弁を備え、このＥＧＲ弁によりＥＧＲ量を制御する内燃機関のＥＧＲ量制御装置において、機関の回転変動に基づいてサージ悪化指標値を算出し、サージ悪化指標値と判定閾値とを比較してサージ悪化の有無を判定する一方、推定ＥＧＲ量を算出し、サージ悪化の有無の判定に基づいて目標ＥＧＲ量に対する補正量を算出し、推定ＥＧＲ量の変化量が第１所定値未満の場合に目標ＥＧＲ量の補正を許可し、補正量を用いて目標ＥＧＲ量を補正する。

本発明によれば、推定ＥＧＲ量の変化量に基づく目標ＥＧＲ量の補正の許可判定に従って目標ＥＧＲ量の補正を行うため、ＥＧＲ量が急激に変化することで発生するトルク段差を問題ないレベルに抑制でき、安定した運転性を確保できるという効果がある。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の内燃機関の全体構成を示す図である。
エンジン１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２から吸気ダクト３、スロットル弁４、吸気マニホールド５を経て空気が吸入される。吸気マニホールド５の各ブランチ部には、各気筒に燃料噴射弁６が設けられている。但し、燃料噴射弁６は、燃焼室内に直接臨ませる配置としてもよい。

燃料噴射弁６は、ソレノイドに通電されて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）であって、後述するエンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」と称する）１２からの駆動パルス信号により通電されて開弁し、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に調整された燃料を噴射供給する。

エンジン１の各燃焼室には点火プラグ７が設けられており、これにより火花点火して混合気を着火燃焼させる。点火プラグ７の点火時期もＥＣＵ１２により制御される。
エンジン１の各燃焼室からの排気は、排気マニホールド８を介して排出される。また、排気マニホールド８からＥＧＲ通路９が導出され、これによりＥＧＲ弁１０を介して排気の一部を吸気マニホールド５に還流している。ＥＧＲ弁１０の開度もＥＣＵ１２により制御される。

ＥＣＵ１２は、ＣＵＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器および入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサからの入力信号を受け、これらに基づいて、燃料噴射弁６、点火プラグ７、ＥＧＲ弁１０などの作動を制御する。
前記各種センサとしては、エンジン１のクランク軸回転に同期して４気筒の場合のクランク角１８０°毎に基準クランク角信号（ＲＥＦ信号）を発生し、その周期よりエンジン回転数を検出可能なクランク角センサ１３、吸気ダクト３内で吸入空気量Ｑａを検出するエアフロメータ１４、スロットル弁４の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１５、エンジン１の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ１６、車速ＶＳＰを検出する車速センサ１７、更にはイグニッションスイッチ１８などが設けられている。

また、エンジン１の出力軸は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを備える自動変速機（図示せず）に連結されるが、自動変速機制御用のコントロールユニット（以下「Ａ／Ｔ−ＣＵ」と称する）２０とＥＣＵ１２とは通信線により繋がっており、ＥＣＵ１２には、Ａ／Ｔ−ＣＵ２０から、ギア位置情報、ロックアップ情報が入力されている。
ＥＣＵ１２によるＥＧＲ弁１０の制御は、次のように行う。エンジン１の運転条件に基づいて設定される目標ＥＧＲ量（ＥＧＲ率）を目標ＥＧＲ弁開口面積に変換し、この目標ＥＧＲ弁開口面積をＥＧＲ弁開度に変換し、これに基づいてＥＧＲ弁１０を制御する。ＥＧＲ弁１０をステップモータにより駆動する場合は、目標ＥＧＲ量（率）を目標ステップ数に変換し、これに基づいてＥＧＲ弁を制御する。

ここにおいて、本発明では、エンジンの回転変動に基づいてサージ悪化指標値を算出し、サージ悪化指標値と判定閾値とを比較してサージ悪化の有無を判定する一方、推定ＥＧＲ量を算出し、サージ悪化の有無の判断に基づいて目標ＥＧＲ量（目標ＥＧＲ弁開口面積または目標ステップ数）に対する補正量を算出し、推定ＥＧＲ量の変化量に基づいて目標ＥＧＲ量の補正を許可するかを判定し、この許可判定に基づいて補正量を用いて目標ＥＧＲ量を補正することにより、サージ悪化を回避する。

次に、具体的な制御について図２のフローチャートにより説明する。
図２は、ＥＣＵ１２にて時間同期で１０ｍｓ毎に実行されるＥＧＲ制御（目標ステップ数）補正ルーチンのフローチャートである。
ステップ１（図には「Ｓ１」と示す。以下同様）では、エンジン１の回転変動に基づいて、単位時間当たりのサージ悪化指標値ＦＩＬＤを算出する。

具体的には、回転同期（ＲＥＦ信号割り込み）で実行される別ルーチンにより、ＲＥＦ信号の周期ＴＲＥＦ（ｍｓ）を計測し、この周期ＴＲＥＦに基づいて、エンジン回転数（ｒｐｍ）＝３０／ＴＲＥＦ（４気筒エンジンの場合）を算出する。そして、このエンジン回転数Ｎｅの変動量を算出し、これをサージ悪化指標値ＦＩＬＤとする。
但し、エンジン回転変動の中には、燃焼安定度と無関係なノイズ成分が含まれていることから特開平７−２５９６２７号公報にて知られているような手法により、ノイズ成分を除去する。すなわち、燃焼安定度の善し悪しは、回転変動の周波数特性に反映されることから、エンジンの回転変動を検出するが、検出した回転変動成分の中から、エンジン回転周波数で正規化した第１のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、第１のＢＲＦ（バンドリジェクトフィルタ）により、クランク角センサ１３の加工誤差に起因するノイズ成分を除去し、また、変速比を検出し、これに応じて係数を設定した第２のＢＲＦにより、車両駆動系の歪みに起因するノイズ成分を除去し、更に、時間同期で、第２のＢＰＦにより、人間に不快な振動を与える回転変動成分（周波数成分）を抽出し、得られた信号について実行値計算を行い、サージ悪化指標値ＦＩＬＤを算出する。

ステップ２では、エンジン回転数および負荷から目標ＥＧＲ量（率）ＴＧＥＧＲを算出する。目標ＥＧＲ率は、目標ＥＧＲ量の前回演算値と今回演算値との差（今回演算値−前回演算値）または比率（今回演算値／前回演算値）から算出する。
ステップ３では、次式のように、吸気圧力ＰＭＡＮＩと目標ＥＧＲバルブ開口面積ＴＡＥＧＲとに基づいて推定ＥＧＲ量（率）ＥＳＴＭＥＧＲを算出する（特開２００４−１０８２７２号公報参照）。これが推定ＥＧＲ量算出手段に相当する。

ＥＳＴＭＥＧＲ＝ＴＡＥＧＲ×（ＰＭＡＮＩ）＾（１／ＳＨＥＡＴＲ）／（ＲＥＸ×ＴＥＸ）×ｓｑｒｔ［２×ＳＨＥＡＴＲ×ＲＥＸ×ＴＥＸ／（ＳＨＥＡＴＲ−１）×（１−ＰＭＡＮＩ）＾｛（ＳＨＥＡＴＲ−１）／ＳＨＥＡＴＲ｝］
ここで、ＲＥＸは、排気ガスのガス定数であり、排気ガスの目標当量比（＝１４．７／目標空燃比）を算出し、この値に基づいて算出する。ＴＥＸは、排気ガスのガス温度である。ＳＨＥＡＴＲは、排気ガス比熱比であり、目標当量比と、排気バルブ閉弁時の筒内温度とをそれぞれ算出し、これらの算出値に基づいて算出する。ｓｑｒｔは、平方根（√）である。

なお、次式のように、吸気圧力ＰＭＡＮＩおよび排気圧力ＰＥＸＭＡＮＩの圧力比（ＰＥＸＭＡＮＩ／ＰＭＡＮＩ）の平方根とＥＧＲバルブ開口面積ＴＡＥＧＲとから推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲを算出してもよい。
ＥＳＴＭＥＧＲ＝ＥＧＲバルブ開口面積×√（ＰＥＸＭＡＮＩ／ＰＭＡＮＩ）
このようにして推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲを算出する場合は、吸気圧力ＰＭＡＮＩおよび排気圧力ＰＥＸＭＡＮＩをそれぞれ算出する替わりに、排気圧力ＰＥＸＭＡＮＩを大気圧で近似しても同様の結果を得ることができる。

更に、吸気圧力ＰＭＡＮＩは吸入空気量Ｑａと相関があることから、吸気圧力ＰＭＡＮＩと排気圧力ＰＥＸＭＡＮＩとの比（ＰＥＸＭＡＮＩ／ＰＭＡＮＩ）を吸入空気量Ｑａで代用して推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲを算出してもよい。
ステップ４では、次式のように、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの最新値（今回演算値）から１０ｍｓ前の演算値（前回演算値であり、初期値は０とする）を差し引くことで偏差（変化量）ＤＥＧＲを算出する。

ＤＥＧＲ＝ＥＳＴＭＥＧＲ（最新値）−ＥＳＴＭＥＧＲ（１０ｍｓ前の演算値）
なお、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの偏差ＤＥＧＲは、最新値と１０ｍｓ前の演算値との比率（最新値／１０ｍｓ前の演算値）として算出してもよい。
ステップ５では、車両が安定状態か否かを判定する。ここで、車両が安定状態か否かは、次の（１）〜（６）の条件が全て満たされているか否かにより判定する。

（１）ＥＧＲ領域である（ＥＧＲＱ＞０）。すなわち、ＥＧＲの実行中であることを条件とする。
（２）目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差が所定値以下である。すなわち、ＥＧＲ制御が収束し、過渡状態でないことを条件とする。
（３）ギア位置が所定開連続して同一である。すなわち、変速中でないことを条件とする。

（４）シリンダ吸入空気量に基づいて算出される基本燃料噴射量Ｔｐが、所定範囲内である。
（５）推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの偏差（変化量）ＤＥＧＲの絶対値が第１所定値未満（｜ＤＥＧＲ｜＜ＤＥＧＲ１♯）である。これにより目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの補正を許可するかを判定することが目標ＥＧＲ量補正許可判定手段に相当する。すなわち、｜ＤＥＧＲ｜＜ＤＥＧＲ１♯であれば、目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの補正を許可する。なお、第１所定値ＤＥＧＲ１♯は、補正許可判定の最大値である。

（６）定常走行中である（♯ＦＣＮＳＴ２＝１）。
ここで、♯ＦＣＮＳＴ２は、下記の条件（６−１）〜（６−３）により、算出される。
（６−１）車速変化分（ＤＶＳＰ）判定
所定回続けて、ＤＶＳＰ＜所定値の時、♯ＦＤＶＬＬＣ＝１とする。
所定回続けて、ＤＶＳＰ≧所定値の時、♯ＦＤＶＬＬＣ＝０とする。

（６−２）回転変化分（ＤＮｅ）判定
所定回続けて、ＤＮｅ＜所定値の時、♯ＦＤＮＬＬＣ＝１とする。
所定回続けて、ＤＮｅ≧所定値の時、♯ＦＤＮＬＬＣ＝０とする。
（６−３）定常判定
非ロックアップ状態で、♯ＦＤＶＬＬＣ＝１（車速変化小）の状態が所定時間継続している時、または、ロックアップ状態で、♯ＦＤＮＬＬＣ＝１（回転変化小）の状態が所定時間継続している時、♯ＦＣＮＳＴ２＝１（定常）とする。

非ロックアップ状態で、♯ＦＤＶＬＬＣ＝０（車速変化大）の状態が所定時間継続している時、または、ロックアップ状態で、♯ＦＤＮＬＬＣ＝０（回転変化大）の状態が所定時間継続している時、♯ＦＣＮＳＴ２＝０（非定常）とする。
上記判定の結果、車両安定状態ではない場合、すなわち（１）〜（６）の条件が１つでも満たされていない場合は、ステップ６，ステップ７へ進み、サージ悪化指標値（積算値）ＳＦＩＬＤを０、積算時間ＴＩＭＥを０にし、現在の目標ステップ数補正値ＥＬＣＦＢ（初期値は０）を維持したまま、後述するステップ２２へ進む。特に、目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの補正が許可されない場合（｜ＤＥＧＲ｜≧ＤＥＧＲ１＃）には、目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの不必要な補正は行われないこととなる。

一方、上記判定の結果、車両安定状態である場合、すなわち（１）〜（６）の条件が全て満たされた場合は、ステップ８へ進み、後述する処理を行う。特に、目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの補正が許可される場合（｜ＤＥＧＲ｜＜ＤＥＧＲ１＃）には、目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの必要最低限の補正を行うこととなる。
ステップ８では、次式のように、前回のサージ悪化指標値（積算値）ＳＦＩＬＤに、最新の単位時間当たりのサージ悪化指標値ＦＩＬＤを加算する。これがサージ悪化指標値算出手段に相当する。

ＳＦＩＬＤ＝ＳＦＩＬＤ（前回値）＋ＦＩＬＤ
ステップ９では、次式のように、積算時間ＴＩＭＥに、本ルーチンの実行時間隔Δｔを加算する。
ＴＩＭＥ＝ＴＩＭＥ（前回値）＋Δｔ
ステップ１０では、積算時間ＴＩＭＥが予め定めたサンプリング時間ＴＩＭＥ０（例えば２秒）に達したか否かを判定する。

達しない場合（ＴＩＭＥ＜ＴＩＭＥ０）は、そのまま、すなわち現在の目標ステップ数補正値ＥＬＣＦＢ（初期値は０）を維持したまま、後述するステップ２２へ進む。
達した場合（ＴＩＭＥ≧ＴＩＭＥ０）は、ステップ１１以降へ進む。
ステップ１１では、積算時間ＴＩＭＥをクリアする（ＴＩＭＥ＝０）。
ステップ１２では、ギア位置毎の、エンジン回転数とエンジン負荷とのマップから、サージ悪化判定用の判定閾値ＥＬＳＬを算出する。

ステップ１３では、サージ悪化指標値（積算値）ＳＦＩＬＤと判定閾値ＥＬＳＬとを比較し、ＳＦＩＬＤ≧ＥＬＳＬ（サージ悪化状態）であるか否かを判定する。これがサージ悪化判定手段に相当する。
ＳＦＩＬＤ＜ＥＬＳＬで、サージ悪化状態でない場合は、現在の目標ステップ数補正値ＥＬＣＦＢ（初期値は０）を維持したまま、後述するステップ２１へ進む。

ＳＦＩＬＤ≧ＥＬＳＬで、サージ悪化状態の場合は、ステップ１４へ進む。
ステップ１４では、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの偏差ＤＥＧＲが第２所定値以上（ＤＥＧＲ≧ＤＥＧＲ２♯）であるか否かを判定する。偏差ＤＥＧＲが第２所定値未満（ＤＥＧＲ＜ＤＥＧＲ２♯）である場合には、ステップ１５へ進み、目標ステップ数補正ゲインＧＴＧＥＧＲを１．０としてステップ１７へ進む。なお、偏差ＤＥＧＲの第２所定値ＤＥＧＲ２♯は、前述（ステップ５）の第１所定値ＤＥＧＲ１♯より小さい値である。

ステップ１６では、目標ステップ数補正ゲインＧＴＧＥＧＲを、図３の目標ステップ数補正ゲイン算出テーブルを参照することにより算出する。目標ステップ数補正ゲイン算出テーブルは、横軸に偏差ＤＥＧＲ、縦軸に目標ステップ数補正ゲインＧＴＧＥＧＲを示しており、偏差量ＤＥＧＲが大きくなると目標ステップ数補正ゲインＧＴＧＥＧＲも大きくなる。これにより、目標ＥＧＲ補正量ＥＬＣＦＢをＥＧＲ弁１０の開度が減少するように補正し、目標ＥＧＲ量（目標ＥＧＲ弁開口面積または目標ステップ数）に反映させる。

ステップ１７では、次式のように、前回の目標ステップ数補正値ＥＬＣＦＢに、所定値ΔＳを加算する。
ＥＬＣＦＢ＝ＥＬＣＦＢ（前回演算値）＋ΔＳ
ここで、目標ステップ数補正値ＥＬＣＦＢの初期値は０であり、イグニッションＯＦＦ→ＯＮの際に、初期設定される。

また、所定値ΔＳは、最小のステップ数とするが、１相励磁と２相励磁との切換が可能で、１相励磁（弱励磁）により０．５ステップずつ駆動できる場合は、例えば０．５とする。
ステップ１８では、次式のように、ステップ１７にて算出した目標ステップ数補正値ＥＬＣＦＢと、目標ステップ数補正ゲインＧＴＧＥＧＲとを乗算することで今回の目標ステップ数補正値を算出する。これが目標ＥＧＲ量補正量算出手段に相当する。

ＥＬＣＦＢ＝ＥＬＣＦＢ×ＧＴＧＥＧＲ
ステップ１９では、目標ステップ数補正値ＥＬＣＦＢを、予め定めた最大値ＥＬＣＦＢＭＸと比較し、ＥＬＣＦＢ＞ＥＬＣＦＢＭＸか否かを判定し、ＮＯの場合は、そのままステップ２１へ進む一方、ＹＥＳの場合は、ステップ２０で、ＥＬＣＦＢ＝ＥＬＣＦＢＭＸとする（リミッタ）。

ステップ２１では、次の演算のため、サージ悪化指標値（積算値）ＳＦＩＬＤをクリアする（ＳＦＩＬＤ＝０）。
ステップ２２では、次式のように、エンジン回転数およびエンジン負荷から定められる基準目標ステップ数（基準となる目標ＥＧＲ量）から、目標ステップ数補正値ＥＬＣＦＢを減算して、最終的な目標ステップ数を求める。

目標ステップ数＝基準目標ステップ数−ＥＬＣＦＢ
このようにして目標ステップ数が定まると、ＥＧＲ弁制御駆動用のステップモータに対し、指令信号が出力される。これが目標ＥＧＲ量補正手段に相当する。
図４は、ＥＧＲ制御のタイムチャートであり、サージレベルが悪化して、サージ悪化指標値（積算値）ＳＦＩＬＤが判定閾値ＥＬＳＬを越えると、目標ステップ数補正値ＥＬＣＦＢが初期値（０）から所定値ΔＳ増大せしめられ、その分、目標ステップ数が減少側に補正されることを示している。

図５は、ステップ数とＥＧＲ流量との関係を示しており、設計中央値（補正後の目標ＥＧＲ量）に対し、吸気系と排気系との差圧の急激な増大または部品ばらつきにより流量増加側の状態となった場合、サージ悪化が検出されて、目標ステップ数がオフセット補正される結果、ＥＧＲ流量特性を設計中央値に戻すことが可能となる。
本実施形態によれば、排気系から排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ通路９にＥＧＲ弁１０を備え、このＥＧＲ弁１０によりＥＧＲ量を制御する内燃機関のＥＧＲ量制御装置において、機関１の回転変動に基づいてサージ悪化指標値ＳＦＩＬＤを算出するサージ悪化指標値算出手段（ステップ８）と、サージ悪化指標値ＳＦＩＬＤと判定閾値ＥＬＳＬとを比較してサージ悪化の有無を判定するサージ悪化判定手段（ステップ１３）と、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲを算出する推定ＥＧＲ量算出手段（ステップ３）と、サージ悪化の有無の判定に基づいて目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲに対する補正量ＥＬＣＦＢを算出する目標ＥＧＲ量補正量算出手段（ステップ１８）と、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化量ＤＥＧＲに基づいて目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの補正を許可するかを判定する目標ＥＧＲ量補正許可判定手段（ステップ５）と、目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの補正の許可判定に基づいて補正量ＥＬＣＦＢを用いて目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲを補正する目標ＥＧＲ量補正手段（ステップ２２）と、を有する。このため、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化量ＤＥＧＲに基づく目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの補正の許可判定に従って目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの補正を行うため、ＥＧＲ量が急激に変化することで発生するトルク段差を問題ないレベルに抑制でき、安定した運転性を確保できる。

また本実施形態によれば、目標ＥＧＲ量補正許可判定手段は、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化量ＤＥＧＲが第１所定値未満ＤＥＧＲ１＃の場合（｜ＤＥＧＲ｜＜ＤＥＧＲ１＃）に、目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの補正を許可する（ステップ５）。このため、補正許可判定の最大値未満である場合にのみ補正を許可することができる。
また本実施形態によれば、目標ＥＧＲ量補正手段は、目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲの補正を許可すると判断した場合に（ステップ５）、目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲに対し補正量ＥＬＣＦＢを加減算して目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲを補正する（ステップ２２）。このため、ＥＧＲ弁１０の開口面積ずれによるサージ悪化に対し、加減算補正、すなわちオフセット補正を行うことで、補正値を正しく反映でき、燃費および運転性を向上できる。

また本実施形態によれば、目標ＥＧＲ量補正手段（ステップ２２）は、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化量ＤＥＧＲが第２所定値以上の場合（ＤＥＧＲ≧ＤＥＧＲ２＃）に、目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲをＥＧＲ弁１０の開度が減少するように補正する。このため、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲが大きく変化する場合においてもサージの発生を抑制すると共に、吸入空気量変化や点火時期変化によるトルク段差を抑制し、運転性の悪化を防止することができる。

また本実施形態によれば、目標ＥＧＲ量補正量算出手段は、サージ悪化有りの判定があった場合に（ステップ１３）、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化量ＤＥＧＲに基づいて目標ＥＧＲ量ＴＧＥＧＲに対する補正量ＥＬＣＦＢを算出する（ステップ１８）。
また本実施形態によれば、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲは、吸気系および排気系の圧力比（ＰＥＸＭＡＮＩ／ＰＭＡＮＩ）とＥＧＲバルブ開口面積ＴＡＥＧＲとから算出する（ステップ３）。このため、より容易に推定ＥＧＲ量を算出できる。

また本実施形態によれば、排気系の圧力ＰＥＸＭＡＮＩは、大気圧力とする（ステップ３）。このため、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲを容易に算出することができると共に、排気圧力ＰＥＸＭＡＮＩを検出するためのセンサを設ける必要がなく、コストが削減できる。
また本実施形態によれば、吸気系および排気系の圧力比（ＰＥＸＭＡＮＩ／ＰＭＡＮＩ）を吸入空気量で代用する。このため、容易に推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲを算出することができる。

また本実施形態によれば、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化量ＤＥＧＲは、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの前回演算値と今回演算値とに基づいて算出する（ステップ４）。このため、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化状態に応じて適切に変化量ＤＥＧＲを算出できる。
また本実施形態によれば、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化量ＤＥＧＲは、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの前回演算値と今回演算値との差（今回演算値−前回演算値）により算出する（ステップ４）。このため、時間的な変化に対応して適切な変化量ＤＥＧＲを算出できる。

また本実施形態によれば、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化量ＤＥＧＲは、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの前回演算値と今回演算値との比率（今回演算値／前回演算値）により算出する（ステップ４）。このため、推定目標量ＥＳＴＭＥＧＲが急激に変動した場合においても適切な変化量ＤＥＧＲを算出できる。
また、これまでは推定ＥＧＲ量（率）ＥＳＴＭＥＧＲを、吸気圧力ＰＭＡＮＩと目標ＥＧＲバルブ開口面積ＴＡＥＧＲとに基づいて算出すること、または、吸気圧力ＰＭＡＮＩおよび排気圧力ＰＥＸＭＡＮＩの圧力比（ＰＥＸＭＡＮＩ／ＰＭＡＮＩ）の平方根と、ＥＧＲバルブ開口面積ＴＡＥＧＲとから算出することについて説明したが、これに限定されるものではない。

すなわち、前述の図２のフローチャートにおいて、ステップ２にて目標ＥＧＲ率を算出する一方、ステップ３にて推定ＥＧＲ率を算出し、ステップ４にてこれらに基づいて推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化量ＤＥＧＲを算出するようにしてもよい。
この場合、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化量ＤＥＧＲは、目標ＥＧＲ率と推定ＥＧＲ率との差により算出する。

また、推定ＥＧＲ量ＥＳＴＭＥＧＲの変化量ＤＥＧＲは、目標ＥＧＲ率と推定ＥＧＲ率との比率（目標ＥＧＲ率／推定ＥＧＲ率）により算出するようにしてもよい。

本発明の一実施形態を示すエンジンのシステム図 ＥＧＲ制御（目標ステップ数）補正ルーチンのフローチャート 目標ステップ数補正ゲイン算出テーブル タイムチャート ステップ数とＥＧＲ流量との関係を示す図

符号の説明

１ エンジン
５ 吸気マニホールド
６ 燃料噴射弁
７ 点火プラグ
８ 排気マニホールド
９ ＥＧＲ通路
１０ ＥＧＲ弁
１２ ＥＣＵ
１３ クランク角センサ

Claims (13)

1. 排気系から排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ通路にＥＧＲ弁を備え、このＥＧＲ弁によりＥＧＲ量を制御する内燃機関のＥＧＲ量制御装置において、
   機関の回転変動に基づいてサージ悪化指標値を算出するサージ悪化指標値算出手段と、
   前記サージ悪化指標値と判定閾値とを比較してサージ悪化の有無を判定するサージ悪化判定手段と、
   推定ＥＧＲ量を算出する推定ＥＧＲ量算出手段と、
   前記サージ悪化の有無の判定に基づいて目標ＥＧＲ量に対する補正量を算出する目標ＥＧＲ量補正量算出手段と、
   前記推定ＥＧＲ量の変化量に基づいて目標ＥＧＲ量の補正を許可するかを判定する目標ＥＧＲ量補正許可判定手段と、
   前記目標ＥＧＲ量の補正の許可判定に基づいて前記補正量を用いて前記目標ＥＧＲ量を補正する目標ＥＧＲ量補正手段と、
   を有し、
   前記目標ＥＧＲ量補正許可判定手段は、前記推定ＥＧＲ量の変化量が第１所定値未満の場合に、前記目標ＥＧＲ量の補正を許可することを特徴とする内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
2. 前記目標ＥＧＲ量補正手段は、前記目標ＥＧＲ量の補正を許可すると判断した場合に、前記目標ＥＧＲ量に対し前記補正量を加減算して目標ＥＧＲ量を補正することを特徴とする請求項１記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
3. 前記目標ＥＧＲ量補正手段は、前記推定ＥＧＲ量の変化量が第２所定値以上の場合に、目標ＥＧＲ量をＥＧＲ弁の開度が減少するように補正することを特徴とする請求項２記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
4. 前記目標ＥＧＲ量補正量算出手段は、前記サージ悪化有りの判定があった場合に、前記推定ＥＧＲ量の変化量に基づいて目標ＥＧＲ量に対する補正量を算出することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
5. 前記推定ＥＧＲ量算出手段は、吸気系および排気系の圧力比とＥＧＲバルブ開口面積とから前記推定ＥＧＲ量を算出することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
6. 前記排気系の圧力は、大気圧力とすることを特徴とする請求項５記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
7. 前記吸気系および排気系の圧力比を吸入空気量で代用することを特徴とする請求項５または請求項６記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
8. 前記推定ＥＧＲ量の変化量は、前記推定ＥＧＲ量の前回演算値と今回演算値とに基づいて算出することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
9. 前記推定ＥＧＲ量の変化量は、前記推定ＥＧＲ量の前回演算値と今回演算値との差により算出することを特徴とする請求項８記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
10. 前記推定ＥＧＲ量の変化量は、前記推定ＥＧＲ量の前回演算値と今回演算値との比率により算出することを特徴とする請求項８記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
11. 前記推定ＥＧＲ量の変化量は、目標ＥＧＲ率と推定ＥＧＲ率とに基づいて算出することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
12. 前記推定ＥＧＲ量の変化量は、前記目標ＥＧＲ率と前記推定ＥＧＲ率との差により算出することを特徴とする請求項１１記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。
13. 前記推定ＥＧＲ量の変化量は、前記目標ＥＧＲ率と前記推定ＥＧＲ率との比率により算出することを特徴とする請求項１１記載の内燃機関のＥＧＲ量制御装置。