内燃機関のＥＧＲ装置
【課題】凝縮水の発生状況を的確に把握して、これに対処することのできる内燃機関のＥＧＲ装置を提供する。
【解決手段】この装置は、過給器のコンプレッサが吸気通路に配設された内燃機関に適用されて、内燃機関の排気通路から吸気通路におけるコンプレッサより吸気流れ方向上流側の部分にＥＧＲガスを再循環させる。内燃機関の運転状態に基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を算出する。吸入空気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度（コンプレッサ上流温度ＴＵＰ）を算出する（Ｓ１２）。吸気温ＴＨＡおよび実ＥＧＲガス温度ＴＲに基づいて吸入空気およびＥＧＲガスの混合率ＭＩＸを算出する（Ｓ１３，Ｓ１４）。コンプレッサ上流温度ＴＵＰ、混合率ＭＩＸ、および露点温度に基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正する（Ｓ１５〜Ｓ１８）。
【解決手段】この装置は、過給器のコンプレッサが吸気通路に配設された内燃機関に適用されて、内燃機関の排気通路から吸気通路におけるコンプレッサより吸気流れ方向上流側の部分にＥＧＲガスを再循環させる。内燃機関の運転状態に基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を算出する。吸入空気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度（コンプレッサ上流温度ＴＵＰ）を算出する（Ｓ１２）。吸気温ＴＨＡおよび実ＥＧＲガス温度ＴＲに基づいて吸入空気およびＥＧＲガスの混合率ＭＩＸを算出する（Ｓ１３，Ｓ１４）。コンプレッサ上流温度ＴＵＰ、混合率ＭＩＸ、および露点温度に基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正する（Ｓ１５〜Ｓ１８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気通路と排気通路とを連通するＥＧＲ通路を介して排気通路内の排気の一部を吸気通路に再循環させる内燃機関のＥＧＲ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に、吸気通路に配設されたコンプレッサを有する過給器を搭載することが多用されている。また内燃機関に、ＥＧＲ（排気再循環）装置を搭載することも多用されている。ＥＧＲ装置は、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を備え、同ＥＧＲ通路を通じて排気通路内の排気の一部を吸気通路に戻して再循環させる。また、こうしたＥＧＲ装置において、ＥＧＲ通路の吸気通路側の部分がコンプレッサよりも吸気流れ方向上流側に接続されたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ＥＧＲ装置を備えた内燃機関では、ＥＧＲ通路と吸気通路との合流部分において、同ＥＧＲ通路を通じて吸気通路に戻される高温の排気（ＥＧＲガス）と比較的低温の吸入空気とが混合されるために、このときＥＧＲガスが冷却されて同ＥＧＲガス中の水蒸気成分が凝縮することによって凝縮水が発生することがある。
【０００４】
そのようにして凝縮水が発生すると、凝縮水を含むＥＧＲガスと吸入空気とからなる混合ガスがコンプレッサを通過するようになるために、高速回転するコンプレッサへの凝縮水の衝突によって同コンプレッサの変形を招くなどして、コンプレッサの圧縮性能の低下や耐久性能の低下を招くおそれがある。
【０００５】
特許文献１に記載の装置では、ＥＧＲガスの温度と吸入空気の温度とに基づいてコンプレッサに流入する混合ガスの温度を推定するとともに、同温度に基づいて凝縮水の発生状況を把握して、その発生に対処するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−９０８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＧＲ装置を備えた内燃機関では、その吸気通路におけるＥＧＲ通路との合流部分より吸気流れ方向下流側において、ＥＧＲガスと吸入空気とが徐々に混じり合いながら流れるため、ＥＧＲガスと吸入空気との混合の状態によっては、吸気通路の内部に温度分布が生じて局所的に温度が低い部分が生じることがある。
【０００８】
この場合、ＥＧＲガスと吸入空気とがバランス良く混合される状況であれば凝縮水の発生を招くことのない状況であるのにも関わらず、ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いために吸気通路内の一部の温度が局所的に低くなって凝縮水の発生を招くおそれがある。
【０００９】
こうした状況では、特許文献１に記載の装置のように単にＥＧＲガスと吸入空気との混合ガスの温度を推定するようにしても、それらの混合の過程において生じる局所的な低温部を検知することはできないために、凝縮水の発生状況を適正に把握することができず、凝縮水の発生への適正な対処は望めない。
【００１０】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、凝縮水の発生状況を的確に把握して、これに対処することのできる内燃機関のＥＧＲ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の装置は、過給器のコンプレッサが吸気通路に設けられた内燃機関に適用される。そして、内燃機関の吸気通路における上記コンプレッサより吸気流れ方向上流側の部分に同内燃機関の排気通路内の排気の一部がＥＧＲガスとして再循環される。ＥＧＲガスの量に関する制御目標値は内燃機関の運転状態に基づき算出される。
【００１２】
請求項１に記載の装置では、基本的に、吸入空気とＥＧＲガスとが混合された混合ガスの温度が推定されるとともに、同温度と露点温度との関係に基づいて吸気通路内における上記コンプレッサより吸気流れ方向上流側の部分における凝縮水の発生状況が把握される。そして、その凝縮水の発生状況に応じて制御目標値を補正してＥＧＲガスの量を調節することによって、凝縮水の発生が抑えられる。
【００１３】
吸入空気とＥＧＲガスとの密度差が大きくなるほど、それらが混合しにくくなるために、吸気通路内における吸入空気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度にバラツキが生じやすくなり、局所的に温度が低い部分が発生することに起因する凝縮水の発生を招き易くなる。
【００１４】
請求項１に記載の装置によれば、吸入空気の密度の指標値およびＥＧＲガスの密度の指標値に基づいて、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態についての指標値、言い換えれば、混合ガスの混合状態が凝縮水の発生し易い状態であるか否かを判断することの可能な値を算出することができる。そして、上述した凝縮水の発生状況の把握に際して、混合ガスの温度と露点温度との関係を考慮することに加えて、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態についての指標値を考慮することにより、吸気通路内に局所的な低温部が生じることによる凝縮水の発生分を含めたかたちで凝縮水の発生状況を的確に把握することができるようになる。そのため、そのように把握した凝縮水の発生状況に応じて制御目標値を補正してＥＧＲガスの量を調節することにより、凝縮水の発生を適正に抑えることができるようになる。
【００１５】
請求項２に記載の装置によれば、温度推定手段により、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が良好な場合における混合ガスの温度を推定することができる。また指標値算出手段により、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態についての指標値、言い換えれば吸気通路内における温度バラツキに起因する局所的な温度低下分の指標となる値を算出することができる。そのため、そうした混合ガスの温度を局所的な温度低下分の指標値に基づいて補正することにより、吸入空気とＥＧＲガスとの混合の過程において最もＥＧＲガスの温度が低くなる部分、すなわち最も凝縮水が発生し易くなる部分の温度を算出することができる。したがって、そうした補正後の混合ガスの温度と露点温度とを比較することにより、凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。
【００１６】
ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いときほど、吸気通路内における温度バラツキが大きくなり易いために、そのバラツキに起因して局所的に温度が低くなる部分の温度が低くなり易い。
【００１７】
請求項３に記載の装置によれば、そうした傾向に合わせて、指標値算出手段により算出される指標値がＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いことを示す値であるときほど混合ガスの温度を低い温度に補正することができ、凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。
【００１８】
請求項４に記載の装置によれば、補正後の混合ガスの温度が露点温度以下であることを条件に、言い換えれば凝縮水の発生が懸念されるときに限って、凝縮水の発生を抑えるための制御目標値の補正を実行することができる。しかも、補正後の混合ガスの温度が露点温度より高いとき、すなわち凝縮水が発生する可能性が低いときには、制御目標値の補正を実行することなく、内燃機関の運転状態に応じたかたちでＥＧＲガスの量を調節することができる。
【００１９】
吸入空気の量に対するＥＧＲガスの量を少なくすることにより、ＥＧＲガスと吸入空気とが混合し易くなるために、その混合状態が良くなる。
請求項５に記載の装置によれば、ＥＧＲガスの量が少なくなるように制御目標値が補正されるために、ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態を良くして吸気通路における温度バラツキを抑えることができ、凝縮水の発生を抑えることができる。
【００２０】
混合ガスの温度が露点温度以下である状況においては、混合ガスの温度が低いときほど凝縮水が発生し易く、その発生量も多くなりやすい。
請求項６に記載の装置によれば、補正後の混合ガスの温度と露点温度との差が大きいときほど、すなわち凝縮水が発生し易いときほど、ＥＧＲガスの量が少なくなるようにその制御目標値を補正することができる。そのため、凝縮水の発生状況に合わせて、ＥＧＲガスの量の減量補正を的確に実行することができる。
【００２１】
請求項７によるように、吸入空気の密度の指標値、および吸入空気の量、およびＥＧＲガスの密度の指標値、およびＥＧＲガスの量に基づいて吸入空気とＥＧＲガスとの混合率を算出して、これを前記混合状態についての指標値として用いることができる。
【００２２】
請求項８によるように、前記温度推定手段による温度の推定は、吸入空気の温度および量とＥＧＲガスの温度および量とに基づいて混合ガスの温度を推定するといったように実行することができる。
【００２３】
凝縮水は吸入空気とＥＧＲガスとの温度差が大きいときにおいて発生する。そしてＥＧＲガスの温度が高いときには、吸入空気とＥＧＲガスとの温度差が大きい状況である可能性が高いといえ、凝縮水の発生が懸念される状況であるといえる。
【００２４】
請求項９に記載の装置によれば、ＥＧＲガスの温度が予め定めた所定温度以上であることを条件に、言い換えれば、凝縮水の発生が懸念される状況であるときに限って、温度推定手段による混合ガスの温度の推定と、指標値算出手段による混合状態についての指標値の算出と、補正手段による制御目標値の補正とを実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を具体化した一実施の形態にかかる内燃機関のＥＧＲ装置の概略構成を示す略図。
【図２】吸気通路内における温度分布の一例を示すグラフ。
【図３】吸気通路内のガス温度の推移の一例を示すタイムチャート。
【図４】凝縮水発生抑制処理の実行手順を示すフローチャート。
【図５】混合率ＭＩＸと密度差ΔＤとの関係の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明にかかる内燃機関のＥＧＲ装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１１には、吸気流れ方向上流側（以下、単に「上流側」）から順に、過給器２０のコンプレッサ２１、インタークーラ１２、吸気絞り弁１３が取り付けられている。内燃機関１０の排気通路１４には、排気流れ方向上流側（以下、単に「上流側」）から順に、過給器２０のタービン２２、酸化触媒１５、排気浄化フィルタ１６、排気絞り弁１７が取り付けられている。なお過給器２０は、コンプレッサ２１の内部に設けられたコンプレッサホイール２１Ａとタービン２２の内部に設けられたタービンホイール２２Ａとが連結された排気駆動式のものである。
【００２７】
内燃機関１０には、排気通路１４内の排気の一部をＥＧＲ（排気再循環）ガスとして吸気通路１１に戻すための二つのＥＧＲ装置（第１ＥＧＲ装置３０および第２ＥＧＲ装置４０）が取り付けられている。
【００２８】
第１ＥＧＲ装置３０は、排気通路１４におけるタービンホイール２２Ａより上流側の部分と吸気通路１１における吸気絞り弁１３より下流側の部分とを連通する第１ＥＧＲ通路３１を介して、ＥＧＲガスを再循環させる。第１ＥＧＲ通路３１には、その通路断面積を変更するための第１ＥＧＲ弁３２が取り付けられている。この第１ＥＧＲ弁３２の作動制御を通じて、第１ＥＧＲ通路３１を通過するＥＧＲガスの量、すなわち第１ＥＧＲ装置３０によって吸気通路１１に戻されるＥＧＲガスの量（ＥＧＲ量）が調節される。
【００２９】
第２ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲガスを再循環させるための通路として、排気通路１４における排気浄化フィルタ１６および排気絞り弁１７の間の部分と吸気通路１１におけるコンプレッサホイール２１Ａより上流側の部分とを連通する第２ＥＧＲ通路４１を備えている。第２ＥＧＲ通路４１には、その通路断面積を変更するための第２ＥＧＲ弁４２と、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４３とが取り付けられている。そして、この第２ＥＧＲ弁４２の作動制御を通じて、第２ＥＧＲ通路４１を通過するＥＧＲガスの量、すなわち第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量が調節される。
【００３０】
内燃機関１０には、その周辺機器として、例えばマイクロコンピュータを備えて構成される電子制御装置５０が設けられている。この電子制御装置５０は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じて燃料噴射弁（図示略）や、吸気絞り弁１３、排気絞り弁１７、第１ＥＧＲ弁３２、ならびに第２ＥＧＲ弁４２といった各種アクチュエータの作動制御など、内燃機関１０の運転にかかる各種制御を実行する。
【００３１】
各種センサとしては、例えば内燃機関１０の出力軸（図示略）の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するための速度センサ５１や、吸気通路１１に設けられて同吸気通路１１を通過する空気の量（通路吸気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ５２を備える。また、吸気通路１１における第２ＥＧＲ通路４１との合流分部分より上流側に設けられて吸入空気の温度（吸気温ＴＨＡ）を検出するための吸気温センサ５３や、吸気通路１１における吸気絞り弁１３より下流側に設けられて吸入空気の圧力（過給圧Ｐ）を検出するための過給圧センサ５４を備える。その他、排気通路１４における第２ＥＧＲ通路４１の接続部分近傍に設けられて排気の温度（排気温ＴＨＥ）を検出するための排気温センサ５５や、第２ＥＧＲ通路４１に設けられて第２ＥＧＲ弁４２の排気通路１４側の部分と吸気通路１１側の部分との圧力差ΔＰを検出するための差圧センサ５６等も備えている。
【００３２】
本実施の形態では、内燃機関１０の排気通路１４から吸気通路１１に戻されるＥＧＲガスの量（ＥＧＲ量）を調節するためのＥＧＲ制御として、第１ＥＧＲ弁３２の作動制御と第２ＥＧＲ弁４２の作動制御とが実行される。なお、排気通路１４から吸気通路１１へのＥＧＲガスの再循環は、吸気通路１１内の圧力と排気通路１４内の圧力との差を利用して行われる。
【００３３】
本実施の形態のＥＧＲ制御では先ず、電子制御装置５０により、内燃機関１０の燃料噴射量および機関回転速度ＮＥに基づいて、以下の各制御目標値が算出される。
・［目標ＥＧＲ率ＴＲＡ］内燃機関１０の気筒（図示略）内に吸入される空気の量Ｖ１とＥＧＲガスの量Ｖ２との比率（ＥＧＲ率＝Ｖ２／［Ｖ１＋Ｖ２］）についての制御目標値。
・［目標ＥＧＲ比率ＴＲ１］内燃機関１０の気筒内に吸入されるＥＧＲガスのうちの第１ＥＧＲ装置３０による供給分が占める割合についての制御目標値（ただし、０≦ＴＲ１≦１．０）。
・［目標絞り弁開度］吸気絞り弁１３の開度についての制御目標値。
・［目標第１ＥＧＲ開度ＴＶ１］第１ＥＧＲ弁３２の開度についての制御目標値。
・［目標第２ＥＧＲ開度ＴＶ２］第２ＥＧＲ弁４２の開度についての制御目標値。
【００３４】
なお本実施の形態では、内燃機関１０の燃料消費量の低減や排気性状の悪化抑制を図ることが可能になる機関運転状態と各制御目標値との関係がそれぞれ実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置５０に記憶されている。そして各制御目標値は、それら関係から機関運転状態に基づきそれぞれ算出される。
【００３５】
第１ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ量の調節は、内燃機関１０の気筒内に吸入される空気の量Ｖ１と第１ＥＧＲ通路３１を介して再循環されて気筒内に吸入されるＥＧＲガスの量Ｖ３との比率（Ｖ３／［Ｖ１＋Ｖ３］）が、目標ＥＧＲ率ＴＲＡに目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を乗算した値（ＴＲＡ×ＴＲ１）になるように実行される。この調節は、吸気絞り弁１３の作動制御を通じて吸気通路１１の通路断面積を変更することによって吸気通路１１と排気通路１４との圧力差（具体的には、過給圧Ｐ）を調節しつつ第１ＥＧＲ弁３２の作動制御を通じて第１ＥＧＲ通路３１の通路断面積を変更するといったように行われる。
【００３６】
詳しくは、目標絞り弁開度と実際の吸気絞り弁１３の開度とが一致するように吸気絞り弁１３の作動制御が実行される。
また、内燃機関１０の運転状態に基づいて第１ＥＧＲ装置３０による実際のＥＧＲ率についての推定値（実第１ＥＧＲ率ＲＥ１）が算出される。なお本実施の形態では、吸気通路１１、第１ＥＧＲ通路３１、第２ＥＧＲ通路４１およびその周辺部分の構造をモデル化した物理モデルが構築されており、この物理モデルを通じて上記実第１ＥＧＲ率ＲＥ１が算出される。詳しくは、実験やシミュレーションの結果をもとに各種の機関パラメータ（過給圧Ｐや、機関回転速度ＮＥ、通路吸気量ＧＡ、圧力差ΔＰ、実第１ＥＧＲ率ＲＥ１、後述する実第２ＥＧＲ率ＲＥ２など）を変数とするモデル式が予め定められて電子制御装置５０に記憶されており、同モデル式を通じて実第１ＥＧＲ率ＲＥ１が算出される。
【００３７】
そして、目標第１ＥＧＲ開度ＴＶ１、目標ＥＧＲ率ＴＲＡ、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１、および実第１ＥＧＲ率ＲＥ１に基づいて第１ＥＧＲ弁３２の作動制御が実行される。詳しくは、目標第１ＥＧＲ開度ＴＶ１を見込み制御量とする見込み制御と、第１ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ率についての目標値（目標ＥＧＲ率ＴＲＡ×目標ＥＧＲ比率ＴＲ１）および実第１ＥＧＲ率ＲＥ１の偏差に基づくフィードバック制御とが実行される。
【００３８】
一方、第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量の調節は次のように実行される。すなわち、内燃機関１０の気筒内に吸入される空気の量Ｖ１と第２ＥＧＲ通路４１を介して再循環されて気筒内に吸入されるＥＧＲガスの量Ｖ４との比率（Ｖ４／［Ｖ１＋Ｖ４］）が、「１．０」から目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を減算した値を目標ＥＧＲ率ＴＲＡに乗算した値（ＴＲＡ×［１．０−ＴＲ１］）になるように実行される。この調節は、第２ＥＧＲ弁４２の排気通路１４側の部分の圧力と吸気通路１１側の部分の圧力との差（前記圧力差ΔＰ）に応じて第２ＥＧＲ弁４２の作動制御を実行することによって第２ＥＧＲ通路４１の通路断面積を変更するといったように行われる。
【００３９】
具体的には、各種の機関パラメータに基づいて上記モデル式から、第２ＥＧＲ装置４０による実際のＥＧＲ率についての推定値（実第２ＥＧＲ率ＲＥ２）が算出される。そして、目標第２ＥＧＲ開度ＴＶ２、目標ＥＧＲ率ＴＲＡ、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１、および実第２ＥＧＲ率ＲＥ２に基づいて第２ＥＧＲ弁４２の作動制御が実行される。詳しくは、目標第２ＥＧＲ開度ＴＶ２を見込み制御量とする見込み制御と、第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ率についての目標値（ＴＲＡ×［１．０−ＴＲ１］）および実第２ＥＧＲ率ＲＥ２の偏差に基づくフィードバック制御とが実行される。
【００４０】
さて本実施の形態では、吸気通路１１と第２ＥＧＲ通路４１との合流部分において凝縮水が発生することによるコンプレッサ２１の圧縮性能の低下や耐久性能の低下を抑えるために、基本的には、以下のようにして凝縮水の発生を抑えるようにしている。
【００４１】
すなわち吸気通路１１の上記合流部分とコンプレッサ２１の配設部分との間における吸入空気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度（コンプレッサ上流温度ＴＵＰ）が推定されるとともに、同温度と露点温度との関係に基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１が補正される。これにより、コンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との関係に基づいてコンプレッサ２１の上流側の部分における凝縮水の発生状況を把握するとともに、その把握した発生状況に応じて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正してＥＧＲガスの量を調節することによって凝縮水の発生が抑えられる。
【００４２】
ところで内燃機関１０では、その吸気通路１１における第２ＥＧＲ通路４１との合流部分より下流側において吸入空気とＥＧＲガスとが徐々に混じり合いながら流れるために、それらの混合の状態によっては吸気通路１１の内部における温度のバラツキが大きくなって局所的に温度が低い部分が生じることがある。図２に示す例では、吸気通路１１内における吸気流れ方向に向かって左側の部分の温度が他の部分と比べてごく低くなっている。
【００４３】
図３に、そうした場合における混合ガスの温度と露点温度との関係の一例を示す。なお図３において、実線は吸気通路１１において温度が局所的に低くなる部分における同温度の推移を示し、一点鎖線は吸気通路１１の各部における温度の平均値を示している。
【００４４】
図３に示す例では、一点鎖線で示すように、ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が良好であれば吸気通路１１の各部における温度がほぼ均等になるため、同温度が露点温度を下回ることがない。それにも関わらず、ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いと、図３に実線で示すように、時刻ｔ１において吸入空気とＥＧＲガスとが合流した後に吸気通路１１内の一部の温度が局所的に低くなるために、その後の時刻ｔ２において同温度が露点温度を下回ってしまう。こうしたことから、ＥＧＲガスと吸入空気とが良好に混合されるのであれば凝縮水の発生を招くことのない状況であっても、それらの混合状態が悪いために吸気通路１１内の一部の温度が局所的に低くなって凝縮水の発生を招くおそれがあると云える。そして、この場合には、単に吸入空気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度を推定するようにしても、それらの混合の過程において生じる局所的な低温部を検知することはできないために、凝縮水の発生状況を適正に把握することができず、凝縮水の発生への適正な対処は望めない。
【００４５】
ここで、吸入空気とＥＧＲガスとの密度差が大きくなるほど、それらが混合されにくくなるために、吸気通路１１内における吸入空気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度にバラツキが生じやすくなり、局所的に温度が低い部分が発生することに起因する凝縮水の発生を招き易くなる。
【００４６】
この点をふまえて、本実施の形態では、吸入空気の密度の指標値（吸気温ＴＨＡ）およびＥＧＲガスの密度の指標値（ＥＧＲガスの温度［後述する実ＥＧＲガス温度ＴＲ］）に基づき吸入空気およびＥＧＲガスの混合状態についての指標値（混合率ＭＩＸ）を算出するとともに、同混合率ＭＩＸに基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正するようにしている。具体的には、混合率ＭＩＸに基づいてコンプレッサ上流温度ＴＵＰを補正するとともに、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との関係に基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正するようにしている。
【００４７】
なお上記混合率ＭＩＸとしては、０％〜１００％の範囲内の値であって、吸入空気の密度とＥＧＲガスの密度との差が大きいときほど大きい値が算出される。この混合率ＭＩＸが小さい値であるときほど、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が悪く吸気通路１１内における温度バラツキが大きいために、凝縮水の発生を招き易い状態であると判断することができる。また、この混合率ＭＩＸにより、吸気通路１１内における温度バラツキに起因する局所的な温度低下分を把握することができる。
【００４８】
本実施の形態では、凝縮水の発生状況の把握に際して、コンプレッサ上流温度ＴＵＰ（詳しくは、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が良好な場合における混合ガスの温度）と露点温度との関係が考慮されることに加えて、混合率ＭＩＸが考慮される。そのため、吸気通路１１内に局所的な低温部（具体的には、吸入空気とＥＧＲガスとの混合の過程において最もＥＧＲガスの温度が低くなる部分）が生じることによる凝縮水の発生分を含めたかたちで凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。したがって、そのように把握した凝縮水の発生状況に応じて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正して混合ガスの混合状態が改善されるように第２ＥＧＲ通路４１を通過するＥＧＲガスの量を調節することにより、凝縮水の発生を適正に抑えることができるようになる。
【００４９】
吸入空気の量に対するＥＧＲガスの量を少なくすることにより、ＥＧＲガスと吸入空気とが混合し易くなるために、その混合状態が良くなる。この点をふまえて本実施の形態では、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が悪くなることに起因する凝縮水の発生が懸念されるときに、第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量が少なくなるように、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を大きい値に補正するようにしている。これにより、吸入空気の量に対する第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量を減少させて、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態を良くすることができる。したがって、吸気通路１１内における温度バラツキが抑えられて、凝縮水の発生が抑えられるようになる。
【００５０】
ちなみに、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態を良くするためにそれらの混合を促進させるためのミキサーを吸気通路に設けることも考えられるが、その場合には、装置の大型化を招いたり、ミキサーの配設に伴う圧損の増加による燃料消費量の増加や機関出力の低下を招いたりしてしまう。本実施の形態では、そうした種々の不都合を招くことなく、凝縮水の発生を抑えることができるようになる。
【００５１】
以下、そのようにして凝縮水の発生を抑えるための処理（凝縮水発生抑制処理）について詳細に説明する。
図４は凝縮水発生抑制処理の具体的な実行手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置５０により実行される。
【００５２】
この処理では先ず、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が凝縮水の発生が懸念される程度に高くなっているか否かが判断される（Ｓ１１）。
【００５３】
このステップＳ１１の処理では先ず、排気温ＴＨＥに基づいて、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に戻されるＥＧＲガスの温度の実際値（実ＥＧＲガス温度ＴＲ）が算出される。なお本実施の形態では、前述したモデル式として、実ＥＧＲガス温度ＴＲや、第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量、排気温ＴＨＥを変数とするモデル式が採用されており、同モデル式を通じて実ＥＧＲガス温度ＴＲが算出される。
【００５４】
また、内燃機関１０の燃料噴射量および機関回転速度ＮＥに基づいて、内燃機関１０が運転状態の変化の少ない安定した状態で運転されているときに第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に戻されるＥＧＲガスの温度の推定値（基本温度Ｔｂｓｅ）と、ステップＳ１１における判定において用いる判定温度ＴＪとが算出される。
【００５５】
そして、実ＥＧＲガス温度ＴＲと基本温度Ｔｂｓｅとの差が判定温度ＴＪより高いときに（［ＴＲ−Ｔｂｓｅ］＞ＴＪ）、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が凝縮水の発生が懸念される程度に高くなっていると判断される。なお本実施の形態では、ステップＳ１１の処理における判断を的確に行うことの可能な内燃機関１０の運転状態と基本温度Ｔｂｓｅとの関係や、内燃機関１０の運転状態と判定温度ＴＪとの関係が実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて電子制御装置５０に記憶されている。ステップＳ１１の処理では、それら関係と内燃機関１０の運転状態とに基づいて基本温度Ｔｂｓｅと判定温度ＴＪとがそれぞれ算出される。
【００５６】
こうした処理において、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度がさほど高くなっていないと判断される場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１２〜Ｓ１８の処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。一方、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が凝縮水の発生が懸念される程度に高くなっていると判断される場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、凝縮水の発生を抑えるべく、以下のステップＳ１２〜Ｓ１８の処理が実行される。
【００５７】
凝縮水は、第２ＥＧＲ通路４１を介して再循環されるＥＧＲガスの温度と吸入空気の温度との差が大きいときにおいて発生する。そしてＥＧＲガスの温度が高いときには、吸入空気とＥＧＲガスとの温度差が大きい状況である可能性が高いといえ、凝縮水の発生が懸念される状況であるといえる。本実施の形態では、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が予め定められた所定温度より高くなっていることを条件に、言い換えれば、凝縮水の発生が懸念される状況であるときに限って、その発生を抑えるための処理が効率よく実行される。
【００５８】
そして、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が凝縮水の発生が懸念される程度に高くなっていると判断される場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、前述したモデル式によって前記コンプレッサ上流温度ＴＵＰが算出される（ステップＳ１２）。コンプレッサ上流温度ＴＵＰとしては、詳しくは、吸入空気の温度および量および比熱とＥＧＲガスの温度および量および比熱との関係に基づいて、吸入空気とＥＧＲガスとが良好に混合された場合における混合ガスの温度が算出される。
【００５９】
その後、吸入空気の密度の指標値としての吸気温ＴＨＡ、およびＥＧＲガスの密度の指標値としての実ＥＧＲガス温度ＴＲに基づいて、吸入空気とＥＧＲガスとの密度の差（密度差ΔＤ）が算出される（ステップＳ１３）。そして、上記密度差ΔＤ、吸入空気の量（通路吸気量ＧＡ）、第２ＥＧＲ通路４１を介して再循環されるＥＧＲガスの量に基づいて前記混合率ＭＩＸが算出される（ステップＳ１４）。本実施の形態では、吸入空気の量およびＥＧＲ量が一定の条件下における混合率ＭＩＸと密度差ΔＤとの関係の一例を図５に示すように、密度差ΔＤが大きいときほど混合率ＭＩＸとして小さい値が算出される。
【００６０】
なお本実施の形態では、吸気通路１１における凝縮水の発生が的確に抑えられるようになる値を混合率ＭＩＸとして算出することの可能な吸気温ＴＨＡと実ＥＧＲガス温度ＴＲと密度差ΔＤとの関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置５０に記憶されており、この関係をもとに密度差ΔＤが算出される。なお、この関係は、吸入空気の比熱やＥＧＲガスの比熱を考慮したうえで設定されている。また、同様に凝縮水の発生が的確に抑えられうようになる値を混合率ＭＩＸとして算出することの可能な上記密度差ΔＤと通路吸気量ＧＡと第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量と混合率ＭＩＸとの関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置５０に記憶されおり、この関係をもとに混合率ＭＩＸが算出される。
【００６１】
そのようして混合率ＭＩＸが算出された後、同混合率ＭＩＸが予め定められた所定値ＭＪ（例えば数十％）未満である否かが判断される（図４のステップＳ１５）。
そして、混合率ＭＩＸが所定値ＭＪ以上である場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、吸入空気とＥＧＲガスの混合状態が悪いことに起因して凝縮水の発生を招く可能性は低いとして、以下のステップＳ１６〜Ｓ１８の処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。一方、混合率ＭＩＸが所定値ＭＪ未満である場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、吸入空気とＥＧＲガスの混合状態が悪いことに起因して凝縮水の発生を招く可能性があるために、その発生を抑えるべく以下のステップＳ１６〜Ｓ１８の処理が実行される。このように本実施の形態では、混合率ＭＩＸが所定値ＭＪ未満である場合に限って、以下のステップＳ１６〜Ｓ１８の処理が実行される。
【００６２】
この場合には先ず、混合率ＭＩＸに基づいてコンプレッサ上流温度ＴＵＰが補正される（ステップＳ１６）。具体的には、混合率ＭＩＸが小さい値であるときほど低い温度になるようにコンプレッサ上流温度ＴＵＰが補正される。ここでステップＳ１２の処理では、コンプレッサ上流温度ＴＵＰとして、吸入空気とＥＧＲガスとが良好に混合された場合における混合ガスの温度が算出される。また、ステップＳ１４の処理では、密度差ΔＤが大きいときほど、すなわち吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が悪いために吸気通路１１内における温度バラツキが大きいときほど、混合率ＭＩＸとして小さい値が算出される。そのため、この混合率ＭＩＸとして、吸気通路１１内における温度バラツキに起因する局所的な温度低下分の指標となる値を算出することができる。したがって、コンプレッサ上流温度ＴＵＰを混合率ＭＩＸに基づき補正することにより、吸入空気とＥＧＲガスとの混合の過程において最もＥＧＲガスの温度が低くなる部分、すなわち最も凝縮水が発生し易くなる部分の温度を推定することができるようになる。そして、そうした補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度とを比較することにより、凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。
【００６３】
そのようにしてコンプレッサ上流温度ＴＵＰが補正された後、吸気温ＴＨＡに基づいて露点温度が算出されるとともに、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度より低いか否かが判断される（ステップＳ１７）。
【００６４】
そして、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度より高い場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）、凝縮水が発生する可能性が低いとして、以下の処理を実行することなく（ステップＳ１８の処理がジャンプされて）、本処理は一旦終了される。
【００６５】
一方、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度以下である場合には（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、凝縮水が発生する可能性が高いとして、その発生を抑えるべく目標ＥＧＲ比率ＴＲ１が補正された後（ステップＳ１８）、本処理は一旦終了される。ここで、コンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度以下である状況においては、同コンプレッサ上流温度ＴＵＰが低いときほど凝縮水が発生し易く、その発生量も多くなりやすい。この点をふまえて、ステップＳ１８の処理では、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との差が大きいときほど、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１が大きい値に補正される。これにより、凝縮水が発生し易いときほど第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの量を少なくして吸入空気とＥＧＲガスの混合状態の改善を図るといったように、凝縮水の発生状況に合わせて同ＥＧＲガスの量の減量補正を的確に実行することができる。
【００６６】
ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いときほど、吸気通路１１内における温度バラツキが大きくなり易いために、そのバラツキに起因して局所的に温度が低くなる部分の温度が低くなり易い。本実施の形態では、ステップＳ１６の処理において、そうした傾向に合わせて、混合率ＭＩＸが小さい値であるときほど、すなわち混合率ＭＩＸがＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いことを示す値であるときほど、コンプレッサ上流温度ＴＵＰを低い温度に補正することができる。そのため、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との比較を通じて、吸気通路１１における凝縮水の発生状況を的確に把握することができるようになる。
【００６７】
また、そうした補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度以下であることを条件に（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、凝縮水の発生を抑えるための目標ＥＧＲ比率ＴＲ１の補正が実行される。そのため、凝縮水の発生が懸念されるときに限って、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１の補正を実行することができる。これにより、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度より高いために凝縮水が発生する可能性が低いときには、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１の補正を実行することなく、内燃機関１０の運転状態に応じたかたちで第１ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ量と第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量とをそれぞれ調節することができるようになる。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）吸気温ＴＨＡおよび実ＥＧＲガス温度ＴＲに基づいて吸入空気およびＥＧＲガスの混合率ＭＩＸを算出するとともに、同混合率ＭＩＸに基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正するようにした。そのため、吸気通路１１内に局所的な低温部が生じることによる凝縮水の発生分を含めたかたちで凝縮水の発生状況を的確に把握することができ、その発生状況に応じて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正することにより凝縮水の発生を適正に抑えることができる。
【００６９】
（２）コンプレッサ上流温度ＴＵＰを混合率ＭＩＸに基づいて補正するようにしたために、吸入空気とＥＧＲガスとの混合の過程において最もＥＧＲガスの温度が低くなる部分、すなわち最も凝縮水が発生し易くなる部分の温度を推定することができる。そして、そうした補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度とを比較することにより、凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。
【００７０】
（３）ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いときほど吸気通路１１内における温度バラツキに起因して局所的に温度が低くなる部分の温度が低くなり易いといった傾向に合わせて、混合率ＭＩＸがＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いことを示す値であるときほど、コンプレッサ上流温度ＴＵＰを低い温度に補正することができる。そのため、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との比較を通じて、吸気通路１１における凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。
【００７１】
（４）補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度より低いために凝縮水の発生が懸念されるときに限って、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１の補正を実行することができる。しかも、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度より高いために凝縮水が発生する可能性が低いときには、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１の補正を実行することなく、内燃機関１０の運転状態に応じたかたちで第１ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ量と第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量とをそれぞれ調節することができる。
【００７２】
（５）吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が悪くなることに起因する凝縮水の発生が懸念されるときに、第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量が少なくなるように、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を大きい値に補正するようにした。これにより、吸入空気の量に対する第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量を減少させて吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態を良くすることができ、吸気通路１１における温度バラツキを抑えて凝縮水の発生を抑えることができる。
【００７３】
（６）補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との差が大きいときほど、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を大きい値に補正するようにした。そのため、凝縮水が発生し易いときほど第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの量を少なくして吸入空気とＥＧＲガスの混合状態の改善を図るといったように、凝縮水の発生状況に合わせて同ＥＧＲガスの量の減量補正を的確に実行することができる。
【００７４】
（７）第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が高くなっていることを条件に、言い換えれば、凝縮水の発生が懸念される状況であるときに限って、その発生を抑えるための処理を効率よく実行することができる。
【００７５】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・露点温度を算出するための処理としては、吸気温ＴＨＡに基づき算出する処理に限らず、例えば大気圧に基づき算出する処理など、任意の処理を採用することができる。
【００７６】
・第２ＥＧＲ通路４１を介して再循環されるＥＧＲガスの温度として、排気温ＴＨＥに基づき算出される実ＥＧＲガス温度ＴＲを用いることに代えて、第２ＥＧＲ通路４１における吸気通路１１との合流部分の近傍に新たに温度センサを配設するとともに、同温度センサにより検出される温度を用いるようにしてもよい。
【００７７】
・ステップＳ１１の処理において、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が凝縮水の発生が懸念される程度に高くなっていることとの条件を設定することに代えて、同ＥＧＲガスの温度が予め定められた所定温度以上になっていることを判断することのできる条件であれば、任意の条件を設定することができる。そうした条件としては、例えば排気温ＴＨＥが予め定められた所定温度以上であることといった条件や、内燃機関１０が排気温度の高くなる運転状態であることといった条件などを挙げることができる。なお、内燃機関１０が排気温度の高くなる運転状態であることは、排気浄化フィルタ１６に堆積した煤の除去あるいは酸化触媒１５の硫黄被毒からの回復を図るために排気通路１４に未燃燃料成分を供給して排気温度を上昇させる制御が実行されていることや、同制御の実行完了後の経過時間が所定時間未満であることによって判断することができる。その他、内燃機関１０の運転状態が燃料噴射量の多い高負荷運転状態であることなどによっても、内燃機関１０が排気温度の高くなる運転状態であることを判断することができる。
【００７８】
・コンプレッサ上流温度ＴＵＰを算出するための処理としては、モデル式を通じて算出する処理に限らず、例えば演算マップに基づき算出したり任意の算出パラメータを追加したりするなど、任意の処理を採用することができる。また、内燃機関１０の運転状態に基づいてコンプレッサ上流温度ＴＵＰを算出することに代えて、吸気通路１１における前記第２ＥＧＲ通路４１の合流部分とコンプレッサ２１の配設部分との間に温度センサを新たに配設するとともに同温度センサにより検出される温度をコンプレッサ上流温度として用いるようにしてもよい。
【００７９】
・吸入空気およびＥＧＲガスの混合状態についての指標となる値であれば、混合率ＭＩＸを算出して用いることに限らず、任意の値を算出して用いることができる。
・補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度以下になったときに、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を予め定めた一定値だけ大きい値に補正するようにしてもよい。
【００８０】
・図４のステップＳ１８の処理において、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を大きい値に補正することに代えて、目標ＥＧＲ率ＴＲＡを小さい値に補正したり、目標第２ＥＧＲ開度ＴＶ２を小さい開度に補正したりしてもよい。要は、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの量を減少させることができればよい。
【００８１】
・混合率ＭＩＸが所定値ＭＪより低いときに、コンプレッサ上流温度ＴＵＰを予め定めた一定の温度だけ低い温度に補正するようにしてもよい。
・図４のステップＳ１５の処理を省略して、ステップＳ１６〜Ｓ１８の処理を混合率ＭＩＸの値によることなく実行するようにしてもよい。
【００８２】
・図４のステップＳ１６の処理において、混合率ＭＩＸに基づきコンプレッサ上流温度ＴＵＰを補正することに代えて、混合率ＭＩＸに基づき露点温度を補正するようにしてもよい。この場合には、混合率ＭＩＸが小さい値であるときほど露点温度を高い温度に補正したり、混合率ＭＩＸが所定値ＭＪより小さいときに予め定められた一定温度だけ露点温度を高い温度に補正したりすればよい。
【００８３】
・上記実施の形態にかかる装置は、第１ＥＧＲ装置３０が設けられずに第２ＥＧＲ装置４０が設けられる内燃機関にも、その構成を適宜変更したうえで適用することができる。
・本発明にかかるＥＧＲ装置は、排気駆動式の過給器が設けられた内燃機関に限らず、過給器のコンプレッサが吸気通路に設けられる内燃機関であれば、機関出力軸によってコンプレッサが駆動される機関駆動式の過給器が設けられた内燃機関などにも適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…インタークーラ、１３…吸気絞り弁、１４…排気通路、１５…酸化触媒、１６…排気浄化フィルタ、１７…排気絞り弁、２０…過給器、２１…コンプレッサ、２１Ａ…コンプレッサホイール、２２…タービン、２２Ａ…タービンホイール、３０…第１ＥＧＲ装置、３１…第１ＥＧＲ通路、３２…第１ＥＧＲ弁、４０…第２ＥＧＲ装置、４１…第２ＥＧＲ通路、４２…第２ＥＧＲ弁、４３…ＥＧＲクーラ５０…電子制御装置（目標値算出手段、温度推定手段、指標値算出手段、および補正手段）、５１…速度センサ、５２…吸気量センサ、５３…吸気温センサ、４…過給圧センサ、５５…排気温センサ、５６…差圧センサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気通路と排気通路とを連通するＥＧＲ通路を介して排気通路内の排気の一部を吸気通路に再循環させる内燃機関のＥＧＲ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に、吸気通路に配設されたコンプレッサを有する過給器を搭載することが多用されている。また内燃機関に、ＥＧＲ（排気再循環）装置を搭載することも多用されている。ＥＧＲ装置は、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を備え、同ＥＧＲ通路を通じて排気通路内の排気の一部を吸気通路に戻して再循環させる。また、こうしたＥＧＲ装置において、ＥＧＲ通路の吸気通路側の部分がコンプレッサよりも吸気流れ方向上流側に接続されたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ＥＧＲ装置を備えた内燃機関では、ＥＧＲ通路と吸気通路との合流部分において、同ＥＧＲ通路を通じて吸気通路に戻される高温の排気（ＥＧＲガス）と比較的低温の吸入空気とが混合されるために、このときＥＧＲガスが冷却されて同ＥＧＲガス中の水蒸気成分が凝縮することによって凝縮水が発生することがある。
【０００４】
そのようにして凝縮水が発生すると、凝縮水を含むＥＧＲガスと吸入空気とからなる混合ガスがコンプレッサを通過するようになるために、高速回転するコンプレッサへの凝縮水の衝突によって同コンプレッサの変形を招くなどして、コンプレッサの圧縮性能の低下や耐久性能の低下を招くおそれがある。
【０００５】
特許文献１に記載の装置では、ＥＧＲガスの温度と吸入空気の温度とに基づいてコンプレッサに流入する混合ガスの温度を推定するとともに、同温度に基づいて凝縮水の発生状況を把握して、その発生に対処するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−９０８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＧＲ装置を備えた内燃機関では、その吸気通路におけるＥＧＲ通路との合流部分より吸気流れ方向下流側において、ＥＧＲガスと吸入空気とが徐々に混じり合いながら流れるため、ＥＧＲガスと吸入空気との混合の状態によっては、吸気通路の内部に温度分布が生じて局所的に温度が低い部分が生じることがある。
【０００８】
この場合、ＥＧＲガスと吸入空気とがバランス良く混合される状況であれば凝縮水の発生を招くことのない状況であるのにも関わらず、ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いために吸気通路内の一部の温度が局所的に低くなって凝縮水の発生を招くおそれがある。
【０００９】
こうした状況では、特許文献１に記載の装置のように単にＥＧＲガスと吸入空気との混合ガスの温度を推定するようにしても、それらの混合の過程において生じる局所的な低温部を検知することはできないために、凝縮水の発生状況を適正に把握することができず、凝縮水の発生への適正な対処は望めない。
【００１０】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、凝縮水の発生状況を的確に把握して、これに対処することのできる内燃機関のＥＧＲ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の装置は、過給器のコンプレッサが吸気通路に設けられた内燃機関に適用される。そして、内燃機関の吸気通路における上記コンプレッサより吸気流れ方向上流側の部分に同内燃機関の排気通路内の排気の一部がＥＧＲガスとして再循環される。ＥＧＲガスの量に関する制御目標値は内燃機関の運転状態に基づき算出される。
【００１２】
請求項１に記載の装置では、基本的に、吸入空気とＥＧＲガスとが混合された混合ガスの温度が推定されるとともに、同温度と露点温度との関係に基づいて吸気通路内における上記コンプレッサより吸気流れ方向上流側の部分における凝縮水の発生状況が把握される。そして、その凝縮水の発生状況に応じて制御目標値を補正してＥＧＲガスの量を調節することによって、凝縮水の発生が抑えられる。
【００１３】
吸入空気とＥＧＲガスとの密度差が大きくなるほど、それらが混合しにくくなるために、吸気通路内における吸入空気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度にバラツキが生じやすくなり、局所的に温度が低い部分が発生することに起因する凝縮水の発生を招き易くなる。
【００１４】
請求項１に記載の装置によれば、吸入空気の密度の指標値およびＥＧＲガスの密度の指標値に基づいて、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態についての指標値、言い換えれば、混合ガスの混合状態が凝縮水の発生し易い状態であるか否かを判断することの可能な値を算出することができる。そして、上述した凝縮水の発生状況の把握に際して、混合ガスの温度と露点温度との関係を考慮することに加えて、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態についての指標値を考慮することにより、吸気通路内に局所的な低温部が生じることによる凝縮水の発生分を含めたかたちで凝縮水の発生状況を的確に把握することができるようになる。そのため、そのように把握した凝縮水の発生状況に応じて制御目標値を補正してＥＧＲガスの量を調節することにより、凝縮水の発生を適正に抑えることができるようになる。
【００１５】
請求項２に記載の装置によれば、温度推定手段により、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が良好な場合における混合ガスの温度を推定することができる。また指標値算出手段により、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態についての指標値、言い換えれば吸気通路内における温度バラツキに起因する局所的な温度低下分の指標となる値を算出することができる。そのため、そうした混合ガスの温度を局所的な温度低下分の指標値に基づいて補正することにより、吸入空気とＥＧＲガスとの混合の過程において最もＥＧＲガスの温度が低くなる部分、すなわち最も凝縮水が発生し易くなる部分の温度を算出することができる。したがって、そうした補正後の混合ガスの温度と露点温度とを比較することにより、凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。
【００１６】
ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いときほど、吸気通路内における温度バラツキが大きくなり易いために、そのバラツキに起因して局所的に温度が低くなる部分の温度が低くなり易い。
【００１７】
請求項３に記載の装置によれば、そうした傾向に合わせて、指標値算出手段により算出される指標値がＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いことを示す値であるときほど混合ガスの温度を低い温度に補正することができ、凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。
【００１８】
請求項４に記載の装置によれば、補正後の混合ガスの温度が露点温度以下であることを条件に、言い換えれば凝縮水の発生が懸念されるときに限って、凝縮水の発生を抑えるための制御目標値の補正を実行することができる。しかも、補正後の混合ガスの温度が露点温度より高いとき、すなわち凝縮水が発生する可能性が低いときには、制御目標値の補正を実行することなく、内燃機関の運転状態に応じたかたちでＥＧＲガスの量を調節することができる。
【００１９】
吸入空気の量に対するＥＧＲガスの量を少なくすることにより、ＥＧＲガスと吸入空気とが混合し易くなるために、その混合状態が良くなる。
請求項５に記載の装置によれば、ＥＧＲガスの量が少なくなるように制御目標値が補正されるために、ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態を良くして吸気通路における温度バラツキを抑えることができ、凝縮水の発生を抑えることができる。
【００２０】
混合ガスの温度が露点温度以下である状況においては、混合ガスの温度が低いときほど凝縮水が発生し易く、その発生量も多くなりやすい。
請求項６に記載の装置によれば、補正後の混合ガスの温度と露点温度との差が大きいときほど、すなわち凝縮水が発生し易いときほど、ＥＧＲガスの量が少なくなるようにその制御目標値を補正することができる。そのため、凝縮水の発生状況に合わせて、ＥＧＲガスの量の減量補正を的確に実行することができる。
【００２１】
請求項７によるように、吸入空気の密度の指標値、および吸入空気の量、およびＥＧＲガスの密度の指標値、およびＥＧＲガスの量に基づいて吸入空気とＥＧＲガスとの混合率を算出して、これを前記混合状態についての指標値として用いることができる。
【００２２】
請求項８によるように、前記温度推定手段による温度の推定は、吸入空気の温度および量とＥＧＲガスの温度および量とに基づいて混合ガスの温度を推定するといったように実行することができる。
【００２３】
凝縮水は吸入空気とＥＧＲガスとの温度差が大きいときにおいて発生する。そしてＥＧＲガスの温度が高いときには、吸入空気とＥＧＲガスとの温度差が大きい状況である可能性が高いといえ、凝縮水の発生が懸念される状況であるといえる。
【００２４】
請求項９に記載の装置によれば、ＥＧＲガスの温度が予め定めた所定温度以上であることを条件に、言い換えれば、凝縮水の発生が懸念される状況であるときに限って、温度推定手段による混合ガスの温度の推定と、指標値算出手段による混合状態についての指標値の算出と、補正手段による制御目標値の補正とを実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を具体化した一実施の形態にかかる内燃機関のＥＧＲ装置の概略構成を示す略図。
【図２】吸気通路内における温度分布の一例を示すグラフ。
【図３】吸気通路内のガス温度の推移の一例を示すタイムチャート。
【図４】凝縮水発生抑制処理の実行手順を示すフローチャート。
【図５】混合率ＭＩＸと密度差ΔＤとの関係の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明にかかる内燃機関のＥＧＲ装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１１には、吸気流れ方向上流側（以下、単に「上流側」）から順に、過給器２０のコンプレッサ２１、インタークーラ１２、吸気絞り弁１３が取り付けられている。内燃機関１０の排気通路１４には、排気流れ方向上流側（以下、単に「上流側」）から順に、過給器２０のタービン２２、酸化触媒１５、排気浄化フィルタ１６、排気絞り弁１７が取り付けられている。なお過給器２０は、コンプレッサ２１の内部に設けられたコンプレッサホイール２１Ａとタービン２２の内部に設けられたタービンホイール２２Ａとが連結された排気駆動式のものである。
【００２７】
内燃機関１０には、排気通路１４内の排気の一部をＥＧＲ（排気再循環）ガスとして吸気通路１１に戻すための二つのＥＧＲ装置（第１ＥＧＲ装置３０および第２ＥＧＲ装置４０）が取り付けられている。
【００２８】
第１ＥＧＲ装置３０は、排気通路１４におけるタービンホイール２２Ａより上流側の部分と吸気通路１１における吸気絞り弁１３より下流側の部分とを連通する第１ＥＧＲ通路３１を介して、ＥＧＲガスを再循環させる。第１ＥＧＲ通路３１には、その通路断面積を変更するための第１ＥＧＲ弁３２が取り付けられている。この第１ＥＧＲ弁３２の作動制御を通じて、第１ＥＧＲ通路３１を通過するＥＧＲガスの量、すなわち第１ＥＧＲ装置３０によって吸気通路１１に戻されるＥＧＲガスの量（ＥＧＲ量）が調節される。
【００２９】
第２ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲガスを再循環させるための通路として、排気通路１４における排気浄化フィルタ１６および排気絞り弁１７の間の部分と吸気通路１１におけるコンプレッサホイール２１Ａより上流側の部分とを連通する第２ＥＧＲ通路４１を備えている。第２ＥＧＲ通路４１には、その通路断面積を変更するための第２ＥＧＲ弁４２と、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４３とが取り付けられている。そして、この第２ＥＧＲ弁４２の作動制御を通じて、第２ＥＧＲ通路４１を通過するＥＧＲガスの量、すなわち第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量が調節される。
【００３０】
内燃機関１０には、その周辺機器として、例えばマイクロコンピュータを備えて構成される電子制御装置５０が設けられている。この電子制御装置５０は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じて燃料噴射弁（図示略）や、吸気絞り弁１３、排気絞り弁１７、第１ＥＧＲ弁３２、ならびに第２ＥＧＲ弁４２といった各種アクチュエータの作動制御など、内燃機関１０の運転にかかる各種制御を実行する。
【００３１】
各種センサとしては、例えば内燃機関１０の出力軸（図示略）の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するための速度センサ５１や、吸気通路１１に設けられて同吸気通路１１を通過する空気の量（通路吸気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ５２を備える。また、吸気通路１１における第２ＥＧＲ通路４１との合流分部分より上流側に設けられて吸入空気の温度（吸気温ＴＨＡ）を検出するための吸気温センサ５３や、吸気通路１１における吸気絞り弁１３より下流側に設けられて吸入空気の圧力（過給圧Ｐ）を検出するための過給圧センサ５４を備える。その他、排気通路１４における第２ＥＧＲ通路４１の接続部分近傍に設けられて排気の温度（排気温ＴＨＥ）を検出するための排気温センサ５５や、第２ＥＧＲ通路４１に設けられて第２ＥＧＲ弁４２の排気通路１４側の部分と吸気通路１１側の部分との圧力差ΔＰを検出するための差圧センサ５６等も備えている。
【００３２】
本実施の形態では、内燃機関１０の排気通路１４から吸気通路１１に戻されるＥＧＲガスの量（ＥＧＲ量）を調節するためのＥＧＲ制御として、第１ＥＧＲ弁３２の作動制御と第２ＥＧＲ弁４２の作動制御とが実行される。なお、排気通路１４から吸気通路１１へのＥＧＲガスの再循環は、吸気通路１１内の圧力と排気通路１４内の圧力との差を利用して行われる。
【００３３】
本実施の形態のＥＧＲ制御では先ず、電子制御装置５０により、内燃機関１０の燃料噴射量および機関回転速度ＮＥに基づいて、以下の各制御目標値が算出される。
・［目標ＥＧＲ率ＴＲＡ］内燃機関１０の気筒（図示略）内に吸入される空気の量Ｖ１とＥＧＲガスの量Ｖ２との比率（ＥＧＲ率＝Ｖ２／［Ｖ１＋Ｖ２］）についての制御目標値。
・［目標ＥＧＲ比率ＴＲ１］内燃機関１０の気筒内に吸入されるＥＧＲガスのうちの第１ＥＧＲ装置３０による供給分が占める割合についての制御目標値（ただし、０≦ＴＲ１≦１．０）。
・［目標絞り弁開度］吸気絞り弁１３の開度についての制御目標値。
・［目標第１ＥＧＲ開度ＴＶ１］第１ＥＧＲ弁３２の開度についての制御目標値。
・［目標第２ＥＧＲ開度ＴＶ２］第２ＥＧＲ弁４２の開度についての制御目標値。
【００３４】
なお本実施の形態では、内燃機関１０の燃料消費量の低減や排気性状の悪化抑制を図ることが可能になる機関運転状態と各制御目標値との関係がそれぞれ実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置５０に記憶されている。そして各制御目標値は、それら関係から機関運転状態に基づきそれぞれ算出される。
【００３５】
第１ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ量の調節は、内燃機関１０の気筒内に吸入される空気の量Ｖ１と第１ＥＧＲ通路３１を介して再循環されて気筒内に吸入されるＥＧＲガスの量Ｖ３との比率（Ｖ３／［Ｖ１＋Ｖ３］）が、目標ＥＧＲ率ＴＲＡに目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を乗算した値（ＴＲＡ×ＴＲ１）になるように実行される。この調節は、吸気絞り弁１３の作動制御を通じて吸気通路１１の通路断面積を変更することによって吸気通路１１と排気通路１４との圧力差（具体的には、過給圧Ｐ）を調節しつつ第１ＥＧＲ弁３２の作動制御を通じて第１ＥＧＲ通路３１の通路断面積を変更するといったように行われる。
【００３６】
詳しくは、目標絞り弁開度と実際の吸気絞り弁１３の開度とが一致するように吸気絞り弁１３の作動制御が実行される。
また、内燃機関１０の運転状態に基づいて第１ＥＧＲ装置３０による実際のＥＧＲ率についての推定値（実第１ＥＧＲ率ＲＥ１）が算出される。なお本実施の形態では、吸気通路１１、第１ＥＧＲ通路３１、第２ＥＧＲ通路４１およびその周辺部分の構造をモデル化した物理モデルが構築されており、この物理モデルを通じて上記実第１ＥＧＲ率ＲＥ１が算出される。詳しくは、実験やシミュレーションの結果をもとに各種の機関パラメータ（過給圧Ｐや、機関回転速度ＮＥ、通路吸気量ＧＡ、圧力差ΔＰ、実第１ＥＧＲ率ＲＥ１、後述する実第２ＥＧＲ率ＲＥ２など）を変数とするモデル式が予め定められて電子制御装置５０に記憶されており、同モデル式を通じて実第１ＥＧＲ率ＲＥ１が算出される。
【００３７】
そして、目標第１ＥＧＲ開度ＴＶ１、目標ＥＧＲ率ＴＲＡ、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１、および実第１ＥＧＲ率ＲＥ１に基づいて第１ＥＧＲ弁３２の作動制御が実行される。詳しくは、目標第１ＥＧＲ開度ＴＶ１を見込み制御量とする見込み制御と、第１ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ率についての目標値（目標ＥＧＲ率ＴＲＡ×目標ＥＧＲ比率ＴＲ１）および実第１ＥＧＲ率ＲＥ１の偏差に基づくフィードバック制御とが実行される。
【００３８】
一方、第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量の調節は次のように実行される。すなわち、内燃機関１０の気筒内に吸入される空気の量Ｖ１と第２ＥＧＲ通路４１を介して再循環されて気筒内に吸入されるＥＧＲガスの量Ｖ４との比率（Ｖ４／［Ｖ１＋Ｖ４］）が、「１．０」から目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を減算した値を目標ＥＧＲ率ＴＲＡに乗算した値（ＴＲＡ×［１．０−ＴＲ１］）になるように実行される。この調節は、第２ＥＧＲ弁４２の排気通路１４側の部分の圧力と吸気通路１１側の部分の圧力との差（前記圧力差ΔＰ）に応じて第２ＥＧＲ弁４２の作動制御を実行することによって第２ＥＧＲ通路４１の通路断面積を変更するといったように行われる。
【００３９】
具体的には、各種の機関パラメータに基づいて上記モデル式から、第２ＥＧＲ装置４０による実際のＥＧＲ率についての推定値（実第２ＥＧＲ率ＲＥ２）が算出される。そして、目標第２ＥＧＲ開度ＴＶ２、目標ＥＧＲ率ＴＲＡ、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１、および実第２ＥＧＲ率ＲＥ２に基づいて第２ＥＧＲ弁４２の作動制御が実行される。詳しくは、目標第２ＥＧＲ開度ＴＶ２を見込み制御量とする見込み制御と、第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ率についての目標値（ＴＲＡ×［１．０−ＴＲ１］）および実第２ＥＧＲ率ＲＥ２の偏差に基づくフィードバック制御とが実行される。
【００４０】
さて本実施の形態では、吸気通路１１と第２ＥＧＲ通路４１との合流部分において凝縮水が発生することによるコンプレッサ２１の圧縮性能の低下や耐久性能の低下を抑えるために、基本的には、以下のようにして凝縮水の発生を抑えるようにしている。
【００４１】
すなわち吸気通路１１の上記合流部分とコンプレッサ２１の配設部分との間における吸入空気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度（コンプレッサ上流温度ＴＵＰ）が推定されるとともに、同温度と露点温度との関係に基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１が補正される。これにより、コンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との関係に基づいてコンプレッサ２１の上流側の部分における凝縮水の発生状況を把握するとともに、その把握した発生状況に応じて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正してＥＧＲガスの量を調節することによって凝縮水の発生が抑えられる。
【００４２】
ところで内燃機関１０では、その吸気通路１１における第２ＥＧＲ通路４１との合流部分より下流側において吸入空気とＥＧＲガスとが徐々に混じり合いながら流れるために、それらの混合の状態によっては吸気通路１１の内部における温度のバラツキが大きくなって局所的に温度が低い部分が生じることがある。図２に示す例では、吸気通路１１内における吸気流れ方向に向かって左側の部分の温度が他の部分と比べてごく低くなっている。
【００４３】
図３に、そうした場合における混合ガスの温度と露点温度との関係の一例を示す。なお図３において、実線は吸気通路１１において温度が局所的に低くなる部分における同温度の推移を示し、一点鎖線は吸気通路１１の各部における温度の平均値を示している。
【００４４】
図３に示す例では、一点鎖線で示すように、ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が良好であれば吸気通路１１の各部における温度がほぼ均等になるため、同温度が露点温度を下回ることがない。それにも関わらず、ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いと、図３に実線で示すように、時刻ｔ１において吸入空気とＥＧＲガスとが合流した後に吸気通路１１内の一部の温度が局所的に低くなるために、その後の時刻ｔ２において同温度が露点温度を下回ってしまう。こうしたことから、ＥＧＲガスと吸入空気とが良好に混合されるのであれば凝縮水の発生を招くことのない状況であっても、それらの混合状態が悪いために吸気通路１１内の一部の温度が局所的に低くなって凝縮水の発生を招くおそれがあると云える。そして、この場合には、単に吸入空気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度を推定するようにしても、それらの混合の過程において生じる局所的な低温部を検知することはできないために、凝縮水の発生状況を適正に把握することができず、凝縮水の発生への適正な対処は望めない。
【００４５】
ここで、吸入空気とＥＧＲガスとの密度差が大きくなるほど、それらが混合されにくくなるために、吸気通路１１内における吸入空気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度にバラツキが生じやすくなり、局所的に温度が低い部分が発生することに起因する凝縮水の発生を招き易くなる。
【００４６】
この点をふまえて、本実施の形態では、吸入空気の密度の指標値（吸気温ＴＨＡ）およびＥＧＲガスの密度の指標値（ＥＧＲガスの温度［後述する実ＥＧＲガス温度ＴＲ］）に基づき吸入空気およびＥＧＲガスの混合状態についての指標値（混合率ＭＩＸ）を算出するとともに、同混合率ＭＩＸに基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正するようにしている。具体的には、混合率ＭＩＸに基づいてコンプレッサ上流温度ＴＵＰを補正するとともに、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との関係に基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正するようにしている。
【００４７】
なお上記混合率ＭＩＸとしては、０％〜１００％の範囲内の値であって、吸入空気の密度とＥＧＲガスの密度との差が大きいときほど大きい値が算出される。この混合率ＭＩＸが小さい値であるときほど、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が悪く吸気通路１１内における温度バラツキが大きいために、凝縮水の発生を招き易い状態であると判断することができる。また、この混合率ＭＩＸにより、吸気通路１１内における温度バラツキに起因する局所的な温度低下分を把握することができる。
【００４８】
本実施の形態では、凝縮水の発生状況の把握に際して、コンプレッサ上流温度ＴＵＰ（詳しくは、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が良好な場合における混合ガスの温度）と露点温度との関係が考慮されることに加えて、混合率ＭＩＸが考慮される。そのため、吸気通路１１内に局所的な低温部（具体的には、吸入空気とＥＧＲガスとの混合の過程において最もＥＧＲガスの温度が低くなる部分）が生じることによる凝縮水の発生分を含めたかたちで凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。したがって、そのように把握した凝縮水の発生状況に応じて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正して混合ガスの混合状態が改善されるように第２ＥＧＲ通路４１を通過するＥＧＲガスの量を調節することにより、凝縮水の発生を適正に抑えることができるようになる。
【００４９】
吸入空気の量に対するＥＧＲガスの量を少なくすることにより、ＥＧＲガスと吸入空気とが混合し易くなるために、その混合状態が良くなる。この点をふまえて本実施の形態では、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が悪くなることに起因する凝縮水の発生が懸念されるときに、第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量が少なくなるように、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を大きい値に補正するようにしている。これにより、吸入空気の量に対する第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量を減少させて、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態を良くすることができる。したがって、吸気通路１１内における温度バラツキが抑えられて、凝縮水の発生が抑えられるようになる。
【００５０】
ちなみに、吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態を良くするためにそれらの混合を促進させるためのミキサーを吸気通路に設けることも考えられるが、その場合には、装置の大型化を招いたり、ミキサーの配設に伴う圧損の増加による燃料消費量の増加や機関出力の低下を招いたりしてしまう。本実施の形態では、そうした種々の不都合を招くことなく、凝縮水の発生を抑えることができるようになる。
【００５１】
以下、そのようにして凝縮水の発生を抑えるための処理（凝縮水発生抑制処理）について詳細に説明する。
図４は凝縮水発生抑制処理の具体的な実行手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置５０により実行される。
【００５２】
この処理では先ず、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が凝縮水の発生が懸念される程度に高くなっているか否かが判断される（Ｓ１１）。
【００５３】
このステップＳ１１の処理では先ず、排気温ＴＨＥに基づいて、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に戻されるＥＧＲガスの温度の実際値（実ＥＧＲガス温度ＴＲ）が算出される。なお本実施の形態では、前述したモデル式として、実ＥＧＲガス温度ＴＲや、第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量、排気温ＴＨＥを変数とするモデル式が採用されており、同モデル式を通じて実ＥＧＲガス温度ＴＲが算出される。
【００５４】
また、内燃機関１０の燃料噴射量および機関回転速度ＮＥに基づいて、内燃機関１０が運転状態の変化の少ない安定した状態で運転されているときに第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に戻されるＥＧＲガスの温度の推定値（基本温度Ｔｂｓｅ）と、ステップＳ１１における判定において用いる判定温度ＴＪとが算出される。
【００５５】
そして、実ＥＧＲガス温度ＴＲと基本温度Ｔｂｓｅとの差が判定温度ＴＪより高いときに（［ＴＲ−Ｔｂｓｅ］＞ＴＪ）、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が凝縮水の発生が懸念される程度に高くなっていると判断される。なお本実施の形態では、ステップＳ１１の処理における判断を的確に行うことの可能な内燃機関１０の運転状態と基本温度Ｔｂｓｅとの関係や、内燃機関１０の運転状態と判定温度ＴＪとの関係が実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて電子制御装置５０に記憶されている。ステップＳ１１の処理では、それら関係と内燃機関１０の運転状態とに基づいて基本温度Ｔｂｓｅと判定温度ＴＪとがそれぞれ算出される。
【００５６】
こうした処理において、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度がさほど高くなっていないと判断される場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１２〜Ｓ１８の処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。一方、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が凝縮水の発生が懸念される程度に高くなっていると判断される場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、凝縮水の発生を抑えるべく、以下のステップＳ１２〜Ｓ１８の処理が実行される。
【００５７】
凝縮水は、第２ＥＧＲ通路４１を介して再循環されるＥＧＲガスの温度と吸入空気の温度との差が大きいときにおいて発生する。そしてＥＧＲガスの温度が高いときには、吸入空気とＥＧＲガスとの温度差が大きい状況である可能性が高いといえ、凝縮水の発生が懸念される状況であるといえる。本実施の形態では、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が予め定められた所定温度より高くなっていることを条件に、言い換えれば、凝縮水の発生が懸念される状況であるときに限って、その発生を抑えるための処理が効率よく実行される。
【００５８】
そして、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が凝縮水の発生が懸念される程度に高くなっていると判断される場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、前述したモデル式によって前記コンプレッサ上流温度ＴＵＰが算出される（ステップＳ１２）。コンプレッサ上流温度ＴＵＰとしては、詳しくは、吸入空気の温度および量および比熱とＥＧＲガスの温度および量および比熱との関係に基づいて、吸入空気とＥＧＲガスとが良好に混合された場合における混合ガスの温度が算出される。
【００５９】
その後、吸入空気の密度の指標値としての吸気温ＴＨＡ、およびＥＧＲガスの密度の指標値としての実ＥＧＲガス温度ＴＲに基づいて、吸入空気とＥＧＲガスとの密度の差（密度差ΔＤ）が算出される（ステップＳ１３）。そして、上記密度差ΔＤ、吸入空気の量（通路吸気量ＧＡ）、第２ＥＧＲ通路４１を介して再循環されるＥＧＲガスの量に基づいて前記混合率ＭＩＸが算出される（ステップＳ１４）。本実施の形態では、吸入空気の量およびＥＧＲ量が一定の条件下における混合率ＭＩＸと密度差ΔＤとの関係の一例を図５に示すように、密度差ΔＤが大きいときほど混合率ＭＩＸとして小さい値が算出される。
【００６０】
なお本実施の形態では、吸気通路１１における凝縮水の発生が的確に抑えられるようになる値を混合率ＭＩＸとして算出することの可能な吸気温ＴＨＡと実ＥＧＲガス温度ＴＲと密度差ΔＤとの関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置５０に記憶されており、この関係をもとに密度差ΔＤが算出される。なお、この関係は、吸入空気の比熱やＥＧＲガスの比熱を考慮したうえで設定されている。また、同様に凝縮水の発生が的確に抑えられうようになる値を混合率ＭＩＸとして算出することの可能な上記密度差ΔＤと通路吸気量ＧＡと第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量と混合率ＭＩＸとの関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置５０に記憶されおり、この関係をもとに混合率ＭＩＸが算出される。
【００６１】
そのようして混合率ＭＩＸが算出された後、同混合率ＭＩＸが予め定められた所定値ＭＪ（例えば数十％）未満である否かが判断される（図４のステップＳ１５）。
そして、混合率ＭＩＸが所定値ＭＪ以上である場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、吸入空気とＥＧＲガスの混合状態が悪いことに起因して凝縮水の発生を招く可能性は低いとして、以下のステップＳ１６〜Ｓ１８の処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。一方、混合率ＭＩＸが所定値ＭＪ未満である場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、吸入空気とＥＧＲガスの混合状態が悪いことに起因して凝縮水の発生を招く可能性があるために、その発生を抑えるべく以下のステップＳ１６〜Ｓ１８の処理が実行される。このように本実施の形態では、混合率ＭＩＸが所定値ＭＪ未満である場合に限って、以下のステップＳ１６〜Ｓ１８の処理が実行される。
【００６２】
この場合には先ず、混合率ＭＩＸに基づいてコンプレッサ上流温度ＴＵＰが補正される（ステップＳ１６）。具体的には、混合率ＭＩＸが小さい値であるときほど低い温度になるようにコンプレッサ上流温度ＴＵＰが補正される。ここでステップＳ１２の処理では、コンプレッサ上流温度ＴＵＰとして、吸入空気とＥＧＲガスとが良好に混合された場合における混合ガスの温度が算出される。また、ステップＳ１４の処理では、密度差ΔＤが大きいときほど、すなわち吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が悪いために吸気通路１１内における温度バラツキが大きいときほど、混合率ＭＩＸとして小さい値が算出される。そのため、この混合率ＭＩＸとして、吸気通路１１内における温度バラツキに起因する局所的な温度低下分の指標となる値を算出することができる。したがって、コンプレッサ上流温度ＴＵＰを混合率ＭＩＸに基づき補正することにより、吸入空気とＥＧＲガスとの混合の過程において最もＥＧＲガスの温度が低くなる部分、すなわち最も凝縮水が発生し易くなる部分の温度を推定することができるようになる。そして、そうした補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度とを比較することにより、凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。
【００６３】
そのようにしてコンプレッサ上流温度ＴＵＰが補正された後、吸気温ＴＨＡに基づいて露点温度が算出されるとともに、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度より低いか否かが判断される（ステップＳ１７）。
【００６４】
そして、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度より高い場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）、凝縮水が発生する可能性が低いとして、以下の処理を実行することなく（ステップＳ１８の処理がジャンプされて）、本処理は一旦終了される。
【００６５】
一方、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度以下である場合には（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、凝縮水が発生する可能性が高いとして、その発生を抑えるべく目標ＥＧＲ比率ＴＲ１が補正された後（ステップＳ１８）、本処理は一旦終了される。ここで、コンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度以下である状況においては、同コンプレッサ上流温度ＴＵＰが低いときほど凝縮水が発生し易く、その発生量も多くなりやすい。この点をふまえて、ステップＳ１８の処理では、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との差が大きいときほど、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１が大きい値に補正される。これにより、凝縮水が発生し易いときほど第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの量を少なくして吸入空気とＥＧＲガスの混合状態の改善を図るといったように、凝縮水の発生状況に合わせて同ＥＧＲガスの量の減量補正を的確に実行することができる。
【００６６】
ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いときほど、吸気通路１１内における温度バラツキが大きくなり易いために、そのバラツキに起因して局所的に温度が低くなる部分の温度が低くなり易い。本実施の形態では、ステップＳ１６の処理において、そうした傾向に合わせて、混合率ＭＩＸが小さい値であるときほど、すなわち混合率ＭＩＸがＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いことを示す値であるときほど、コンプレッサ上流温度ＴＵＰを低い温度に補正することができる。そのため、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との比較を通じて、吸気通路１１における凝縮水の発生状況を的確に把握することができるようになる。
【００６７】
また、そうした補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度以下であることを条件に（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、凝縮水の発生を抑えるための目標ＥＧＲ比率ＴＲ１の補正が実行される。そのため、凝縮水の発生が懸念されるときに限って、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１の補正を実行することができる。これにより、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度より高いために凝縮水が発生する可能性が低いときには、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１の補正を実行することなく、内燃機関１０の運転状態に応じたかたちで第１ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ量と第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量とをそれぞれ調節することができるようになる。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）吸気温ＴＨＡおよび実ＥＧＲガス温度ＴＲに基づいて吸入空気およびＥＧＲガスの混合率ＭＩＸを算出するとともに、同混合率ＭＩＸに基づいて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正するようにした。そのため、吸気通路１１内に局所的な低温部が生じることによる凝縮水の発生分を含めたかたちで凝縮水の発生状況を的確に把握することができ、その発生状況に応じて目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を補正することにより凝縮水の発生を適正に抑えることができる。
【００６９】
（２）コンプレッサ上流温度ＴＵＰを混合率ＭＩＸに基づいて補正するようにしたために、吸入空気とＥＧＲガスとの混合の過程において最もＥＧＲガスの温度が低くなる部分、すなわち最も凝縮水が発生し易くなる部分の温度を推定することができる。そして、そうした補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度とを比較することにより、凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。
【００７０】
（３）ＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いときほど吸気通路１１内における温度バラツキに起因して局所的に温度が低くなる部分の温度が低くなり易いといった傾向に合わせて、混合率ＭＩＸがＥＧＲガスと吸入空気との混合状態が悪いことを示す値であるときほど、コンプレッサ上流温度ＴＵＰを低い温度に補正することができる。そのため、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との比較を通じて、吸気通路１１における凝縮水の発生状況を的確に把握することができる。
【００７１】
（４）補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度より低いために凝縮水の発生が懸念されるときに限って、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１の補正を実行することができる。しかも、補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度より高いために凝縮水が発生する可能性が低いときには、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１の補正を実行することなく、内燃機関１０の運転状態に応じたかたちで第１ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲ量と第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量とをそれぞれ調節することができる。
【００７２】
（５）吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態が悪くなることに起因する凝縮水の発生が懸念されるときに、第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量が少なくなるように、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を大きい値に補正するようにした。これにより、吸入空気の量に対する第２ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲ量を減少させて吸入空気とＥＧＲガスとの混合状態を良くすることができ、吸気通路１１における温度バラツキを抑えて凝縮水の発生を抑えることができる。
【００７３】
（６）補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰと露点温度との差が大きいときほど、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を大きい値に補正するようにした。そのため、凝縮水が発生し易いときほど第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの量を少なくして吸入空気とＥＧＲガスの混合状態の改善を図るといったように、凝縮水の発生状況に合わせて同ＥＧＲガスの量の減量補正を的確に実行することができる。
【００７４】
（７）第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が高くなっていることを条件に、言い換えれば、凝縮水の発生が懸念される状況であるときに限って、その発生を抑えるための処理を効率よく実行することができる。
【００７５】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・露点温度を算出するための処理としては、吸気温ＴＨＡに基づき算出する処理に限らず、例えば大気圧に基づき算出する処理など、任意の処理を採用することができる。
【００７６】
・第２ＥＧＲ通路４１を介して再循環されるＥＧＲガスの温度として、排気温ＴＨＥに基づき算出される実ＥＧＲガス温度ＴＲを用いることに代えて、第２ＥＧＲ通路４１における吸気通路１１との合流部分の近傍に新たに温度センサを配設するとともに、同温度センサにより検出される温度を用いるようにしてもよい。
【００７７】
・ステップＳ１１の処理において、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの温度が凝縮水の発生が懸念される程度に高くなっていることとの条件を設定することに代えて、同ＥＧＲガスの温度が予め定められた所定温度以上になっていることを判断することのできる条件であれば、任意の条件を設定することができる。そうした条件としては、例えば排気温ＴＨＥが予め定められた所定温度以上であることといった条件や、内燃機関１０が排気温度の高くなる運転状態であることといった条件などを挙げることができる。なお、内燃機関１０が排気温度の高くなる運転状態であることは、排気浄化フィルタ１６に堆積した煤の除去あるいは酸化触媒１５の硫黄被毒からの回復を図るために排気通路１４に未燃燃料成分を供給して排気温度を上昇させる制御が実行されていることや、同制御の実行完了後の経過時間が所定時間未満であることによって判断することができる。その他、内燃機関１０の運転状態が燃料噴射量の多い高負荷運転状態であることなどによっても、内燃機関１０が排気温度の高くなる運転状態であることを判断することができる。
【００７８】
・コンプレッサ上流温度ＴＵＰを算出するための処理としては、モデル式を通じて算出する処理に限らず、例えば演算マップに基づき算出したり任意の算出パラメータを追加したりするなど、任意の処理を採用することができる。また、内燃機関１０の運転状態に基づいてコンプレッサ上流温度ＴＵＰを算出することに代えて、吸気通路１１における前記第２ＥＧＲ通路４１の合流部分とコンプレッサ２１の配設部分との間に温度センサを新たに配設するとともに同温度センサにより検出される温度をコンプレッサ上流温度として用いるようにしてもよい。
【００７９】
・吸入空気およびＥＧＲガスの混合状態についての指標となる値であれば、混合率ＭＩＸを算出して用いることに限らず、任意の値を算出して用いることができる。
・補正後のコンプレッサ上流温度ＴＵＰが露点温度以下になったときに、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を予め定めた一定値だけ大きい値に補正するようにしてもよい。
【００８０】
・図４のステップＳ１８の処理において、目標ＥＧＲ比率ＴＲ１を大きい値に補正することに代えて、目標ＥＧＲ率ＴＲＡを小さい値に補正したり、目標第２ＥＧＲ開度ＴＶ２を小さい開度に補正したりしてもよい。要は、第２ＥＧＲ通路４１を介して吸気通路１１に再循環されるＥＧＲガスの量を減少させることができればよい。
【００８１】
・混合率ＭＩＸが所定値ＭＪより低いときに、コンプレッサ上流温度ＴＵＰを予め定めた一定の温度だけ低い温度に補正するようにしてもよい。
・図４のステップＳ１５の処理を省略して、ステップＳ１６〜Ｓ１８の処理を混合率ＭＩＸの値によることなく実行するようにしてもよい。
【００８２】
・図４のステップＳ１６の処理において、混合率ＭＩＸに基づきコンプレッサ上流温度ＴＵＰを補正することに代えて、混合率ＭＩＸに基づき露点温度を補正するようにしてもよい。この場合には、混合率ＭＩＸが小さい値であるときほど露点温度を高い温度に補正したり、混合率ＭＩＸが所定値ＭＪより小さいときに予め定められた一定温度だけ露点温度を高い温度に補正したりすればよい。
【００８３】
・上記実施の形態にかかる装置は、第１ＥＧＲ装置３０が設けられずに第２ＥＧＲ装置４０が設けられる内燃機関にも、その構成を適宜変更したうえで適用することができる。
・本発明にかかるＥＧＲ装置は、排気駆動式の過給器が設けられた内燃機関に限らず、過給器のコンプレッサが吸気通路に設けられる内燃機関であれば、機関出力軸によってコンプレッサが駆動される機関駆動式の過給器が設けられた内燃機関などにも適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…インタークーラ、１３…吸気絞り弁、１４…排気通路、１５…酸化触媒、１６…排気浄化フィルタ、１７…排気絞り弁、２０…過給器、２１…コンプレッサ、２１Ａ…コンプレッサホイール、２２…タービン、２２Ａ…タービンホイール、３０…第１ＥＧＲ装置、３１…第１ＥＧＲ通路、３２…第１ＥＧＲ弁、４０…第２ＥＧＲ装置、４１…第２ＥＧＲ通路、４２…第２ＥＧＲ弁、４３…ＥＧＲクーラ５０…電子制御装置（目標値算出手段、温度推定手段、指標値算出手段、および補正手段）、５１…速度センサ、５２…吸気量センサ、５３…吸気温センサ、４…過給圧センサ、５５…排気温センサ、５６…差圧センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給器のコンプレッサが吸気通路に設けられた内燃機関に適用されて、前記内燃機関の排気通路内の排気の一部をＥＧＲガスとして前記吸気通路における前記コンプレッサより吸気流れ方向上流側の部分に再循環させる内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記内燃機関の運転状態に基づいてＥＧＲガスの量に関する制御目標値を算出する目標値算出手段と、
吸入空気およびＥＧＲガスが混合された混合ガスの温度を推定する温度推定手段と、
吸入空気の密度の指標値およびＥＧＲガスの密度の指標値に基づいて、それら吸入空気およびＥＧＲガスの混合状態についての指標値を算出する指標値算出手段と、
前記温度推定手段により推定した混合ガスの温度、および前記指標値算出手段により算出した混合状態についての指標値、および露点温度に基づいて前記制御目標値を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記補正手段は、前記指標値算出手段により算出した混合状態についての指標値に基づいて前記温度推定手段により推定した混合ガスの温度を補正するとともに、同補正後の混合ガスの温度と前記露点温度との関係に基づいて前記制御目標値を補正する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記補正手段は、前記指標値算出手段により算出される指標値が前記混合状態が悪いことを示す値であるときほど、前記混合ガスの温度を低い温度に補正する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記補正手段は、前記補正後の混合ガスの温度が前記露点温度以下であることを条件に、前記制御目標値の補正を実行する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記補正手段は、ＥＧＲガスの量が少なくなるように前記制御目標値を補正する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記補正手段は、前記補正後の混合ガスの温度と前記露点温度との差が大きいときほどＥＧＲガスの量が少なくなるように前記制御目標値を補正する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記指標値算出手段は、前記混合状態についての指標値として、吸入空気の密度の指標値、および吸入空気の量、およびＥＧＲガスの密度の指標値、およびＥＧＲガスの量に基づいて、吸入空気とＥＧＲガスとの混合率を算出する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記温度推定手段は、吸入空気の温度および量と、ＥＧＲガスの温度および量とに基づいて混合ガスの温度を推定する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
当該装置は、ＥＧＲガスの温度が予め定めた所定温度以上であることを条件に、前記温度推定手段による混合ガスの温度の推定と、前記指標値算出手段による混合状態についての指標値の算出と、前記補正手段による前記制御目標値の補正と、を実行する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項１】
過給器のコンプレッサが吸気通路に設けられた内燃機関に適用されて、前記内燃機関の排気通路内の排気の一部をＥＧＲガスとして前記吸気通路における前記コンプレッサより吸気流れ方向上流側の部分に再循環させる内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記内燃機関の運転状態に基づいてＥＧＲガスの量に関する制御目標値を算出する目標値算出手段と、
吸入空気およびＥＧＲガスが混合された混合ガスの温度を推定する温度推定手段と、
吸入空気の密度の指標値およびＥＧＲガスの密度の指標値に基づいて、それら吸入空気およびＥＧＲガスの混合状態についての指標値を算出する指標値算出手段と、
前記温度推定手段により推定した混合ガスの温度、および前記指標値算出手段により算出した混合状態についての指標値、および露点温度に基づいて前記制御目標値を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記補正手段は、前記指標値算出手段により算出した混合状態についての指標値に基づいて前記温度推定手段により推定した混合ガスの温度を補正するとともに、同補正後の混合ガスの温度と前記露点温度との関係に基づいて前記制御目標値を補正する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記補正手段は、前記指標値算出手段により算出される指標値が前記混合状態が悪いことを示す値であるときほど、前記混合ガスの温度を低い温度に補正する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記補正手段は、前記補正後の混合ガスの温度が前記露点温度以下であることを条件に、前記制御目標値の補正を実行する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記補正手段は、ＥＧＲガスの量が少なくなるように前記制御目標値を補正する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記補正手段は、前記補正後の混合ガスの温度と前記露点温度との差が大きいときほどＥＧＲガスの量が少なくなるように前記制御目標値を補正する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記指標値算出手段は、前記混合状態についての指標値として、吸入空気の密度の指標値、および吸入空気の量、およびＥＧＲガスの密度の指標値、およびＥＧＲガスの量に基づいて、吸入空気とＥＧＲガスとの混合率を算出する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記温度推定手段は、吸入空気の温度および量と、ＥＧＲガスの温度および量とに基づいて混合ガスの温度を推定する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関のＥＧＲ装置において、
当該装置は、ＥＧＲガスの温度が予め定めた所定温度以上であることを条件に、前記温度推定手段による混合ガスの温度の推定と、前記指標値算出手段による混合状態についての指標値の算出と、前記補正手段による前記制御目標値の補正と、を実行する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２５５４０５（Ｐ２０１２−２５５４０５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９５２９（Ｐ２０１１−１２９５２９）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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