内燃機関制御装置及び内燃機関制御システム
【課題】ＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段及びＥＧＲガスの温度を調整する温度調整手段が単一のアクチュエータで連動して駆動させるよう構成された場合において、排気エミッションの悪化抑制を図った内燃機関制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＧＲ弁１３（流量調整手段）及び切替弁１６（温度調整手段）が、単一の電動モータ１３１で連動して駆動する構成において、燃料カット状態であることを条件として、切替弁１６の駆動を許可する。そして、切替弁１６を駆動させる要求が為された後、燃料カットが所定時間以上実施されなければ、切替弁１６の駆動を例外的に許可する。但しその場合には、その駆動が完了した後においてＮＯｘ発生量（又はＰＭ発生量）を低減させるようＥＧＲ量を増量補正（又は減量補正）する補償制御を実施する。
【解決手段】ＥＧＲ弁１３（流量調整手段）及び切替弁１６（温度調整手段）が、単一の電動モータ１３１で連動して駆動する構成において、燃料カット状態であることを条件として、切替弁１６の駆動を許可する。そして、切替弁１６を駆動させる要求が為された後、燃料カットが所定時間以上実施されなければ、切替弁１６の駆動を例外的に許可する。但しその場合には、その駆動が完了した後においてＮＯｘ発生量（又はＰＭ発生量）を低減させるようＥＧＲ量を増量補正（又は減量補正）する補償制御を実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関制御装置及び内燃機関制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関から排出される排ガスの一部をＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスとして内燃機関の吸気系に再循環させることで、燃焼温度を低下させて排ガス中のＮＯｘ低減を図ったＥＧＲシステムが知られている。
【０００３】
そして、内燃機関の運転状態に応じて流量調整弁（流量調整手段）によりＥＧＲ流量を調整することで、排ガスのエミッション悪化抑制を図っている。例えば、内燃機関が低負荷低回転の場合には、燃焼温度低下によるＮＯｘ低減を図るべくＥＧＲ流量を増加させる。但し、ＥＧＲ流量が過大であると燃焼不安定及びＰＭ増加を招くので、これらの不具合とのトレードオフを鑑みてＥＧＲ流量は調整される。一方、内燃機関が高負荷高回転の場合には、燃料噴射量に見合った酸素量を確保すべくＥＧＲ流量を低減させて、新気流量を増加させる。
【０００４】
また、ＥＧＲシステムによるＮＯｘ低減の効果を十分に発揮させるには、ＥＧＲガスの温度を最適値に制御することが効果的である。そこで従来では、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、ＥＧＲクーラを迂回させるバイパス配管とを設け、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラへ流通させる流量と、バイパス配管により迂回させる流量との割合を、温度調整弁（温度調整手段）により調整することでＥＧＲガス温度を制御している（特許文献１等参照）。
【０００５】
ここで、特許文献１記載のＥＧＲシステムでは、流量調整弁を駆動させるアクチュエータと温度調整弁を駆動させるアクチュエータとを別々に設けている。これに対し特許文献２記載のＥＧＲシステムでは、流量調整弁及び温度調整弁を単一のアクチュエータで連動して駆動させることで、アクチュエータが要する搭載スペースの小型化等を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５４−２３８２５号公報
【特許文献２】特開２００６−２９９９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、流量調整弁及び温度調整弁を単一のアクチュエータで連動して駆動させる構造では、ＥＧＲガス温度を変更させるべく温度調整弁を駆動させると、流量調整弁も連動して駆動するためＥＧＲ流量も変化してしまう。その結果、ＥＧＲ量が過剰となることで燃焼不安定及びＰＭ増加を招いたり、ＥＧＲ量が不足することでＮＯｘ増加を招いたりする等、排気エミッション悪化が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段及びＥＧＲガスの温度を調整する温度調整手段が単一のアクチュエータで連動して駆動させるよう構成された場合において、排気エミッションの悪化抑制を図った内燃機関制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【００１０】
請求項１記載の発明は、排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に再循環させるＥＧＲ配管と、前記ＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段と、前記ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラに対して迂回させるバイパス配管と、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラへ流通させる流量と前記バイパス配管により迂回させる流量との割合を調整することで、前記ＥＧＲガスの温度を調整する温度調整手段と、を備えた内燃機関に適用されるものである。そして、前記流量調整手段及び前記温度調整手段は、単一のアクチュエータで連動して駆動させるよう構成されており、前記アクチュエータの作動を制御する制御手段は、前記内燃機関の運転中に燃料の噴射を停止させる燃料カットの状態であることを条件として、前記温度調整手段の駆動を許可することを特徴とする。
【００１１】
これによれば、燃料カット状態の時に温度調整手段を駆動させることとなるので、温度調整手段の駆動に連動して流量調整手段が駆動しても、この駆動時にはそもそも燃料カット状態で燃焼が行われていないので、排気エミッションの悪化を免れることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、前記制御手段は、前記温度調整手段を駆動させる要求が為された後、前記燃料カットが所定時間以上実施されなければ、前記温度調整手段の駆動を例外的に許可することを特徴とする。
【００１３】
燃料カット状態であることを条件として温度調整手段の駆動を許可するにあたり、長時間に亘って燃料カットが為されなければ、温度調整手段を駆動させる要求を長時間満たすことができなくなる。すると、「ＥＧＲガスの温度を最適値に制御することによりＮＯｘ低減効果を促進する、といった効果が長時間発揮されなくなる」とのデメリットが「燃料カット時に温度調整手段を駆動させることにより排気エミッション悪化を免れる」とのメリットを上回る。この点を鑑みた上記発明では、温度調整手段の駆動要求後、燃料カットが所定時間以上実施されなければ温度調整手段の駆動を例外的に許可することで、上記デメリットの解消を図ることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、前記所定時間を、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする。
【００１５】
上記デメリットの大きさは、内燃機関の運転状態（例えば機関回転速度及び機関負荷）に応じて異なる。この点を鑑みた上記発明では、所定時間を機関運転状態に応じて可変設定することで、上記メリットと上記デメリットとのバランスをきめ細かく調整できる。
【００１６】
請求項４記載の発明では、前記例外的許可に基づき前記温度調整手段を駆動させた場合には、その駆動に伴い一時的に増加した排気エミッションの特定成分に対し、前記駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させるよう前記内燃機関を制御する、補償制御を実施することを特徴とする。
【００１７】
前記例外的許可に基づき温度調整手段を燃料噴射中に駆動させると、先述したように流量調整手段が連動して駆動することに起因して、ＮＯｘやＰＭ等の特定成分の発生量が一時的に増加する。そこで上記発明では、例外的許可に基づき温度調整手段を燃料噴射中に駆動させた場合には、その駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させる補償制御を実施するので、一時的には排気エミッション悪化を招くものの、その後の補償制御実施期間も含めたトータル的な期間で考慮すれば、排気エミッションの悪化抑制を図ることができると言える。
【００１８】
請求項５記載の発明では、排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に再循環させるＥＧＲ配管と、前記ＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段と、前記ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラに対して迂回させるバイパス配管と、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラへ流通させる流量と前記バイパス配管により迂回させる流量との割合を調整することで、前記ＥＧＲガスの温度を調整する温度調整手段と、を備えた内燃機関に適用されるものである。そして、前記流量調整手段及び前記温度調整手段は、単一のアクチュエータで連動して駆動させるよう構成されており、前記温度調整手段を駆動させた場合には、その駆動に伴い一時的に増加した排気エミッションの特定成分に対し、前記駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させるよう前記内燃機関を制御する、補償制御を実施することを特徴とする。
【００１９】
温度調整手段を駆動させると、先述したように流量調整手段が連動して駆動することに起因して、ＮＯｘやＰＭ等の特定成分の発生量が一時的に増加する。そこで上記発明では、温度調整手段を駆動させた場合には、その駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させる補償制御を実施するので、一時的には排気エミッション悪化を招くものの、その後の補償制御実施期間も含めたトータル的な期間で考慮すれば、排気エミッションの悪化抑制を図ることができると言える。
【００２０】
請求項６記載の発明では、前記補償制御は、前記ＥＧＲガスの流量を制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする。
【００２１】
例えば、アクチュエータの作動に伴いＮＯｘ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、ＥＧＲガスの流量を通常時より増量させることでＮＯｘ発生量を低減させればよく、ＰＭ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、ＥＧＲガスの流量を通常時より減量させることでＰＭ発生量を低減させればよい。
【００２２】
請求項７記載の発明では、前記補償制御は、燃焼室へ噴射される燃料の噴射時期を制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする。
【００２３】
例えば、アクチュエータの作動に伴いＮＯｘ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、燃料の噴射時期を通常時より遅角させることでＮＯｘ発生量を低減させればよく、ＰＭ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、燃料の噴射時期を通常時より進角させることでＰＭ発生量を低減させればよい。
【００２４】
請求項８記載の発明では、前記補償制御は、燃料の噴射圧力を通常時と異なるよう制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする。
【００２５】
例えば、アクチュエータの作動に伴いＮＯｘ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、燃料の噴射圧力を通常時より低下させることでＮＯｘ発生量を低減させればよく、ＰＭ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、燃料の噴射圧力を通常時より上昇させることでＰＭ発生量を低減させればよい。
【００２６】
請求項９記載の発明では、前記温度調整手段を駆動させたことに起因して増加した、前記特定成分の発生量の増加分を算出する増加量算出手段と、前記補償制御の実施に起因して低減された、前記特定成分の発生量の低減分を算出する低減量算出手段と、を備え、前記低減量算出手段により算出された前記低減分が、前記増加量算出手段により算出された前記増加分を上回るまで前記補償制御を実施することを特徴とする。
【００２７】
ここで、上記発明に反し、予め設定した実施期間長さだけ補償制御を実施しようとすると、一時的に排気エミッションが悪化した期間、及びその後の補償制御実施期間を含めたトータル的な期間において排気エミッションの悪化を抑制できるものの、特定成分の増加分に対して補償制御による低減分が不足することが懸念される。これに対し、上記発明によれば、補償制御の実施期間の長さは、特定成分発生量の低減分が増加分を上回るまでとなるので、補償制御による低減分が不足するといった上記懸念を解消できる。
【００２８】
請求項１０記載の発明では、前記低減量算出手段により算出された前記低減分の累積値が、前記増加量算出手段により算出された前記増加分の累積値を上回るまで前記補償制御を実施することを特徴とする。
【００２９】
上記発明では、前記低減分が前記増加分を上回るまで補償制御を継続できずに、途中で中断した場合を想定しており、このような場合であっても上記発明によれば、低減分の累積値が増加分の累積値を上回るまで補償制御を実施するので、補償制御による低減分が不足するといった上記懸念を解消できる。なお、累積する期間は、イグニッションスイッチをオン（ＩＧオン）させて内燃機関を始動させてから、ＩＧオフさせて内燃機関を停止させるまでの期間とすることが望ましい。
【００３０】
請求項１１記載の発明では、前記増加量算出手段は、前記温度調整手段を駆動させた時における前記内燃機関の運転状態を加味して、前記増加分を算出することを特徴とする。
【００３１】
燃料噴射中に温度調整手段を駆動させた時に生じる特定成分（ＮＯｘ又はＰＭ等）の増加量は、その時の内燃機関の運転状態に応じて異なってくる。この点を鑑みた上記発明によれば、その運転状態を加味して前記増加分を算出するので、前記増加分の算出精度を向上できる。
【００３２】
特に、その時のＥＧＲガスの実流量は前記増加分との相関性が高いので、請求項１２記載の如くＥＧＲガスの実際の流量を加味して前記増加分を算出すれば、前記増加分の算出精度をより一層向上できる。なお、ＥＧＲガス実流量に加え、その時の機関回転速度及び機関負荷を加味して前記増加分を算出すれば、前記算出精度をさらに向上できる。
【００３３】
請求項１３記載の発明では、前記低減量算出手段は、前記補償制御の実施時における前記内燃機関の運転状態を加味して、前記低減分を算出することを特徴とする。
【００３４】
補償制御の実施により低減できた特定成分（ＮＯｘ又はＰＭ等）の低減量は、その時の内燃機関の運転状態に応じて異なってくる。この点を鑑みた上記発明によれば、その運転状態を加味して前記低減分を算出するので、低減量算出手段による前記低減分の算出精度を向上できる。
【００３５】
特に、その時のＥＧＲガスの目標流量は前記低減分との相関性が高いので、請求項１４記載の如くＥＧＲガスの目標流量を加味して前記低減分を算出すれば、前記算出精度をより一層向上できる。なお、ＥＧＲガスの目標流量に加え、その時の機関回転速度及び機関負荷を加味して前記低減分を算出すれば、前記算出精度をさらに向上できる。
【００３６】
請求項１５記載の発明は、前記補償制御では、通常時に比べて前記特定成分の発生量を低減させる低減度合いを、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする。
【００３７】
温度調整手段を燃料噴射中に駆動させて一時的に増加した排気エミッションの特定成分（例えばＮＯｘ）に対し、補償制御においてＮＯｘ発生量を低減させるにあたり、ＮＯｘ発生量を過剰に低減させてしまうと、他の特定成分（例えばＰＭ）の発生量が許容量を超えることが懸念される。よって、補償制御では、他の特定成分が許容量を超えない範囲でＮＯｘ低減量（低減度合い）を最大にすることが望ましく、その低減度合いの最適値はその時の内燃機関の運転状態に応じて異なってくる。この点を鑑みた上記発明によれば、その運転状態に応じて前記低減度合いを可変設定するので、低減度合いを上記最適値にすることを、高精度で実現できる。
【００３８】
特に、その時のＥＧＲガスの目標流量は前記最適値に与える影響が大きいので、請求項１６記載の如くＥＧＲガスの目標流量に応じて前記低減度合いを可変設定すれば、低減度合いを上記最適値に精度良く近づけることができる。なお、ＥＧＲガスの目標流量に加え、その時の機関回転速度及び機関負荷を加味して前記低減度合いを可変設定すれば、低減度合いを上記最適値に近づける精度をさらに向上できる。
【００３９】
請求項１７記載の発明は、上記内燃機関制御装置と、前記ＥＧＲ配管、前記ＥＧＲクーラ、前記バイパス配管、前記流量調整手段、前記温度調整手段、及び前記アクチュエータの少なくとも１つと、を備えることを特徴とする内燃機関制御システムである。この内燃機関制御システムによれば、上述の各種効果を同様に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関制御装置が適用される、エンジンの吸排気系システムの構成を示す図。
【図２】図１のＥＧＲ弁及び切替弁の駆動を説明する図であり、（ａ）はクーラモードに駆動させた状態を示す図、（ｂ）はバイパスモードに駆動させた状態を示す図。
【図３】ＥＧＲ弁の弁開度と、ＥＧＲ弁により調整されるＥＧＲ流量との関係（特性）を示す図。
【図４】目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Neと、クーラ領域及びバイパス領域との関係を示す図。
【図５】第１実施形態にかかる補償制御を実施しない場合の例を示すタイムチャート。
【図６】第１実施形態にかかる補償制御を実施した場合の例を示すタイムチャート。
【図７】第１実施形態にかかる補償制御の処理手順を示すフローチャート。
【図８】図７の処理で用いられる各種マップ。
【図９】本発明の第２実施形態において、ＥＧＲ弁及び切替弁の駆動制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】本発明の第３実施形態において、ＥＧＲ弁及び切替弁の駆動制御及び補償制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】第３実施形態において、ＥＧＲ弁及び切替弁の駆動制御及び補償制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１２】第３実施形態において、ＥＧＲ弁及び切替弁の駆動制御及び補償制御の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の内燃機関制御装置を具体化した各実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態で適用されるエンジン（内燃機関）は車載用ディーゼルエンジンであり、燃焼室に直接的に高圧燃料（例えば噴射圧力「１０００気圧」以上の軽油）を噴射する方式の、多気筒４ストロークエンジンを想定している。
【００４２】
（第１実施形態）
先ず、エンジンの吸排気系システムの構成について図１を用いて説明する。
【００４３】
当該エンジンは、排気系から吸気系に排気を還流させるＥＧＲ配管１０を備えており、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気管１１に戻すことで、燃焼室１２における燃焼温度を下げて排ガス中のＮＯｘ低減等を図っている。
【００４４】
ＥＧＲ配管１０にはＥＧＲ弁１３（流量調整手段）が備えられている。このＥＧＲ弁１３は、ＥＧＲ配管１０の流路断面開度を調整することでＥＧＲガスの流量（ＥＧＲ流量）を調整するバルブであり、電動モータ１３１（アクチュエータ）により駆動される。そして、ＥＧＲ弁１３を全開作動させるとＥＧＲ流量は最大となり、全閉作動させるとＥＧＲ流量はゼロとなる。
【００４５】
ＥＧＲ配管１０のうちＥＧＲ弁１３の上流側部分には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１４が備えられている。このようにＥＧＲガスを冷却することで、ＥＧＲガスの体積減少（密度上昇）を図り、これによって燃焼室１２に流入する吸気の充填効率向上を図っている。ちなみに、ＥＧＲクーラ１４の内部には、冷却液が循環する冷却液通路と、ＥＧＲガスが流通するガス通路とが形成されており、ガス通路を流通するＥＧＲガスは冷却液通路を循環するエンジン冷却水（冷却液）と熱交換して冷却される。なお、冷却液の循環流量を調整することでＥＧＲクーラ１４による冷却度合いを調整するようにしてもよい。
【００４６】
ＥＧＲ配管１０のうちＥＧＲ弁１３の上流側部分には、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４に対して迂回させるバイパス通路１５（バイパス配管）が設けられている。また、ＥＧＲ配管１０のうちＥＧＲ弁１３の上流側部分には、切替弁１６（温度調整手段）が備えられている。この切替弁１６は、ＥＧＲ配管１０のうちＥＧＲクーラ１４への流入口１４ａとバイパス通路１５とを切替開閉するバルブである。
【００４７】
切替弁１６が図１の実線位置に駆動すると、バイパス通路１５を閉塞してＥＧＲクーラ１４への流入口１４ａを開放するクーラモードとなり、ＥＧＲガスはＥＧＲクーラ１４により冷却された後、流出口１４ｂからＥＧＲ弁１３へと流れる。一方、切替弁１６が図１の点線位置に駆動すると、ＥＧＲクーラ１４への流入口１４ａを閉塞してバイパス通路１５を開放するバイパスモードとなり、ＥＧＲガスはＥＧＲクーラ１４で冷却されることなくバイパス通路１５からＥＧＲ弁１３へと流れる。したがって、切替弁１６を駆動させてモードを切り替えることで、ＥＧＲガスを吸気系に再循環させることによるＮＯｘ低減の効果が最大限に発揮されるＥＧＲガス温度となるよう、ＥＧＲガス温度を最適値に調整できる。
【００４８】
ＥＧＲ弁１３及び切替弁１６は単一の電動モータ１３１で駆動されるよう構成されている。つまり、電動モータ１３１を作動させてＥＧＲ弁１３を駆動させると、カム機構によりＥＧＲ弁１３の駆動に連動して切替弁１６が駆動する。
【００４９】
図２は前記カム機構の構成を示す図であり、ＥＧＲ弁１３の回転軸１３ａにはロータリギヤ１３ｂが取り付けられている。一方、切替弁１６の回転軸１６ａにはカム１６ｂ，１６ｃが取り付けられている。電動モータ１３１を作動させると、ロータリギヤ１３ｂ、回転軸１３ａ及びＥＧＲ弁１３が一体となって回転する。
【００５０】
そして、ロータリギヤ１３ｂに設けられたピン１３ｃがカム１６ｂに当接した状態でロータリギヤ１３ｂがさらに時計方向に回転すると、カム１６ｂはピン１３ｃに押し動かされて、回転軸１６ａ及び切替弁１６と一体となって回転し、切替弁１６の回転位置は図２（ａ）に示す位置で板ばね１６１により保持される。この保持位置は、図１の実線に示すクーラモードの位置である。
【００５１】
一方、ピン１３ｃがカム１６ｃに当接した状態でロータリギヤ１３ｂが反時計方向に回転すると、カム１６ｃはピン１３ｃに押し動かされて、回転軸１６ａ及び切替弁１６と一体となって回転し、切替弁１６の回転位置は図２（ｂ）に示す位置で板ばね１６１により保持される。この保持位置は、図１の点線に示すバイパスモードの位置である。
【００５２】
このように、ＥＧＲ弁１３は電動モータ１３１の作動に伴い連続的に回転するのに対し、切替弁１６は、ＥＧＲ弁１３の回転が所定領域を超えて回転した時に、保持位置を切り替えるよう間欠的に回転する。つまり、ピン１３ｃが２つのカム１６ｂ，１６ｃの間を当接することなく回転する領域では、切替弁１６を駆動させることなくＥＧＲ弁１３を駆動させることができる。なお、図２（ａ）のＥＧＲ弁１３の実線位置は、クーラモードにおいてＥＧＲ量を最大にする位置であり、図２（ｂ）のＥＧＲ弁１３の実線位置は、バイパスモードにおいてＥＧＲ量を最大にする位置である。
【００５３】
図３はＥＧＲ弁１３の弁開度と、ＥＧＲ弁１３により調整されるＥＧＲ流量との関係（特性）を示す図である。以降の説明では、ＥＧＲ弁１３の全閉位置（図２（ａ）の点線に示す位置）を開度ゼロとし、クーラモード側での弁開度をプラスで表現し、クーラモード側での弁開度をマイナスで表現する。そして、弁開度の絶対値が大きいほどＥＧＲ流量は増大するよう調整される。
【００５４】
図１の説明に戻り、吸気管１１のうち、ＥＧＲ配管１０が接続される部分の上流側には、燃焼室１２に流入する吸気のうち新気の流量を調整するスロットル弁１７ａが備えられている。スロットル弁１７ａは電動モータ１７ｂにより開閉作動し、全開作動時に新気量は最大となり、全閉作動時に新気量はゼロとなる。
【００５５】
吸気管１１と排気管１８との間にはターボチャージャ１９（過給機）が配設されている。ターボチャージャ１９は、吸気管１１に設けられたコンプレッサインペラ１９ａと、排気管１８に設けられたタービンホイール１９ｂとを有し、それらがシャフト１９ｃにて連結されている。ターボチャージャ１９では、排気管１８を流れる排気によってタービンホイール１９ｂが回転し、その回転力がシャフト１９ｃを介してコンプレッサインペラ１９ａに伝達される。そして、コンプレッサインペラ１９ａにより、吸気管１１内を流れる吸入空気が圧縮されて過給が行われる。
【００５６】
また、本実施形態に係るターボチャージャ１９には、排気の流体エネルギをシャフト１９ｃの回転駆動力に変換する割合を設定変更可能にする容量可変型のターボチャージャが採用されている。具体的には、タービンホイール１９ｂには、吹き付けられる排気の流速を可変とするための複数の可変ベーン１９ｄが設けられている。これらの可変ベーン１９ｄは互いに同期した状態で開閉動作する。そして、隣り合う可変ベーン１９ｄ間の隙間の大きさ、すなわち可変ベーン１９ｄの開度を変化させることで、前記排気流速を調整し、これによりタービンホイール１９ｂの回転速度が調整される。そして、タービンホイール１９ｂの回転速度が調整されることにより、燃焼室１２に強制的に供給される空気の量、すなわち過給圧が調整される。
【００５７】
ターボチャージャ１９にて過給された空気は、インタークーラ２０によって冷却された後、その下流側に給送される。インタークーラ２０によって吸入空気を冷却して体積減少（密度上昇）を図ることで、燃焼室１２に流入する吸気の充填効率向上を図っている。
【００５８】
吸気管１１のうちコンプレッサインペラ１９ａの上流側、かつ、エアクリーナ２１の下流側には、単位時間あたりに流入する吸入空気の質量流量ＭＡＦ（以下、単に吸入空気量又は吸気量と呼ぶ）を検出するエアフロメータ２２（吸気量センサ）が取り付けられている。
【００５９】
排気管１８のうちタービンホイール１９ｂの下流側には、排気を浄化する浄化装置２３が取り付けられている。浄化装置２３の具体例としては、排気中のＰＭを捕集するためのＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒や排気中のＨＣやＣＯを浄化する酸化触媒等が挙げられる。
【００６０】
排気管１８のうち浄化装置２３の下流側には、排気中の酸素濃度を検出するＡ／Ｆセンサ２４が取り付けられている。Ａ／Ｆセンサ２４は、時々の排気中酸素濃度に応じた酸素濃度検出信号Ｏ２を出力する酸素濃度センサである。Ａ／Ｆセンサ２４のセンサ出力としての酸素濃度検出信号は、酸素濃度に応じてリニアに変化するように調整される。なお、Ａ／Ｆセンサ２４に替えて、排気がリッチかリーンかに応じて異なる起電力信号を出力する起電力出力型のＯ２センサを採用してもよい。
【００６１】
上述した各種センサ２２，２４及びクランク角センサ２５から出力される検出信号は、エンジンＥＣＵ２９（電子制御ユニット）に入力される。ＥＣＵ２９はこれらの検出信号に基づき、以下の如く燃料噴射量、過給圧、ＥＧＲ弁１３の開度、スロットル弁１７ａの開度、及び切替弁１６の切替位置等を制御することでエンジン制御を行う。
【００６２】
ＥＣＵ２９（制御手段）に備えられたマイコン２９ａは、クランク角センサ２５から入力される検出信号に基づき、エンジンの出力軸（クランク軸）の回転速度（エンジン回転速度Ne）を算出する。また、図示しないアクセルセンサから入力される検出信号に基づき、運転者によるアクセルペダルの操作量（踏込み量）が算出される。そしてマイコン２９ａは、時々のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ne）やアクセルペダル操作量等に基づき燃料の目標噴射量Qfinを算出し、その目標噴射量Qfinとなるようインジェクタ２６（燃料噴射弁）の作動を制御する。
【００６３】
ＥＣＵ２９のマイコン２９ａは、容量可変型ターボチャージャ１９の容量を調整することで過給圧を制御する。すなわち、前述の目標噴射量Qfin、及びエンジン回転速度Ne等をパラメータとして、マップ等を用いて可変ベーン１９ｄの目標開度を算出する。そして、目標開度となるよう図示しないアクチュエータを駆動制御することにより、可変ベーン１９ｄが目標開度となるよう制御する。なお、エンジン回転速度Neが高いほど、或いは目標噴射量Qfinが多いほど目標開度は大きく設定され、ひいては過給圧が増加する。さらにＥＣＵ２９は、吸気圧センサ２５により検出した過給圧Ｐ１の値、或いは排気圧センサ（図示せず）により検出した排気圧Ｐ２の値が目標値に近づくよう、可変ベーン１９ｄの開度をフィードバック制御する。
【００６４】
ＥＣＵ２９のマイコン２９ａはＥＧＲ弁１３の開度を制御することで、排気管１８からＥＧＲ配管１０に流入して還流するＥＧＲ流量を制御する。すなわち、前述の目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Ne等をパラメータとして、マップ等を用いて基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbを算出する。
【００６５】
ちなみに、ＥＧＲ流量が過小の場合には十分なＮＯｘ低減効果が得られず、ＥＧＲ流量が過大の場合には、気筒内の酸素が不足して粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）が増加するとともに、燃焼が不安定になる。これらを鑑みて、ＰＭ発生許容量ぎりぎりまでＥＧＲ流量を増やしてＮＯｘを低減させるよう、前記マップ中の基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbは最適化されている。
【００６６】
そして、この基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbを、後に詳述する補償制御により補正することで最終目標ＥＧＲ量Gegrtrgを算出し、この最終目標ＥＧＲ量Gegrtrgとなるようマイコン２９ａは電動モータ１３ｂを作動させてＥＧＲ弁１３の開度を制御する。
【００６７】
なお、排気中の酸素濃度（排気酸素濃度）の目標値（目標排気酸素濃度）も目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Ne等をパラメータとして算出されており、Ａ／Ｆセンサ２４により検出された排気酸素濃度が目標排気酸素濃度に近づくようＥＧＲ弁１３の開度はフィードバック制御される。
【００６８】
ＥＣＵ２９のマイコン２９ａは切替弁１６の位置を制御することで、ＥＧＲガス温度を制御する。すなわち、前述の目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Ne等をパラメータとして、バイパスモード及びクーラモードのいずれに切り替えるかを判定する。例えば、図４に示すように目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Neからなる領域をクーラ領域及びバイパス領域に区分けして、現時点での目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Neがいずれの領域であるかに基づきモード判定する。なお、高負荷高回転の側をクーラ領域として設定し、低負荷低回転の側をバイパス領域として設定している。
【００６９】
ところで、図２に示す如くＥＧＲ弁１３と切替弁１６とを単一の電動モータ１３１で駆動させる構成であることに起因して、バイパスモード及びクーラモードを切り替えるべく切替弁１６を駆動させようとすると、ＥＧＲ弁１３も連動して駆動させることを要するため、切替弁１６の駆動過渡時にはＥＧＲ流量が一時的に変化してしまう。例えば図３に示す特性の場合には、ＥＧＲ流量を一定に保ちながら切替弁１６によるモード切り替えを行うことはできず、バイパスモード及びクーラモードを切り替える際にはＥＧＲ量が一旦ゼロとなる。すると、一時的にＮＯｘ（特定成分）の排出量が増加して、排気エミッション悪化が懸念される。
【００７０】
次に、上述の如く一時的にＮＯｘ増加が生じる態様の一例を、図４及び図５を用いて説明する。なお、図５は、後述する補償制御を実施しない場合の例を示すタイムチャートであり、（ａ）はアクセル開度、（ｂ）は燃料噴射量、（ｃ）はエンジン回転速度Ne、（ｄ）は切替弁１６の切り替え位置、（ｅ）はＥＧＲ弁１３の目標開度、（ｆ）中の実線は目標ＥＧＲ量、破線は実際のＥＧＲ量、（ｇ）中の実線は目標ＮＯｘ量、破線は実際のＮＯｘ量について、それぞれの変化を示す。
【００７１】
車両運転者がアクセルペダルを踏み込んで燃料噴射量を増大させると（図５（ａ）（ｂ）参照）、エンジン回転速度Neが徐々に増大する（図５（ｃ）参照）。つまり、図４の状態Ａから状態Ｂ，Ｃ，Ｄへと変化する。そして、エンジン回転速度Neの増大に伴って、ＥＧＲ量の目標値が徐々に低下して（図５（ｆ）参照）、ＥＧＲ弁１３の目標開度も徐々に低流量側へ変化する（図５（ｅ）中のｔ１０〜ｔ２０参照）。そして、状態Ｃとなるｔ２０の時点で切替弁１６をバイパスモードからクーラモードに切り替えることとなる（図５（ｄ）参照）。
【００７２】
この状態Ｃへと変化したｔ２０の時点（モード切替時点）で、ＥＧＲ弁１３の目標開度はマイナス側からプラス側へと移行する。そのため、ＥＧＲ弁１３の実際の開度がプラス側の目標開度となるまでの過渡期間（ｔ２０〜ｔ２１の期間）、実際のＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量より少なくなってしまい（図５（ｆ）中の破線参照）、ひいては、実際のＮＯｘ量が目標ＮＯｘ量より一時的に増加する（図５（ｇ）中の破線参照）。これが、先述した排気エミッション悪化の一態様である。
【００７３】
この問題に対し本実施形態では、切替弁１６の駆動が完了した後において、目標ＥＧＲ量を増量補正することで、ＮＯｘ発生量を通常時に比べて低減させる補償制御を実施している。これにより、上述の如く一時的に増加したＮＯｘの増加分を、補償制御によるＮＯｘの低減分で補償する。
【００７４】
図６は、補償制御を実施した場合の例を示すタイムチャートであり、（ａ）はアクセル開度、（ｂ）は燃料噴射量、（ｃ）はエンジン回転速度Ne、（ｄ）は切替弁１６の切り替え位置、（ｅ）は補償制御による目標ＥＧＲ量に対する補正量、（ｆ）は補償制御による補正が指令される時間、（ｇ）はＥＧＲ弁１３の目標開度、（ｈ）中の実線は目標ＥＧＲ量、破線は実際のＥＧＲ量、（ｉ）中の実線は目標ＮＯｘ量、破線は実際のＮＯｘ量について、それぞれの変化を示す。
【００７５】
車両運転者がアクセルペダルを踏み込んで燃料噴射量を増大させると（図６（ａ）（ｂ）参照）、エンジン回転速度Neが徐々に増大して（図６（ｃ）参照）。図４の状態Ａから状態Ｂ，Ｃ，Ｄへと変化する。そして、エンジン回転速度Neの増大に伴って、ＥＧＲ量の目標値が徐々に低下して（図６（ｈ）参照）、ＥＧＲ弁１３の目標開度も徐々に低流量側へ変化する（図６（ｇ）中のｔ１０〜ｔ２０参照）。そして、状態Ｃとなるｔ２０の時点で切替弁１６をバイパスモードからクーラモードに切り替えると同時に、補償制御を開始して、目標ＥＧＲ量を増量補正する（図６（ｅ）（ｆ）（ｈ）参照）。
【００７６】
モード切替を開始したｔ２０時点から実際のＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量に一致するまでの過渡期間（ｔ２０〜ｔ２１の期間）においては、ＮＯｘが一時的に増加する。図６（ｉ）中の斜線Ｓ１に示す面積は、過渡期間ｔ２０〜ｔ２１におけるＮＯｘ増加量を示す。この過渡期間ｔ２０〜ｔ２１が終了した後においては、目標ＥＧＲ量を増量補正していることにより、当該補正をしていない場合に比べてＮＯｘ発生量を低減できている。図６（ｉ）中の網点Ｓ２に示す面積は、過渡期間ｔ２０〜ｔ２１終了後におけるＮＯｘ低減量を示す。
【００７７】
そして、ＮＯｘ低減量Ｓ２がＮＯｘ増加量Ｓ１を上回ったｔ３１時点で補償制御を終了する。なお、補償制御の指令が終了してから所定時間ｔ３１〜ｔ３２の間に、補償制御によるＥＧＲ増量補正を徐々に低下させてゼロにする徐変制御を行う。以上により、切替弁１６の切り替え駆動に伴い一時的に生じたＮＯｘ増加量Ｓ１を、補償制御によるＮＯｘ低減量Ｓ２で補う。
【００７８】
先述したように、ＰＭ発生許容量ぎりぎりまでＥＧＲ流量を増やしてＮＯｘを低減させるよう、目標ＥＧＲ量は最適化されている。但し、外気温度の変化や大気圧の変化等、エンジンの運転環境の変化に対する余裕を見越して、その余裕分だけ目標ＥＧＲ量は少なく設定されている。上記補償制御では、前記余裕分だけ目標ＥＧＲ量を増量補正している。
【００７９】
次に、上記補償制御の処理手順について、図７のフローチャートを用いて説明する。図７に示す一連の処理は、所定周期（例えばマイコン２９ａが有するＣＰＵの演算周期）又は所定のクランク角度毎に、ＥＣＵ２９のマイコン２９ａが繰り返し実行する処理である。また、以下の説明では、図４の状態Ａから状態Ｂ，Ｃ，Ｄへと変化した状況を想定している。
【００８０】
＜状態Ｃ到達直後の１サイクル目＞
以下、状態Ｂから状態Ｃに到達した直後に実行される図７の処理サイクルについて説明する。まず、ステップＳ１０１において、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb（通常時の目標ＥＧＲ量）、現在導入している実ＥＧＲ量Gegract、及びバイパスモードへの切り替え要求を指令するバイパス要求フラグXbypreqを算出する。
【００８１】
具体的には、状態Ｃにおけるエンジン回転速度Ne及び目標噴射量Qfinを取得し、取得したNe,Qfinに基づき基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbを算出する。例えば、エンジン回転速度Ne及び目標噴射量Qfinに対する基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbの最適値が記憶されたマップを用いて算出する（Gegrtrgb＝MAP（Ne，Qfin））。また、状態Ｃにおける過給圧Pim、吸気量Gair、及び吸気温度Timを取得し、取得したPim,Gair,Timに基づき実ＥＧＲ量Gegractを算出する（Gegract＝f（Pim，Gair，Tim））。
【００８２】
また、取得したNe，Qfinに基づき、図８（ａ）のマップを用いてバイパス要求フラグXbypreqを算出する（Xbypreq＝MAP（Ne，Qfin））。取得したNe，Qfinが、マップ中の実線に示す境界線よりも高負荷高Neの側にあればクーラモードとするようバイパス要求フラグXbypreqをゼロに設定し、低負荷低Neの側にあればバイパスモードとするようバイパス要求フラグXbypreqを１に設定する。
【００８３】
続くステップＳ１０２では、切替弁１６により切り替えられる流路（モード）に関し、要求流路と現在の流路が異なるか否かを判定する。つまり、ステップＳ１０１で算出したバイパス要求フラグXbypreqの設定値と、現在の切替弁１６の回転駆動位置Xbypactとが異なっており切替弁１６の回転駆動が要求される状態にあるか否かを判定する。今回の処理サイクルでは、状態Ｃに到達直後であるためXbypreq≠Xbypactと判定（Ｓ１０２：ＹＥＳ）されることとなり、処理はステップＳ１０４へ移行する。
【００８４】
続くステップＳ１０４（増加量算出手段）では、ステップＳ１０１で算出した現在の実ＥＧＲ量Gegractに基づき、図８（ｃ）のマップを用いて、モード切替により生じたＮＯｘの増加分（ＮＯｘ増加量Noxinc）を算出する（Noxinc＝MAP（Gegract））。また、モード切替が複数回行われた場合を想定し、ＮＯｘ増加量Noxincを前回値に累積加算することで、ＮＯｘ増加積算量Noxinctotalも算出する（Noxinctotal＝前回値＋Noxinc）。図８（ｃ）のマップでは、実ＥＧＲ量Gegractが多い時ほどＮＯｘ増加量Noxincを多く推定している。これは、モード切替開始時点における実ＥＧＲ量が多い時ほど、モード切替により実ＥＧＲ量が一旦ゼロになったときの実ＥＧＲ量の減少量が多くなるためである。
【００８５】
続くステップＳ１０７では、モード切替により発生したＮＯｘ増加量の積算値Noxinctotalと、補償制御によるＮＯｘ低減量の積算値Noxdectotal（後に詳述）を比較し、ＮＯｘ悪化分が解消されて補償制御が終了したか否かを判定する。今回の処理サイクルでは、状態Ｃに到達直後であるため未だ解消できていないため、Noxinctotal≦Noxdectotalと判定され、処理はステップＳ１０９へ移行する。
【００８６】
続くステップＳ１０９では、補償制御を実行させるよう、補償制御終了フラグXegrstpをゼロに設定する（Xegrstp＝0）。そして、ステップＳ１０１で算出した基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき、図８（ｄ）のマップを用いてＥＧＲ補正係数Megrを算出する（Megr＝MAP（Gegrtrgb））。図８（ｄ）のマップでは、目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時ほど補正係数を小さくして、目標ＥＧＲの増量補正を少なくするように設定している。これは、目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時には、補正係数Megrを僅かに増加させるだけでＰＭ増大量が許容範囲を超えるほどに大きくなるおそれが高くなるからである。
【００８７】
続くステップＳ１１０では、基本目標ＥＧＲ量GegrtrgbにＥＧＲ補正係数Megrを乗じることで最終目標ＥＧＲ量Gegrtrgを算出し（Gegrtrg＝Gegrtrgb×Megr）、最終目標ＥＧＲ量Gegrtrgから実ＥＧＲ量Gegractを減算することでＥＧＲ量偏差Gegrdelを算出する（Gegrdel＝Gegrtrg−Gegract）。そして、ＥＧＲ量偏差Gegrdelに応じたＥＧＲ弁１３の弁開度ｆ（Gegrdel）を算出し、目標弁開度Pegrtrgの前回値に弁開度ｆ（Gegrdel）を加算することで、目標弁開度Pegrtrgの今回値を算出する（Pegrtrg＝前回値＋ｆ（Gegrdel））。
【００８８】
続くステップＳ１１１では、バイパス要求フラグXbypreq＝１であり、要求流路がバイパスモードであるか否かを判定する。要求流路がバイパスモードであれば（Xbypreq＝１）ステップＳ１１２へ移行し、ステップＳ１１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のマイナス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝−Pegrtrgとする。一方、要求流路がバイパスモードでなければ（Xbypreq＝０）ステップＳ１１３へ移行し、ステップＳ１１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のプラス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝Pegrtrgとする。なお、今回の処理サイクルでは、状態Ｃに到達直後であるためクーラモードが要求されることとなり（Ｓ１１１：ＮＯ）、処理はステップＳ１１３へ移行する。
【００８９】
＜状態Ｃ到達直後の２サイクル目＞
以下、状態Ｂから状態Ｃに到達した直後に実行される処理の２サイクル目について説明する。まず、ステップＳ１０１にて、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb、実ＥＧＲ量Gegract及びバイパス要求フラグXbypreqを算出した後、続くステップＳ１０２では、要求流路と現在の流路が同じとなっているため、Xbypreq＝Xbypactと判定（Ｓ１０２：ＮＯ）されることとなり、処理はステップＳ１０３へ移行する。
【００９０】
続くステップＳ１０３では、補償制御が実行中かどうか判定する。今回の処理では前回サイクルのステップＳ１０９にて補償制御終了フラグXegrstp＝0と設定されて補償制御が継続中となっているため、ステップＳ１０５へ移行する。
【００９１】
このステップＳ１０５（低減量算出手段）では、ステップＳ１０１で算出した基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき、図８（ｂ）のマップを用いて、補償制御により低減されたＮＯｘの低減分（ＮＯｘ低減量Noxdec）を算出する（Noxdec＝MAP（Gegrtrgb））。また、モード切替が複数回行われた場合を想定し、ＮＯｘ低減量Noxdecを前回値に累積加算することで、ＮＯｘ低減積算量Noxdectotalも算出する（Noxdectotal＝前回値＋Noxdec）。図８（ｂ）のマップでは、目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時ほどＮＯｘ低減量Noxdecを少なく推定している。これは、図８（ｄ）のマップにおいて目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時ほど補正係数を小さくして、目標ＥＧＲの増量補正を少なくするように設定していることに起因する。
【００９２】
続くステップＳ１０７では、先述したようにＮＯｘ増加積算値NoxinctotalとＮＯｘ低減積算値Noxdectotalを比較し、ＮＯｘ悪化分が解消されて補償制御が終了したか否かを判定する。今回の処理サイクルでは解消できたと判定されたことを想定し、ステップＳ１０８へ移行する。
【００９３】
このステップＳ１０８では、補償制御を終了させるよう、補償制御終了フラグXegrstpを１に設定する（Xegrstp＝1）。そして、ＥＧＲ補正係数Megrを１にすることで補償制御による目標ＥＧＲ量の増量補正を終了させる。その後、ステップＳ１１０において、最終目標ＥＧＲ量Gegrtrg、ＥＧＲ量偏差Gegrdel、目標弁開度Pegrtrgを順次算出する。続くステップＳ１１１では、今回の処理サイクルでもクーラモードが要求されることとなり（Ｓ１１１：ＮＯ）、処理はステップＳ１１３へ移行する。
【００９４】
＜状態Ｃ到達直後の３サイクル目＞
以下、状態Ｂから状態Ｃに到達した直後に実行される処理の３サイクル目について説明する。まず、ステップＳ１０１にて、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb、実ＥＧＲ量Gegract及びバイパス要求フラグXbypreqを算出した後、続くステップＳ１０２では、要求流路と現在の流路が同じとなっているため、Xbypreq＝Xbypactと判定（Ｓ１０２：ＮＯ）されることとなり、処理はステップＳ１０３へ移行する。
【００９５】
続くステップＳ１０３では、今回の処理では前回サイクルのステップＳ１０８にて補償制御終了フラグXegrstp＝1と設定されて補償制御が終了しているため、ステップＳ１０６へ移行する。このステップＳ１０６では、補償制御が終了したので、ＮＯｘ増加量とその積算値、ＮＯｘ低減量とその積算値をリセットする（Noxinc＝0、Noxinctotal＝0、Noxdec＝0、Noxdectotal＝0）。
【００９６】
続くステップＳ１０７では、今回の処理ではNoxinctotal＝Noxdectotalと判定されることとなり、補償制御は終了しているので、処理はステップＳ１０８へ移行して補償制御終了フラグXegrstp＝1とし、ＥＧＲ補正係数Megr=1とする。その後、ステップＳ１１０において、最終目標ＥＧＲ量Gegrtrg、ＥＧＲ量偏差Gegrdel、目標弁開度Pegrtrgを順次算出する。続くステップＳ１１１では、今回の処理サイクルでもクーラモードが要求されることとなり（Ｓ１１１：ＮＯ）、処理はステップＳ１１３へ移行する。
【００９７】
そして、状態Ｃに到達した直後の４サイクル目以降は、上述した３サイクル目の処理手順を繰り返し実行して、図４の状態Ｃに到達することとなる。
【００９８】
以上に詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００９９】
（１）切替弁１６を切替駆動させた場合には、その駆動開始とともに、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbを増量補正する補償制御を実施するので、切替弁１６の切替駆動が完了した後においてＮＯｘ発生量を低減させることができる。よって、切替弁１６の切替駆動期間中には一時的にはＮＯｘ発生量増大を招くものの、その後の補償制御実施期間も含めたトータル的な期間で考慮すれば、ＮＯｘ発生量の増大抑制を図ることができると言える。
【０１００】
（２）切替弁１６を駆動させたことに起因して増加したＮＯｘ発生量の増加分（ＮＯｘ増加量Noxinc）を算出し、補償制御の実施に起因して低減されたＮＯｘ発生量の低減分（ＮＯｘ低減量Noxdec）を算出し、前記低減分が前記増加分を上回るまで補償制御を実施する。そのため、補償制御によるＮＯｘ低減分が不足するといった懸念を解消できる。
【０１０１】
しかも、前記低減分及び増加分の各々について累積値（ＮＯｘ低減積算量Noxdectotal、ＮＯｘ増加積算値Noxinctotal）を算出し、低減分の累積値が増加分の累積値を上回るまで補償制御を実施するので、前記低減分が前記増加分を上回るまで補償制御を継続できずに途中で中断した場合であっても、補償制御による低減分が不足するといった懸念を解消できる。
【０１０２】
（３）ＮＯｘ増加量Noxincを算出するにあたり、切替弁１６を駆動させた時における実ＥＧＲ量Gegract（エンジン運転状態）に基づき図８（ｃ）のマップを用いて算出するので、ＮＯｘ増加量Noxincの算出精度を向上できる。なお、実ＥＧＲガス量Gegractに加え、その時のエンジン回転速度Ne及びエンジン負荷（例えば目標噴射量Qfin）に応じて前記増加分を算出すれば、前記算出精度をさらに向上できる。
【０１０３】
（４）ＮＯｘ低減量Noxdecを算出するにあたり、補償制御の実施時における基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb（エンジン運転状態）に基づき図８（ｄ）のマップを用いて算出するので、ＮＯｘ低減量Noxdecの算出精度を向上できる。なお、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに加え、その時のエンジン回転速度Ne及びエンジン負荷（例えば目標噴射量Qfin）に応じて前記増加分を算出すれば、前記算出精度をさらに向上できる。
【０１０４】
（５）ＥＧＲ補正係数Megr（ＮＯｘ発生量を低減させる低減度合い）をエンジン運転状態に応じて可変設定するので、ＰＭが許容量を超えない範囲でＮＯｘ低減量を最大にする最適値にＥＧＲ補正係数Megrを設定することを、高精度で実現できる。また、ＥＧＲ補正係数Megrを算出するにあたり、補償制御の実施時における基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb（エンジン運転状態）に基づき図８（ｂ）のマップを用いて算出するので、ＥＧＲ補正係数Megrを上記最適値に精度良く近づけることができる。なお、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに加え、その時のエンジン回転速度Ne及びエンジン負荷（例えば目標噴射量Qfin）に応じて前記増加分を算出すれば、ＥＧＲ補正係数Megrを上記最適値に近づける精度をさらに向上できる。
【０１０５】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、切替弁１６の駆動に起因して一時的に増加したＮＯｘの増加分を、補償制御を実行することで補っている。これに対し本実施形態では、燃焼が行われていない燃料カット状態の時に切替弁１６を駆動させることで、上記ＮＯｘ増加の回避を図っている。
【０１０６】
以下、本実施形態にかかるＥＧＲ弁１３及び切替弁１６の駆動制御の処理手順について、図９のフローチャートを用いて説明する。図９に示す一連の処理は、所定周期（例えばマイコン２９ａが有するＣＰＵの演算周期）又は所定のクランク角度毎に、ＥＣＵ２９のマイコン２９ａが繰り返し実行する処理である。なお、本実施形態におけるエンジン制御システムのハード構成は、図１及び図２に示す上記第１実施形態と同じである。
【０１０７】
まず、ステップＳ２０１において、図７のステップＳ１０１と同様にして、現時点でのエンジン回転速度Ne及び目標噴射量Qfinに基づき基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbを算出する。また、現時点における過給圧Pim、吸気量Gair及び吸気温度Timに基づき実ＥＧＲ量Gegractを算出する。
【０１０８】
続くステップＳ２０２では、エンジン運転中に燃料の噴射を停止させる、燃料カット制御を実施している最中（燃料カット状態）であるか否かを判定する。この燃料カット制御は、車両運転者によるアクセルペダルの踏み込みがなく減速走行している時のように車両が惰性走行をしている時に、インジェクタ２６からの燃料噴射を停止させることで燃費向上を図る制御である。
【０１０９】
目標噴射量Qfinがゼロであり燃料カット状態であると判定された場合には（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、続くステップＳ２０３において、切替弁１６の駆動を許可するよう切替許可フラグXbypperを1に設定する。一方、燃料カット状態でないと判定された場合には（Ｓ２０２：ＮＯ）、続くステップＳ２０４において、切替弁１６の駆動を許可させないよう切替許可フラグXbypperを0に設定する。
【０１１０】
続くステップＳ２０５では、バイパスモードへの切り替え要求を指令するバイパス要求フラグXbypreqを算出する。具体的には、図７のステップＳ１０１と同様にして、取得したNe，Qfinに基づき、図８（ａ）のマップを用いてバイパス要求フラグXbypreqを算出する（Xbypreq＝MAP（Ne，Qbyp））。
【０１１１】
但し、燃料カット状態の時には、現時点での目標噴射量Qfin（=0）からバイパス要求フラグXbypreqを算出しようとすると正確な算出ができない。そこで、燃料カット状態の時には、ステップＳ２０３にて燃料カット状態の直前における目標噴射量Qfinに基づきバイパス要求フラグ算出用の噴射量Qbypを算出し（Qbyp＝Qbyp前回値）、上記ステップＳ２０５において、算出用噴射量Qbypをその時の目標噴射量Qfinに置き換えて、図８（ａ）のマップを用いてバイパス要求フラグXbypreqを算出する。なお、燃料カット状態でない時には、上記ステップＳ２０４にてQbyp＝Qfinに設定する。
【０１１２】
続くステップＳ２０６では、図７のステップＳ１０２と同様にして、要求流路と現在の流路が異なるか否かを判定する。つまり、ステップＳ２０５で算出したバイパス要求フラグXbypreqの設定値と、現在の切替弁１６の回転駆動位置Xbypactとが異なっており切替弁１６の回転駆動が要求される状態にあるか否かを判定する。
【０１１３】
Xbypreq≠Xbypactと判定（Ｓ２０６：ＹＥＳ）された場合には、続くステップＳ２０７において、切替弁１６の駆動が許可されているか否か、つまり切替許可フラグXbypperが1に設定されているか否かを判定する。
【０１１４】
この時、切替許可状態（Xbypper＝1）であると判定されれば（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、切替弁１６の駆動させてモードを切り替えるよう流路切替実行フラグXbypを1に設定する（Ｓ２０８）。一方、切替が許可されていない状態（Xbypper＝0）であれば（Ｓ２０７：ＮＯ）、或いはXbypreq＝Xbypactと判定（Ｓ２０６：ＮＯ）されれば、現状の流路（切替モード）を維持するよう流路切替実行フラグXbypを0に設定する（Ｓ２０９）。
【０１１５】
続くステップＳ２１０では、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbから実ＥＧＲ量Gegractを減算することでＥＧＲ量偏差Gegrdelを算出する（Gegrdel＝Gegrtrgb−Gegract）。そして、ＥＧＲ量偏差Gegrdelに応じたＥＧＲ弁１３の弁開度ｆ（Gegrdel）を算出し、目標弁開度Pegrtrgの前回値に弁開度ｆ（Gegrdel）を加算することで、目標弁開度Pegrtrgの今回値を算出する（Pegrtrg＝前回値＋ｆ（Gegrdel））。
【０１１６】
その後、流路切替実行フラグXbypが切替弁１６の駆動を指令するよう設定されている（Xbyp＝1）と判定された場合において（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、現在の要求流路がバイパスモード（Xbypreq＝1）であると判定されれば（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のマイナス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝−Pegrtrgとする（Ｓ２１４）。一方、Xbypreq＝0と判定されれば（Ｓ２１３：ＮＯ）、ステップＳ２１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のプラス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝Pegrtrgとする（Ｓ２１５）。
【０１１７】
また、Xbyp＝0と判定された場合において（Ｓ２１１：ＮＯ）、現在の流路がバイパスモード（Xbypact＝1）であると判定されれば（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のマイナス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝−Pegrtrgとする（Ｓ２１６）。一方、Xbypact＝0と判定されれば（Ｓ２１２：ＮＯ）、ステップＳ２１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のプラス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝Pegrtrgとする（Ｓ２１７）。
【０１１８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【０１１９】
（６）要求流路と現在の流路が異なる（Xbypreq≠Xbypact）と判定された場合であっても、現時点で燃料カット状態でなければ切替弁１６の駆動が許可されず、燃料カット状態の時に切替弁１６を駆動させる。そのため、切替弁１６の駆動に連動してＥＧＲ弁１３が駆動しても、この駆動時にはそもそも燃料カット状態で燃焼が行われていないので、ＮＯｘ発生量増大を回避でき排気エミッションの悪化を免れることができる。
【０１２０】
（第３実施形態）
本実施形態は、上記第１及び第２実施形態を組み合わせた制御である。つまり、燃料カット状態の時に切替弁１６を駆動させるといった上記第２実施形態の制御を実施しつつ、長時間に亘って燃料カット制御が実施されない場合には、切替弁１６の駆動を例外的に許可して、上記第１実施形態の補償制御を実行する。
【０１２１】
以下、本実施形態にかかるＥＧＲ弁１３及び切替弁１６の駆動制御の処理手順について、図１０、図１１及び図１２のフローチャートを用いて説明する。図１０〜図１２に示す一連の処理は、所定周期（例えばマイコン２９ａが有するＣＰＵの演算周期）又は所定のクランク角度毎に、ＥＣＵ２９のマイコン２９ａが繰り返し実行する処理である。なお、本実施形態におけるエンジン制御システムのハード構成は、図１及び図２に示す上記第１実施形態と同じである。
【０１２２】
まず、ステップＳ３０１〜Ｓ３０７において、図９のステップＳ２０１〜Ｓ２０７と同様の処理を実行する。
【０１２３】
すなわち、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb及び実ＥＧＲ量Gegractを算出し（Ｓ３０１）、燃料カット状態であれば（Ｓ３０２：ＹＥＳ）切替弁１６の駆動を許可するよう切替許可フラグXbypperを1に設定するとともに、バイパス要求フラグ算出用の噴射量Qbypを算出する（Ｓ３０３）。一方、燃料カット状態でなければ（Ｓ３０２：ＮＯ）、切替弁１６の駆動を許可させないよう切替許可フラグXbypperを0に設定する（Ｓ３０４）。
【０１２４】
そして、現時点での目標噴射量Qfin又はバイパス要求フラグ算出用の噴射量Qbypに基づきバイパス要求フラグXbypreqを算出し（Ｓ３０５）、続くステップＳ３０６では、ステップＳ３０５で算出したバイパス要求フラグXbypreqの設定値と、現在の切替弁１６の回転駆動位置Xbypactとが異なっており切替弁１６の回転駆動が要求される状態にあるか否かを判定する。Xbypreq＝Xbypactと判定（Ｓ３０６：ＮＯ）されれば、現状の流路（切替モード）を維持するよう流路切替実行フラグXbypを0に設定する（Ｓ３０８）。
【０１２５】
Xbypreq≠Xbypactと判定（Ｓ３０６：ＹＥＳ）された場合には、続くステップＳ３０７において、切替弁１６の駆動が許可されているか否か、つまり切替許可フラグXbypperが1に設定されているか否かを判定する。そして、切替許可状態（Xbypper＝1）であると判定されれば（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、切替弁１６を駆動させてモードを切り替えるよう流路切替実行フラグXbypを1に設定するとともに、補償制御を実施させないよう補償制御実施フラグXegrincを0に設定する（Ｓ３１０）。
【０１２６】
一方、切替が許可されていない状態（Xbypper＝0）、つまりXbypreq≠Xbypactであるにも拘わらず燃料カット状態でないために切替弁１６の駆動が許可されていない待機状態であれば（Ｓ３０７：ＮＯ）、続くステップＳ３０９において、この流路切替待機時間Cbypstbyが所定時間継続したか否かを判定する。この判定に用いる所定時間には予め設定した定数を用いてもよいが、本実施形態では、前記所定時間をエンジン運転状態（例えば目標噴射量Qfin等に反映されるエンジン負荷や、エンジン回転速度Ne）に応じて可変設定している。
【０１２７】
流路切替待機時間Cbypstbyが所定時間継続した場合には（Ｓ３０９：ＹＥＳ）、続くステップＳ３１１において、燃料噴射中であっても例外的に切替弁１６を駆動させてモードを切り替えるよう、流路切替実行フラグXbypを1に設定する。そして、この場合には上記第１実施形態と同様の補償制御を実施するよう補償制御実施フラグXegrincを1に設定する。
【０１２８】
一方、流路切替待機時間Cbypstbyが所定時間継続していない場合には（Ｓ３０９：ＮＯ）、続くステップＳ３１１において、前記待機状態を継続させる。つまり、現状の流路（切替モード）を維持するよう流路切替実行フラグXbypを0に設定するとともに、補償制御を実施させないよう補償制御実施フラグXegrincを0に設定する。そして、続くステップＳ３１３にて、流路切替待機時間Cbypstbyをカウントアップさせる（Cbypstby＝Cbypstbyの前回値＋１）。
【０１２９】
次に、ステップＳ３１４において、燃料噴射中に切替弁１６を駆動させることで補償制御が必要となっているか否か、つまりステップＳ３１１により補償制御実施フラグXegrincが1に設定されているか否かを判定する。補償制御が不要（Xegrinc＝0）であれば（Ｓ３１４：ＮＯ）、続くステップＳ３２３において、ＥＧＲ補正係数Megrを１にする（Megr＝1）。一方、補償制御が必要（Xegrinc＝1）であれば（Ｓ３１４：ＹＥＳ）、続くステップＳ３１５において、切替弁１６の駆動が指令されている状態（流路切替実行フラグXbyp＝1）であるか否かを判定する。
【０１３０】
そして、以降のステップＳ３１６〜Ｓ３２２では、図７のステップＳ１０３〜Ｓ１０９と同様の処理を実行する。
【０１３１】
すなわち、流路切替実行フラグXbyp＝1であれば（Ｓ３１５：ＹＥＳ）、実ＥＧＲ量Gegractに基づき図８（ｃ）のマップを用いてＮＯｘ増加量Noxincを算出するとともに、ＮＯｘ増加積算量Noxinctotalを算出する（Ｓ３１７（増加量算出手段））。一方、流路切替実行フラグXbyp＝0であれば（Ｓ３１５：ＮＯ）、続くステップＳ３１６にて補償制御が実行中かどうか判定する。
【０１３２】
補償制御実行中であれば（Xegrstp＝0）、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき図８（ｂ）のマップを用いてＮＯｘ低減量Noxdecを算出するとともに、ＮＯｘ低減積算量Noxdectotalを算出する（Ｓ３１８（低減量算出手段））。一方、補償制御実行中でなければ（Xegrstp＝1）、ＮＯｘ増加量とその積算値、ＮＯｘ低減量とその積算値をリセットする（Ｓ３１９）。
【０１３３】
そして、続くステップＳ３２０では、ＮＯｘ増加積算値NoxinctotalとＮＯｘ低減積算値Noxdectotalとを比較し、ＮＯｘ悪化分が解消されて補償制御が終了したか否かを判定する。解消できたと判定されれば（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、補償制御を終了させるよう補償制御終了フラグXegrstpを１に設定するとともに、ＥＧＲ補正係数Megrを１にする（Ｓ３２１）。そして、流路切替待機時間Cbypstbyをリセットする（Cbypstby＝0）とともに、補償制御実施フラグXegrincを0に設定する（Ｓ３２４）。
【０１３４】
一方、解消できていないと判定されれば（Ｓ３２０：ＮＯ）、補償制御を実行させるよう補償制御終了フラグXegrstpをゼロに設定する。そして、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき図８（ｄ）のマップを用いてＥＧＲ補正係数Megrを算出する（Ｓ３２２）。
【０１３５】
続くステップＳ３２５では、図７のステップＳ１１０と同様の処理を実行し、それ以降のステップＳ３２６〜Ｓ３３２では、図９のステップＳ２１１〜Ｓ２１７と同様の処理を実行する。
【０１３６】
すなわち、ステップＳ３２５において、最終目標ＥＧＲ量Gegrtrg、ＥＧＲ量偏差Gegrdel、目標弁開度Pegrtrgを順次算出する。その後、Xbyp＝1かつXbypreq＝1と判定されれば（Ｓ３２６：ＹＥＳ、Ｓ２２７：ＹＥＳ）、ステップＳ３２５で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のマイナス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝−Pegrtrgとする（Ｓ３２９）。
【０１３７】
Xbyp＝1かつXbypreq＝0と判定されれば（Ｓ３２６：ＹＥＳ、Ｓ２２７：ＮＯ）、目標弁開度Pegrtrgを図３のプラス側で制御するよう最終目標弁開度Pegrtrgf＝Pegrtrgとする（Ｓ３３０）。また、Xbyp＝0かつXbypreq＝1と判定されれば（Ｓ３２６：ＮＯ、Ｓ３２８：ＹＥＳ）、目標弁開度Pegrtrgを図３のマイナス側で制御するよう最終目標弁開度Pegrtrgf＝−Pegrtrgとする（Ｓ３３１）。また、Xbyp＝0かつXbypreq＝0と判定されれば（Ｓ３２６：ＮＯ、Ｓ３２８：ＮＯ）、目標弁開度Pegrtrgを図３のプラス側で制御するよう最終目標弁開度Pegrtrgf＝Pegrtrgとする（Ｓ３３２）。
【０１３８】
以上詳述した本実施形態によれば、上記（１）〜（６）の効果が得られるとともに、以下の効果が得られるようになる。
【０１３９】
（７）例えば、車両運転者がアクセルペダルを踏み込んでエンジン運転状態が図４の状態Ａから、状態Ｂ、状態Ｃに変化した場合において、状態Ｃに到達後、燃料カット状態で切替弁１６をクーラモードに切り替えることができれば上記第２実施形態による効果（６）を発揮できるが、状態Ｃに到達してから所定時間が経過しても燃料カット状態にならなければ、燃料噴射中であっても切替弁１６を例外的に駆動させてクーラモードに切り替える。これにより、「ＥＧＲガスの温度を最適値に制御してＮＯｘ低減効果を促進する、といった効果が長時間発揮されなくなる」とのデメリットを解消できる。
【０１４０】
しかも、このように燃料噴射中に切替弁１６を例外的に駆動させた場合には、補償制御を実施するので、切替弁１６の切替駆動に伴い生じたＮＯｘ発生量増大分は、切替弁１６の切替駆動が完了した後における補償制御によるＮＯｘ発生量低減分で補われる。よって、トータル的な期間においてＮＯｘ発生量の増大抑制を図ることができる。
【０１４１】
（８）前記所定時間を、エンジン運転状態に応じて可変設定するので、「燃料カット時に切替弁１６を駆動させることにより排気エミッション悪化を免れる」とのメリットと上記デメリットとのバランスをきめ細かく調整できる。
【０１４２】
（第４実施形態）
上記第１及び第３実施形態にかかる補償制御では、ＥＧＲ量を増量補正することでＮＯｘ発生量低減を図っているのに対し、本実施形態にかかる補償制御では、インジェクタ２６からの燃料の噴射時期を遅角させることで、ＮＯｘ発生量低減を図っている。なお、噴射時期を遅角させるほどＮＯｘ発生量を低減できる反面、ＰＭ発生量は増大する。
【０１４３】
本実施形態にかかる制御では、図７に示す第１実施形態の制御に対してステップＳ１０９，Ｓ１１０を次のように変更する。すなわち、本実施形態にかかるステップＳ１０９では、ＥＧＲ補正係数Megrを算出することに替えて、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき噴射時期補正係数（遅角量）を算出する。
【０１４４】
この算出でも図８（ｄ）のマップと同様にして、目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時ほど補正係数を小さくして、目標噴射時期の遅角補正量を少なくするように設定する。なお、本実施形態にかかるステップＳ１１０では、燃料の基本目標噴射時期に噴射時期補正係数（遅角量）を加算することで最終目標噴射時期を算出する。
【０１４５】
以上により、本実施形態によっても、上記第１及び第３実施形態にかかる補償制御による効果と同様の効果が得られる。
【０１４６】
（第５実施形態）
上記第１及び第３実施形態にかかる補償制御では、ＥＧＲ量を増量補正することでＮＯｘ発生量低減を図っているのに対し、本実施形態にかかる補償制御では、インジェクタ２６から噴射される燃料の噴射圧力を制御することで、ＮＯｘ発生量低減を図っている。なお、噴射圧力が低いほどＮＯｘ発生量を低減できる反面、ＰＭ発生量は増大する。
【０１４７】
本実施形態にかかる制御では、図７に示す第１実施形態の制御に対してステップＳ１０９，Ｓ１１０を次のように変更する。すなわち、本実施形態にかかるステップＳ１０９では、ＥＧＲ補正係数Megrを算出することに替えて、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき噴射圧力補正係数（圧力減少量）を算出する。
【０１４８】
この算出でも図８（ｄ）のマップと同様にして、目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時ほど補正係数を小さくして、噴射圧力の減少量を少なくするように設定する。なお、本実施形態にかかるステップＳ１１０では、燃料の基本噴射圧力に圧力減少量を加算することで最終目標噴射圧力を算出する。
【０１４９】
なお、図示しない高圧ポンプ（例えばプランジャポンプ）から蓄圧室（コモンレール）へ圧送供給された燃料が、インジェクタ２６へ供給される構成において、高圧ポンプからコモンレールへの圧送量をＥＣＵ２９が制御することで、コモンレール内の燃料圧力、つまりインジェクタ２６の噴射圧力を制御している。そして、ステップＳ１１０で算出した最終目標噴射圧力となるよう、ＥＣＵ２９は高圧ポンプの作動を制御する。
【０１５０】
以上により、本実施形態によっても、上記第１及び第３実施形態にかかる補償制御による効果と同様の効果が得られる。
【０１５１】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【０１５２】
・図２に示す切替弁１６（温度調整手段）では、切替弁１６によるクーラモード及びバイパスモードの切り替え時に、ＥＧＲ弁１３が一時的に全閉となる構成であるが、このような構成に替え、切替弁１６による切替駆動時に、ＥＧＲ弁１３が一時的に全開となる構成を採用してもよい。
【０１５３】
但しこの場合には、切替弁１６によりモードを切り替える際にはＥＧＲ量が一旦最大となる。すると、一時的にＰＭ（特定成分）の排出量が増加して、排気エミッション悪化が懸念される。よって、上記構成の場合における補償制御では、ＮＯｘを低減させることに替えて、ＰＭ排出量を低減させる補償制御を実施する。つまり、ＥＧＲ量の低減、燃料噴射時期の進角、或いは燃料噴射圧力の増加を補償制御として実施する。
【０１５４】
・図２に示す切替弁１６（温度調整手段）は、ＥＧＲクーラ１４への流入口１４ａとバイパス通路１５とを切替開閉するバルブであるが、このように単に切替開閉するのみならず、流入口１４ａ及びバイパス通路１５の両方を開口させた中間開度位置においてその開度を調整することで、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４へ流通させる流量とバイパス配管１５により迂回させる流量との流通割合を調整する構成として、ＥＧＲガスの温度を微調整可能としてもよい。
【０１５５】
・図２に示す切替弁１６（温度調整手段）では、ＥＧＲ弁１３の回転が所定範囲を超えて回転した時に切替弁１６は保持位置を切り替えるよう間欠的に回転駆動する構成であるが、このような構成に替え、ＥＧＲ弁１３の駆動（つまり電動モータ１３１の作動）に伴い、切替弁１６が連続的に回転駆動する構成を採用してもよい。
【０１５６】
・図８（ｄ）に示すようにＥＧＲ補正係数Megrをエンジン運転状態に応じて可変設定することに替え、ＥＧＲ補正係数Megrを一定の値に固定してもよい。
【０１５７】
・図７のステップＳ１０４において、実ＥＧＲ量Gegractに基づきＮＯｘ増加量Noxinc及びその積算値Noxinctotalを算出しているが、この算出手法に替え、切替弁１６を切替駆動させた回数、その時のエンジン回転速度Ne及びエンジン負荷（例えばQfin）に基づきＮＯｘ増加量積算値Noxinctotalを算出するようにしてもよい。これによれば、実ＥＧＲ量Gegractに基づきマップを用いてＮＯｘ増加量Noxinc等を算出する場合に比べて、マイコン２９ａの演算処理負荷の軽減を図ることができる。
【０１５８】
・図７のステップＳ１０５において、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づきＮＯｘ低減量Noxdec及びその積算値Noxdectotalを算出しているが、この算出手法に替え、補償制御を実施させた時間と回数、その時のエンジン回転速度Ne及びエンジン負荷（例えばQfin）に基づきＮＯｘ低減量積算値Noxdectotalを算出するようにしてもよい。これによれば、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づきマップを用いてＮＯｘ低減量Noxdec等を算出する場合に比べて、マイコン２９ａの演算処理負荷の軽減を図ることができる。
【符号の説明】
【０１５９】
１０…ＥＧＲ配管、１３…ＥＧＲ弁（流量調整手段）、１４…ＥＧＲクーラ、１５…バイパス通路（バイパス配管）、１６…切替弁（温度調整手段）、２９…ＥＣＵ（制御手段）、１３１…電動モータ（アクチュエータ）、Ｓ１０４，Ｓ３１７…増加量算出手段、Ｓ１０５，Ｓ３１８…低減量算出手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関制御装置及び内燃機関制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関から排出される排ガスの一部をＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスとして内燃機関の吸気系に再循環させることで、燃焼温度を低下させて排ガス中のＮＯｘ低減を図ったＥＧＲシステムが知られている。
【０００３】
そして、内燃機関の運転状態に応じて流量調整弁（流量調整手段）によりＥＧＲ流量を調整することで、排ガスのエミッション悪化抑制を図っている。例えば、内燃機関が低負荷低回転の場合には、燃焼温度低下によるＮＯｘ低減を図るべくＥＧＲ流量を増加させる。但し、ＥＧＲ流量が過大であると燃焼不安定及びＰＭ増加を招くので、これらの不具合とのトレードオフを鑑みてＥＧＲ流量は調整される。一方、内燃機関が高負荷高回転の場合には、燃料噴射量に見合った酸素量を確保すべくＥＧＲ流量を低減させて、新気流量を増加させる。
【０００４】
また、ＥＧＲシステムによるＮＯｘ低減の効果を十分に発揮させるには、ＥＧＲガスの温度を最適値に制御することが効果的である。そこで従来では、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、ＥＧＲクーラを迂回させるバイパス配管とを設け、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラへ流通させる流量と、バイパス配管により迂回させる流量との割合を、温度調整弁（温度調整手段）により調整することでＥＧＲガス温度を制御している（特許文献１等参照）。
【０００５】
ここで、特許文献１記載のＥＧＲシステムでは、流量調整弁を駆動させるアクチュエータと温度調整弁を駆動させるアクチュエータとを別々に設けている。これに対し特許文献２記載のＥＧＲシステムでは、流量調整弁及び温度調整弁を単一のアクチュエータで連動して駆動させることで、アクチュエータが要する搭載スペースの小型化等を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５４−２３８２５号公報
【特許文献２】特開２００６−２９９９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、流量調整弁及び温度調整弁を単一のアクチュエータで連動して駆動させる構造では、ＥＧＲガス温度を変更させるべく温度調整弁を駆動させると、流量調整弁も連動して駆動するためＥＧＲ流量も変化してしまう。その結果、ＥＧＲ量が過剰となることで燃焼不安定及びＰＭ増加を招いたり、ＥＧＲ量が不足することでＮＯｘ増加を招いたりする等、排気エミッション悪化が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段及びＥＧＲガスの温度を調整する温度調整手段が単一のアクチュエータで連動して駆動させるよう構成された場合において、排気エミッションの悪化抑制を図った内燃機関制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【００１０】
請求項１記載の発明は、排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に再循環させるＥＧＲ配管と、前記ＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段と、前記ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラに対して迂回させるバイパス配管と、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラへ流通させる流量と前記バイパス配管により迂回させる流量との割合を調整することで、前記ＥＧＲガスの温度を調整する温度調整手段と、を備えた内燃機関に適用されるものである。そして、前記流量調整手段及び前記温度調整手段は、単一のアクチュエータで連動して駆動させるよう構成されており、前記アクチュエータの作動を制御する制御手段は、前記内燃機関の運転中に燃料の噴射を停止させる燃料カットの状態であることを条件として、前記温度調整手段の駆動を許可することを特徴とする。
【００１１】
これによれば、燃料カット状態の時に温度調整手段を駆動させることとなるので、温度調整手段の駆動に連動して流量調整手段が駆動しても、この駆動時にはそもそも燃料カット状態で燃焼が行われていないので、排気エミッションの悪化を免れることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、前記制御手段は、前記温度調整手段を駆動させる要求が為された後、前記燃料カットが所定時間以上実施されなければ、前記温度調整手段の駆動を例外的に許可することを特徴とする。
【００１３】
燃料カット状態であることを条件として温度調整手段の駆動を許可するにあたり、長時間に亘って燃料カットが為されなければ、温度調整手段を駆動させる要求を長時間満たすことができなくなる。すると、「ＥＧＲガスの温度を最適値に制御することによりＮＯｘ低減効果を促進する、といった効果が長時間発揮されなくなる」とのデメリットが「燃料カット時に温度調整手段を駆動させることにより排気エミッション悪化を免れる」とのメリットを上回る。この点を鑑みた上記発明では、温度調整手段の駆動要求後、燃料カットが所定時間以上実施されなければ温度調整手段の駆動を例外的に許可することで、上記デメリットの解消を図ることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、前記所定時間を、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする。
【００１５】
上記デメリットの大きさは、内燃機関の運転状態（例えば機関回転速度及び機関負荷）に応じて異なる。この点を鑑みた上記発明では、所定時間を機関運転状態に応じて可変設定することで、上記メリットと上記デメリットとのバランスをきめ細かく調整できる。
【００１６】
請求項４記載の発明では、前記例外的許可に基づき前記温度調整手段を駆動させた場合には、その駆動に伴い一時的に増加した排気エミッションの特定成分に対し、前記駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させるよう前記内燃機関を制御する、補償制御を実施することを特徴とする。
【００１７】
前記例外的許可に基づき温度調整手段を燃料噴射中に駆動させると、先述したように流量調整手段が連動して駆動することに起因して、ＮＯｘやＰＭ等の特定成分の発生量が一時的に増加する。そこで上記発明では、例外的許可に基づき温度調整手段を燃料噴射中に駆動させた場合には、その駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させる補償制御を実施するので、一時的には排気エミッション悪化を招くものの、その後の補償制御実施期間も含めたトータル的な期間で考慮すれば、排気エミッションの悪化抑制を図ることができると言える。
【００１８】
請求項５記載の発明では、排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に再循環させるＥＧＲ配管と、前記ＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段と、前記ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラに対して迂回させるバイパス配管と、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラへ流通させる流量と前記バイパス配管により迂回させる流量との割合を調整することで、前記ＥＧＲガスの温度を調整する温度調整手段と、を備えた内燃機関に適用されるものである。そして、前記流量調整手段及び前記温度調整手段は、単一のアクチュエータで連動して駆動させるよう構成されており、前記温度調整手段を駆動させた場合には、その駆動に伴い一時的に増加した排気エミッションの特定成分に対し、前記駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させるよう前記内燃機関を制御する、補償制御を実施することを特徴とする。
【００１９】
温度調整手段を駆動させると、先述したように流量調整手段が連動して駆動することに起因して、ＮＯｘやＰＭ等の特定成分の発生量が一時的に増加する。そこで上記発明では、温度調整手段を駆動させた場合には、その駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させる補償制御を実施するので、一時的には排気エミッション悪化を招くものの、その後の補償制御実施期間も含めたトータル的な期間で考慮すれば、排気エミッションの悪化抑制を図ることができると言える。
【００２０】
請求項６記載の発明では、前記補償制御は、前記ＥＧＲガスの流量を制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする。
【００２１】
例えば、アクチュエータの作動に伴いＮＯｘ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、ＥＧＲガスの流量を通常時より増量させることでＮＯｘ発生量を低減させればよく、ＰＭ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、ＥＧＲガスの流量を通常時より減量させることでＰＭ発生量を低減させればよい。
【００２２】
請求項７記載の発明では、前記補償制御は、燃焼室へ噴射される燃料の噴射時期を制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする。
【００２３】
例えば、アクチュエータの作動に伴いＮＯｘ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、燃料の噴射時期を通常時より遅角させることでＮＯｘ発生量を低減させればよく、ＰＭ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、燃料の噴射時期を通常時より進角させることでＰＭ発生量を低減させればよい。
【００２４】
請求項８記載の発明では、前記補償制御は、燃料の噴射圧力を通常時と異なるよう制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする。
【００２５】
例えば、アクチュエータの作動に伴いＮＯｘ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、燃料の噴射圧力を通常時より低下させることでＮＯｘ発生量を低減させればよく、ＰＭ（特定成分）の発生量が一時的に増加した場合には、燃料の噴射圧力を通常時より上昇させることでＰＭ発生量を低減させればよい。
【００２６】
請求項９記載の発明では、前記温度調整手段を駆動させたことに起因して増加した、前記特定成分の発生量の増加分を算出する増加量算出手段と、前記補償制御の実施に起因して低減された、前記特定成分の発生量の低減分を算出する低減量算出手段と、を備え、前記低減量算出手段により算出された前記低減分が、前記増加量算出手段により算出された前記増加分を上回るまで前記補償制御を実施することを特徴とする。
【００２７】
ここで、上記発明に反し、予め設定した実施期間長さだけ補償制御を実施しようとすると、一時的に排気エミッションが悪化した期間、及びその後の補償制御実施期間を含めたトータル的な期間において排気エミッションの悪化を抑制できるものの、特定成分の増加分に対して補償制御による低減分が不足することが懸念される。これに対し、上記発明によれば、補償制御の実施期間の長さは、特定成分発生量の低減分が増加分を上回るまでとなるので、補償制御による低減分が不足するといった上記懸念を解消できる。
【００２８】
請求項１０記載の発明では、前記低減量算出手段により算出された前記低減分の累積値が、前記増加量算出手段により算出された前記増加分の累積値を上回るまで前記補償制御を実施することを特徴とする。
【００２９】
上記発明では、前記低減分が前記増加分を上回るまで補償制御を継続できずに、途中で中断した場合を想定しており、このような場合であっても上記発明によれば、低減分の累積値が増加分の累積値を上回るまで補償制御を実施するので、補償制御による低減分が不足するといった上記懸念を解消できる。なお、累積する期間は、イグニッションスイッチをオン（ＩＧオン）させて内燃機関を始動させてから、ＩＧオフさせて内燃機関を停止させるまでの期間とすることが望ましい。
【００３０】
請求項１１記載の発明では、前記増加量算出手段は、前記温度調整手段を駆動させた時における前記内燃機関の運転状態を加味して、前記増加分を算出することを特徴とする。
【００３１】
燃料噴射中に温度調整手段を駆動させた時に生じる特定成分（ＮＯｘ又はＰＭ等）の増加量は、その時の内燃機関の運転状態に応じて異なってくる。この点を鑑みた上記発明によれば、その運転状態を加味して前記増加分を算出するので、前記増加分の算出精度を向上できる。
【００３２】
特に、その時のＥＧＲガスの実流量は前記増加分との相関性が高いので、請求項１２記載の如くＥＧＲガスの実際の流量を加味して前記増加分を算出すれば、前記増加分の算出精度をより一層向上できる。なお、ＥＧＲガス実流量に加え、その時の機関回転速度及び機関負荷を加味して前記増加分を算出すれば、前記算出精度をさらに向上できる。
【００３３】
請求項１３記載の発明では、前記低減量算出手段は、前記補償制御の実施時における前記内燃機関の運転状態を加味して、前記低減分を算出することを特徴とする。
【００３４】
補償制御の実施により低減できた特定成分（ＮＯｘ又はＰＭ等）の低減量は、その時の内燃機関の運転状態に応じて異なってくる。この点を鑑みた上記発明によれば、その運転状態を加味して前記低減分を算出するので、低減量算出手段による前記低減分の算出精度を向上できる。
【００３５】
特に、その時のＥＧＲガスの目標流量は前記低減分との相関性が高いので、請求項１４記載の如くＥＧＲガスの目標流量を加味して前記低減分を算出すれば、前記算出精度をより一層向上できる。なお、ＥＧＲガスの目標流量に加え、その時の機関回転速度及び機関負荷を加味して前記低減分を算出すれば、前記算出精度をさらに向上できる。
【００３６】
請求項１５記載の発明は、前記補償制御では、通常時に比べて前記特定成分の発生量を低減させる低減度合いを、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする。
【００３７】
温度調整手段を燃料噴射中に駆動させて一時的に増加した排気エミッションの特定成分（例えばＮＯｘ）に対し、補償制御においてＮＯｘ発生量を低減させるにあたり、ＮＯｘ発生量を過剰に低減させてしまうと、他の特定成分（例えばＰＭ）の発生量が許容量を超えることが懸念される。よって、補償制御では、他の特定成分が許容量を超えない範囲でＮＯｘ低減量（低減度合い）を最大にすることが望ましく、その低減度合いの最適値はその時の内燃機関の運転状態に応じて異なってくる。この点を鑑みた上記発明によれば、その運転状態に応じて前記低減度合いを可変設定するので、低減度合いを上記最適値にすることを、高精度で実現できる。
【００３８】
特に、その時のＥＧＲガスの目標流量は前記最適値に与える影響が大きいので、請求項１６記載の如くＥＧＲガスの目標流量に応じて前記低減度合いを可変設定すれば、低減度合いを上記最適値に精度良く近づけることができる。なお、ＥＧＲガスの目標流量に加え、その時の機関回転速度及び機関負荷を加味して前記低減度合いを可変設定すれば、低減度合いを上記最適値に近づける精度をさらに向上できる。
【００３９】
請求項１７記載の発明は、上記内燃機関制御装置と、前記ＥＧＲ配管、前記ＥＧＲクーラ、前記バイパス配管、前記流量調整手段、前記温度調整手段、及び前記アクチュエータの少なくとも１つと、を備えることを特徴とする内燃機関制御システムである。この内燃機関制御システムによれば、上述の各種効果を同様に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関制御装置が適用される、エンジンの吸排気系システムの構成を示す図。
【図２】図１のＥＧＲ弁及び切替弁の駆動を説明する図であり、（ａ）はクーラモードに駆動させた状態を示す図、（ｂ）はバイパスモードに駆動させた状態を示す図。
【図３】ＥＧＲ弁の弁開度と、ＥＧＲ弁により調整されるＥＧＲ流量との関係（特性）を示す図。
【図４】目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Neと、クーラ領域及びバイパス領域との関係を示す図。
【図５】第１実施形態にかかる補償制御を実施しない場合の例を示すタイムチャート。
【図６】第１実施形態にかかる補償制御を実施した場合の例を示すタイムチャート。
【図７】第１実施形態にかかる補償制御の処理手順を示すフローチャート。
【図８】図７の処理で用いられる各種マップ。
【図９】本発明の第２実施形態において、ＥＧＲ弁及び切替弁の駆動制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】本発明の第３実施形態において、ＥＧＲ弁及び切替弁の駆動制御及び補償制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】第３実施形態において、ＥＧＲ弁及び切替弁の駆動制御及び補償制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１２】第３実施形態において、ＥＧＲ弁及び切替弁の駆動制御及び補償制御の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の内燃機関制御装置を具体化した各実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態で適用されるエンジン（内燃機関）は車載用ディーゼルエンジンであり、燃焼室に直接的に高圧燃料（例えば噴射圧力「１０００気圧」以上の軽油）を噴射する方式の、多気筒４ストロークエンジンを想定している。
【００４２】
（第１実施形態）
先ず、エンジンの吸排気系システムの構成について図１を用いて説明する。
【００４３】
当該エンジンは、排気系から吸気系に排気を還流させるＥＧＲ配管１０を備えており、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気管１１に戻すことで、燃焼室１２における燃焼温度を下げて排ガス中のＮＯｘ低減等を図っている。
【００４４】
ＥＧＲ配管１０にはＥＧＲ弁１３（流量調整手段）が備えられている。このＥＧＲ弁１３は、ＥＧＲ配管１０の流路断面開度を調整することでＥＧＲガスの流量（ＥＧＲ流量）を調整するバルブであり、電動モータ１３１（アクチュエータ）により駆動される。そして、ＥＧＲ弁１３を全開作動させるとＥＧＲ流量は最大となり、全閉作動させるとＥＧＲ流量はゼロとなる。
【００４５】
ＥＧＲ配管１０のうちＥＧＲ弁１３の上流側部分には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１４が備えられている。このようにＥＧＲガスを冷却することで、ＥＧＲガスの体積減少（密度上昇）を図り、これによって燃焼室１２に流入する吸気の充填効率向上を図っている。ちなみに、ＥＧＲクーラ１４の内部には、冷却液が循環する冷却液通路と、ＥＧＲガスが流通するガス通路とが形成されており、ガス通路を流通するＥＧＲガスは冷却液通路を循環するエンジン冷却水（冷却液）と熱交換して冷却される。なお、冷却液の循環流量を調整することでＥＧＲクーラ１４による冷却度合いを調整するようにしてもよい。
【００４６】
ＥＧＲ配管１０のうちＥＧＲ弁１３の上流側部分には、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４に対して迂回させるバイパス通路１５（バイパス配管）が設けられている。また、ＥＧＲ配管１０のうちＥＧＲ弁１３の上流側部分には、切替弁１６（温度調整手段）が備えられている。この切替弁１６は、ＥＧＲ配管１０のうちＥＧＲクーラ１４への流入口１４ａとバイパス通路１５とを切替開閉するバルブである。
【００４７】
切替弁１６が図１の実線位置に駆動すると、バイパス通路１５を閉塞してＥＧＲクーラ１４への流入口１４ａを開放するクーラモードとなり、ＥＧＲガスはＥＧＲクーラ１４により冷却された後、流出口１４ｂからＥＧＲ弁１３へと流れる。一方、切替弁１６が図１の点線位置に駆動すると、ＥＧＲクーラ１４への流入口１４ａを閉塞してバイパス通路１５を開放するバイパスモードとなり、ＥＧＲガスはＥＧＲクーラ１４で冷却されることなくバイパス通路１５からＥＧＲ弁１３へと流れる。したがって、切替弁１６を駆動させてモードを切り替えることで、ＥＧＲガスを吸気系に再循環させることによるＮＯｘ低減の効果が最大限に発揮されるＥＧＲガス温度となるよう、ＥＧＲガス温度を最適値に調整できる。
【００４８】
ＥＧＲ弁１３及び切替弁１６は単一の電動モータ１３１で駆動されるよう構成されている。つまり、電動モータ１３１を作動させてＥＧＲ弁１３を駆動させると、カム機構によりＥＧＲ弁１３の駆動に連動して切替弁１６が駆動する。
【００４９】
図２は前記カム機構の構成を示す図であり、ＥＧＲ弁１３の回転軸１３ａにはロータリギヤ１３ｂが取り付けられている。一方、切替弁１６の回転軸１６ａにはカム１６ｂ，１６ｃが取り付けられている。電動モータ１３１を作動させると、ロータリギヤ１３ｂ、回転軸１３ａ及びＥＧＲ弁１３が一体となって回転する。
【００５０】
そして、ロータリギヤ１３ｂに設けられたピン１３ｃがカム１６ｂに当接した状態でロータリギヤ１３ｂがさらに時計方向に回転すると、カム１６ｂはピン１３ｃに押し動かされて、回転軸１６ａ及び切替弁１６と一体となって回転し、切替弁１６の回転位置は図２（ａ）に示す位置で板ばね１６１により保持される。この保持位置は、図１の実線に示すクーラモードの位置である。
【００５１】
一方、ピン１３ｃがカム１６ｃに当接した状態でロータリギヤ１３ｂが反時計方向に回転すると、カム１６ｃはピン１３ｃに押し動かされて、回転軸１６ａ及び切替弁１６と一体となって回転し、切替弁１６の回転位置は図２（ｂ）に示す位置で板ばね１６１により保持される。この保持位置は、図１の点線に示すバイパスモードの位置である。
【００５２】
このように、ＥＧＲ弁１３は電動モータ１３１の作動に伴い連続的に回転するのに対し、切替弁１６は、ＥＧＲ弁１３の回転が所定領域を超えて回転した時に、保持位置を切り替えるよう間欠的に回転する。つまり、ピン１３ｃが２つのカム１６ｂ，１６ｃの間を当接することなく回転する領域では、切替弁１６を駆動させることなくＥＧＲ弁１３を駆動させることができる。なお、図２（ａ）のＥＧＲ弁１３の実線位置は、クーラモードにおいてＥＧＲ量を最大にする位置であり、図２（ｂ）のＥＧＲ弁１３の実線位置は、バイパスモードにおいてＥＧＲ量を最大にする位置である。
【００５３】
図３はＥＧＲ弁１３の弁開度と、ＥＧＲ弁１３により調整されるＥＧＲ流量との関係（特性）を示す図である。以降の説明では、ＥＧＲ弁１３の全閉位置（図２（ａ）の点線に示す位置）を開度ゼロとし、クーラモード側での弁開度をプラスで表現し、クーラモード側での弁開度をマイナスで表現する。そして、弁開度の絶対値が大きいほどＥＧＲ流量は増大するよう調整される。
【００５４】
図１の説明に戻り、吸気管１１のうち、ＥＧＲ配管１０が接続される部分の上流側には、燃焼室１２に流入する吸気のうち新気の流量を調整するスロットル弁１７ａが備えられている。スロットル弁１７ａは電動モータ１７ｂにより開閉作動し、全開作動時に新気量は最大となり、全閉作動時に新気量はゼロとなる。
【００５５】
吸気管１１と排気管１８との間にはターボチャージャ１９（過給機）が配設されている。ターボチャージャ１９は、吸気管１１に設けられたコンプレッサインペラ１９ａと、排気管１８に設けられたタービンホイール１９ｂとを有し、それらがシャフト１９ｃにて連結されている。ターボチャージャ１９では、排気管１８を流れる排気によってタービンホイール１９ｂが回転し、その回転力がシャフト１９ｃを介してコンプレッサインペラ１９ａに伝達される。そして、コンプレッサインペラ１９ａにより、吸気管１１内を流れる吸入空気が圧縮されて過給が行われる。
【００５６】
また、本実施形態に係るターボチャージャ１９には、排気の流体エネルギをシャフト１９ｃの回転駆動力に変換する割合を設定変更可能にする容量可変型のターボチャージャが採用されている。具体的には、タービンホイール１９ｂには、吹き付けられる排気の流速を可変とするための複数の可変ベーン１９ｄが設けられている。これらの可変ベーン１９ｄは互いに同期した状態で開閉動作する。そして、隣り合う可変ベーン１９ｄ間の隙間の大きさ、すなわち可変ベーン１９ｄの開度を変化させることで、前記排気流速を調整し、これによりタービンホイール１９ｂの回転速度が調整される。そして、タービンホイール１９ｂの回転速度が調整されることにより、燃焼室１２に強制的に供給される空気の量、すなわち過給圧が調整される。
【００５７】
ターボチャージャ１９にて過給された空気は、インタークーラ２０によって冷却された後、その下流側に給送される。インタークーラ２０によって吸入空気を冷却して体積減少（密度上昇）を図ることで、燃焼室１２に流入する吸気の充填効率向上を図っている。
【００５８】
吸気管１１のうちコンプレッサインペラ１９ａの上流側、かつ、エアクリーナ２１の下流側には、単位時間あたりに流入する吸入空気の質量流量ＭＡＦ（以下、単に吸入空気量又は吸気量と呼ぶ）を検出するエアフロメータ２２（吸気量センサ）が取り付けられている。
【００５９】
排気管１８のうちタービンホイール１９ｂの下流側には、排気を浄化する浄化装置２３が取り付けられている。浄化装置２３の具体例としては、排気中のＰＭを捕集するためのＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒や排気中のＨＣやＣＯを浄化する酸化触媒等が挙げられる。
【００６０】
排気管１８のうち浄化装置２３の下流側には、排気中の酸素濃度を検出するＡ／Ｆセンサ２４が取り付けられている。Ａ／Ｆセンサ２４は、時々の排気中酸素濃度に応じた酸素濃度検出信号Ｏ２を出力する酸素濃度センサである。Ａ／Ｆセンサ２４のセンサ出力としての酸素濃度検出信号は、酸素濃度に応じてリニアに変化するように調整される。なお、Ａ／Ｆセンサ２４に替えて、排気がリッチかリーンかに応じて異なる起電力信号を出力する起電力出力型のＯ２センサを採用してもよい。
【００６１】
上述した各種センサ２２，２４及びクランク角センサ２５から出力される検出信号は、エンジンＥＣＵ２９（電子制御ユニット）に入力される。ＥＣＵ２９はこれらの検出信号に基づき、以下の如く燃料噴射量、過給圧、ＥＧＲ弁１３の開度、スロットル弁１７ａの開度、及び切替弁１６の切替位置等を制御することでエンジン制御を行う。
【００６２】
ＥＣＵ２９（制御手段）に備えられたマイコン２９ａは、クランク角センサ２５から入力される検出信号に基づき、エンジンの出力軸（クランク軸）の回転速度（エンジン回転速度Ne）を算出する。また、図示しないアクセルセンサから入力される検出信号に基づき、運転者によるアクセルペダルの操作量（踏込み量）が算出される。そしてマイコン２９ａは、時々のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ne）やアクセルペダル操作量等に基づき燃料の目標噴射量Qfinを算出し、その目標噴射量Qfinとなるようインジェクタ２６（燃料噴射弁）の作動を制御する。
【００６３】
ＥＣＵ２９のマイコン２９ａは、容量可変型ターボチャージャ１９の容量を調整することで過給圧を制御する。すなわち、前述の目標噴射量Qfin、及びエンジン回転速度Ne等をパラメータとして、マップ等を用いて可変ベーン１９ｄの目標開度を算出する。そして、目標開度となるよう図示しないアクチュエータを駆動制御することにより、可変ベーン１９ｄが目標開度となるよう制御する。なお、エンジン回転速度Neが高いほど、或いは目標噴射量Qfinが多いほど目標開度は大きく設定され、ひいては過給圧が増加する。さらにＥＣＵ２９は、吸気圧センサ２５により検出した過給圧Ｐ１の値、或いは排気圧センサ（図示せず）により検出した排気圧Ｐ２の値が目標値に近づくよう、可変ベーン１９ｄの開度をフィードバック制御する。
【００６４】
ＥＣＵ２９のマイコン２９ａはＥＧＲ弁１３の開度を制御することで、排気管１８からＥＧＲ配管１０に流入して還流するＥＧＲ流量を制御する。すなわち、前述の目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Ne等をパラメータとして、マップ等を用いて基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbを算出する。
【００６５】
ちなみに、ＥＧＲ流量が過小の場合には十分なＮＯｘ低減効果が得られず、ＥＧＲ流量が過大の場合には、気筒内の酸素が不足して粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）が増加するとともに、燃焼が不安定になる。これらを鑑みて、ＰＭ発生許容量ぎりぎりまでＥＧＲ流量を増やしてＮＯｘを低減させるよう、前記マップ中の基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbは最適化されている。
【００６６】
そして、この基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbを、後に詳述する補償制御により補正することで最終目標ＥＧＲ量Gegrtrgを算出し、この最終目標ＥＧＲ量Gegrtrgとなるようマイコン２９ａは電動モータ１３ｂを作動させてＥＧＲ弁１３の開度を制御する。
【００６７】
なお、排気中の酸素濃度（排気酸素濃度）の目標値（目標排気酸素濃度）も目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Ne等をパラメータとして算出されており、Ａ／Ｆセンサ２４により検出された排気酸素濃度が目標排気酸素濃度に近づくようＥＧＲ弁１３の開度はフィードバック制御される。
【００６８】
ＥＣＵ２９のマイコン２９ａは切替弁１６の位置を制御することで、ＥＧＲガス温度を制御する。すなわち、前述の目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Ne等をパラメータとして、バイパスモード及びクーラモードのいずれに切り替えるかを判定する。例えば、図４に示すように目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Neからなる領域をクーラ領域及びバイパス領域に区分けして、現時点での目標噴射量Qfin及びエンジン回転速度Neがいずれの領域であるかに基づきモード判定する。なお、高負荷高回転の側をクーラ領域として設定し、低負荷低回転の側をバイパス領域として設定している。
【００６９】
ところで、図２に示す如くＥＧＲ弁１３と切替弁１６とを単一の電動モータ１３１で駆動させる構成であることに起因して、バイパスモード及びクーラモードを切り替えるべく切替弁１６を駆動させようとすると、ＥＧＲ弁１３も連動して駆動させることを要するため、切替弁１６の駆動過渡時にはＥＧＲ流量が一時的に変化してしまう。例えば図３に示す特性の場合には、ＥＧＲ流量を一定に保ちながら切替弁１６によるモード切り替えを行うことはできず、バイパスモード及びクーラモードを切り替える際にはＥＧＲ量が一旦ゼロとなる。すると、一時的にＮＯｘ（特定成分）の排出量が増加して、排気エミッション悪化が懸念される。
【００７０】
次に、上述の如く一時的にＮＯｘ増加が生じる態様の一例を、図４及び図５を用いて説明する。なお、図５は、後述する補償制御を実施しない場合の例を示すタイムチャートであり、（ａ）はアクセル開度、（ｂ）は燃料噴射量、（ｃ）はエンジン回転速度Ne、（ｄ）は切替弁１６の切り替え位置、（ｅ）はＥＧＲ弁１３の目標開度、（ｆ）中の実線は目標ＥＧＲ量、破線は実際のＥＧＲ量、（ｇ）中の実線は目標ＮＯｘ量、破線は実際のＮＯｘ量について、それぞれの変化を示す。
【００７１】
車両運転者がアクセルペダルを踏み込んで燃料噴射量を増大させると（図５（ａ）（ｂ）参照）、エンジン回転速度Neが徐々に増大する（図５（ｃ）参照）。つまり、図４の状態Ａから状態Ｂ，Ｃ，Ｄへと変化する。そして、エンジン回転速度Neの増大に伴って、ＥＧＲ量の目標値が徐々に低下して（図５（ｆ）参照）、ＥＧＲ弁１３の目標開度も徐々に低流量側へ変化する（図５（ｅ）中のｔ１０〜ｔ２０参照）。そして、状態Ｃとなるｔ２０の時点で切替弁１６をバイパスモードからクーラモードに切り替えることとなる（図５（ｄ）参照）。
【００７２】
この状態Ｃへと変化したｔ２０の時点（モード切替時点）で、ＥＧＲ弁１３の目標開度はマイナス側からプラス側へと移行する。そのため、ＥＧＲ弁１３の実際の開度がプラス側の目標開度となるまでの過渡期間（ｔ２０〜ｔ２１の期間）、実際のＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量より少なくなってしまい（図５（ｆ）中の破線参照）、ひいては、実際のＮＯｘ量が目標ＮＯｘ量より一時的に増加する（図５（ｇ）中の破線参照）。これが、先述した排気エミッション悪化の一態様である。
【００７３】
この問題に対し本実施形態では、切替弁１６の駆動が完了した後において、目標ＥＧＲ量を増量補正することで、ＮＯｘ発生量を通常時に比べて低減させる補償制御を実施している。これにより、上述の如く一時的に増加したＮＯｘの増加分を、補償制御によるＮＯｘの低減分で補償する。
【００７４】
図６は、補償制御を実施した場合の例を示すタイムチャートであり、（ａ）はアクセル開度、（ｂ）は燃料噴射量、（ｃ）はエンジン回転速度Ne、（ｄ）は切替弁１６の切り替え位置、（ｅ）は補償制御による目標ＥＧＲ量に対する補正量、（ｆ）は補償制御による補正が指令される時間、（ｇ）はＥＧＲ弁１３の目標開度、（ｈ）中の実線は目標ＥＧＲ量、破線は実際のＥＧＲ量、（ｉ）中の実線は目標ＮＯｘ量、破線は実際のＮＯｘ量について、それぞれの変化を示す。
【００７５】
車両運転者がアクセルペダルを踏み込んで燃料噴射量を増大させると（図６（ａ）（ｂ）参照）、エンジン回転速度Neが徐々に増大して（図６（ｃ）参照）。図４の状態Ａから状態Ｂ，Ｃ，Ｄへと変化する。そして、エンジン回転速度Neの増大に伴って、ＥＧＲ量の目標値が徐々に低下して（図６（ｈ）参照）、ＥＧＲ弁１３の目標開度も徐々に低流量側へ変化する（図６（ｇ）中のｔ１０〜ｔ２０参照）。そして、状態Ｃとなるｔ２０の時点で切替弁１６をバイパスモードからクーラモードに切り替えると同時に、補償制御を開始して、目標ＥＧＲ量を増量補正する（図６（ｅ）（ｆ）（ｈ）参照）。
【００７６】
モード切替を開始したｔ２０時点から実際のＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量に一致するまでの過渡期間（ｔ２０〜ｔ２１の期間）においては、ＮＯｘが一時的に増加する。図６（ｉ）中の斜線Ｓ１に示す面積は、過渡期間ｔ２０〜ｔ２１におけるＮＯｘ増加量を示す。この過渡期間ｔ２０〜ｔ２１が終了した後においては、目標ＥＧＲ量を増量補正していることにより、当該補正をしていない場合に比べてＮＯｘ発生量を低減できている。図６（ｉ）中の網点Ｓ２に示す面積は、過渡期間ｔ２０〜ｔ２１終了後におけるＮＯｘ低減量を示す。
【００７７】
そして、ＮＯｘ低減量Ｓ２がＮＯｘ増加量Ｓ１を上回ったｔ３１時点で補償制御を終了する。なお、補償制御の指令が終了してから所定時間ｔ３１〜ｔ３２の間に、補償制御によるＥＧＲ増量補正を徐々に低下させてゼロにする徐変制御を行う。以上により、切替弁１６の切り替え駆動に伴い一時的に生じたＮＯｘ増加量Ｓ１を、補償制御によるＮＯｘ低減量Ｓ２で補う。
【００７８】
先述したように、ＰＭ発生許容量ぎりぎりまでＥＧＲ流量を増やしてＮＯｘを低減させるよう、目標ＥＧＲ量は最適化されている。但し、外気温度の変化や大気圧の変化等、エンジンの運転環境の変化に対する余裕を見越して、その余裕分だけ目標ＥＧＲ量は少なく設定されている。上記補償制御では、前記余裕分だけ目標ＥＧＲ量を増量補正している。
【００７９】
次に、上記補償制御の処理手順について、図７のフローチャートを用いて説明する。図７に示す一連の処理は、所定周期（例えばマイコン２９ａが有するＣＰＵの演算周期）又は所定のクランク角度毎に、ＥＣＵ２９のマイコン２９ａが繰り返し実行する処理である。また、以下の説明では、図４の状態Ａから状態Ｂ，Ｃ，Ｄへと変化した状況を想定している。
【００８０】
＜状態Ｃ到達直後の１サイクル目＞
以下、状態Ｂから状態Ｃに到達した直後に実行される図７の処理サイクルについて説明する。まず、ステップＳ１０１において、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb（通常時の目標ＥＧＲ量）、現在導入している実ＥＧＲ量Gegract、及びバイパスモードへの切り替え要求を指令するバイパス要求フラグXbypreqを算出する。
【００８１】
具体的には、状態Ｃにおけるエンジン回転速度Ne及び目標噴射量Qfinを取得し、取得したNe,Qfinに基づき基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbを算出する。例えば、エンジン回転速度Ne及び目標噴射量Qfinに対する基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbの最適値が記憶されたマップを用いて算出する（Gegrtrgb＝MAP（Ne，Qfin））。また、状態Ｃにおける過給圧Pim、吸気量Gair、及び吸気温度Timを取得し、取得したPim,Gair,Timに基づき実ＥＧＲ量Gegractを算出する（Gegract＝f（Pim，Gair，Tim））。
【００８２】
また、取得したNe，Qfinに基づき、図８（ａ）のマップを用いてバイパス要求フラグXbypreqを算出する（Xbypreq＝MAP（Ne，Qfin））。取得したNe，Qfinが、マップ中の実線に示す境界線よりも高負荷高Neの側にあればクーラモードとするようバイパス要求フラグXbypreqをゼロに設定し、低負荷低Neの側にあればバイパスモードとするようバイパス要求フラグXbypreqを１に設定する。
【００８３】
続くステップＳ１０２では、切替弁１６により切り替えられる流路（モード）に関し、要求流路と現在の流路が異なるか否かを判定する。つまり、ステップＳ１０１で算出したバイパス要求フラグXbypreqの設定値と、現在の切替弁１６の回転駆動位置Xbypactとが異なっており切替弁１６の回転駆動が要求される状態にあるか否かを判定する。今回の処理サイクルでは、状態Ｃに到達直後であるためXbypreq≠Xbypactと判定（Ｓ１０２：ＹＥＳ）されることとなり、処理はステップＳ１０４へ移行する。
【００８４】
続くステップＳ１０４（増加量算出手段）では、ステップＳ１０１で算出した現在の実ＥＧＲ量Gegractに基づき、図８（ｃ）のマップを用いて、モード切替により生じたＮＯｘの増加分（ＮＯｘ増加量Noxinc）を算出する（Noxinc＝MAP（Gegract））。また、モード切替が複数回行われた場合を想定し、ＮＯｘ増加量Noxincを前回値に累積加算することで、ＮＯｘ増加積算量Noxinctotalも算出する（Noxinctotal＝前回値＋Noxinc）。図８（ｃ）のマップでは、実ＥＧＲ量Gegractが多い時ほどＮＯｘ増加量Noxincを多く推定している。これは、モード切替開始時点における実ＥＧＲ量が多い時ほど、モード切替により実ＥＧＲ量が一旦ゼロになったときの実ＥＧＲ量の減少量が多くなるためである。
【００８５】
続くステップＳ１０７では、モード切替により発生したＮＯｘ増加量の積算値Noxinctotalと、補償制御によるＮＯｘ低減量の積算値Noxdectotal（後に詳述）を比較し、ＮＯｘ悪化分が解消されて補償制御が終了したか否かを判定する。今回の処理サイクルでは、状態Ｃに到達直後であるため未だ解消できていないため、Noxinctotal≦Noxdectotalと判定され、処理はステップＳ１０９へ移行する。
【００８６】
続くステップＳ１０９では、補償制御を実行させるよう、補償制御終了フラグXegrstpをゼロに設定する（Xegrstp＝0）。そして、ステップＳ１０１で算出した基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき、図８（ｄ）のマップを用いてＥＧＲ補正係数Megrを算出する（Megr＝MAP（Gegrtrgb））。図８（ｄ）のマップでは、目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時ほど補正係数を小さくして、目標ＥＧＲの増量補正を少なくするように設定している。これは、目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時には、補正係数Megrを僅かに増加させるだけでＰＭ増大量が許容範囲を超えるほどに大きくなるおそれが高くなるからである。
【００８７】
続くステップＳ１１０では、基本目標ＥＧＲ量GegrtrgbにＥＧＲ補正係数Megrを乗じることで最終目標ＥＧＲ量Gegrtrgを算出し（Gegrtrg＝Gegrtrgb×Megr）、最終目標ＥＧＲ量Gegrtrgから実ＥＧＲ量Gegractを減算することでＥＧＲ量偏差Gegrdelを算出する（Gegrdel＝Gegrtrg−Gegract）。そして、ＥＧＲ量偏差Gegrdelに応じたＥＧＲ弁１３の弁開度ｆ（Gegrdel）を算出し、目標弁開度Pegrtrgの前回値に弁開度ｆ（Gegrdel）を加算することで、目標弁開度Pegrtrgの今回値を算出する（Pegrtrg＝前回値＋ｆ（Gegrdel））。
【００８８】
続くステップＳ１１１では、バイパス要求フラグXbypreq＝１であり、要求流路がバイパスモードであるか否かを判定する。要求流路がバイパスモードであれば（Xbypreq＝１）ステップＳ１１２へ移行し、ステップＳ１１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のマイナス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝−Pegrtrgとする。一方、要求流路がバイパスモードでなければ（Xbypreq＝０）ステップＳ１１３へ移行し、ステップＳ１１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のプラス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝Pegrtrgとする。なお、今回の処理サイクルでは、状態Ｃに到達直後であるためクーラモードが要求されることとなり（Ｓ１１１：ＮＯ）、処理はステップＳ１１３へ移行する。
【００８９】
＜状態Ｃ到達直後の２サイクル目＞
以下、状態Ｂから状態Ｃに到達した直後に実行される処理の２サイクル目について説明する。まず、ステップＳ１０１にて、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb、実ＥＧＲ量Gegract及びバイパス要求フラグXbypreqを算出した後、続くステップＳ１０２では、要求流路と現在の流路が同じとなっているため、Xbypreq＝Xbypactと判定（Ｓ１０２：ＮＯ）されることとなり、処理はステップＳ１０３へ移行する。
【００９０】
続くステップＳ１０３では、補償制御が実行中かどうか判定する。今回の処理では前回サイクルのステップＳ１０９にて補償制御終了フラグXegrstp＝0と設定されて補償制御が継続中となっているため、ステップＳ１０５へ移行する。
【００９１】
このステップＳ１０５（低減量算出手段）では、ステップＳ１０１で算出した基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき、図８（ｂ）のマップを用いて、補償制御により低減されたＮＯｘの低減分（ＮＯｘ低減量Noxdec）を算出する（Noxdec＝MAP（Gegrtrgb））。また、モード切替が複数回行われた場合を想定し、ＮＯｘ低減量Noxdecを前回値に累積加算することで、ＮＯｘ低減積算量Noxdectotalも算出する（Noxdectotal＝前回値＋Noxdec）。図８（ｂ）のマップでは、目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時ほどＮＯｘ低減量Noxdecを少なく推定している。これは、図８（ｄ）のマップにおいて目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時ほど補正係数を小さくして、目標ＥＧＲの増量補正を少なくするように設定していることに起因する。
【００９２】
続くステップＳ１０７では、先述したようにＮＯｘ増加積算値NoxinctotalとＮＯｘ低減積算値Noxdectotalを比較し、ＮＯｘ悪化分が解消されて補償制御が終了したか否かを判定する。今回の処理サイクルでは解消できたと判定されたことを想定し、ステップＳ１０８へ移行する。
【００９３】
このステップＳ１０８では、補償制御を終了させるよう、補償制御終了フラグXegrstpを１に設定する（Xegrstp＝1）。そして、ＥＧＲ補正係数Megrを１にすることで補償制御による目標ＥＧＲ量の増量補正を終了させる。その後、ステップＳ１１０において、最終目標ＥＧＲ量Gegrtrg、ＥＧＲ量偏差Gegrdel、目標弁開度Pegrtrgを順次算出する。続くステップＳ１１１では、今回の処理サイクルでもクーラモードが要求されることとなり（Ｓ１１１：ＮＯ）、処理はステップＳ１１３へ移行する。
【００９４】
＜状態Ｃ到達直後の３サイクル目＞
以下、状態Ｂから状態Ｃに到達した直後に実行される処理の３サイクル目について説明する。まず、ステップＳ１０１にて、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb、実ＥＧＲ量Gegract及びバイパス要求フラグXbypreqを算出した後、続くステップＳ１０２では、要求流路と現在の流路が同じとなっているため、Xbypreq＝Xbypactと判定（Ｓ１０２：ＮＯ）されることとなり、処理はステップＳ１０３へ移行する。
【００９５】
続くステップＳ１０３では、今回の処理では前回サイクルのステップＳ１０８にて補償制御終了フラグXegrstp＝1と設定されて補償制御が終了しているため、ステップＳ１０６へ移行する。このステップＳ１０６では、補償制御が終了したので、ＮＯｘ増加量とその積算値、ＮＯｘ低減量とその積算値をリセットする（Noxinc＝0、Noxinctotal＝0、Noxdec＝0、Noxdectotal＝0）。
【００９６】
続くステップＳ１０７では、今回の処理ではNoxinctotal＝Noxdectotalと判定されることとなり、補償制御は終了しているので、処理はステップＳ１０８へ移行して補償制御終了フラグXegrstp＝1とし、ＥＧＲ補正係数Megr=1とする。その後、ステップＳ１１０において、最終目標ＥＧＲ量Gegrtrg、ＥＧＲ量偏差Gegrdel、目標弁開度Pegrtrgを順次算出する。続くステップＳ１１１では、今回の処理サイクルでもクーラモードが要求されることとなり（Ｓ１１１：ＮＯ）、処理はステップＳ１１３へ移行する。
【００９７】
そして、状態Ｃに到達した直後の４サイクル目以降は、上述した３サイクル目の処理手順を繰り返し実行して、図４の状態Ｃに到達することとなる。
【００９８】
以上に詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００９９】
（１）切替弁１６を切替駆動させた場合には、その駆動開始とともに、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbを増量補正する補償制御を実施するので、切替弁１６の切替駆動が完了した後においてＮＯｘ発生量を低減させることができる。よって、切替弁１６の切替駆動期間中には一時的にはＮＯｘ発生量増大を招くものの、その後の補償制御実施期間も含めたトータル的な期間で考慮すれば、ＮＯｘ発生量の増大抑制を図ることができると言える。
【０１００】
（２）切替弁１６を駆動させたことに起因して増加したＮＯｘ発生量の増加分（ＮＯｘ増加量Noxinc）を算出し、補償制御の実施に起因して低減されたＮＯｘ発生量の低減分（ＮＯｘ低減量Noxdec）を算出し、前記低減分が前記増加分を上回るまで補償制御を実施する。そのため、補償制御によるＮＯｘ低減分が不足するといった懸念を解消できる。
【０１０１】
しかも、前記低減分及び増加分の各々について累積値（ＮＯｘ低減積算量Noxdectotal、ＮＯｘ増加積算値Noxinctotal）を算出し、低減分の累積値が増加分の累積値を上回るまで補償制御を実施するので、前記低減分が前記増加分を上回るまで補償制御を継続できずに途中で中断した場合であっても、補償制御による低減分が不足するといった懸念を解消できる。
【０１０２】
（３）ＮＯｘ増加量Noxincを算出するにあたり、切替弁１６を駆動させた時における実ＥＧＲ量Gegract（エンジン運転状態）に基づき図８（ｃ）のマップを用いて算出するので、ＮＯｘ増加量Noxincの算出精度を向上できる。なお、実ＥＧＲガス量Gegractに加え、その時のエンジン回転速度Ne及びエンジン負荷（例えば目標噴射量Qfin）に応じて前記増加分を算出すれば、前記算出精度をさらに向上できる。
【０１０３】
（４）ＮＯｘ低減量Noxdecを算出するにあたり、補償制御の実施時における基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb（エンジン運転状態）に基づき図８（ｄ）のマップを用いて算出するので、ＮＯｘ低減量Noxdecの算出精度を向上できる。なお、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに加え、その時のエンジン回転速度Ne及びエンジン負荷（例えば目標噴射量Qfin）に応じて前記増加分を算出すれば、前記算出精度をさらに向上できる。
【０１０４】
（５）ＥＧＲ補正係数Megr（ＮＯｘ発生量を低減させる低減度合い）をエンジン運転状態に応じて可変設定するので、ＰＭが許容量を超えない範囲でＮＯｘ低減量を最大にする最適値にＥＧＲ補正係数Megrを設定することを、高精度で実現できる。また、ＥＧＲ補正係数Megrを算出するにあたり、補償制御の実施時における基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb（エンジン運転状態）に基づき図８（ｂ）のマップを用いて算出するので、ＥＧＲ補正係数Megrを上記最適値に精度良く近づけることができる。なお、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに加え、その時のエンジン回転速度Ne及びエンジン負荷（例えば目標噴射量Qfin）に応じて前記増加分を算出すれば、ＥＧＲ補正係数Megrを上記最適値に近づける精度をさらに向上できる。
【０１０５】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、切替弁１６の駆動に起因して一時的に増加したＮＯｘの増加分を、補償制御を実行することで補っている。これに対し本実施形態では、燃焼が行われていない燃料カット状態の時に切替弁１６を駆動させることで、上記ＮＯｘ増加の回避を図っている。
【０１０６】
以下、本実施形態にかかるＥＧＲ弁１３及び切替弁１６の駆動制御の処理手順について、図９のフローチャートを用いて説明する。図９に示す一連の処理は、所定周期（例えばマイコン２９ａが有するＣＰＵの演算周期）又は所定のクランク角度毎に、ＥＣＵ２９のマイコン２９ａが繰り返し実行する処理である。なお、本実施形態におけるエンジン制御システムのハード構成は、図１及び図２に示す上記第１実施形態と同じである。
【０１０７】
まず、ステップＳ２０１において、図７のステップＳ１０１と同様にして、現時点でのエンジン回転速度Ne及び目標噴射量Qfinに基づき基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbを算出する。また、現時点における過給圧Pim、吸気量Gair及び吸気温度Timに基づき実ＥＧＲ量Gegractを算出する。
【０１０８】
続くステップＳ２０２では、エンジン運転中に燃料の噴射を停止させる、燃料カット制御を実施している最中（燃料カット状態）であるか否かを判定する。この燃料カット制御は、車両運転者によるアクセルペダルの踏み込みがなく減速走行している時のように車両が惰性走行をしている時に、インジェクタ２６からの燃料噴射を停止させることで燃費向上を図る制御である。
【０１０９】
目標噴射量Qfinがゼロであり燃料カット状態であると判定された場合には（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、続くステップＳ２０３において、切替弁１６の駆動を許可するよう切替許可フラグXbypperを1に設定する。一方、燃料カット状態でないと判定された場合には（Ｓ２０２：ＮＯ）、続くステップＳ２０４において、切替弁１６の駆動を許可させないよう切替許可フラグXbypperを0に設定する。
【０１１０】
続くステップＳ２０５では、バイパスモードへの切り替え要求を指令するバイパス要求フラグXbypreqを算出する。具体的には、図７のステップＳ１０１と同様にして、取得したNe，Qfinに基づき、図８（ａ）のマップを用いてバイパス要求フラグXbypreqを算出する（Xbypreq＝MAP（Ne，Qbyp））。
【０１１１】
但し、燃料カット状態の時には、現時点での目標噴射量Qfin（=0）からバイパス要求フラグXbypreqを算出しようとすると正確な算出ができない。そこで、燃料カット状態の時には、ステップＳ２０３にて燃料カット状態の直前における目標噴射量Qfinに基づきバイパス要求フラグ算出用の噴射量Qbypを算出し（Qbyp＝Qbyp前回値）、上記ステップＳ２０５において、算出用噴射量Qbypをその時の目標噴射量Qfinに置き換えて、図８（ａ）のマップを用いてバイパス要求フラグXbypreqを算出する。なお、燃料カット状態でない時には、上記ステップＳ２０４にてQbyp＝Qfinに設定する。
【０１１２】
続くステップＳ２０６では、図７のステップＳ１０２と同様にして、要求流路と現在の流路が異なるか否かを判定する。つまり、ステップＳ２０５で算出したバイパス要求フラグXbypreqの設定値と、現在の切替弁１６の回転駆動位置Xbypactとが異なっており切替弁１６の回転駆動が要求される状態にあるか否かを判定する。
【０１１３】
Xbypreq≠Xbypactと判定（Ｓ２０６：ＹＥＳ）された場合には、続くステップＳ２０７において、切替弁１６の駆動が許可されているか否か、つまり切替許可フラグXbypperが1に設定されているか否かを判定する。
【０１１４】
この時、切替許可状態（Xbypper＝1）であると判定されれば（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、切替弁１６の駆動させてモードを切り替えるよう流路切替実行フラグXbypを1に設定する（Ｓ２０８）。一方、切替が許可されていない状態（Xbypper＝0）であれば（Ｓ２０７：ＮＯ）、或いはXbypreq＝Xbypactと判定（Ｓ２０６：ＮＯ）されれば、現状の流路（切替モード）を維持するよう流路切替実行フラグXbypを0に設定する（Ｓ２０９）。
【０１１５】
続くステップＳ２１０では、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbから実ＥＧＲ量Gegractを減算することでＥＧＲ量偏差Gegrdelを算出する（Gegrdel＝Gegrtrgb−Gegract）。そして、ＥＧＲ量偏差Gegrdelに応じたＥＧＲ弁１３の弁開度ｆ（Gegrdel）を算出し、目標弁開度Pegrtrgの前回値に弁開度ｆ（Gegrdel）を加算することで、目標弁開度Pegrtrgの今回値を算出する（Pegrtrg＝前回値＋ｆ（Gegrdel））。
【０１１６】
その後、流路切替実行フラグXbypが切替弁１６の駆動を指令するよう設定されている（Xbyp＝1）と判定された場合において（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、現在の要求流路がバイパスモード（Xbypreq＝1）であると判定されれば（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のマイナス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝−Pegrtrgとする（Ｓ２１４）。一方、Xbypreq＝0と判定されれば（Ｓ２１３：ＮＯ）、ステップＳ２１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のプラス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝Pegrtrgとする（Ｓ２１５）。
【０１１７】
また、Xbyp＝0と判定された場合において（Ｓ２１１：ＮＯ）、現在の流路がバイパスモード（Xbypact＝1）であると判定されれば（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のマイナス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝−Pegrtrgとする（Ｓ２１６）。一方、Xbypact＝0と判定されれば（Ｓ２１２：ＮＯ）、ステップＳ２１０で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のプラス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝Pegrtrgとする（Ｓ２１７）。
【０１１８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【０１１９】
（６）要求流路と現在の流路が異なる（Xbypreq≠Xbypact）と判定された場合であっても、現時点で燃料カット状態でなければ切替弁１６の駆動が許可されず、燃料カット状態の時に切替弁１６を駆動させる。そのため、切替弁１６の駆動に連動してＥＧＲ弁１３が駆動しても、この駆動時にはそもそも燃料カット状態で燃焼が行われていないので、ＮＯｘ発生量増大を回避でき排気エミッションの悪化を免れることができる。
【０１２０】
（第３実施形態）
本実施形態は、上記第１及び第２実施形態を組み合わせた制御である。つまり、燃料カット状態の時に切替弁１６を駆動させるといった上記第２実施形態の制御を実施しつつ、長時間に亘って燃料カット制御が実施されない場合には、切替弁１６の駆動を例外的に許可して、上記第１実施形態の補償制御を実行する。
【０１２１】
以下、本実施形態にかかるＥＧＲ弁１３及び切替弁１６の駆動制御の処理手順について、図１０、図１１及び図１２のフローチャートを用いて説明する。図１０〜図１２に示す一連の処理は、所定周期（例えばマイコン２９ａが有するＣＰＵの演算周期）又は所定のクランク角度毎に、ＥＣＵ２９のマイコン２９ａが繰り返し実行する処理である。なお、本実施形態におけるエンジン制御システムのハード構成は、図１及び図２に示す上記第１実施形態と同じである。
【０１２２】
まず、ステップＳ３０１〜Ｓ３０７において、図９のステップＳ２０１〜Ｓ２０７と同様の処理を実行する。
【０１２３】
すなわち、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgb及び実ＥＧＲ量Gegractを算出し（Ｓ３０１）、燃料カット状態であれば（Ｓ３０２：ＹＥＳ）切替弁１６の駆動を許可するよう切替許可フラグXbypperを1に設定するとともに、バイパス要求フラグ算出用の噴射量Qbypを算出する（Ｓ３０３）。一方、燃料カット状態でなければ（Ｓ３０２：ＮＯ）、切替弁１６の駆動を許可させないよう切替許可フラグXbypperを0に設定する（Ｓ３０４）。
【０１２４】
そして、現時点での目標噴射量Qfin又はバイパス要求フラグ算出用の噴射量Qbypに基づきバイパス要求フラグXbypreqを算出し（Ｓ３０５）、続くステップＳ３０６では、ステップＳ３０５で算出したバイパス要求フラグXbypreqの設定値と、現在の切替弁１６の回転駆動位置Xbypactとが異なっており切替弁１６の回転駆動が要求される状態にあるか否かを判定する。Xbypreq＝Xbypactと判定（Ｓ３０６：ＮＯ）されれば、現状の流路（切替モード）を維持するよう流路切替実行フラグXbypを0に設定する（Ｓ３０８）。
【０１２５】
Xbypreq≠Xbypactと判定（Ｓ３０６：ＹＥＳ）された場合には、続くステップＳ３０７において、切替弁１６の駆動が許可されているか否か、つまり切替許可フラグXbypperが1に設定されているか否かを判定する。そして、切替許可状態（Xbypper＝1）であると判定されれば（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、切替弁１６を駆動させてモードを切り替えるよう流路切替実行フラグXbypを1に設定するとともに、補償制御を実施させないよう補償制御実施フラグXegrincを0に設定する（Ｓ３１０）。
【０１２６】
一方、切替が許可されていない状態（Xbypper＝0）、つまりXbypreq≠Xbypactであるにも拘わらず燃料カット状態でないために切替弁１６の駆動が許可されていない待機状態であれば（Ｓ３０７：ＮＯ）、続くステップＳ３０９において、この流路切替待機時間Cbypstbyが所定時間継続したか否かを判定する。この判定に用いる所定時間には予め設定した定数を用いてもよいが、本実施形態では、前記所定時間をエンジン運転状態（例えば目標噴射量Qfin等に反映されるエンジン負荷や、エンジン回転速度Ne）に応じて可変設定している。
【０１２７】
流路切替待機時間Cbypstbyが所定時間継続した場合には（Ｓ３０９：ＹＥＳ）、続くステップＳ３１１において、燃料噴射中であっても例外的に切替弁１６を駆動させてモードを切り替えるよう、流路切替実行フラグXbypを1に設定する。そして、この場合には上記第１実施形態と同様の補償制御を実施するよう補償制御実施フラグXegrincを1に設定する。
【０１２８】
一方、流路切替待機時間Cbypstbyが所定時間継続していない場合には（Ｓ３０９：ＮＯ）、続くステップＳ３１１において、前記待機状態を継続させる。つまり、現状の流路（切替モード）を維持するよう流路切替実行フラグXbypを0に設定するとともに、補償制御を実施させないよう補償制御実施フラグXegrincを0に設定する。そして、続くステップＳ３１３にて、流路切替待機時間Cbypstbyをカウントアップさせる（Cbypstby＝Cbypstbyの前回値＋１）。
【０１２９】
次に、ステップＳ３１４において、燃料噴射中に切替弁１６を駆動させることで補償制御が必要となっているか否か、つまりステップＳ３１１により補償制御実施フラグXegrincが1に設定されているか否かを判定する。補償制御が不要（Xegrinc＝0）であれば（Ｓ３１４：ＮＯ）、続くステップＳ３２３において、ＥＧＲ補正係数Megrを１にする（Megr＝1）。一方、補償制御が必要（Xegrinc＝1）であれば（Ｓ３１４：ＹＥＳ）、続くステップＳ３１５において、切替弁１６の駆動が指令されている状態（流路切替実行フラグXbyp＝1）であるか否かを判定する。
【０１３０】
そして、以降のステップＳ３１６〜Ｓ３２２では、図７のステップＳ１０３〜Ｓ１０９と同様の処理を実行する。
【０１３１】
すなわち、流路切替実行フラグXbyp＝1であれば（Ｓ３１５：ＹＥＳ）、実ＥＧＲ量Gegractに基づき図８（ｃ）のマップを用いてＮＯｘ増加量Noxincを算出するとともに、ＮＯｘ増加積算量Noxinctotalを算出する（Ｓ３１７（増加量算出手段））。一方、流路切替実行フラグXbyp＝0であれば（Ｓ３１５：ＮＯ）、続くステップＳ３１６にて補償制御が実行中かどうか判定する。
【０１３２】
補償制御実行中であれば（Xegrstp＝0）、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき図８（ｂ）のマップを用いてＮＯｘ低減量Noxdecを算出するとともに、ＮＯｘ低減積算量Noxdectotalを算出する（Ｓ３１８（低減量算出手段））。一方、補償制御実行中でなければ（Xegrstp＝1）、ＮＯｘ増加量とその積算値、ＮＯｘ低減量とその積算値をリセットする（Ｓ３１９）。
【０１３３】
そして、続くステップＳ３２０では、ＮＯｘ増加積算値NoxinctotalとＮＯｘ低減積算値Noxdectotalとを比較し、ＮＯｘ悪化分が解消されて補償制御が終了したか否かを判定する。解消できたと判定されれば（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、補償制御を終了させるよう補償制御終了フラグXegrstpを１に設定するとともに、ＥＧＲ補正係数Megrを１にする（Ｓ３２１）。そして、流路切替待機時間Cbypstbyをリセットする（Cbypstby＝0）とともに、補償制御実施フラグXegrincを0に設定する（Ｓ３２４）。
【０１３４】
一方、解消できていないと判定されれば（Ｓ３２０：ＮＯ）、補償制御を実行させるよう補償制御終了フラグXegrstpをゼロに設定する。そして、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき図８（ｄ）のマップを用いてＥＧＲ補正係数Megrを算出する（Ｓ３２２）。
【０１３５】
続くステップＳ３２５では、図７のステップＳ１１０と同様の処理を実行し、それ以降のステップＳ３２６〜Ｓ３３２では、図９のステップＳ２１１〜Ｓ２１７と同様の処理を実行する。
【０１３６】
すなわち、ステップＳ３２５において、最終目標ＥＧＲ量Gegrtrg、ＥＧＲ量偏差Gegrdel、目標弁開度Pegrtrgを順次算出する。その後、Xbyp＝1かつXbypreq＝1と判定されれば（Ｓ３２６：ＹＥＳ、Ｓ２２７：ＹＥＳ）、ステップＳ３２５で算出した目標弁開度Pegrtrgを図３のマイナス側で制御するよう、最終目標弁開度Pegrtrgf＝−Pegrtrgとする（Ｓ３２９）。
【０１３７】
Xbyp＝1かつXbypreq＝0と判定されれば（Ｓ３２６：ＹＥＳ、Ｓ２２７：ＮＯ）、目標弁開度Pegrtrgを図３のプラス側で制御するよう最終目標弁開度Pegrtrgf＝Pegrtrgとする（Ｓ３３０）。また、Xbyp＝0かつXbypreq＝1と判定されれば（Ｓ３２６：ＮＯ、Ｓ３２８：ＹＥＳ）、目標弁開度Pegrtrgを図３のマイナス側で制御するよう最終目標弁開度Pegrtrgf＝−Pegrtrgとする（Ｓ３３１）。また、Xbyp＝0かつXbypreq＝0と判定されれば（Ｓ３２６：ＮＯ、Ｓ３２８：ＮＯ）、目標弁開度Pegrtrgを図３のプラス側で制御するよう最終目標弁開度Pegrtrgf＝Pegrtrgとする（Ｓ３３２）。
【０１３８】
以上詳述した本実施形態によれば、上記（１）〜（６）の効果が得られるとともに、以下の効果が得られるようになる。
【０１３９】
（７）例えば、車両運転者がアクセルペダルを踏み込んでエンジン運転状態が図４の状態Ａから、状態Ｂ、状態Ｃに変化した場合において、状態Ｃに到達後、燃料カット状態で切替弁１６をクーラモードに切り替えることができれば上記第２実施形態による効果（６）を発揮できるが、状態Ｃに到達してから所定時間が経過しても燃料カット状態にならなければ、燃料噴射中であっても切替弁１６を例外的に駆動させてクーラモードに切り替える。これにより、「ＥＧＲガスの温度を最適値に制御してＮＯｘ低減効果を促進する、といった効果が長時間発揮されなくなる」とのデメリットを解消できる。
【０１４０】
しかも、このように燃料噴射中に切替弁１６を例外的に駆動させた場合には、補償制御を実施するので、切替弁１６の切替駆動に伴い生じたＮＯｘ発生量増大分は、切替弁１６の切替駆動が完了した後における補償制御によるＮＯｘ発生量低減分で補われる。よって、トータル的な期間においてＮＯｘ発生量の増大抑制を図ることができる。
【０１４１】
（８）前記所定時間を、エンジン運転状態に応じて可変設定するので、「燃料カット時に切替弁１６を駆動させることにより排気エミッション悪化を免れる」とのメリットと上記デメリットとのバランスをきめ細かく調整できる。
【０１４２】
（第４実施形態）
上記第１及び第３実施形態にかかる補償制御では、ＥＧＲ量を増量補正することでＮＯｘ発生量低減を図っているのに対し、本実施形態にかかる補償制御では、インジェクタ２６からの燃料の噴射時期を遅角させることで、ＮＯｘ発生量低減を図っている。なお、噴射時期を遅角させるほどＮＯｘ発生量を低減できる反面、ＰＭ発生量は増大する。
【０１４３】
本実施形態にかかる制御では、図７に示す第１実施形態の制御に対してステップＳ１０９，Ｓ１１０を次のように変更する。すなわち、本実施形態にかかるステップＳ１０９では、ＥＧＲ補正係数Megrを算出することに替えて、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき噴射時期補正係数（遅角量）を算出する。
【０１４４】
この算出でも図８（ｄ）のマップと同様にして、目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時ほど補正係数を小さくして、目標噴射時期の遅角補正量を少なくするように設定する。なお、本実施形態にかかるステップＳ１１０では、燃料の基本目標噴射時期に噴射時期補正係数（遅角量）を加算することで最終目標噴射時期を算出する。
【０１４５】
以上により、本実施形態によっても、上記第１及び第３実施形態にかかる補償制御による効果と同様の効果が得られる。
【０１４６】
（第５実施形態）
上記第１及び第３実施形態にかかる補償制御では、ＥＧＲ量を増量補正することでＮＯｘ発生量低減を図っているのに対し、本実施形態にかかる補償制御では、インジェクタ２６から噴射される燃料の噴射圧力を制御することで、ＮＯｘ発生量低減を図っている。なお、噴射圧力が低いほどＮＯｘ発生量を低減できる反面、ＰＭ発生量は増大する。
【０１４７】
本実施形態にかかる制御では、図７に示す第１実施形態の制御に対してステップＳ１０９，Ｓ１１０を次のように変更する。すなわち、本実施形態にかかるステップＳ１０９では、ＥＧＲ補正係数Megrを算出することに替えて、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づき噴射圧力補正係数（圧力減少量）を算出する。
【０１４８】
この算出でも図８（ｄ）のマップと同様にして、目標ＥＧＲ量Gegrtrgbが多い時ほど補正係数を小さくして、噴射圧力の減少量を少なくするように設定する。なお、本実施形態にかかるステップＳ１１０では、燃料の基本噴射圧力に圧力減少量を加算することで最終目標噴射圧力を算出する。
【０１４９】
なお、図示しない高圧ポンプ（例えばプランジャポンプ）から蓄圧室（コモンレール）へ圧送供給された燃料が、インジェクタ２６へ供給される構成において、高圧ポンプからコモンレールへの圧送量をＥＣＵ２９が制御することで、コモンレール内の燃料圧力、つまりインジェクタ２６の噴射圧力を制御している。そして、ステップＳ１１０で算出した最終目標噴射圧力となるよう、ＥＣＵ２９は高圧ポンプの作動を制御する。
【０１５０】
以上により、本実施形態によっても、上記第１及び第３実施形態にかかる補償制御による効果と同様の効果が得られる。
【０１５１】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【０１５２】
・図２に示す切替弁１６（温度調整手段）では、切替弁１６によるクーラモード及びバイパスモードの切り替え時に、ＥＧＲ弁１３が一時的に全閉となる構成であるが、このような構成に替え、切替弁１６による切替駆動時に、ＥＧＲ弁１３が一時的に全開となる構成を採用してもよい。
【０１５３】
但しこの場合には、切替弁１６によりモードを切り替える際にはＥＧＲ量が一旦最大となる。すると、一時的にＰＭ（特定成分）の排出量が増加して、排気エミッション悪化が懸念される。よって、上記構成の場合における補償制御では、ＮＯｘを低減させることに替えて、ＰＭ排出量を低減させる補償制御を実施する。つまり、ＥＧＲ量の低減、燃料噴射時期の進角、或いは燃料噴射圧力の増加を補償制御として実施する。
【０１５４】
・図２に示す切替弁１６（温度調整手段）は、ＥＧＲクーラ１４への流入口１４ａとバイパス通路１５とを切替開閉するバルブであるが、このように単に切替開閉するのみならず、流入口１４ａ及びバイパス通路１５の両方を開口させた中間開度位置においてその開度を調整することで、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４へ流通させる流量とバイパス配管１５により迂回させる流量との流通割合を調整する構成として、ＥＧＲガスの温度を微調整可能としてもよい。
【０１５５】
・図２に示す切替弁１６（温度調整手段）では、ＥＧＲ弁１３の回転が所定範囲を超えて回転した時に切替弁１６は保持位置を切り替えるよう間欠的に回転駆動する構成であるが、このような構成に替え、ＥＧＲ弁１３の駆動（つまり電動モータ１３１の作動）に伴い、切替弁１６が連続的に回転駆動する構成を採用してもよい。
【０１５６】
・図８（ｄ）に示すようにＥＧＲ補正係数Megrをエンジン運転状態に応じて可変設定することに替え、ＥＧＲ補正係数Megrを一定の値に固定してもよい。
【０１５７】
・図７のステップＳ１０４において、実ＥＧＲ量Gegractに基づきＮＯｘ増加量Noxinc及びその積算値Noxinctotalを算出しているが、この算出手法に替え、切替弁１６を切替駆動させた回数、その時のエンジン回転速度Ne及びエンジン負荷（例えばQfin）に基づきＮＯｘ増加量積算値Noxinctotalを算出するようにしてもよい。これによれば、実ＥＧＲ量Gegractに基づきマップを用いてＮＯｘ増加量Noxinc等を算出する場合に比べて、マイコン２９ａの演算処理負荷の軽減を図ることができる。
【０１５８】
・図７のステップＳ１０５において、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づきＮＯｘ低減量Noxdec及びその積算値Noxdectotalを算出しているが、この算出手法に替え、補償制御を実施させた時間と回数、その時のエンジン回転速度Ne及びエンジン負荷（例えばQfin）に基づきＮＯｘ低減量積算値Noxdectotalを算出するようにしてもよい。これによれば、基本目標ＥＧＲ量Gegrtrgbに基づきマップを用いてＮＯｘ低減量Noxdec等を算出する場合に比べて、マイコン２９ａの演算処理負荷の軽減を図ることができる。
【符号の説明】
【０１５９】
１０…ＥＧＲ配管、１３…ＥＧＲ弁（流量調整手段）、１４…ＥＧＲクーラ、１５…バイパス通路（バイパス配管）、１６…切替弁（温度調整手段）、２９…ＥＣＵ（制御手段）、１３１…電動モータ（アクチュエータ）、Ｓ１０４，Ｓ３１７…増加量算出手段、Ｓ１０５，Ｓ３１８…低減量算出手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスの一部をＥＧＲガスとして内燃機関の吸気系に再循環させるＥＧＲ配管と、
前記ＥＧＲ配管に設けられて前記ＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段と、
前記ＥＧＲ配管に設けられ、前記ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、
前記ＥＧＲ配管に設けられ、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラに対して迂回させるバイパス配管と、
前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラへ流通させる流量と前記バイパス配管により迂回させる流量との割合を調整することで、前記ＥＧＲガスの温度を調整する温度調整手段と、
を備えた内燃機関に適用され、
前記流量調整手段及び前記温度調整手段は、単一のアクチュエータで連動して駆動させるよう構成されており、
前記アクチュエータの作動を制御する制御手段は、前記内燃機関の運転中に燃料の噴射を停止させる燃料カットの状態であることを条件として、前記温度調整手段の駆動を許可することを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記温度調整手段を駆動させる要求が為された後、前記燃料カットが所定時間以上実施されなければ、前記温度調整手段の駆動を例外的に許可することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項３】
前記所定時間を、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関制御装置。
【請求項４】
前記例外的許可に基づき前記温度調整手段を駆動させた場合には、その駆動に伴い一時的に増加した排気エミッションの特定成分に対し、前記駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させるよう前記内燃機関を制御する、補償制御を実施することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関制御装置。
【請求項５】
排ガスの一部をＥＧＲガスとして内燃機関の吸気系に再循環させるＥＧＲ配管と、
前記ＥＧＲ配管に設けられて前記ＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段と、
前記ＥＧＲ配管に設けられ、前記ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、
前記ＥＧＲ配管に設けられ、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラに対して迂回させるバイパス配管と、
前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラへ流通させる流量と前記バイパス配管により迂回させる流量との割合を調整することで、前記ＥＧＲガスの温度を調整する温度調整手段と、
を備えた内燃機関に適用され、
前記流量調整手段及び前記温度調整手段は、単一のアクチュエータで連動して駆動させるよう構成されており、
前記温度調整手段を駆動させた場合には、その駆動に伴い一時的に増加した排気エミッションの特定成分に対し、前記駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させるよう前記内燃機関を制御する、補償制御を実施することを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項６】
前記補償制御は、前記ＥＧＲガスの流量を制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関制御装置。
【請求項７】
前記補償制御は、燃焼室へ噴射される燃料の噴射時期を制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置。
【請求項８】
前記補償制御は、燃料の噴射圧力を制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置。
【請求項９】
前記温度調整手段を駆動させたことに起因して増加した、前記特定成分の発生量の増加分を算出する増加量算出手段と、
前記補償制御の実施に起因して低減された、前記特定成分の発生量の低減分を算出する低減量算出手段と、
を備え、
前記低減量算出手段により算出された前記低減分が、前記増加量算出手段により算出された前記増加分を上回るまで前記補償制御を実施することを特徴とする請求項４〜８のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置。
【請求項１０】
前記低減量算出手段により算出された前記低減分の累積値が、前記増加量算出手段により算出された前記増加分の累積値を上回るまで前記補償制御を実施することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１１】
前記増加量算出手段は、前記温度調整手段を駆動させた時における前記内燃機関の運転状態を加味して、前記増加分を算出することを特徴とする請求項９又は１０に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１２】
前記増加量算出手段は、前記温度調整手段を駆動させた時における前記ＥＧＲガスの実際の流量を加味して、前記増加分を算出することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１３】
前記低減量算出手段は、前記補償制御の実施時における前記内燃機関の運転状態を加味して、前記低減分を算出することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置。
【請求項１４】
前記低減量算出手段は、前記補償制御の実施時における前記ＥＧＲガスの目標流量を加味して、前記低減分を算出することを特徴とする請求項１３に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１５】
前記補償制御では、通常時に比べて前記特定成分の発生量を低減させる低減度合いを、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする請求項４〜１４のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置。
【請求項１６】
前記補償制御では、前記低減度合いを、当該補償制御実施時における前記ＥＧＲガスの目標流量に応じて可変設定することを特徴とする請求項１５に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置と、
前記ＥＧＲ配管、前記ＥＧＲクーラ、前記バイパス配管、前記流量調整手段、前記温度調整手段、及び前記アクチュエータの少なくとも１つと、
を備えることを特徴とする内燃機関制御システム。
【請求項１】
排ガスの一部をＥＧＲガスとして内燃機関の吸気系に再循環させるＥＧＲ配管と、
前記ＥＧＲ配管に設けられて前記ＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段と、
前記ＥＧＲ配管に設けられ、前記ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、
前記ＥＧＲ配管に設けられ、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラに対して迂回させるバイパス配管と、
前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラへ流通させる流量と前記バイパス配管により迂回させる流量との割合を調整することで、前記ＥＧＲガスの温度を調整する温度調整手段と、
を備えた内燃機関に適用され、
前記流量調整手段及び前記温度調整手段は、単一のアクチュエータで連動して駆動させるよう構成されており、
前記アクチュエータの作動を制御する制御手段は、前記内燃機関の運転中に燃料の噴射を停止させる燃料カットの状態であることを条件として、前記温度調整手段の駆動を許可することを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記温度調整手段を駆動させる要求が為された後、前記燃料カットが所定時間以上実施されなければ、前記温度調整手段の駆動を例外的に許可することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項３】
前記所定時間を、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関制御装置。
【請求項４】
前記例外的許可に基づき前記温度調整手段を駆動させた場合には、その駆動に伴い一時的に増加した排気エミッションの特定成分に対し、前記駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させるよう前記内燃機関を制御する、補償制御を実施することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関制御装置。
【請求項５】
排ガスの一部をＥＧＲガスとして内燃機関の吸気系に再循環させるＥＧＲ配管と、
前記ＥＧＲ配管に設けられて前記ＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段と、
前記ＥＧＲ配管に設けられ、前記ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、
前記ＥＧＲ配管に設けられ、前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラに対して迂回させるバイパス配管と、
前記ＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラへ流通させる流量と前記バイパス配管により迂回させる流量との割合を調整することで、前記ＥＧＲガスの温度を調整する温度調整手段と、
を備えた内燃機関に適用され、
前記流量調整手段及び前記温度調整手段は、単一のアクチュエータで連動して駆動させるよう構成されており、
前記温度調整手段を駆動させた場合には、その駆動に伴い一時的に増加した排気エミッションの特定成分に対し、前記駆動が完了した後において前記特定成分の発生量を通常時に比べて低減させるよう前記内燃機関を制御する、補償制御を実施することを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項６】
前記補償制御は、前記ＥＧＲガスの流量を制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関制御装置。
【請求項７】
前記補償制御は、燃焼室へ噴射される燃料の噴射時期を制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置。
【請求項８】
前記補償制御は、燃料の噴射圧力を制御することで、前記特定成分の発生量を低減させることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置。
【請求項９】
前記温度調整手段を駆動させたことに起因して増加した、前記特定成分の発生量の増加分を算出する増加量算出手段と、
前記補償制御の実施に起因して低減された、前記特定成分の発生量の低減分を算出する低減量算出手段と、
を備え、
前記低減量算出手段により算出された前記低減分が、前記増加量算出手段により算出された前記増加分を上回るまで前記補償制御を実施することを特徴とする請求項４〜８のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置。
【請求項１０】
前記低減量算出手段により算出された前記低減分の累積値が、前記増加量算出手段により算出された前記増加分の累積値を上回るまで前記補償制御を実施することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１１】
前記増加量算出手段は、前記温度調整手段を駆動させた時における前記内燃機関の運転状態を加味して、前記増加分を算出することを特徴とする請求項９又は１０に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１２】
前記増加量算出手段は、前記温度調整手段を駆動させた時における前記ＥＧＲガスの実際の流量を加味して、前記増加分を算出することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１３】
前記低減量算出手段は、前記補償制御の実施時における前記内燃機関の運転状態を加味して、前記低減分を算出することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置。
【請求項１４】
前記低減量算出手段は、前記補償制御の実施時における前記ＥＧＲガスの目標流量を加味して、前記低減分を算出することを特徴とする請求項１３に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１５】
前記補償制御では、通常時に比べて前記特定成分の発生量を低減させる低減度合いを、前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする請求項４〜１４のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置。
【請求項１６】
前記補償制御では、前記低減度合いを、当該補償制御実施時における前記ＥＧＲガスの目標流量に応じて可変設定することを特徴とする請求項１５に記載の内燃機関制御装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１つに記載の内燃機関制御装置と、
前記ＥＧＲ配管、前記ＥＧＲクーラ、前記バイパス配管、前記流量調整手段、前記温度調整手段、及び前記アクチュエータの少なくとも１つと、
を備えることを特徴とする内燃機関制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１９６５７０（Ｐ２０１０−１９６５７０Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４１７５７（Ｐ２００９−４１７５７）
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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