JP5420489B2 - 内燃機関のｅｇｒガス流量推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関から排出された排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流させる内燃機関において、そのＥＧＲガスの流量を推定する内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置に関する。

従来のＥＧＲガス流量推定装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このＥＧＲガス流量推定装置では、外部ＥＧＲ（以下、単に「ＥＧＲ」という）を実行するためのＥＧＲ装置の排気還流管の途中に設けられたＥＧＲ制御弁の上流側および下流側の圧力を、圧力センサによって検出したり、内燃機関の運転状態に応じて変化する各種のパラメータおよびテーブルから算出したりすることによって取得する。そして、これらの圧力、ＥＧＲ制御弁の有効開口面積、ＥＧＲ制御弁の上流側におけるＥＧＲガスの密度、およびＥＧＲガスの比熱比を、圧縮性流体の流量計算の一般式に適用することにより、ＥＧＲ制御弁を通過するＥＧＲガスの流量を、算出することによって推定する。また、このＥＧＲガス流量推定装置では、その推定精度を高めるために、管摩擦を考慮して、上記の算出されたＥＧＲガス流量を補正する。具体的には、ＥＧＲ制御弁の上流側圧力と下流側圧力との差圧が大きいほど、値１に向かって大きくなる補正値を、逆に言うと、上記差圧が小さいほど、値０に向かって小さくなる補正値を、上記の算出されたＥＧＲガス流量に乗じることによって、管摩擦によるＥＧＲガスの流量算出誤差を低減している。

このＥＧＲガス流量推定装置では、ＥＧＲガスがＥＧＲ制御弁を通過する際のＥＧＲガスの状態やＥＧＲ制御弁の有効開口面積などの物理現象に基づいて、ＥＧＲガスの流量を算出しているので、例えば、内燃機関の回転数および吸気管内圧などをパラメータとする単純なマップを用いて算出する場合に比べて、内燃機関およびＥＧＲ装置の構造上のばらつきや経年劣化が生じる場合においても、ＥＧＲガスの流量を比較的精度良く得ることが可能である。

特許第３８６１０４６号公報

しかし、上記のＥＧＲガス流量推定装置では、内燃機関の運転状態によっては、ＥＧＲガス流量の推定精度を十分に確保できないことがある。すなわち、内燃機関の運転中、複数の気筒の各々において吸気および排気が間欠的に繰り返し行われることにより、ＥＧＲの実行時におけるＥＧＲ制御弁の上流側および下流側では、圧力が高くなったり、低くなったりする変動が繰り返され、いわゆる脈動が発生する。特に、吸気弁や排気弁の開閉タイミングやリフト量を変更することで、内部ＥＧＲを積極的に利用する内燃機関においてＥＧＲを実行したり、ＥＧＲ制御弁の上下流の圧力差が低い状態でＥＧＲを実行したりすると、上記の脈動が複雑に大きく変化し、さらにはＥＧＲ制御弁の上下流の圧力差が逆転する状態（上流側圧力＜下流側圧力）も発生し、脈動がＥＧＲガスの流れに与える影響が非常に大きくなる。上述した従来のＥＧＲガス流量推定装置では、上記の脈動を考慮することなく、ＥＧＲガスの流量を算出しているので、脈動がＥＧＲガスの流量に影響を与える場合には、算出されたＥＧＲガス流量に対し、十分な精度を確保することができない。

また、ＥＧＲ制御弁の上下流の圧力の瞬時値を、所定期間における代表値として、ＥＧＲガスの流量を算出する場合、次のような問題がある。すなわち、下流側の圧力が上流側の圧力よりも大きい時の瞬時値を用いて算出すると、所定期間の全体において、ＥＧＲガスが、逆流している、または流れていないと算出されてしまう。加えて、上下流の圧力比（下流側圧力／上流側圧力）がより小さい時の瞬時値を用いて算出すると、その算出結果が、実際に流れる真のＥＧＲガス流量よりも大きな値になってしまう。さらに、上下流のそれぞれの圧力の平均値を用いて、ＥＧＲガスの流量を算出する場合、流量計算の一般式が非線形な特性を有しているために、圧力の瞬時値を一般式に適用することで得られた値を平均化する場合（より真のＥＧＲガス流量に近い値が得られる）に比べて、誤差が生じるという問題もある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ＥＧＲガスの脈動を考慮した演算を行うことにより、ＥＧＲガス流量の推定精度をより向上させることができる内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、排気系（本実施形態における（以下、本項において同じ）排気管５）に排出された排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系（吸気管４）に還流させる内燃機関３において、ＥＧＲガスの流量を推定する内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置１であって、ＥＧＲガスを還流させるためのＥＧＲ通路（ＥＧＲ管２２）と、このＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲガスの流量を調整するためのＥＧＲバルブ２３と、ＥＧＲ通路のＥＧＲバルブの上流側および下流側の圧力をそれぞれ、上流側圧力および下流側圧力として取得する圧力取得手段（ＥＣＵ２）と、取得した上流側圧力と下流側圧力との比を、圧力比として算出する圧力比算出手段（ＥＣＵ２）と、所定期間における算出した圧力比の変動を正弦波に変換する正弦波変換手段（ＥＣＵ２）と、変換した正弦波に基づき、圧力比を変数としかつＥＧＲガスの流量を算出するための関数を、圧力関数として算出する圧力関数算出手段（ＥＣＵ２）と、算出した圧力関数に基づき、所定期間にＥＧＲ通路のＥＧＲバルブを通過するＥＧＲガスの流量を算出するＥＧＲガス流量算出手段（ＥＣＵ２）と、を備えていることを特徴とする。なお、圧力取得手段は、ＥＧＲバルブの上流側および下流側の圧力を、圧力センサによって直接、検出する他、内燃機関の運転状態から推定することによって、取得することが可能である。

この構成によれば、ＥＧＲ通路のＥＧＲバルブの上流側圧力および下流側圧力を取得し、これらの上流側圧力と下流側圧力との比を、圧力比として算出する。また、所定期間における圧力比の変動を正弦波に変換し、この正弦波に基づき、所定の圧力関数を算出する。この圧力関数は、圧力比を変数としかつＥＧＲガスの流量を算出するための関数であり、後述するように、ＥＧＲガスの流れ方向に応じ、非線形の特性を有する所定の計算式で与えられる。そして、その圧力関数に基づき、所定期間にＥＧＲ通路のＥＧＲバルブを通過するＥＧＲガスの流量を算出する。

前述したように、ＥＧＲの実行時には、ＥＧＲバルブの上流側および下流側ではそれぞれ、圧力の変動による脈動が発生する。上記の圧力比の変動は、ＥＧＲバルブの上下流の脈動を反映するものの、圧力比の瞬時値を所定期間における代表値として圧力関数を算出すると、瞬時値のサンプリングタイミングによっては、ＥＧＲガスの流れを適正に表す圧力関数の算出結果が得られないことがある。また、圧力比の平均値を用いて圧力関数を算出すると、圧力関数自体が非線形の特性を有することから、誤差が大きくなることがある。さらに、所定期間における圧力比のすべての瞬時値を用いて圧力関数を算出すると、適正な算出結果を得ることができるものの、演算負荷が大きくなってしまう。

そこで、本願発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ＥＧＲガスの流れが、内燃機関における吸気および排気による脈動の影響を大きく受けること、圧力関数が非線形の特性を有すること、ならびに圧力比が一定の周期で変動することに着目し、圧力比の変動を、最も基本的な波形である正弦波で近似できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明では、所定期間における圧力比の変動を正弦波に変換し、この正弦波に基づいて圧力関数を算出することにより、圧力比の変動に基づく実際の圧力関数に近似する圧力関数を得ることができるので、圧力比の瞬時値や平均値を用いて算出する場合に比べて、誤差を低減でき、しかも、ＥＧＲバルブの上下流の圧力差が低い場合やＥＧＲガスが逆流する状況が生じる場合でも、ＥＧＲガスの流量を精度良く算出することができ、その推定精度を向上させることができる。また、正弦波に基づいて圧力関数を算出する際に、その正弦波の１周期分（３６０°）のうち、例えば、十分な精度を確保できる適当な所定角度ごとの値を用いて算出することにより、演算負荷を軽減することができる。以上のように、本発明によれば、ＥＧＲガスの流量算出の精度向上および演算負荷の軽減の両立を図ることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置において、所定期間における圧力比の最大値および最小値を設定する圧力比最大最小値設定手段（ＥＣＵ２）を、さらに備え、正弦波変換手段は、設定された圧力比の最大値および最小値に基づいて、所定期間における圧力比の変動を正弦波に変換することを特徴とする。

この構成によれば、所定期間における圧力比の最大値および最小値を設定し、これらに基づいて、所定期間における圧力比の変動を正弦波に変換する。例えば、所定期間として１周期分の正弦波を得ようとする場合、最大値および最小値が特定できれば、その特定した最大値および最小値を有する正弦波を容易に規定することができる。したがって、設定された圧力比の最大値および最小値に基づき、所定期間における圧力比の変動を、正弦波に容易に変換することができる。また、上記のような正弦波を得るために、例えばマップを検索したり、圧力の検出値を演算したりする場合に比べて、マップ作成の工数削減や演算負荷の軽減を図ることができる。さらに、圧力比の最大値および最小値を用いることにより、精度の高い正弦波を得ることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置において、所定期間における圧力比の平均値を、圧力比平均値として算出する圧力比平均値算出手段（ＥＣＵ２）と、圧力比の変動幅を表す圧力比振幅を設定する圧力比振幅設定手段（ＥＣＵ２）と、をさらに備え、正弦波変換手段は、算出された圧力比平均値および設定された圧力比振幅に基づいて、所定期間における圧力比の変動を正弦波に変換することを特徴とする。

この構成によれば、所定期間における圧力比の平均値である圧力比平均値を算出するとともに、圧力比の変動幅を表す圧力比振幅を設定し、これらの圧力比平均値および圧力比振幅に基づいて、所定期間における圧力比の変動を正弦波に変換する。例えば、所定期間として１周期分の正弦波を得ようとする場合、振幅の中心値および振幅が特定できれば、その特定した振幅の中心値および振幅を有する正弦波を容易に規定することができる。このことから、算出された圧力比平均値を振幅の中心値としかつ設定された圧力比振幅を振幅とする正弦波を、容易に規定することができる。したがって、算出された圧力比平均値および設定された圧力比振幅に基づき、所定期間における圧力比の変動を、正弦波に容易に変換することができる。また、前記請求項２と同様、マップ作成の工数削減や演算負荷の軽減を図ることができるとともに、精度の高い正弦波を得ることができる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置において、内燃機関には、吸気弁４ａおよび排気弁５ａの少なくとも一方の開閉タイミングおよび／またはリフト量を変更可能な可変動弁機構（吸気ＶＴＬ調整機構７、排気ＶＴＬ調整機構８）が設けられており、開閉タイミングおよび／またはリフト量を検出する検出手段（吸気ＶＴＬセンサ、排気ＶＴＬセンサ）を、さらに備えており、圧力比振幅設定手段は、検出された開閉タイミングおよび／またはリフト量に応じて、圧力比振幅を設定することを特徴とする。

この構成によれば、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングおよび／またはリフト量を検出し、その検出結果に応じて、圧力比振幅を設定する。通常、吸気弁や排気弁の開閉タイミングやリフト量が変更されると、ＥＧＲバルブの上下流の脈動も変化する。したがって、吸気弁や排気弁の開閉タイミングやリフト量に応じて、圧力比振幅を設定することにより、ＥＧＲバルブの上下流の脈動の変化を、ＥＧＲガスの流量算出に良好に反映でき、ＥＧＲガス流量の推定精度の向上を図ることができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置において、内燃機関は、複数の気筒３ａを有するとともに、気筒ごとに１燃焼サイクルにおいて、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程を順に実行するように構成されており、所定期間は、複数の気筒のうちの任意の気筒の吸気行程の全体、および吸気行程に重なりかつ任意の気筒と異なる気筒の排気行程の全体を含む最短期間であることを特徴とする。

この構成によれば、圧力比の変動を正弦波に変換したり、ＥＧＲガスの流量を算出したりする所定期間として、複数の気筒のうちの任意の気筒の吸気行程の全体、およびこれに重なりかつ当該任意の気筒と異なる気筒の排気行程の全体を含む最短期間に設定される。つまり、上記の所定期間は、ＥＧＲバルブの上下流の脈動に最も大きな影響を与える吸気行程および排気行程が１行程ずつ含まれる期間である。上記のように所定期間を設定することにより、ＥＧＲバルブの上流側では排気行程による圧力の変動が良好に現れる一方、下流側では吸気行程によるＥＧＲガスの圧力の変動が良好に現れる。これにより、圧力比の変動を正弦波に変換する際に、長すぎたり短すぎたりすることのない最適な期間で、最適な正弦波を得ることができる。

本発明の一実施形態によるＥＧＲガス流量推定装置を適用した内燃機関を概略的に示す図である。 ＥＧＲガス流量推定装置の概略構成を示すブロック図である。 ＥＧＲバルブを中心とし、ＥＧＲバルブを通過するＥＧＲガス流量の算出処理を説明するためのモデル図である。 ＥＧＲバルブ開度と有効開口面積の関係を示すマップである。 （ａ）は、ＥＧＲバルブの上流側圧力Ｐｉｎおよび下流側圧力Ｐｏｕｔの推移の一例を示す図、（ｂ）は、圧力比（Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ）の推移を示す図である。 １周期分の圧力比の推移を簡略化して示す図である。 図６の圧力比を正弦波に変換した図である。 圧力比と圧力関数の関係を示す図である。 図６の圧力比、図７の正弦波および図６の圧力比の平均値から得られた、１周期分の圧力関数の推移を示す図である。 第１実施形態におけるＥＧＲガスの流量推定処理を示すフローチャートである。 第１実施形態における正弦波作成＆圧力関数演算処理を示すフローチャートである。 正弦波に基づく圧力関数の平均値ＦＥＧＲＡＶの算出処理を示すフローチャートである。 ＥＧＲバルブの有効開口面積ＳＥＧＲの算出処理を示すフローチャートである。 ＥＧＲガス流量ＧＥＧＲの算出処理を示すフローチャートである。 １周期分の圧力比の推移を示す図である。 （ａ）は圧力比の変動を正弦波に変換した図であり、（ｂ）は正弦波に基づいて算出した圧力関数の推移を示す図である。 第２実施形態におけるＥＧＲガスの流量推定処理を示すフローチャートである。 ＥＧＲバルブの上流側圧力平均値ＰＥＸＡＶＥの算出処理を示すフローチャートである。 吸気カム位相ＣＡＩＮの算出処理を示すフローチャートである。 振幅ＤＰＰＬＳの算出処理を示すフローチャートである。 第２実施形態における正弦波作成＆圧力関数演算処理を示すフローチャートである。 １周期分の圧力比ＰＥＧＲＲ、圧力比の平均値ＰＥＧＲＲａｖｅおよび正弦波ＳＷにそれぞれ基づく圧力関数Φの平均値の一例を対比して示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるＥＧＲガス流量推定装置１を適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３を概略的に示しており、図２は、ＥＧＲガス流量推定装置１の概略構成を示している。

エンジン３は、例えば車両用の直列４気筒タイプのガソリンエンジンであり、４組の気筒３ａおよびピストン３ｂ（図１では１組のみ図示）と、クランクシャフト３ｃを備えている。各気筒３ａのピストン３ｂとシリンダヘッド３ｄとの間には、燃焼室３ｅが形成されている。

シリンダヘッド３ｄには、吸気管４（吸気系）および排気管５（排気系）が接続され、気筒３ａごとに、吸気弁４ａおよび排気弁５ａが設けられるとともに、点火プラグ６が燃焼室３ｅに臨むように取り付けられている。吸気弁４ａは、ＥＣＵ２で制御される吸気ＶＴＬ調整機構７により、開閉駆動されるとともに、その開閉タイミングおよびリフト量が可変に制御される。一方、排気弁５ａは、ＥＣＵ２で制御される排気ＶＴＬ調整機構８により、開閉駆動されるとともに、その開閉タイミングおよびリフト量が可変に制御される。また、吸気ＶＴＬ調整機構７および排気ＶＴＬ調整機構８にはそれぞれ、開閉タイミングおよびリフト量を検出するための吸気ＶＴＬセンサ７ａ（検出手段）および排気ＶＴＬセンサ８ａ（検出手段）が設けられている。

吸気ＶＴＬセンサ７ａは、吸気ＶＴＬ調整機構７における吸気カムシャフト（図示せず）の回転に伴い、パルス信号であるＩＮＣＡＭ信号を所定のカム角ごとにＥＣＵ２に出力し、また、吸気弁４ａのリフト量を表す信号をＥＣＵ２に出力する。一方、排気ＶＴＬセンサ８ａは、排気ＶＴＬ調整機構８における排気カムシャフト（図示せず）の回転に伴い、パルス信号であるＥＸＣＡＭ信号を所定のカム角ごとにＥＣＵ２に出力し、また、排気弁５ａのリフト量を表す信号をＥＣＵ２に出力する。

吸気管４には、上流側から順に、スロットル弁１１およびインジェクタ１２が設けられている。スロットル弁１１には、例えば直流モータで構成されたアクチュエータ１１ａが接続されている。スロットル弁１１の開度は、アクチュエータ１１ａに供給される電流のデューティ比をＥＣＵ２で制御することによって、制御される。また、インジェクタ１２の燃料の噴射量および噴射タイミングは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御される。さらに、吸気管４には、スロットル弁１１の上流側および下流側にそれぞれ、エアフローセンサ１３および吸気管内圧センサ１４（圧力取得手段）が設けられている。エアフローセンサ１３は吸入空気量ＧＡＩＲを検出し、吸気管内圧センサ１４は吸気管４内の圧力（以下「吸気管内圧」という）ＰＢＡを検出し、それらの信号がＥＣＵ２に出力される。

排気管５には、ＮＯｘ触媒および三元触媒を組み合わせた触媒装置１５が設けられている。ＮＯｘ触媒は、エンジン３に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンの場合には、排ガス中のＮＯｘを吸着し、空燃比が理論空燃比よりもリッチの場合には、吸着したＮＯｘを還元するという特性を有する。また、三元触媒は、酸化還元作用により、排ガス中のＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘを浄化する。

また、エンジン３には、ＥＧＲ装置２１が設けられている。このＥＧＲ装置２１は、排気管５内の排ガスの一部を、ＥＧＲガスとして吸気管４側に還流させるものであり、排気管５の触媒装置１５よりも下流側と吸気管４のスロットル弁１１よりも下流側との間に接続されたＥＧＲ管２２（ＥＧＲ通路）と、このＥＧＲ管２２の途中に設けられ、ＥＧＲ管２２内を開閉することによって、ＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブ２３と、ＥＧＲ管２２のＥＧＲバルブ２３よりも上流側（排気管５側）に設けられ、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２４を備えている。ＥＧＲバルブ２３には、前記スロットル弁１１と同様のアクチュエータ２３ａが接続されており、ＥＧＲバルブ２３の開度が、ＥＣＵ２からアクチュエータ２３ａに供給される電流のデューティ比に応じて、制御される。

また、ＥＧＲ管２２には、ＥＧＲバルブ２３の直ぐ上流側に、ＥＧＲ管２２内の圧力および温度をそれぞれ検出するＥＧＲバルブ上流圧センサ２５（圧力取得手段）およびＥＧＲガス温センサ２６が設けられている。これらのセンサ２５および２６により、ＥＧＲの実行時には、ＥＧＲバルブ２３の上流側におけるＥＧＲガスの圧力（以下「ＥＧＲバルブ上流側圧力」という）、および温度（以下「ＥＧＲガス温度」という）がそれぞれ検出され、それらの信号がＥＣＵ２に出力される。

また、エンジン３には、クランク角センサ２７が設けられている。このクランク角センサ２７は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト３ｃの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば１゜）ごとに出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒３ａのピストン３ｂが吸気行程開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、４気筒エンジン３では、クランク角１８０°ごとに出力される。ＥＣＵ２は、これらのＴＤＣ信号およびＣＲＫ信号に応じて、気筒３ａごとにクランク角ＣＡを算出する。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。このＥＣＵ２は、前述した各種センサからの検出信号に応じて、ＥＧＲバルブ２３を通過するＥＧＲガスの流量を推定する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、本発明の圧力比算出手段、正弦波変換手段、圧力関数算出手段、ＥＧＲガス流量算出手段、圧力比最大最小値設定手段、圧力比平均値算出手段、および圧力比振幅設定手段に相当する。

ここで、ＥＣＵ２で実行され、ＥＧＲバルブ２３を通過するＥＧＲガスの流量算出処理の概要について説明する。図３は、ＥＧＲバルブ２３を中心とするモデル図を示している。ＥＧＲが実行された場合、ＥＧＲバルブ２３の排気管側である上流側（同図の左側）の圧力（以下「上流側圧力」という）Ｐｉｎが、吸気管側である下流側（同図の右側）の圧力（以下「下流側圧力」という）Ｐｏｕｔよりも大きく、ＥＧＲガスが上流から下流に流れる順流のときには、ＥＧＲバルブ２３を通過するＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒは、ノズルの公式により、下式（１）によって算出される。なお、このＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒは、質量流量として算出される。また、後述するように、ＥＧＲの実行中には、ＥＧＲバルブの下流側圧力Ｐｏｕｔが、上流側圧力Ｐｉｎよりも一時的に大きくなる逆転現象が発生するので、この場合をＥＧＲガスの逆流とみなして、そのときのＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒを、下式（２）で表す。

式（１）および（２）における有効開口面積Ａｅｇｒは、例えば図４に示すマップを用い、ＥＧＲバルブの開度θｅｇｒに応じて、算出される。このマップは、ＥＧＲバルブ開度θｅｇｒが大きいほど、有効開口面積Ａｅｇｒが大きくなるように設定されている。

また、式（１）におけるＥＧＲバルブの上流側ガス密度ρｅｇｒ＿ｉｎ、および式（２）におけるＥＧＲバルブの下流側ガス密度ρｅｇｒ＿ｏｕｔはそれぞれ、次式（３）および（４）により算出される。

また、順流時に適用される式（１）における圧力関数Φは、下流側圧力Ｐｏｕｔと上流側圧力Ｐｉｎとの比である圧力比（Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ）に応じて、次式（５）または（６）により算出される。なお、κは、空気またはＥＧＲガスの比熱比（例えば１．４）である。

一方、逆流時に適用される式（２）における圧力関数Φは、上流側圧力Ｐｉｎと下流側圧力Ｐｏｕｔとの比である圧力比（Ｐｉｎ／Ｐｏｕｔ）に応じて、次式（７）または（８）により算出される。

図５（ａ）は、エンジン３の所定の運転状態において、ＥＧＲを実行したときに検出された、ＥＧＲバルブ２３の上流側圧力Ｐｉｎおよび下流側圧力Ｐｏｕｔの推移の一例を示しており、同図（ｂ）は、下流側圧力比Ｐｏｕｔと上流側圧力Ｐｉｎとの比である圧力比ＰＥＧＲＲ（＝Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ）の算出結果の推移を示している。

図５（ａ）に示すように、上流側圧力Ｐｉｎは、エンジン３の４つの気筒３ａにおいて、排気が順に繰り返し行われることにより、値が大きくなったり、小さくなったりする変動を繰り返しながら推移する。一方、下流側圧力Ｐｏｕｔは、エンジン３の４つの気筒３ａにおいて、吸気が順に繰り返し行われることにより、上記の上流側圧力Ｐｉｎと同様、変動を繰り返しながら推移する。これらのように、ＥＧＲバルブ２３の上流側および下流側ではそれぞれ、圧力の変動が繰り返される脈動が発生する。

一方、図５（ｂ）に示すように、圧力比ＰＥＧＲＲは、上流側圧力Ｐｉｎおよび下流側圧力Ｐｏｕｔの変動に伴い、値が大きくなったり、小さくなったりする変動を繰り返しながら推移する。また、圧力比ＰＥＧＲＲの値が１．０を下回るときには、上流側圧力Ｐｉｎが下流側圧力Ｐｏｕｔを上回っているので、ＥＧＲガスが上流から下流に流れる順流となる一方、圧力比ＰＥＧＲＲの値が１．０を上回るときには、上流側圧力Ｐｉｎが下流側圧力Ｐｏｕｔを下回っているので、逆流となる。

図６は、所定期間における圧力比ＰＥＧＲＲの推移を簡略化して示している。この所定期間は、１燃焼サイクルにおいて、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程を順次実行する、エンジン３の各気筒３ａにおいて、任意の気筒３ａの吸気行程の全体、およびその吸気行程に重なりかつ上記気筒３ａと異なる気筒３ａの排気行程の全体を含む最短期間に設定されている。したがって、本実施形態のエンジン３では、上記所定期間は、クランク角ＣＡが１８０°回転する期間であり、以下、この期間を「１周期」というものとする。

１周期に図６に示すような波形の圧力比ＰＥＧＲＲを有する場合、この１周期の間にＥＧＲバルブ２３を通過するＥＧＲガスの流量を算出するために、以下のように、圧力比ＰＥＧＲＲを正弦波ＳＷに変換し、その正弦波ＳＷに基づいて、圧力関数Φを算出する。

具体的にはまず、圧力比ＰＥＧＲＲの最大値および最小値、あるいは圧力比ＰＥＧＲＲの振幅の中心値およびその振幅を、検出や算出により設定する。次いで、図６の圧力比ＰＥＧＲＲを、１周期において、設定された最大値および最小値を有する、あるいは設定された中心値および振幅を有する正弦波ＳＷに変換する。これにより、図７に示すように、圧力比ＰＥＧＲＲの推移に近似する正弦波ＳＷが得られる。

次いで、得られた正弦波ＳＷに基づき、圧力関数Φを算出する。前述したように、圧力関数Φは、ＥＧＲバルブ２３の上流側圧力Ｐｉｎおよび下流側圧力Ｐｏｕｔの圧力比（Ｐｏｕｔ／ＰｉｎまたはＰｉｎ／Ｐｏｕｔ）に応じて、前記式（５）〜（８）によって算出される。図８は、圧力比と圧力関数Φとの関係を示しており、より具体的には、値１．０の圧力比をほぼ中心とし、圧力比≦１．０では、式（５）に示す圧力関数Φをそのまま示し、圧力比＞１．０では、式（７）に示す圧力関数Φに値−１を乗じて示している。同図から明らかなように、圧力比と圧力関数Φとの関係は非線形であり、加えて、圧力比が１．０付近では、圧力比が１．０から離れている場合に比べて、圧力関数Φが大きく変化することがわかる。

図９は、圧力比ＰＥＧＲＲ、正弦波ＳＷおよび圧力比ＰＥＧＲＲの平均値ＰＥＧＲＲａｖｅからそれぞれ得られた、１周期分の圧力関数ΦＰＥＧＲＲ、ΦＳＷおよびΦＰＥＧＲＲａｖｅの推移を示している。同図から明らかなように、正弦波ＳＷから得られた圧力関数ΦＳＷは、圧力比ＰＥＧＲＲから得られた圧力関数ΦＰＥＧＲＲに近似することがわかる。

次に、図１０〜図１６を参照しながら、第１実施形態として、ＥＣＵ２で実行されるＥＧＲガス流量の推定処理について説明する。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。

本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、ＥＧＲバルブ２３の下流側圧力として、吸気管内圧センサ１４の検出値ＰＢＡを読み込むとともに、上流側圧力として、ＥＧＲ上流圧センサ２５の検出値ＰＥＸを読み込む。次いで、次式（９）により、圧力比ＰＥＧＲＲを算出する（ステップ２）。
ＰＥＧＲＲ＝ＰＢＡ／ＰＥＸ ・・・（９）

上記のステップ１および２は、ＴＤＣ信号の発生から次回のＴＤＣ信号の発生まで、ＣＲＫ信号の発生に同期して実行される。これにより、例えば図１５に示すような１周期分の圧力比ＰＥＧＲＲが得られる。

次いで、上記ステップ２で算出された圧力比ＰＥＧＲＲに基づき、その最大値ＥＧＲＲＨおよび最小値ＰＥＧＲＲＬを設定する（ステップ３）。そして、これらの最大値ＰＥＧＲＲＨおよび最小値ＰＥＧＲＲＬを用いて、１周期分の圧力比ＰＥＧＲＲの中心値ＰＥＧＲＲＣおよび振幅ＤＰＰＬＳを算出する（ステップ４）。具体的には、中心値ＰＥＧＲＲＣおよび振幅ＤＰＰＬＳがそれぞれ、下式（１０）および（１１）により算出される。
ＰＥＧＲＲＣ＝（ＰＥＧＲＲＨ＋ＰＥＧＲＲＬ）／２ ・・・（１０）
ＤＰＰＬＳ＝（ＰＥＧＲＲＨ−ＰＥＧＲＲＬ）／２ ・・・（１１）

次いで、正弦波作成＆圧力関数演算処理を実行する（ステップ５）。この処理では、図１１に示すように、正弦波ＳＷの最大値ＳＷＨとして、前記ステップ３で設定した圧力比ＰＥＧＲＲの最大値ＰＥＧＲＲＨをセットし（ステップ１０）、正弦波ＳＷの最大値ＳＷＨに応じて、前記式（５）〜（８）で表されたテーブル（以下「圧力関数テーブル」という）から、圧力関数［振幅Ｈｉ］ＦＥＧＲＨを検索する（ステップ１１）。

具体的には、圧力関数テーブルを検索する際の正弦波ＳＷの値（上記の場合は最大値ＳＷＨ）が、１．０未満のときには、ＥＧＲガスが順流しているとして、圧力関数テーブルの式（５）および（６）が用いられる一方、１．０よりも大きいときには、ＥＧＲガスが逆流しているとして、圧力関数テーブルの式（７）および（８）が用いられ、式（５）〜（８）の（Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ）および（Ｐｉｎ／Ｐｏｕｔ）に代えて、正弦波ＳＷの値が適用される。なお、正弦波ＳＷの以下の各値に応じ、圧力関数を検索する場合も同様である。

次いで、圧力比ＰＥＧＲＲの中心値ＰＥＧＲＲＣ、および振幅ＤＰＰＬＳを用い、下式（１２）により、正弦波ＳＷのｓｉｎ４５°値ＳＷ４５を算出し（ステップ１２）、そのｓｉｎ４５°値ＳＷ４５に応じて、圧力関数テーブルから、圧力関数［４５°］ＦＥＧＲ４５を検索する（ステップ１３）。
ＳＷ４５＝ＰＥＧＲＲＣ＋ＤＰＰＬＳ・ｓｉｎ４５° ・・・（１２）

次いで、正弦波ＳＷの中心値ＳＷＣとして、圧力比ＰＥＧＲＲの中心値ＰＥＧＲＲＣをセットし（ステップ１４）、正弦波ＳＷの中心値ＳＷＣに応じて、圧力関数テーブルから、圧力関数［中心値］ＦＥＧＲＣを検索する（ステップ１５）。

次いで、圧力比ＰＥＧＲＲの中心値ＰＥＧＲＲＣ、および振幅ＤＰＰＬＳを用い、下式（１３）により、正弦波ＳＷのｓｉｎ（−４５°）値ＳＷ４５Ｍを算出し（ステップ１６）、そのｓｉｎ（−４５°）値ＳＷ４５Ｍに応じて、圧力関数テーブルから、圧力関数［−４５°］ＦＥＧＲ４５Ｍを検索する（ステップ１７）。
ＳＷ４５Ｍ＝ＰＥＧＲＲＣ−ＤＰＰＬＳ・ｓｉｎ４５° ・・・（１３）

次いで、正弦波ＳＷの最小値ＳＷＬとして、圧力比ＰＥＧＲＲの最小値ＰＥＧＲＲＬをセットし（ステップ１８）、正弦波ＳＷの最小値ＳＷＬに応じて、圧力関数テーブルから、圧力関数［振幅Ｌｏ］ＦＥＧＲＬを検索する（ステップ１９）。

以上のように、前記ステップ１０、１２、１４、１６および１８でそれぞれ得られた正弦波ＳＷの最大値ＳＷＨ、ｓｉｎ４５°値ＳＷ４５、中心値ＳＷＣ、ｓｉｎ（−４５°）値ＳＷ４５Ｍおよび最小値ＳＷＬにより、これらを有する正弦波ＳＷが、図１６（ａ）に示すように作成される。同図に示すように、正弦波ＳＷは、１周期分の圧力比ＰＥＧＲの推移に近似する。

一方、前記ステップ１１、１３、１５、１７および１９における圧力関数テーブルの検索、すなわち圧力関数Φの前記式（５）〜（８）の演算によってそれぞれ、圧力関数Φの［振幅Ｈｉ］ＦＥＧＲＨ、［４５°］ＦＥＧＲ４５、［中心値］ＦＥＧＲＣ、［−４５°］ＦＥＧＲ４５Ｍおよび［振幅Ｌｏ］ＦＥＧＲＬが得られる。図１６（ｂ）は、これらの値をプロットして結んだ曲線（圧力関数ΦＳＷ）を示しており、同図に示すように、正弦波ＳＷに基づく圧力関数ΦＳＷの推移は、圧力比ＰＥＧＲＲの変動に基づく圧力関数ΦＰＥＧＲＲの推移に近似する。

図１０に戻り、ステップ６において、ステップ５で演算された圧力関数の１周期分の平均値ＦＥＧＲＡＶを算出する。具体的には、前記ステップ１１、１３、１５、１７および１９でそれぞれ得られた値ＦＥＧＲＨ、ＦＥＧＲ４５、ＦＥＧＲＣ、ＦＥＧＲ４５ＭおよびＦＥＧＲＬを用い、図１２に示すステップ２１において、次式（１４）により算出される。

次いで、ステップ７において、ＥＧＲバルブ２３の有効開口面積ＳＥＧＲを算出する。具体的には、図１３に示すステップ２２において、ＥＧＲバルブ２３の開度ＥＧＲ＿ＡＣＴに応じて、前記図４に示すマップと同様のマップから、有効開口面積ＳＥＧＲを算出する。

そして、ステップ８において、ＥＧＲガス流量ＧＥＧＲを算出し、本処理を終了する。このＥＧＲガス流量ＧＥＧＲの算出は、図１４に示すステップ２３において、次式（１５）により算出される。なお、式（１５）のＰｉｎには、ＥＧＲ上流圧センサ２５の検出値ＰＥＸの平均値を適用する。

以上により、ＥＧＲバルブ２３を通過する、１周期分のＥＧＲガス流量ＧＥＧＲが算出される。

図２２は、１周期分の圧力比ＰＥＧＲＲ、圧力比の平均値ＰＥＧＲＲａｖｅおよび正弦波ＳＷにそれぞれ基づく圧力関数Φの平均値の一例を対比して示している。同図に示すように、本例では、圧力比ＰＥＧＲＲの変動に基づく圧力関数ΦＰＥＧＲＲの平均値に対し、圧力比ＰＥＧＲＲの平均値ＰＥＧＲＲａｖｅに基づく圧力関数ΦＰＥＧＲＲａｖｅは、３０．４％の誤差があったが、正弦波ＳＷに基づく圧力関数ΦＳＷの平均値ＦＥＧＲＡＶは、５．６％の誤差となり、正弦波ＳＷに基づいて圧力関数Φを算出した場合に、ＥＧＲガス流量ＧＥＧＲの算出精度が向上したことが確認された。

以上のように、本実施形態によれば、１周期分の圧力比ＰＥＧＲＲの変動を正弦波ＳＷに変換し、この正弦波ＳＷに基づいて圧力関数Φを算出することにより、圧力比ＰＥＧＲＲの変動に基づく実際の圧力関数ΦＰＥＧＲＲの推移に近似する圧力関数ΦＳＷを得ることができるので、圧力比ＰＥＧＲＲの瞬時値や平均値ＰＥＧＲＲａｖｅを用いて算出する場合に比べて、誤差を低減でき、しかも、ＥＧＲバルブ２３の上下流の圧力差が低い場合やＥＧＲガスが逆流する状況が生じる場合でも、ＥＧＲガスの流量を精度良く算出することができ、その推定精度を向上させることができる。また、正弦波ＳＷに基づいて圧力関数ΦＳＷを算出する際に、その正弦波ＳＷの１周期分（３６０°）のうち、それを８等分した４５°（クランク角ＣＡでは２２．５°（＝１８０／８））ごとの値を用いて算出するので、より小さい角度（例えば６°）ごとの値を用いて算出する場合に比べて、演算負荷を軽減することができる。以上のように、本実施形態によれば、ＥＧＲガスの流量算出の精度向上および演算負荷の軽減の両立を図ることができる。

また、本実施形態によれば、１周期における圧力比ＰＥＧＲＲの最大値ＰＥＧＲＲＨおよび最小値ＰＥＧＲＲＬを設定し、これらに基づいて、１周期分の圧力比ＰＥＧＲＲの変動を正弦波ＳＷに容易に変換することができる。したがって、正弦波ＳＷを得るために、例えばマップを検索したり、吸気管内圧センサ１４やＥＧＲバルブ上流圧センサ２５の検出値を演算したりする場合に比べて、マップ作成の工数削減や演算負荷の軽減を図ることができる。さらに、１周期における圧力比ＰＥＧＲＲの最大値ＰＥＧＲＲＨおよび最小値ＰＥＧＲＲＬを用いることにより、精度の高い正弦波ＳＷを得ることができる。

さらに、本実施形態によれば、圧力比ＰＥＧＲＲの変動を正弦波ＳＷに変換したり、ＥＧＲガスの流量を算出したりする期間として、１周期を採用している。この１周期は、ＥＧＲバルブ２３の上下流の脈動に最も大きな影響を与える、各気筒３ａの吸気行程および排気行程が１行程ずつ含まれる期間であるので、ＥＧＲバルブ２３の上流側では排気行程による圧力の変動が良好に現れる一方、下流側では吸気行程によるＥＧＲガスの圧力の変動が良好に現れる。これにより、圧力比ＰＥＧＲＲの変動を正弦波ＳＷに変換する際に、長すぎたり短すぎたりすることのない最適な期間で、最適な正弦波ＳＷを得ることができる。

次に、図１７〜図２１を参照しながら、第２実施形態として、ＥＧＲ装置２１において、ＥＧＲバルブ上流圧センサ２５が省略されているときのＥＧＲガス流量の推定処理について説明する。

図１７に示すように、本処理ではまず、ＥＧＲバルブ２３の下流側圧力として、吸気管内圧センサ１４の検出値ＰＢＡを読み込み（ステップ３０）、その平均値ＰＢＡＡＶＥを算出する（ステップ３１）とともに、ＥＧＲバルブ２３の上流側圧力平均値ＰＥＸＡＶＥを算出する（ステップ３２）。この上流側圧力平均値ＰＥＸＡＶＥは、図１８に示すように、シリンダ吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬに応じて、図示しないマップから検索される（ステップ４１）。なお、シリンダ吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬは、エアフローセンサ１３で検出された吸入空気量ＧＡＩＲに応じて算出される。

次いで、前記ステップ３１およびステップ３２でそれぞれ算出された下流側圧力平均値ＰＢＡＡＶＥおよび上流側圧力平均値ＰＥＸＡＶＥを用いて、次式（１６）により、ＥＧＲバルブ２３の上下流の圧力比平均値を、１周期分の圧力比ＰＥＧＲＲの中心値ＰＥＧＲＲＣとして算出する（ステップ３３）。
ＰＥＧＲＲＣ＝ＰＢＡＡＶＥ／ＰＥＸＡＶＥ ・・・（１６）

また、エンジン３の吸気ＶＴＬ調整機構７における吸気カムシャフト（図示せず）のクランクシャフト３ｃに対する相対的な位相である吸気カム位相ＣＡＩＮを算出する（ステップ３４）。この吸気カム位相ＣＡＩＮは、図１９に示すように、ＣＲＫ信号およびＩＮＣＡＭ信号に応じて、吸気カム位相ＣＡＩＮを算出する（ステップ４２）。

次いで、１周期分の圧力比ＰＥＧＲＲの振幅ＤＰＰＬＳを算出する（ステップ３５）。この振幅ＤＰＰＬＳは、図２０に示すように、エンジン回転数ＮＥ、シリンダ吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬおよび前記ステップ３４で算出された吸気カム位相ＣＡＩＮに応じて、図示しないマップを検索することによって算出される。

なお、上記の振幅ＤＰＰＬＳを算出する場合、上記吸気カム位相ＣＡＩＮに代えて、またはこれに加えて、エンジン３の排気ＶＴＬ調整機構７における排気カムシャフト（図示せず）のクランクシャフト３ｃに対する相対的な位相である排気カム位相ＣＡＥＸや、吸気弁４ａおよび／または排気弁５ａのリフト量に応じて、振幅ＤＰＰＬＳを算出してもよい。

次いで、前記第１実施形態における図１０のステップ５と同様の正弦波作成＆圧力関数演算処理を実行する（ステップ３６）。この処理では、図２１に示すように、前記図１７のステップ３３およびステップ３５でそれぞれ算出された中心値ＰＥＧＲＲＣおよび振幅ＤＰＰＬＳを用い、次式（１７）により、正弦波ＳＷの最大値ＳＷＨを算出する（ステップ５０）。
ＳＷＨ＝ＰＥＧＲＲＣ＋ＤＰＰＬＳ ・・・（１７）

次いで、第１実施形態における図１１のステップ１１〜１７と同様、ステップ５１〜５７を実行する。そして、ステップ５８において、中心値ＰＥＧＲＲＣおよび振幅ＤＰＰＬＳを用い、次式（１８）により、正弦波ＳＷの最小値ＳＷＬを算出し（ステップ５８）、第１実施形態における図１１のステップ１９と同様、ステップ５９を実行する。
ＳＷＬ＝ＰＥＧＲＲＣ−ＤＰＰＬＳ ・・・（１８）

以上により、本実施形態の場合も、第１実施形態と同様、図１６（ａ）に示す正弦波ＳＷが作成されるとともに、図１６（ｂ）に示す、正弦波ＳＷに基づく圧力関数ΦＳＷが得られる。

図１７に戻り、第１実施形態における図１０のステップ６、７および８と同様、圧力関数の１周期分の平均値ＦＥＧＲＡＶの算出処理（ステップ３７）、ＥＧＲバルブ２３の有効開口面積ＳＥＧＲの算出処理（ステップ３８）、およびＥＧＲガス流量ＧＥＧＲの算出処理（ステップ３９）を、順に実行する。

以上により、本実施形態においても、第１実施形態と同様、ＥＧＲバルブ２３を通過する、１周期分のＥＧＲガス流量ＧＥＧＲが算出される。

以上のように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様、ＥＧＲガスの流量算出の精度向上および演算負荷の軽減の両立を図ることができるとともに、最適な期間で、最適な正弦波ＳＷを得ることができる。

また、本実施形態によれば、１周期における圧力比ＰＥＧＲＲの平均値を、その中心値ＰＥＧＲＲＣとするとともに、吸気カム位相ＣＡＩＮに応じて、圧力比ＰＥＧＲＲの振幅ＤＰＰＬＳを設定し、これらの中心値ＰＥＧＲＲＣおよび振幅ＤＰＰＬＳに基づいて、１周期分の圧力比ＰＥＧＲＲの変動を正弦波ＳＷに容易に変換することができる。したがって、第１実施形態と同様、マップ作成の工数削減や演算負荷の軽減を図ることができるとともに、精度の高い正弦波ＳＷを得ることができる。

なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、図１０のステップ５および図１７のステップ３６の正弦波作成＆圧力関数演算処理において、正弦波ＳＷに基づいて圧力関数ΦＳＷを算出する際に、その正弦波ＳＷの１周期分（３６０°）のうち、４５°ごとの値を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、４５°以外の角度ごとの値を用いてもよい。この場合、例えば、４５°よりも小さい角度（３０°や１５°など）ごとの値を用いる場合、演算負荷が増加するものの、正弦波ＳＷに基づく圧力関数ΦＳＷを、圧力比ＰＥＧＲＲの変動に基づく圧力関数ΦＰＥＧＲＲに、より一層近似させることができ、ＥＧＲガス流量ＧＥＧＲの算出精度をより一層向上させることができる。一方、４５°よりも大きい角度（６０°など）ごとの値を用いる場合、圧力関数ΦＰＥＧＲＲに対する圧力関数ΦＳＷの近似度合が低下するものの、演算負荷をより一層軽減することができる。

また、実施形態は、本発明を車両用のガソリンエンジンに適用した例であるが、ＥＧＲ装置を備えたディーゼルエンジンにも適用可能であり、また、他の用途のエンジン、例えばクランク軸を鉛直方向に延びるように配置した船外機のような船舶推進機用エンジンなどにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することができる。

１ ＥＧＲガス流量推定装置
２ ＥＣＵ（圧力比算出手段、正弦波変換手段、圧力関数算出手段、
ＥＧＲガス流量算出手段、圧力比最大最小値設定手段、
圧力比平均値算出手段、および圧力比振幅設定手段）
３ 内燃機関
４ 吸気管（吸気系）
４ａ 吸気弁
５ 排気管（排気系）
５ａ 排気弁
７ 吸気ＶＴＬ調整機構
７ａ 吸気ＶＴＬセンサ（検出手段）
８ 排気ＶＴＬ調整機構
８ａ 排気ＶＴＬセンサ（検出手段）
１４ 吸気管内圧センサ（圧力取得手段）
２１ ＥＧＲ装置
２２ ＥＧＲ管（ＥＧＲ通路）
２３ ＥＧＲバルブ
２５ ＥＧＲバルブ上流圧センサ（圧力取得手段）
ＧＡＩＲ 吸入空気量
ＰＢＡ 吸気管内圧
ＮＥ エンジン回転数
ＣＡ クランク角
ＰＥＧＲＲ 圧力比
ＰＥＧＲＲＨ 圧力比の最大値
ＰＥＧＲＲＬ 圧力比の最小値
ＰＥＧＲＲＣ 圧力比の中心値
ＤＰＰＬＳ 振幅
ＳＷ 正弦波
ＳＷＨ 正弦波の最大値
ＳＷＬ 正弦波の最小値
ＳＷＣ 正弦波の中心値
Φ 圧力関数
ΦＰＥＧＲＲ 圧力比の変動に基づく圧力関数
ΦＳＷ 正弦波に基づく圧力関数
ＦＥＧＲＡＶ 正弦波に基づく圧力関数の平均値
ＳＥＧＲ ＥＧＲバルブの有効開口面積
ＧＥＧＲ ＥＧＲガス流量

Claims (5)

1. 排気系に排出された排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流させる内燃機関において、当該ＥＧＲガスの流量を推定する内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置であって、
   前記ＥＧＲガスを還流させるためのＥＧＲ通路と、
   このＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲガスの流量を調整するためのＥＧＲバルブと、
   前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲバルブの上流側および下流側の圧力をそれぞれ、上流側圧力および下流側圧力として取得する圧力取得手段と、
   前記取得した上流側圧力と下流側圧力との比を、圧力比として算出する圧力比算出手段と、
   所定期間における前記算出した圧力比の変動を正弦波に変換する正弦波変換手段と、
   前記変換した正弦波に基づき、前記圧力比を変数としかつ前記ＥＧＲガスの流量を算出するための関数を、圧力関数として算出する圧力関数算出手段と、
   前記算出した圧力関数に基づき、前記所定期間に前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲバルブを通過するＥＧＲガスの流量を算出するＥＧＲガス流量算出手段と、
   を備えていることを特徴とする内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置。
2. 前記所定期間における前記圧力比の最大値および最小値を設定する圧力比最大最小値設定手段を、さらに備え、
   前記正弦波変換手段は、前記設定された圧力比の最大値および最小値に基づいて、前記所定期間における前記圧力比の変動を正弦波に変換することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置。
3. 前記所定期間における前記圧力比の平均値を、圧力比平均値として算出する圧力比平均値算出手段と、
   前記圧力比の変動幅を表す圧力比振幅を設定する圧力比振幅設定手段と、をさらに備え、
   前記正弦波変換手段は、前記算出された圧力比平均値および前記設定された圧力比振幅に基づいて、前記所定期間における前記圧力比の変動を正弦波に変換することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置。
4. 前記内燃機関には、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングおよび／またはリフト量を変更可能な可変動弁機構が設けられており、
   前記開閉タイミングおよび／またはリフト量を検出する検出手段を、さらに備えており、
   前記圧力比振幅設定手段は、前記検出された開閉タイミングおよび／またはリフト量に応じて、前記圧力比振幅を設定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置。
5. 前記内燃機関は、複数の気筒を有するとともに、当該気筒ごとに１燃焼サイクルにおいて、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程を順に実行するように構成されており、
   前記所定期間は、前記複数の気筒のうちの任意の気筒の吸気行程の全体、および当該吸気行程に重なりかつ当該任意の気筒と異なる気筒の排気行程の全体を含む最短期間であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関のＥＧＲガス流量推定装置。

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