JP6123657B2 - Exhaust gas recirculation controller - Google Patents

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Description

ここに開示された技術は、排気ガス還流制御装置に関するものである。   The technology disclosed herein relates to an exhaust gas recirculation control device.

従来より、エンジンの排気ガスの一部を排気通路から吸気通路へ還流させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有するターボ過給機と、排気通路のうちタービンの下流側の部分から吸気通路のうちコンプレッサの上流側の部分へ排気ガスを還流させる低圧ＥＧＲシステムと、排気通路のうちタービンの上流側の部分から吸気通路のうちコンプレッサの下流側の部分へ排気ガスを還流させる高圧ＥＧＲシステムとを備えた、エンジンの排気ガス還流制御装置が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for returning a part of engine exhaust gas from an exhaust passage to an intake passage is known. For example, Patent Document 1 discloses a turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an engine and a compressor disposed in an intake passage, and a portion of the exhaust passage from the downstream portion of the turbine. Among them, a low-pressure EGR system that recirculates exhaust gas to the upstream portion of the compressor, and a high-pressure EGR system that recirculates exhaust gas from the upstream portion of the turbine to the downstream portion of the compressor in the intake passage An engine exhaust gas recirculation control device is disclosed.

特開２００８−２２３７１０号公報JP 2008-223710 A

低圧ＥＧＲシステムを備えた排気ガス還流制御装置において、吸気酸素濃度が目標酸素濃度となるように低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量をフィードバック制御する場合、排気ガスの還流量が多すぎて該吸気酸素濃度がアンダーシュートする場合がある。吸気酸素濃度がアンダーシュートすると、それに応じて燃料量も低減され、出力が低下する。ここで、低圧ＥＧＲシステムにより排気ガスが還流されるのは、吸気通路のうちコンプレッサの上流側の部分であり、気筒までの距離が比較的長い。そのため、低圧ＥＧＲシステムにより吸気酸素濃度のアンダーシュートが生じると、何らかのアクセル操作をしてから、燃料量の低減により出力が低下するまでのタイムラグが長く、乗員が違和感を与えてしまう。   In an exhaust gas recirculation control device equipped with a low pressure EGR system, when feedback control of the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system is performed so that the intake oxygen concentration becomes the target oxygen concentration, the exhaust gas recirculation amount is too large and the intake air recirculation amount Oxygen concentration may undershoot. When the intake oxygen concentration undershoots, the amount of fuel is reduced accordingly, and the output decreases. Here, the exhaust gas is recirculated by the low-pressure EGR system in the upstream portion of the compressor in the intake passage, and the distance to the cylinder is relatively long. Therefore, if an undershoot of the intake oxygen concentration occurs due to the low pressure EGR system, the time lag from when some accelerator operation is performed until the output decreases due to the reduction in the fuel amount is long, and the passenger feels uncomfortable.

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量をフィードバック制御する際に乗員へ与える違和感を低減することにある。   The technology disclosed herein has been made in view of such a point, and the object thereof is to reduce the uncomfortable feeling given to the occupant when feedback control of the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system is performed. is there.

ここに開示された技術は、排気ガス還流制御装置であって、ディーゼルエンジンにおける排気通路に配設されたタービン、及び、吸気通路に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記排気通路のうち前記タービンの下流側の部分から前記吸気通路のうち前記コンプレッサの上流側の部分へ排気ガスを還流させる低圧ＥＧＲシステムと、前記低圧ＥＧＲシステムを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を制御することによって吸気酸素濃度を調整しており、減速状態から加速するときには、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を減量補正し、さらに前記制御部は、排気酸素濃度が所定濃度以上であって排気酸素濃度の低下量の時間変化である排気酸素濃度の低下率が所定値以上であることをもって減速状態から加速するときであると判定するものとする。 The technology disclosed herein is an exhaust gas recirculation control device, a turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of a diesel engine, a compressor disposed in an intake passage, and the exhaust passage. A low-pressure EGR system that recirculates exhaust gas from a portion downstream of the turbine to a portion upstream of the compressor in the intake passage, and a controller that controls the low-pressure EGR system, The intake oxygen concentration is adjusted by controlling the exhaust gas recirculation amount by the low-pressure EGR system. When accelerating from a deceleration state, the exhaust gas recirculation amount by the low-pressure EGR system is corrected to decrease , and the control is further performed. The exhaust oxygen concentration is a predetermined rate or more, and the exhaust oxygen concentration decrease rate is the time change of the exhaust oxygen concentration decrease amount. Shall be determined that when accelerating from a decelerating state with a not less than a predetermined value.

減速状態では排気酸素濃度が高いので、吸気酸素濃度を所望の値にするためには大量の排気ガスを還流させる必要がある。この状態から加速すると、排気酸素濃度が急激に低下する。つまり、減速状態から加速するときには、酸素濃度が低い排気ガスが大量に還流され得る。その結果、吸気酸素濃度のアンダーシュートが起こり易くなる。   Since the exhaust oxygen concentration is high in the deceleration state, it is necessary to recirculate a large amount of exhaust gas in order to make the intake oxygen concentration a desired value. When accelerating from this state, the exhaust oxygen concentration rapidly decreases. That is, when accelerating from the deceleration state, a large amount of exhaust gas having a low oxygen concentration can be recirculated. As a result, the intake oxygen concentration undershoot is likely to occur.

そこで、前記の構成によれば、減速状態から加速するときには、低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量が減量補正される。これにより、排気ガスの還流量が本来の量よりも低減されるので、排気酸素濃度が低かったとしても、吸気酸素濃度のアンダーシュートが低減される。その結果、乗員へ与える違和感を低減することができる。   Therefore, according to the above configuration, the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system is corrected to decrease when accelerating from the deceleration state. As a result, the recirculation amount of the exhaust gas is reduced from the original amount, so even if the exhaust oxygen concentration is low, the undershoot of the intake oxygen concentration is reduced. As a result, the uncomfortable feeling given to the occupant can be reduced.

また、減速状態から加速するときには、排気酸素濃度が高い状態から排気酸素濃度が急激に低下するため、排気酸素濃度が所定濃度以上であって排気酸素濃度の低下量の時間変化である排気酸素濃度の低下率が所定値以上であることをもって減速状態から加速することができる。 Further, when accelerating from the deceleration state, the exhaust oxygen concentration sharply decreases from a state in which the exhaust oxygen concentration is high. Therefore , the exhaust oxygen concentration is a change over time in the amount of decrease in the exhaust oxygen concentration when the exhaust oxygen concentration is equal to or higher than a predetermined concentration. It is possible to accelerate from the decelerating state when the decrease rate of the above is equal to or greater than a predetermined value.

また、前記排気ガス還流制御装置は、前記排気通路のうち前記タービンの上流側の部分から前記吸気通路のうち前記コンプレッサの下流側の部分へ排気ガスを還流させる高圧ＥＧＲシステムをさらに備え、前記制御部は、前記低圧ＥＧＲシステム及び前記高圧ＥＧＲシステムを併用する運転領域においては、燃焼室に吸入される吸気の目標酸素濃度である第１目標酸素濃度と、吸気通路のうち前記低圧ＥＧＲシステムからの排気ガスの合流部分の吸気の目標酸素濃度である第２目標酸素濃度とを設定し、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を前記第２目標酸素濃度に基づいて制御し、前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を前記第１目標酸素濃度及び前記第２目標酸素濃度に基づいて制御するようにしてもよい。   The exhaust gas recirculation control device further includes a high-pressure EGR system that recirculates exhaust gas from a portion of the exhaust passage upstream of the turbine to a portion of the intake passage downstream of the compressor. In the operation region in which the low pressure EGR system and the high pressure EGR system are used together, the first target oxygen concentration that is the target oxygen concentration of the intake air sucked into the combustion chamber, and the intake passage from the low pressure EGR system A second target oxygen concentration that is a target oxygen concentration of the intake air in a merged portion of the exhaust gas is set, a recirculation amount of the exhaust gas by the low-pressure EGR system is controlled based on the second target oxygen concentration, and the high-pressure EGR system The exhaust gas recirculation amount may be controlled based on the first target oxygen concentration and the second target oxygen concentration.

それに加えて、前記制御部は、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を低減させた際に、前記合流部分の吸気の酸素濃度が前記第２目標酸素濃度よりも高くなったときは、該合流部分の吸気酸素濃度が該第２目標酸素濃度よりも高い分を前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を増量して補うようにしてもよい。   In addition, when the recirculation amount of the exhaust gas by the low pressure EGR system is reduced and the oxygen concentration of the intake air in the merged portion is higher than the second target oxygen concentration, the control unit The intake oxygen concentration in the merging portion may be compensated for by increasing the recirculation amount of the exhaust gas by the high pressure EGR system, which is higher than the second target oxygen concentration.

前記の構成によれば、低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を減量補正することによって、前記合流部分の吸気の酸素濃度が第２目標酸素濃度よりも高くなる場合がある。そして、吸気通路において、低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの合流部分は、高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの合流部分よりも上流側にある。そのため、低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの合流部分の吸気の酸素濃度が第２目標酸素濃度よりも高くなったときには、その高い分を高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を増量して補う。これにより、減量補正することによって低圧ＥＧＲシステムの合流部分の吸気の酸素濃度が第２目標酸素濃度よりも高くなったとしても、燃焼室に吸入される吸気の酸素濃度を第１目標酸素濃度に近づけることができる。   According to the above configuration, the exhaust gas recirculation amount by the low-pressure EGR system may be corrected so as to reduce the exhaust gas recirculation amount, whereby the oxygen concentration of the intake air in the merged portion may be higher than the second target oxygen concentration. In the intake passage, the exhaust gas merging portion of the low pressure EGR system is located upstream of the exhaust gas merging portion of the high pressure EGR system. Therefore, when the oxygen concentration of the intake air at the exhaust gas merging portion by the low pressure EGR system becomes higher than the second target oxygen concentration, the higher amount is compensated by increasing the recirculation amount of the exhaust gas by the high pressure EGR system. As a result, even if the oxygen concentration in the intake air in the merging portion of the low pressure EGR system becomes higher than the second target oxygen concentration by reducing the amount, the oxygen concentration in the intake air sucked into the combustion chamber is changed to the first target oxygen concentration. You can get closer.

本発明の別の排気ガス還流制御装置は、ディーゼルエンジンにおける排気通路に配設されたタービン、及び、吸気通路に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、前記排気通路のうち前記タービンの下流側の部分から前記吸気通路のうち前記コンプレッサの上流側の部分へ排気ガスを還流させる低圧ＥＧＲシステムと、前記排気通路のうち前記タービンの上流側の部分から前記吸気通路のうち前記コンプレッサの下流側の部分へ排気ガスを還流させる高圧ＥＧＲシステムと、前記低圧ＥＧＲシステム及び前記高圧ＥＧＲシステムを制御する制御部とを備え、前記高圧ＥＧＲシステムは、排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路、及び、該ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁を有し、前記制御部は、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を制御することによって吸気酸素濃度を調整しており、減速状態から加速するときには、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を減量補正し、前記低圧ＥＧＲシステム及び前記高圧ＥＧＲシステムを併用する運転領域においては、燃焼室に吸入される吸気の目標酸素濃度である第１目標酸素濃度と、吸気通路のうち前記低圧ＥＧＲシステムからの排気ガスの合流部分の吸気の目標酸素濃度である第２目標酸素濃度とを設定して、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を前記第２目標酸素濃度に基づいて制御し、前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を前記第１目標酸素濃度及び前記第２目標酸素濃度に基づいて制御しており、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を低減させた際に、前記合流部分の吸気の酸素濃度が前記第２目標酸素濃度よりも高くなったときは、該合流部分の吸気酸素濃度が該第２目標酸素濃度よりも高い分を前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を増量して補うように構成されていて、さらに前記制御部は、前記排気通路と前記吸気通路の差圧、前記第１目標酸素濃度及び前記第２目標酸素濃度に基づいて前記ＥＧＲ弁の開度を設定して、前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を制御し、減速状態から加速するときには、前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量に上限値を設定して該還流量が該上限値を超えないように制御し、前記合流部分の吸気酸素濃度が前記第２目標酸素濃度よりも高い分を前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を増量して補うときには、前記上限値による制限を解除するものとした。 Another exhaust gas recirculation control device according to the present invention includes a turbine disposed in an exhaust passage of a diesel engine, a turbocharger having a compressor disposed in an intake passage, and the turbine of the exhaust passage. A low-pressure EGR system that recirculates exhaust gas from a downstream portion to an upstream portion of the compressor in the intake passage; and a downstream portion of the intake passage from the upstream portion of the turbine to the compressor in the intake passage. A high pressure EGR system that recirculates exhaust gas to the side portion, and a control unit that controls the low pressure EGR system and the high pressure EGR system, the high pressure EGR system including an EGR passage that connects an exhaust passage and an intake passage, And an EGR valve provided in the EGR passage, wherein the controller is configured to discharge the low-pressure EGR system. The intake oxygen concentration is adjusted by controlling the gas recirculation amount. When accelerating from a deceleration state, the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system is corrected to decrease, and the low pressure EGR system and the high pressure EGR system are adjusted. In the combined operation region, the first target oxygen concentration, which is the target oxygen concentration of the intake air sucked into the combustion chamber, and the target oxygen concentration of the intake air in the merged portion of the exhaust gas from the low-pressure EGR system in the intake passage. A second target oxygen concentration is set, a recirculation amount of exhaust gas by the low pressure EGR system is controlled based on the second target oxygen concentration, and a recirculation amount of exhaust gas by the high pressure EGR system is controlled by the first target oxygen concentration. When the exhaust gas recirculation amount is reduced by the low-pressure EGR system. When the oxygen concentration of the intake air in the merged portion becomes higher than the second target oxygen concentration, the amount of the exhaust gas by the high pressure EGR system is increased by the amount of the intake oxygen concentration in the merged portion higher than the second target oxygen concentration. The recirculation amount is increased to compensate, and the control unit further includes the EGR valve based on the differential pressure between the exhaust passage and the intake passage , the first target oxygen concentration, and the second target oxygen concentration. When the vehicle is accelerating from a deceleration state, an upper limit value is set for the exhaust gas recirculation amount by the high pressure EGR system. controlled so as not to exceed the upper limit, when the high partial than the second target oxygen concentration intake oxygen concentration of the confluent part compensate by increasing the amount of recirculated exhaust gas by the high-pressure EGR system The restriction by the upper limit value is released .

すなわち、吸気圧センサや排気圧センサ等の各種センサの検出誤差や、吸気圧又は排気圧の変動（特に排気圧の変動）によって、高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量には誤差が生じる場合がある。減速状態から加速されるときは、酸素濃度が低い排気ガスが大量に還流され得る状況なので、このような状況において還流量が各種誤差に起因して目標値よりも多くなってしまうと、吸気の酸素不足に陥り、失火してしまう虞がある。 That is, the detection errors of various sensors such as the intake pressure sensor and an exhaust pressure sensor, intake pressure or by variations in exhaust pressure (especially variation of exhaust pressure), if the amount of recirculated by the exhaust gas pressure EGR system errors may occur is there. When accelerating from the deceleration state, a large amount of exhaust gas with a low oxygen concentration can be recirculated, so if the recirculation amount becomes larger than the target value due to various errors in such a situation, the intake air There is a risk of accidental fire due to oxygen shortage.

それに対し、減速状態から加速するときには、排気ガスの還流量に上限値を設定して該還流量が上限値を超えないようにする。これにより、各種センサの検出誤差や吸気圧又は排気圧の変動があったとしても、還流量が上限値以下に設定される。その結果、失火を防止することができる。   On the other hand, when accelerating from the deceleration state, an upper limit value is set for the exhaust gas recirculation amount so that the recirculation amount does not exceed the upper limit value. As a result, even if there are detection errors of various sensors or fluctuations in intake pressure or exhaust pressure, the recirculation amount is set to the upper limit value or less. As a result, misfire can be prevented.

そして、このような構成であっても、低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量が減量補正され、それに起因して高くなった吸気酸素濃度を高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を増量して補うときには前記上限値による制限を解除する。つまり、減量補正によって吸気酸素濃度が高くなったときは、吸気酸素濃度が高いので失火の可能性は低い。そこで、このような場合には吸気酸素濃度を目標酸素濃度に近づけることを優先して、上限値による制限を解除する。これにより、燃焼室に吸入される吸気の酸素濃度を第１目標酸素濃度に近づけることができる。   Even in such a configuration, the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system is corrected to decrease, and the intake oxygen concentration that has increased due to this is compensated by increasing the exhaust gas recirculation amount by the high pressure EGR system. Sometimes the upper limit is removed. That is, when the intake oxygen concentration becomes high due to the reduction correction, the possibility of misfire is low because the intake oxygen concentration is high. Therefore, in such a case, priority is given to bringing the intake oxygen concentration close to the target oxygen concentration, and the restriction by the upper limit value is released. Thereby, the oxygen concentration of the intake air sucked into the combustion chamber can be brought close to the first target oxygen concentration.

前記排気ガス還流制御装置によれば、低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量をフィードバック制御する際に乗員へ与える違和感を低減することができる。   According to the exhaust gas recirculation control device, it is possible to reduce a sense of incongruity given to the occupant when feedback control of the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system is performed.

排気ガス還流制御装置により制御されるエンジン１の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine 1 controlled by an exhaust gas recirculation control device. 排気ガス還流制御装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of an exhaust gas recirculation | reflux control apparatus. 大型ターボ過給機及び小型ターボ過給機の使用状態を決定するためのターボマップを示す。The turbo map for determining the use condition of a large turbocharger and a small turbocharger is shown. 目標吸気酸素濃度及び目標合流部酸素濃度を決定するためのマップである。It is a map for determining a target intake oxygen concentration and a target junction oxygen concentration. 低圧ＥＧＲシステムの制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of a low voltage | pressure EGR system. 低圧ＥＧＲを減量補正する際の各種パラメータの変化を示す図であり、（Ａ）は、排気酸素濃度を、（Ｂ）は、排気酸素濃度の低下率Ｒを、（Ｃ）は、吸気酸素濃度を、（Ｄ）は、低圧ＥＧＲ弁の開度を示す。It is a figure which shows the change of the various parameters at the time of carrying out weight reduction correction | amendment of low pressure EGR, (A) is exhaust oxygen concentration, (B) is the decreasing rate R of exhaust oxygen concentration, (C) is intake oxygen concentration. (D) shows the opening of the low pressure EGR valve. 高圧ＥＧＲシステムの制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of a high voltage | pressure EGR system. 高圧ＥＧＲシステムの制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of a high voltage | pressure EGR system.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、排気ガス還流制御装置により制御されるエンジン１の概略構成を示す。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine 1 controlled by an exhaust gas recirculation control device.

このエンジン１は、車両に搭載されたディーゼルエンジンであって、複数の気筒１１ａ（１つのみ図示）が設けられたシリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯溜されたオイルパン１３とを有している。このエンジン１の各気筒１１ａ内には、ピストン１４が往復動可能にそれぞれ嵌挿されていて、このピストン１４の頂面には深皿形燃焼室１４ａを区画するキャビティが形成されている。このピストン１４は、コンロッド１４ｂを介してクランクシャフト１５と連結されている。   The engine 1 is a diesel engine mounted on a vehicle, and includes a cylinder block 11 provided with a plurality of cylinders 11a (only one is shown), a cylinder head 12 disposed on the cylinder block 11, An oil pan 13 is disposed below the cylinder block 11 and stores lubricating oil. In each cylinder 11a of the engine 1, a piston 14 is fitted and removably fitted. A top surface of the piston 14 is formed with a cavity that defines a deep dish combustion chamber 14a. The piston 14 is connected to the crankshaft 15 via a connecting rod 14b.

前記シリンダヘッド１２には、各気筒１１ａ毎に吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成されているとともに、これら吸気ポート１６及び排気ポート１７の燃焼室１４ａ側の開口を開閉する吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ配設されている。また、シリンダヘッド１２には、吸気弁２１及び排気弁２２のリフト量を調整する可変バルブリフト機構（以下、ＶＶＬという）が設けられている。このＶＶＬは、吸気弁２１及び排気弁２２を、全閉状態又は略全閉状態になるように、それぞれのリフト量を調整することができる。   In the cylinder head 12, an intake port 16 and an exhaust port 17 are formed for each cylinder 11a, and an intake valve 21 and an exhaust valve that open and close the opening of the intake port 16 and the exhaust port 17 on the combustion chamber 14a side. 22 are arranged respectively. The cylinder head 12 is provided with a variable valve lift mechanism (hereinafter referred to as VVL) that adjusts the lift amount of the intake valve 21 and the exhaust valve 22. This VVL can adjust the respective lift amounts so that the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are fully closed or substantially fully closed.

また、前記シリンダヘッド１２には、燃料を噴射するインジェクタ１８と、エンジン１の冷間時に吸入空気を暖めて燃料の着火性を高めるためのグロープラグ１９とが設けられている。前記インジェクタ１８は、その燃料噴射口が燃焼室１４ａの天井面から該燃焼室１４ａに臨むように配設されていて、圧縮行程上死点付近で燃焼室１４ａに燃料を直接噴射供給するようになっている。   The cylinder head 12 is provided with an injector 18 for injecting fuel and a glow plug 19 for warming intake air and improving fuel ignitability when the engine 1 is cold. The injector 18 is disposed so that its fuel injection port faces the combustion chamber 14a from the ceiling surface of the combustion chamber 14a, and is configured to directly inject and supply fuel to the combustion chamber 14a near the top dead center of the compression stroke. It has become.

前記エンジン１の一側面には、各気筒１１ａの吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続されている。一方、前記エンジン１の他側面には、各気筒１１ａの燃焼室１４ａからの既燃ガス（排気ガス）を排出する排気通路４０が接続されている。これら吸気通路３０及び排気通路４０には、吸入空気の過給を行う大型ターボ過給機６１と小型ターボ過給機６２とが配設されている。   An intake passage 30 is connected to one side of the engine 1 so as to communicate with the intake port 16 of each cylinder 11a. On the other hand, an exhaust passage 40 for discharging burned gas (exhaust gas) from the combustion chamber 14a of each cylinder 11a is connected to the other side of the engine 1. The intake passage 30 and the exhaust passage 40 are provided with a large turbocharger 61 and a small turbocharger 62 that supercharge intake air.

吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設されている。一方、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３３が配設されている。このサージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒１１ａ毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒１１ａの吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。   An air cleaner 31 that filters intake air is disposed at the upstream end of the intake passage 30. On the other hand, a surge tank 33 is disposed near the downstream end of the intake passage 30. The intake passage 30 downstream of the surge tank 33 is an independent passage branched for each cylinder 11a, and the downstream end of each independent passage is connected to the intake port 16 of each cylinder 11a.

吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３３との間には、上流側から順に、詳しくは後述する大型及び小型ターボ過給機６１，６２のコンプレッサ６１ａ，６２ａと、該コンプレッサ６１ａ，６２ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ３５と、吸気シャッタ弁３６とが配設されている。吸気シャッタ弁３６は、基本的には全開状態とされるが、エンジン１の停止時には、ショックが生じないように全閉状態とされる。   Between the air cleaner 31 and the surge tank 33 in the intake passage 30, the compressors 61 a and 62 a of large and small turbochargers 61 and 62, which will be described in detail later, are compressed in order from the upstream side, and the compressors 61 a and 62 a. An intercooler 35 for cooling the air and an intake shutter valve 36 are provided. The intake shutter valve 36 is basically fully opened. However, when the engine 1 is stopped, the intake shutter valve 36 is fully closed to prevent a shock.

前記排気通路４０の上流側の部分は、各気筒１１ａ毎に分岐して排気ポート１７の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。   The upstream portion of the exhaust passage 40 is constituted by an exhaust manifold having an independent passage branched for each cylinder 11a and connected to the outer end of the exhaust port 17 and a collecting portion where the independent passages gather. Yes.

この排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、上流側から順に、小型及び大型ターボ過給機６２，６１のタービン６２ｂ，６１ｂと、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置４１と、サイレンサ４２とが配設されている。   On the downstream side of the exhaust manifold in the exhaust passage 40, turbines 62 b and 61 b of small and large turbochargers 62 and 61, and an exhaust purification device 41 that purifies harmful components in the exhaust gas, in order from the upstream side. A silencer 42 is provided.

この排気浄化装置４１は、酸化触媒４１ａと、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、フィルタという）４１ｂとを有しており、上流側から、この順に並んでいる。酸化触媒４１ａ及びフィルタ４１ｂは１つのケース内に収容されている。前記酸化触媒４１ａは、白金又は白金にパラジウムを加えたもの等を担持した酸化触媒を有していて、排気ガス中のＣＯ及びＨＣが酸化されてＣＯ２及びＨ２Ｏが生成する反応を促すものである。この酸化触媒４１ａが触媒を構成する。また、前記フィルタ４１ｂは、エンジン１の排気ガス中に含まれる煤等の微粒子を捕集するものである。尚、フィルタ４１ｂに酸化触媒をコーティングしてもよい。 The exhaust purification device 41 includes an oxidation catalyst 41a and a diesel particulate filter (hereinafter referred to as a filter) 41b, which are arranged in this order from the upstream side. The oxidation catalyst 41a and the filter 41b are accommodated in one case. The oxidation catalyst 41a has an oxidation catalyst carrying platinum or platinum added with palladium or the like, and promotes a reaction in which CO and HC in the exhaust gas are oxidized to produce CO 2 and H 2 O. Is. The oxidation catalyst 41a constitutes a catalyst. The filter 41b collects particulates such as soot contained in the exhaust gas of the engine 1. The filter 41b may be coated with an oxidation catalyst.

大型ターボ過給機６１は、吸気通路３０に配設された大型コンプレッサ６１ａと、排気通路４０に配設された大型タービン６１ｂとを有している。大型コンプレッサ６１ａは、吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とインタークーラ３５との間に配設されている。一方、大型タービン６１ｂは、排気通路４０における排気マニホールドと酸化触媒４１ａとの間に配設されている。   The large turbocharger 61 has a large compressor 61 a disposed in the intake passage 30 and a large turbine 61 b disposed in the exhaust passage 40. The large compressor 61 a is disposed between the air cleaner 31 and the intercooler 35 in the intake passage 30. On the other hand, the large turbine 61b is disposed between the exhaust manifold and the oxidation catalyst 41a in the exhaust passage 40.

小型ターボ過給機６２は、吸気通路３０に配設された小型コンプレッサ６２ａと、排気通路４０に配設された小型タービン６２ｂとを有している。小型コンプレッサ６２ａは、吸気通路３０における大型コンプレッサ６１ａの下流側に配設されている。一方、小型タービン６２ｂは、排気通路４０における大型タービン６１ｂの上流側に配設されている。小型ターボ過給機６２は、相対的に小型のものであり、大型ターボ過給機６１は、相対的に大型のものである。すなわち、大型ターボ過給機６１の大型タービン６１ｂの方が小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂよりもイナーシャが大きい。   The small turbocharger 62 has a small compressor 62 a disposed in the intake passage 30 and a small turbine 62 b disposed in the exhaust passage 40. The small compressor 62 a is disposed on the downstream side of the large compressor 61 a in the intake passage 30. On the other hand, the small turbine 62 b is disposed on the upstream side of the large turbine 61 b in the exhaust passage 40. The small turbocharger 62 is relatively small, and the large turbocharger 61 is relatively large. That is, the large turbine 61 b of the large turbocharger 61 has a larger inertia than the small turbine 62 b of the small turbocharger 62.

大型ターボ過給機６１及び小型ターボ過給機６２は、ターボ過給機の一例である。大型コンプレッサ６１ａ及び小型コンプレッサ６２ａは、コンプレッサの一例である。大型タービン６１ｂ及び小型タービン６２ｂは、タービンの一例である。   The large turbocharger 61 and the small turbocharger 62 are examples of a turbocharger. The large compressor 61a and the small compressor 62a are examples of compressors. The large turbine 61b and the small turbine 62b are examples of turbines.

吸気通路３０においては、上流側から順に大型コンプレッサ６１ａと小型コンプレッサ６２ａとが直列に配設され、排気通路４０においては、上流側から順に小型タービン６２ｂと大型タービン６１ｂとが直列に配設されている。これら大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂが排気ガス流により回転し、これら大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂの回転により、該大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂとそれぞれ連結された前記大型及び小型コンプレッサ６１ａ，６２ａがそれぞれ作動する。大型又は小型コンプレッサ６１ａ，６２ａによって、吸入空気の過給が行われる。   In the intake passage 30, a large compressor 61a and a small compressor 62a are arranged in series from the upstream side, and in the exhaust passage 40, a small turbine 62b and a large turbine 61b are arranged in series from the upstream side. Yes. The large and small turbines 61b and 62b are rotated by the exhaust gas flow, and the large and small turbines 61a and 62a connected to the large and small turbines 61b and 62b are rotated by the rotation of the large and small turbines 61b and 62b, respectively. Each operates. The intake air is supercharged by the large or small compressors 61a and 62a.

そして、吸気通路３０には、小型コンプレッサ６２ａをバイパスする吸気バイパス通路６３が接続されている。この吸気バイパス通路６３には、該吸気バイパス通路６３へ流れる空気量を調整するための吸気バイパス弁６３ａが配設されている。この吸気バイパス弁６３ａは、無通電時には全閉状態（ノーマルクローズ）となるように構成されている。これにより、吸気バイパス弁６３ａが故障したときに、吸気が吸気バイパス通路６３を介して循環することによる小型コンプレッサ６２ａの過回転を防止することができる。   The intake passage 30 is connected to an intake bypass passage 63 that bypasses the small compressor 62a. The intake bypass passage 63 is provided with an intake bypass valve 63 a for adjusting the amount of air flowing to the intake bypass passage 63. The intake bypass valve 63a is configured to be in a fully closed state (normally closed) when no power is supplied. Thereby, when the intake bypass valve 63a fails, it is possible to prevent over-rotation of the small compressor 62a due to the intake air circulating through the intake bypass passage 63.

一方、排気通路４０には、小型タービン６２ｂをバイパスする小型排気バイパス通路６４と、大型タービン６１ｂをバイパスする大型排気バイパス通路６５とが接続されている。小型排気バイパス通路６４には、該小型排気バイパス通路６４へ流れる排気量を調整するためのレギュレートバルブ６４ａが配設され、大型排気バイパス通路６５には、該大型排気バイパス通路６５へ流れる排気量を調整するためのウェイストゲートバルブ６５ａが配設されている。レギュレートバルブ６４ａ及びウェイストゲートバルブ６５ａは共に、無通電時には全開状態（ノーマルオープン）となるように構成されている。   On the other hand, the exhaust passage 40 is connected to a small exhaust bypass passage 64 that bypasses the small turbine 62b and a large exhaust bypass passage 65 that bypasses the large turbine 61b. The small exhaust bypass passage 64 is provided with a regulating valve 64a for adjusting the exhaust amount flowing to the small exhaust bypass passage 64, and the large exhaust bypass passage 65 has an exhaust amount flowing to the large exhaust bypass passage 65. A waste gate valve 65a for adjusting the pressure is provided. Both the regulating valve 64a and the waste gate valve 65a are configured to be in a fully open state (normally open) when no power is supplied.

また、前記エンジン１は、その排気ガスの一部を排気通路４０から吸気通路３０に還流させる。具体的には、エンジン１は、高圧ＥＧＲシステム７０と、低圧ＥＧＲシステム８０とを有している。高圧ＥＧＲシステム７０及び低圧ＥＧＲシステム８０は、ＥＧＲシステムの一例である。   The engine 1 recirculates a part of the exhaust gas from the exhaust passage 40 to the intake passage 30. Specifically, the engine 1 has a high pressure EGR system 70 and a low pressure EGR system 80. The high pressure EGR system 70 and the low pressure EGR system 80 are examples of an EGR system.

高圧ＥＧＲシステム７０は、クーラ通路７１ａとバイパス通路７１ｂとを含む高圧ＥＧＲ通路７１と、クーラ通路７１ａに設けられた高圧ＥＧＲクーラ７２と、クーラ通路７１ａを流通する排気ガスの流量を調整するクーラＥＧＲ弁７３と、バイパス通路７１ｂを流通する排気ガスの流量を調整するバイパスＥＧＲ弁７４とを有している。高圧ＥＧＲ通路７１は、ＥＧＲ通路の一例であり、クーラＥＧＲ弁７３及びバイパスＥＧＲ弁７４は、ＥＧＲ弁の一例である。   The high pressure EGR system 70 includes a high pressure EGR passage 71 including a cooler passage 71a and a bypass passage 71b, a high pressure EGR cooler 72 provided in the cooler passage 71a, and a cooler EGR that adjusts the flow rate of exhaust gas flowing through the cooler passage 71a. It has a valve 73 and a bypass EGR valve 74 that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage 71b. The high pressure EGR passage 71 is an example of an EGR passage, and the cooler EGR valve 73 and the bypass EGR valve 74 are examples of an EGR valve.

高圧ＥＧＲ通路７１は、排気通路４０における排気マニホールドと小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂとの間の部分（つまり、小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂよりも上流側部分）と、吸気通路３０におけるサージタンク３３と吸気シャッタ弁３６との間の部分（つまり、小型ターボ過給機６２の小型コンプレッサ６２ａよりも下流側部分）とを接続している。高圧ＥＧＲ通路７１は、排気通路４０のうち排気圧センサＳ５の下流側に接続されている。高圧ＥＧＲ通路７１は、その途中で、クーラ通路７１ａとバイパス通路７１ｂとに分岐している。クーラ通路７１ａとバイパス通路７１ｂとは、最終的に合流して１本の高圧ＥＧＲ通路７１となる。   The high-pressure EGR passage 71 includes a portion between the exhaust manifold in the exhaust passage 40 and the small turbine 62b of the small turbocharger 62 (that is, a portion upstream of the small turbine 62b of the small turbocharger 62), and an intake air A portion of the passage 30 between the surge tank 33 and the intake shutter valve 36 (that is, a portion on the downstream side of the small compressor 62a of the small turbocharger 62) is connected. The high pressure EGR passage 71 is connected to the exhaust passage 40 downstream of the exhaust pressure sensor S5. The high pressure EGR passage 71 is branched into a cooler passage 71a and a bypass passage 71b in the middle thereof. The cooler passage 71 a and the bypass passage 71 b finally merge to form one high-pressure EGR passage 71.

高圧ＥＧＲクーラ７２は、クーラ通路７１ａを流通する排気ガスをエンジン冷却水によって冷却する。   The high-pressure EGR cooler 72 cools the exhaust gas flowing through the cooler passage 71a with engine coolant.

クーラＥＧＲ弁７３及びバイパスＥＧＲ弁７４は、高圧ＥＧＲ弁が構成し、高圧ＥＧＲシステム７０による排気ガスの還流量を調節する。   The cooler EGR valve 73 and the bypass EGR valve 74 are configured by a high-pressure EGR valve, and adjust the amount of exhaust gas recirculated by the high-pressure EGR system 70.

低圧ＥＧＲシステム８０は、低圧ＥＧＲ通路８１と、低圧ＥＧＲ通路８１に設けられた低圧ＥＧＲクーラ８２と、低圧ＥＧＲ通路８１を流通する排気ガスの流量を調整する低圧ＥＧＲ弁８３とを有している。   The low pressure EGR system 80 includes a low pressure EGR passage 81, a low pressure EGR cooler 82 provided in the low pressure EGR passage 81, and a low pressure EGR valve 83 that adjusts the flow rate of exhaust gas flowing through the low pressure EGR passage 81. .

低圧ＥＧＲ通路８１は、排気通路４０における排気浄化装置４１とサイレンサ４２との間の部分（つまり、大型ターボ過給機６１の大型タービン６１ｂよりも下流側部分）と、吸気通路３０における大型ターボ過給機６１の大型コンプレッサ６１ａとエアクリーナ３１との間の部分（つまり、大型ターボ過給機６１の大型コンプレッサ６１ａよりも上流側部分）とを接続している。   The low pressure EGR passage 81 includes a portion between the exhaust purification device 41 and the silencer 42 in the exhaust passage 40 (that is, a portion on the downstream side of the large turbine 61b of the large turbocharger 61) and a large turbocharger in the intake passage 30. A portion between the large compressor 61a of the feeder 61 and the air cleaner 31 (that is, a portion upstream of the large compressor 61a of the large turbocharger 61) is connected.

低圧ＥＧＲ弁８３は、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量を調節する。   The low pressure EGR valve 83 adjusts the amount of exhaust gas recirculated by the low pressure EGR system 80.

尚、排気通路４０における低圧ＥＧＲ通路８１の接続部分とサイレンサ４２との間には、排気シャッタ弁４３が配設されている。排気シャッタ弁４３は、排気通路４０の断面積を変更するものである。排気シャッタ弁４３により排気通路４０の断面積が小さくなる（排気シャッタ弁４３の開度が小さくなる）と、排気通路４０における低圧ＥＧＲ通路８１の接続部分の圧力が高くなって、低圧ＥＧＲ通路８１における排気通路４０側と吸気通路３０側との間の差圧が大きくなる。したがって、低圧ＥＧＲ弁８３の開度を調整することに加えて、排気シャッタ弁４３の開度を制御することで、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量を調節することができる。   An exhaust shutter valve 43 is disposed between the connection portion of the low pressure EGR passage 81 in the exhaust passage 40 and the silencer 42. The exhaust shutter valve 43 changes the cross-sectional area of the exhaust passage 40. When the cross-sectional area of the exhaust passage 40 is reduced by the exhaust shutter valve 43 (the opening degree of the exhaust shutter valve 43 is reduced), the pressure at the connection portion of the low pressure EGR passage 81 in the exhaust passage 40 is increased, and the low pressure EGR passage 81 The pressure difference between the exhaust passage 40 side and the intake passage 30 side in the engine increases. Therefore, in addition to adjusting the opening degree of the low pressure EGR valve 83, the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system 80 can be adjusted by controlling the opening degree of the exhaust shutter valve 43.

エンジン１には、クランク軸８の回転角度位置を検出することでエンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサＳ１が設けられている。   The engine 1 is provided with an engine speed sensor S1 that detects the rotational speed of the engine 1 by detecting the rotational angle position of the crankshaft 8.

吸気通路３０におけるエアクリーナ３１の下流側近傍には、吸気通路３０に吸入された吸入空気の流量を検出するエアフローセンサＳ２が配設されている。サージタンク３４には、エンジン１の気筒２に吸入されるガス温度を検出する吸入ガス温度センサＳ３と、エンジン１の気筒２に吸入されるガス圧を検出する吸気圧センサＳ４とが配設されている。   An air flow sensor S <b> 2 that detects the flow rate of the intake air sucked into the intake passage 30 is disposed near the downstream side of the air cleaner 31 in the intake passage 30. In the surge tank 34, an intake gas temperature sensor S3 for detecting the gas temperature sucked into the cylinder 2 of the engine 1 and an intake pressure sensor S4 for detecting the gas pressure sucked into the cylinder 2 of the engine 1 are arranged. ing.

排気通路４０における排気マニホールドの下流には、エンジン１より排気された排気ガスの圧力を検出する排気圧センサＳ５が配設されている。また、排気通路４０における排気浄化装置４１と低圧ＥＧＲ通路８１の接合部との間には、排気ガスの酸素濃度を検出する排気酸素濃度センサＳ６が設けられている。   An exhaust pressure sensor S5 for detecting the pressure of the exhaust gas exhausted from the engine 1 is disposed downstream of the exhaust manifold in the exhaust passage 40. Further, an exhaust oxygen concentration sensor S6 for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas is provided between the exhaust purification device 41 and the low pressure EGR passage 81 in the exhaust passage 40.

このように構成されたエンジン１は、コントロールユニット１００によって制御される。コントロールユニット１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスとを備えている。コントロールユニット１００は、制御部の一例である。   The engine 1 configured as described above is controlled by the control unit 100. The control unit 100 is a controller based on a well-known microcomputer, and includes a central processing unit (CPU) that executes a program, a memory that is configured by, for example, a RAM or ROM, and stores a program and data, and an electrical signal And an input / output (I / O) bus. The control unit 100 is an example of a control unit.

エンジン回転数センサＳ１、エアフローセンサＳ２、吸入ガス温度センサＳ３、吸気圧センサＳ４、排気圧センサＳ５及び排気酸素濃度センサＳ６等からの信号がコントロールユニット１００に入力される。また、コントロールユニット１００には、車両のアクセルペダル（図示省略）の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳ７からの信号が入力される。   Signals from the engine speed sensor S1, the airflow sensor S2, the intake gas temperature sensor S3, the intake pressure sensor S4, the exhaust pressure sensor S5, the exhaust oxygen concentration sensor S6, and the like are input to the control unit 100. The control unit 100 receives a signal from an accelerator opening sensor S7 that detects an accelerator opening corresponding to an operation amount of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle.

そして、コントロールユニット１００は、前記入力信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン１や車両の状態を判定し、ＶＶＬ、インジェクタ１８、大型ターボ過給機６１、小型ターボ過給機６２、吸気シャッタ弁３６、排気シャッタ弁４３、クーラＥＧＲ弁７３、バイパスＥＧＲ弁７４及び低圧ＥＧＲ弁８３を制御する。   The control unit 100 determines the state of the engine 1 and the vehicle by performing various calculations based on the input signal, and determines the VVL, the injector 18, the large turbocharger 61, the small turbocharger 62, the intake air The shutter valve 36, the exhaust shutter valve 43, the cooler EGR valve 73, the bypass EGR valve 74, and the low pressure EGR valve 83 are controlled.

例えば、コントロールユニット１００は、エンジンの運転状態に応じて大型及び小型ターボ過給機６１，６２の動作を制御している。具体的には、コントロールユニット１００は、吸気バイパス弁６３ａ、レギュレートバルブ６４ａ及びウェイストゲートバルブ６５ａの各開度をエンジン１の運転状態に応じて設定した開度にそれぞれ制御する。   For example, the control unit 100 controls the operation of the large and small turbochargers 61 and 62 according to the operating state of the engine. Specifically, the control unit 100 controls each opening of the intake bypass valve 63a, the regulating valve 64a, and the waste gate valve 65a to an opening set according to the operating state of the engine 1.

詳しくは、図３に示す、エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとするターボマップにおける低負荷且つ低回転側の領域Ａ（エンジン負荷が所定負荷（エンジン回転数が大きいほど小さくなる）以下の領域）では、吸気バイパス弁６３ａ及びレギュレートバルブ６４ａが全閉とされ、ウェイストゲートバルブ６５ａが全閉とされる。領域Ａでは、主として小型ターボ過給機６２が作動する。   Specifically, in the turbo map having the engine speed and the engine load as parameters shown in FIG. 3, the area is lower than the low load and low speed area A (the engine load is smaller than the predetermined load (the smaller the engine speed is larger)). ), The intake bypass valve 63a and the regulating valve 64a are fully closed, and the waste gate valve 65a is fully closed. In the region A, the small turbocharger 62 mainly operates.

領域Ａよりも負荷及び回転数が高い領域Ｂでは、吸気バイパス弁６３ａ及びレギュレートバルブ６４ａが全閉以外且つ全開以外の開度に調整され、ウェイストゲートバルブ６５ａが全閉とされる。領域Ｂでは、小型ターボ過給機６２が排気抵抗となって、ポンピングロスが大きくなり始める運転領域である。そのため、レギュレートバルブ６４ａを全閉状態から開くことによって、排気ガスの一部を小型排気バイパス通路６４へ流入させ、ポンピングロスを低減している。領域Ｂでは、小型ターボ過給機６２の過給性能を十分に発揮させつつ、ポンピングロスを低減している。この領域Ｂを設けることによって、主として小型ターボ過給機６２が作動する場合と、主として大型ターボ過給機６１が作動する場合とでの過給圧の変動を和らげている。   In the region B where the load and the rotational speed are higher than those in the region A, the intake bypass valve 63a and the regulating valve 64a are adjusted to an opening other than fully closed and other than fully opened, and the waste gate valve 65a is fully closed. In the region B, the small turbocharger 62 becomes an exhaust resistance, and the pumping loss starts to increase. Therefore, by opening the regulating valve 64a from the fully closed state, a part of the exhaust gas flows into the small exhaust bypass passage 64, and the pumping loss is reduced. In the region B, the pumping loss is reduced while the supercharging performance of the small turbocharger 62 is sufficiently exhibited. By providing this region B, fluctuations in the supercharging pressure when the small turbocharger 62 mainly operates and when the large turbocharger 61 mainly operates are moderated.

領域Ｂよりも負荷及び回転数が高い領域Ｃでは、吸気バイパス弁６３ａ及びレギュレートバルブ６４ａが全開状態とされ、ウェイストゲートバルブ６５ａが全閉状態とされる。これにより、小型ターボ過給機６２をバイパスさせて大型ターボ過給機６１のみを作動させる。   In the region C where the load and the rotational speed are higher than those in the region B, the intake bypass valve 63a and the regulating valve 64a are fully opened, and the waste gate valve 65a is fully closed. Thereby, the small turbocharger 62 is bypassed and only the large turbocharger 61 is operated.

領域Ｃよりも負荷及び回転数が高い領域Ｄでは、吸気バイパス弁６３ａ及びレギュレートバルブ６４ａが全開状態とされ、ウェイストゲートバルブ６５ａが全閉以外且つ全開以外の開度に調整される。領域Ｄでは、ウェイストゲートバルブ６５ａを全閉状態から開くことによって、排気ガスの一部を大型排気バイパス通路６５へ流入させ、ポンピングロスを低減している。   In the region D where the load and the rotational speed are higher than those in the region C, the intake bypass valve 63a and the regulating valve 64a are fully opened, and the waste gate valve 65a is adjusted to an opening other than fully closed and other than fully opened. In the region D, by opening the waste gate valve 65a from the fully closed state, a part of the exhaust gas flows into the large exhaust bypass passage 65 to reduce the pumping loss.

また、コントロールユニット１００は、エンジンの運転状態に応じて高圧ＥＧＲシステム７０及び低圧ＥＧＲシステム８０の動作を制御している。   The control unit 100 controls the operation of the high pressure EGR system 70 and the low pressure EGR system 80 according to the operating state of the engine.

詳しくは、コントロールユニット１００は、エンジン１の運転状態に応じて、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量の目標値である目標低圧ＥＧＲ量と、高圧ＥＧＲシステム７０による排気ガスの還流量の目標値である目標高圧ＥＧＲ量とを決定する。本実施形態では、コントロールユニット１００は、図４に示すマップを用いて目標低圧ＥＧＲ量及び目標高圧ＥＧＲ量を決定する。   Specifically, the control unit 100 determines the target low-pressure EGR amount that is the target value of the exhaust gas recirculation amount by the low-pressure EGR system 80 and the target of the exhaust gas recirculation amount by the high-pressure EGR system 70 according to the operating state of the engine 1. A target high pressure EGR amount that is a value is determined. In the present embodiment, the control unit 100 determines the target low pressure EGR amount and the target high pressure EGR amount using the map shown in FIG.

前記マップの高負荷ないし高回転の領域である「ＬＰ」領域は、低圧ＥＧＲシステム８０のみにより排気ガスの還流が行われる領域である。そのため、クーラＥＧＲ弁７３及びバイパスＥＧＲ弁７４は全閉状態とされる。これは、トルクが必要な高負荷領域においては全ての排気ガスを大型及び小型ターボ過給機６１，６２のタービン６１ｂ，６２ｂに導き、過給させるためである。   The “LP” region, which is a high load or high rotation region of the map, is a region where exhaust gas recirculation is performed only by the low pressure EGR system 80. Therefore, the cooler EGR valve 73 and the bypass EGR valve 74 are fully closed. This is because all exhaust gas is led to the turbines 61b and 62b of the large and small turbochargers 61 and 62 and supercharged in a high load region where torque is required.

前記マップの中負荷ないし中回転の領域である「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域は、高圧ＥＧＲシステム７０のクーラ通路７１ａによる排気ガスの還流と、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流とが行われる領域であり、バイパス通路７１ｂによる排気ガスの還流は行われない（バイパスＥＧＲ弁７４は全閉状態とされる）。   The “cooler side HP + LP” region, which is a medium load or medium rotation region of the map, is a region where exhaust gas recirculation through the cooler passage 71a of the high pressure EGR system 70 and exhaust gas recirculation through the low pressure EGR system 80 are performed. Yes, the exhaust gas is not recirculated through the bypass passage 71b (the bypass EGR valve 74 is fully closed).

前記マップの低負荷ないし低回転の領域である「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域は、高圧ＥＧＲシステム７０のバイパス通路７１ｂによる排気ガスの還流と、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流とが行われる領域であり、クーラ通路７１ａによる排気ガスの還流は行われない（クーラＥＧＲ弁７３は全閉状態とされる）。   The “cooler bypass side HP + LP” region, which is a low load or low rotation region of the map, is a region where exhaust gas recirculation by the bypass passage 71b of the high pressure EGR system 70 and exhaust gas recirculation by the low pressure EGR system 80 are performed. The exhaust gas is not recirculated through the cooler passage 71a (the cooler EGR valve 73 is fully closed).

コントロールユニット１００は、前記「ＬＰ」領域では、低圧ＥＧＲ弁８３の開度を、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量が目標低圧ＥＧＲ量になるように制御する。   In the “LP” region, the control unit 100 controls the opening degree of the low pressure EGR valve 83 so that the recirculation amount of the exhaust gas by the low pressure EGR system 80 becomes the target low pressure EGR amount.

尚、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量は、低圧ＥＧＲ弁８３の開度だけでなく、排気シャッタ弁４３の開度も組み合わせて調整してもよい。例えば、低圧ＥＧＲ通路８１の上流端における排気圧力と低圧ＥＧＲ通路８１の下流端における吸気圧力との差圧が小さいときには、排気シャッタ弁４３の開度を絞ることによって排気圧力を高めて、差圧を大きくするようにしてもよい。   The exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system 80 may be adjusted by combining not only the opening degree of the low pressure EGR valve 83 but also the opening degree of the exhaust shutter valve 43. For example, when the differential pressure between the exhaust pressure at the upstream end of the low pressure EGR passage 81 and the intake pressure at the downstream end of the low pressure EGR passage 81 is small, the exhaust pressure is increased by narrowing the opening of the exhaust shutter valve 43, and the differential pressure You may make it enlarge.

まず、コントロールユニット１００は、吸入ガス温度センサＳ３により検出されたガス温度と吸気圧センサＳ４により検出されたガス圧とから、エンジン１に吸入される吸気充填量を算出する。この吸気充填量は、吸気通路３０に吸入された新気量と、排気通路４０から吸気通路３０に還流された排気ガス（前記「ＬＰ」領域では、低圧ＥＧＲ通路８１により還流された排気ガス）の還流量との和であって、エンジン１に吸入される総吸入ガス量に相当する。また、コントロールユニット１００は、エアフローセンサＳ２により検出された吸入空気量から新気量を算出する。   First, the control unit 100 calculates the intake charge amount sucked into the engine 1 from the gas temperature detected by the intake gas temperature sensor S3 and the gas pressure detected by the intake pressure sensor S4. This intake charge amount includes the amount of fresh air drawn into the intake passage 30 and the exhaust gas recirculated from the exhaust passage 40 to the intake passage 30 (in the “LP” region, the exhaust gas recirculated through the low pressure EGR passage 81). , And corresponds to the total intake gas amount sucked into the engine 1. Further, the control unit 100 calculates a fresh air amount from the intake air amount detected by the air flow sensor S2.

そして、コントロールユニット１００は、前記吸気充填量（総吸入ガス量）から新気量を引くことで、排気ガスの実際の還流量である実低圧ＥＧＲ量を算出し、低圧ＥＧＲ弁８３の開度を、実低圧ＥＧＲ量が目標低圧ＥＧＲ量になるようにフィードバック制御する。   Then, the control unit 100 calculates the actual low pressure EGR amount that is the actual recirculation amount of the exhaust gas by subtracting the fresh air amount from the intake charge amount (total intake gas amount), and the opening degree of the low pressure EGR valve 83. Are controlled so that the actual low pressure EGR amount becomes the target low pressure EGR amount.

また、「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域では、コントロールユニット１００は、低圧ＥＧＲ弁８３の開度を制御することに加えて、クーラＥＧＲ弁７３の開度を、クーラ通路７１ａによる排気ガスの還流量が目標高圧ＥＧＲ量になるような開度に制御する。すなわち、排気圧センサＳ５により検出された排気ガスの圧力と吸気圧センサＳ４により検出されたガス圧との差と前記目標高圧ＥＧＲ量とに基づいて、クーラ通路７１ａによる排気ガスの還流量が前記目標高圧ＥＧＲ量になるようなクーラＥＧＲ弁７３の開度を算出し、クーラＥＧＲ弁７３の開度を、その算出した開度にする。   Further, in the “cooler side HP + LP” region, the control unit 100 controls the opening degree of the low pressure EGR valve 83, the opening degree of the cooler EGR valve 73, and the recirculation amount of the exhaust gas through the cooler passage 71 a as a target. The opening is controlled so that the high pressure EGR amount is obtained. That is, based on the difference between the pressure of the exhaust gas detected by the exhaust pressure sensor S5 and the gas pressure detected by the intake pressure sensor S4 and the target high pressure EGR amount, the recirculation amount of the exhaust gas through the cooler passage 71a is The opening degree of the cooler EGR valve 73 so that the target high pressure EGR amount is obtained is calculated, and the opening degree of the cooler EGR valve 73 is set to the calculated opening degree.

「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域における低圧ＥＧＲ弁８３の開度の制御は、前記「ＬＰ」領域における制御と同様である。ただし、コントロールユニット１００は、「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域のように、高圧ＥＧＲシステム７０及び低圧ＥＧＲシステム８０の両方により排気ガスの還流を行う際には、高圧ＥＧＲシステム７０及び低圧ＥＧＲシステム８０の全ＥＧＲ量ではなく、前記総吸入ガス量から前記新気量と前記排気圧センサ５及び吸気圧センサ４に基づく差圧とクーラＥＧＲ弁７３の開度（開度センサの値）とに基づき予測値として求められる実高圧ＥＧＲ量とを引くことで算出した値を実低圧ＥＧＲ量とみなし、該実低圧ＥＧＲ量が目標低圧ＥＧＲ量になるように低圧ＥＧＲ弁８３の開度をフィードバック制御する。   The control of the opening degree of the low pressure EGR valve 83 in the “cooler side HP + LP” region is the same as the control in the “LP” region. However, when the exhaust gas is recirculated by both the high-pressure EGR system 70 and the low-pressure EGR system 80 as in the “cooler side HP + LP” region, the control unit 100 does not have the entire high-pressure EGR system 70 and low-pressure EGR system 80. A predicted value based not on the EGR amount but on the fresh air amount based on the total intake gas amount, the differential pressure based on the exhaust pressure sensor 5 and the intake pressure sensor 4, and the opening degree of the cooler EGR valve 73 (opening sensor value). The value calculated by subtracting the actual high pressure EGR amount obtained as follows is regarded as the actual low pressure EGR amount, and the opening degree of the low pressure EGR valve 83 is feedback controlled so that the actual low pressure EGR amount becomes the target low pressure EGR amount.

前記「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域では、低圧ＥＧＲ弁８３の開度を制御することに加えて、バイパスＥＧＲ弁７４の開度を、「クーラ側ＨＰ＋ＨＰ」領域におけるクーラＥＧＲ弁７３と同様に制御する。また、低圧ＥＧＲ弁８３の制御も、前記「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域における制御と同様である。   In the “cooler bypass side HP + LP” region, in addition to controlling the opening degree of the low pressure EGR valve 83, the opening degree of the bypass EGR valve 74 is controlled in the same manner as the cooler EGR valve 73 in the “cooler side HP + HP” region. . The control of the low-pressure EGR valve 83 is the same as the control in the “cooler side HP + LP” region.

以下に、コントロールユニット１００による、高圧ＥＧＲシステム７０及び低圧ＥＧＲシステム８０の制御動作について、さらに詳しく説明する。図５は、低圧ＥＧＲシステム８０の制御を示すフローチャートである。図６は、低圧ＥＧＲを減量補正する際の各種パラメータの変化を示す図であり、（Ａ）は、排気酸素濃度を、（Ｂ）は、排気酸素濃度の低下率Ｒを、（Ｃ）は、吸気酸素濃度を、（Ｄ）は、低圧ＥＧＲ弁８３の開度を示す。図７，８は、高圧ＥＧＲシステム７０の制御を示すフローチャートである。   Hereinafter, the control operation of the high pressure EGR system 70 and the low pressure EGR system 80 by the control unit 100 will be described in more detail. FIG. 5 is a flowchart showing the control of the low pressure EGR system 80. FIGS. 6A and 6B are diagrams showing changes in various parameters when the low pressure EGR is corrected for reduction. FIG. 6A shows the exhaust oxygen concentration, FIG. 6B shows the rate of decrease R of the exhaust oxygen concentration, and FIG. , (D) indicates the opening degree of the low pressure EGR valve 83. 7 and 8 are flowcharts showing the control of the high-pressure EGR system 70.

−低圧ＥＧＲシステム−
まず、コントロールユニット１００は、ステップＳＴａ１で、エンジン回転数センサＳ１よりエンジン回転数Ｎｅを、アクセル開度センサＳ７よりアクセル開度Ａｃｃを、エアフローセンサＳ２よりより吸入空気量ＡＦＳを、吸入ガス温度センサＳ３より吸入ガス温度Ｔｇを、吸気圧センサＳ４より吸気圧Ｐａを、排気圧センサＳ５より排気圧Ｐｅｘをそれぞれ読み込む。 -Low pressure EGR system-
First, in step STa1, the control unit 100 determines the engine speed Ne from the engine speed sensor S1, the accelerator opening Acc from the accelerator opening sensor S7, the intake air amount AFS from the airflow sensor S2, and the intake gas temperature sensor. The intake gas temperature Tg is read from S3, the intake pressure Pa is read from the intake pressure sensor S4, and the exhaust pressure Pex is read from the exhaust pressure sensor S5.

コントロールユニット１００は、ステップＳＴａ２において、吸排気モデルを用いて排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’を演算する。吸排気モデルは、吸気酸素濃度及び排気酸素濃度を演算するためのモデルである。吸排気モデルは、吸気充填量と、吸入空気量と、高圧ＥＧＲシステム７０により還流される排気ガスの酸素濃度及び流量と、低圧ＥＧＲシステム８０により還流される排気ガスの酸素濃度及び流量とを入力として、吸気酸素濃度計算値Ｃｉｎ’を演算する。また、吸排気モデルは、演算した吸気酸素濃度計算値Ｃｉｎ’と、吸気充填量と、燃料噴射量とを入力として、排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’を演算する。尚、吸気充填量は、吸入ガス温度センサＳ３からの吸入ガス温度Ｔｇ及び吸気圧センサＳ４からの吸気圧Ｐａに基づいて算出される。吸入空気量は、エアフローセンサＳ２の出力から求められる。燃料噴射量は、アクセル開度Ａｃｃ及びエンジン回転数Ｎｅに基づいて演算される。   In step STa2, the control unit 100 calculates the exhaust oxygen concentration calculated value Cex 'using the intake / exhaust model. The intake / exhaust model is a model for calculating the intake oxygen concentration and the exhaust oxygen concentration. The intake / exhaust model inputs the intake charge amount, intake air amount, oxygen concentration and flow rate of exhaust gas recirculated by the high pressure EGR system 70, and oxygen concentration and flow rate of exhaust gas recirculated by the low pressure EGR system 80. As described above, the calculated intake oxygen concentration value Cin ′ is calculated. The intake / exhaust model calculates the calculated exhaust oxygen concentration Cex ′ by using the calculated intake oxygen concentration calculated value Cin ′, the intake charge amount, and the fuel injection amount as inputs. The intake charge amount is calculated based on the intake gas temperature Tg from the intake gas temperature sensor S3 and the intake pressure Pa from the intake pressure sensor S4. The intake air amount is obtained from the output of the air flow sensor S2. The fuel injection amount is calculated based on the accelerator opening Acc and the engine speed Ne.

ここで、低圧ＥＧＲシステム８０の制御における排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’は、低圧ＥＧＲ通路８１の下流端（吸気通路３０側の端部）における排気ガスの酸素濃度である。この部分の排気ガスは、燃焼室１４ａから排気通路４０及び低圧ＥＧＲ通路８１を介して流通してきた排気ガスである。吸排気モデルで算出される排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’は、燃焼室１４ａ（排気ポート１７）における排気ガスなので、コントロールユニット１００は、排気ガスが排気ポート１７から低圧ＥＧＲ通路８１の下流端まで流通するのに要する時間だけ前の排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’を、低圧ＥＧＲ通路８１の下流端の排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’として用いる。   Here, the exhaust oxygen concentration calculated value Cex ′ in the control of the low pressure EGR system 80 is the oxygen concentration of the exhaust gas at the downstream end (the end on the intake passage 30 side) of the low pressure EGR passage 81. The exhaust gas in this portion is exhaust gas that has circulated from the combustion chamber 14 a via the exhaust passage 40 and the low-pressure EGR passage 81. Since the exhaust oxygen concentration calculation value Cex ′ calculated by the intake / exhaust model is the exhaust gas in the combustion chamber 14a (exhaust port 17), the control unit 100 allows the exhaust gas to flow from the exhaust port 17 to the downstream end of the low pressure EGR passage 81. The exhaust oxygen concentration calculated value Cex ′ that is just before the time required for this is used as the exhaust oxygen concentration calculated value Cex ′ at the downstream end of the low-pressure EGR passage 81.

尚、エンジン１には、排気通路４０に排気酸素濃度センサＳ６が設けられているものの、排気酸素濃度センサＳ６が実際の排気酸素濃度をＣｅｘ検出するまでには時間遅れがある。そのため、運転状態が変わった直後のような過渡状態においては排気酸素モデルを用いて排気酸素濃度を予測している。ただし、排気酸素濃度センサＳ６は、所定の時間遅れの後には実際の排気酸素濃度Ｃｅｘを検出することができるため、コントロールユニット１００は、排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’と、予測から所定の時間遅れ経過後の排気酸素濃度センサＳ６からの排気酸素濃度Ｃｅｘとを比較して学習する。すなわち、コントロールユニット１００は、排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’と予測から所定の遅れ時間後の排気酸素濃度Ｃｅｘとに基づいて吸排気モデルを補正していく。   Although the engine 1 is provided with the exhaust oxygen concentration sensor S6 in the exhaust passage 40, there is a time delay until the exhaust oxygen concentration sensor S6 detects the actual exhaust oxygen concentration Cex. Therefore, the exhaust oxygen concentration is predicted using an exhaust oxygen model in a transient state immediately after the operation state changes. However, since the exhaust oxygen concentration sensor S6 can detect the actual exhaust oxygen concentration Cex after a predetermined time delay, the control unit 100 determines the exhaust oxygen concentration calculated value Cex ′ and the predetermined time delay from the prediction. The exhaust oxygen concentration Cex from the exhaust oxygen concentration sensor S6 after the elapse is compared and learned. That is, the control unit 100 corrects the intake / exhaust model based on the calculated exhaust oxygen concentration value Cex ′ and the exhaust oxygen concentration Cex after a predetermined delay time from the prediction.

次に、ステップＳＴａ３では、コントロールユニット１００は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃ（エンジン負荷ＰＥに対応）を図４に示すマップに照らし合わせて、エンジン１に吸入される吸入ガスの目標酸素濃度である目標吸気酸素濃度Ｃｉｎ１と、吸気通路３０と低圧ＥＧＲ通路８１との合流部（以下、「低圧合流部」という）における目標酸素濃度である目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２とを求める。つまり、図４に示すマップには、エンジン回転数とエンジン負荷とによって決定される運転状態（運転ポイント）ごとに目標吸気酸素濃度Ｃｉｎ１と目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２とが記憶されている。尚、「ＬＰ」領域においては、目標吸気酸素濃度Ｃｉｎ１と目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２とは同じ値である。   Next, in step STa3, the control unit 100 compares the engine speed Ne and the accelerator opening Acc (corresponding to the engine load PE) with the map shown in FIG. A target intake oxygen concentration Cin1 that is a concentration and a target merge portion oxygen concentration Cin2 that is a target oxygen concentration in a merge portion between the intake passage 30 and the low pressure EGR passage 81 (hereinafter referred to as “low pressure merge portion”) are obtained. That is, the map shown in FIG. 4 stores the target intake oxygen concentration Cin1 and the target junction oxygen concentration Cin2 for each operating state (operating point) determined by the engine speed and the engine load. In the “LP” region, the target intake oxygen concentration Cin1 and the target junction oxygen concentration Cin2 are the same value.

そして、ステップＳＴａ４では、コントロールユニット１００は、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの目標還流量である目標低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ０を演算する。詳しくは、コントロールユニット１００は、目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２及び排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’に基づいて目標低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ０を求める。   In step STa4, the control unit 100 calculates a target low pressure EGR amount Elp0 that is a target recirculation amount of exhaust gas by the low pressure EGR system 80. Specifically, the control unit 100 obtains the target low pressure EGR amount Elp0 based on the target junction oxygen concentration Cin2 and the exhaust oxygen concentration calculated value Cex ′.

尚、本実施形態では、目標吸気酸素濃度Ｃｉｎ１と目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２とを１つのマップに記憶しているが、目標吸気酸素濃度Ｃｉｎ１と目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２とで別々のマップを用意しておいてもよい。この場合、エンジン運転状態が「ＬＰ」領域に含まれる場合には、目標吸気酸素濃度Ｃｉｎ１のみを求めるようにしてもよい。そして、目標低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ０を目標吸気酸素濃度Ｃｉｎ１及び排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’に基づいて求めてもよい。   In the present embodiment, the target intake oxygen concentration Cin1 and the target junction oxygen concentration Cin2 are stored in one map, but separate maps are prepared for the target intake oxygen concentration Cin1 and the target junction oxygen concentration Cin2. You may keep it. In this case, when the engine operating state is included in the “LP” region, only the target intake oxygen concentration Cin1 may be obtained. Then, the target low pressure EGR amount Elp0 may be obtained based on the target intake oxygen concentration Cin1 and the exhaust oxygen concentration calculated value Cex '.

続いて、コントロールユニット１００は、ステップＳＴａ５において、排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’が所定の酸素濃度Ｃｅｘ１以上か否かを判定する。コントロールユニット１００は、排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’が酸素濃度Ｃｅｘ１以上であるときには、ステップＳＴａ６へ進む一方、排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’が酸素濃度Ｃｅｘ１よりも小さいときには、ステップＳＴａ１０へ進む。   Subsequently, in step STa5, the control unit 100 determines whether or not the exhaust oxygen concentration calculated value Cex 'is equal to or higher than a predetermined oxygen concentration Cex1. The control unit 100 proceeds to step STa6 when the calculated exhaust oxygen concentration value Cex 'is equal to or higher than the oxygen concentration Cex1, while proceeds to step STa10 when the calculated exhaust oxygen concentration value Cex' is smaller than the oxygen concentration Cex1.

ステップＳＴａ１０では、コントロールユニット１００は、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量が目標低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ０となるように低圧ＥＧＲ弁８３をフィードバック制御する。   In step STa10, the control unit 100 feedback-controls the low pressure EGR valve 83 so that the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system 80 becomes the target low pressure EGR amount Elp0.

まず、コントロールユニット１００は、実際に低圧ＥＧＲシステム８０によって還流される排気ガスの還流量である実低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ１を求める。詳しくは、コントロールユニット１００は、吸入ガス温度センサＳ３からの吸入ガス温度Ｔｇ及び吸気圧センサＳ４からの吸気圧Ｐａに基づいて、エンジン１に吸入される吸気充填量Ｑａｌｌを算出する。そして、コントロールユニット１００は、吸気充填量Ｑａｌｌから、エアフローセンサＳ２からの空気吸入量（即ち、新気量）ＡＦＳ及び上述した実高圧ＥＧＲ量を引くことによって、実低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ１を算出する。   First, the control unit 100 obtains an actual low pressure EGR amount Elp1 that is a recirculation amount of the exhaust gas actually recirculated by the low pressure EGR system 80. Specifically, the control unit 100 calculates the intake charge amount Qall to be drawn into the engine 1 based on the intake gas temperature Tg from the intake gas temperature sensor S3 and the intake pressure Pa from the intake pressure sensor S4. Then, the control unit 100 calculates the actual low pressure EGR amount Elp1 by subtracting the air intake amount (ie, fresh air amount) AFS from the air flow sensor S2 and the above-described actual high pressure EGR amount from the intake charge amount Qall.

次に、コントロールユニット１００は、実低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ１が目標低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ０になるように、低圧ＥＧＲ弁８３をフィードバック制御する。コントロールユニット１００は、排気通路４０側と吸気通路３０側との間の差圧を差圧モデルに基づいて算出する。そして、コントロールユニット１００は、目標低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ０と差圧とに基づいて低圧ＥＧＲ弁８３の開度を求め、低圧ＥＧＲ弁８３を該開度に制御する。   Next, the control unit 100 feedback-controls the low pressure EGR valve 83 so that the actual low pressure EGR amount Elp1 becomes the target low pressure EGR amount Elp0. The control unit 100 calculates a differential pressure between the exhaust passage 40 side and the intake passage 30 side based on a differential pressure model. Then, the control unit 100 determines the opening degree of the low pressure EGR valve 83 based on the target low pressure EGR amount Elp0 and the differential pressure, and controls the low pressure EGR valve 83 to the opening degree.

ステップＳＴａ５において排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’が酸素濃度Ｃｅｘ１以上であると判定されたときには、コントロールユニット１００は、ステップＳＴａ６において、排気酸素濃度の低下率が所定の第１閾値Ａ以上か否かを判定する。排気酸素濃度の低下率とは、時間に対する排気酸素濃度の低下量の比率であり、換言すると、排気酸素濃度が減少するときを正とした、排気酸素濃度の変化の傾きである。排気酸素濃度は、排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’を用いる。排気酸素濃度の低下率が第１閾値Ａ以上のときには、コントロールユニット１００はステップＳＴａ７へ進む一方、排気酸素濃度の低下率が第１閾値Ａ未満のときには、コントロールユニット１００はステップＳＴａ１０へ進む。   When it is determined in step STa5 that the calculated exhaust oxygen concentration value Cex ′ is greater than or equal to the oxygen concentration Cex1, the control unit 100 determines in step STa6 whether or not the exhaust oxygen concentration decrease rate is greater than or equal to a predetermined first threshold value A. judge. The exhaust oxygen concentration decrease rate is the ratio of the exhaust oxygen concentration decrease with respect to time. In other words, the exhaust oxygen concentration decrease rate is a slope of a change in exhaust oxygen concentration with the exhaust oxygen concentration decreasing as a positive value. As the exhaust oxygen concentration, a calculated exhaust oxygen concentration value Cex 'is used. When the exhaust oxygen concentration decrease rate is equal to or greater than the first threshold A, the control unit 100 proceeds to step STa7, while when the exhaust oxygen concentration decrease rate is less than the first threshold A, the control unit 100 proceeds to step STa10.

ステップＳＴａ７では、コントロールユニット１００は、吸気通路３０の低圧合流部における吸気酸素濃度が所定濃度Ｃｒｅｆ以下か否かを判定する。吸気酸素濃度は、吸排気モデルに基づいて求められる合流部酸素濃度計算値Ｃｉｎ２’を用いる。合流部酸素濃度計算値Ｃｉｎ２’が所定濃度Ｃｒｅｆ以下のときには、コントロールユニット１００はステップＳＴａ８へ進む一方、合流部酸素濃度計算値Ｃｉｎ２’が所定濃度Ｃｒｅｆよりも大きいときには、コントロールユニット１００はステップＳＴａ１０へ進む。   In step STa7, the control unit 100 determines whether or not the intake oxygen concentration in the low-pressure merging portion of the intake passage 30 is equal to or lower than a predetermined concentration Cref. As the intake oxygen concentration, a junction oxygen concentration calculation value Cin2 'obtained based on an intake / exhaust model is used. When the junction oxygen concentration calculated value Cin2 ′ is equal to or lower than the predetermined concentration Cref, the control unit 100 proceeds to step STa8. On the other hand, when the junction oxygen concentration calculated value Cin2 ′ is greater than the predetermined concentration Cref, the control unit 100 proceeds to step STa10. move on.

ステップＳＴａ８では、コントロールユニット１００は、合流部酸素濃度計算値Ｃｉｎ２’と目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２との偏差ΔＣｉｎ２が所定の第２閾値Ｂ以下か否かを判定する。偏差ΔＣｉｎ２が所定の第２閾値Ｂ以下のときには、コントロールユニット１００はステップＳＴａ９へ進む一方、偏差ΔＣｉｎ２が所定の第２閾値Ｂよりも大きいときには、コントロールユニット１００はステップＳＴａ１０へ進む。   In step STa8, the control unit 100 determines whether or not the deviation ΔCin2 between the junction oxygen concentration calculation value Cin2 'and the target junction oxygen concentration Cin2 is equal to or less than a predetermined second threshold B. When the deviation ΔCin2 is equal to or smaller than the predetermined second threshold value B, the control unit 100 proceeds to step STa9, while when the deviation ΔCin2 is larger than the predetermined second threshold value B, the control unit 100 proceeds to step STa10.

ステップＳＴａ９では、コントロールユニット１００は、低圧ＥＧＲの減量補正を行う。詳しくは、コントロールユニット１００は、ステップＳＴａ１０と同様に、目標低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ０と差圧とに基づいて低圧ＥＧＲ弁８３の開度を求める。そして、コントロールユニット１００は、求めた開度を所定量だけ減量補正し、低圧ＥＧＲ弁８３を減量補正した開度に所定期間だけ維持する。その後、コントロールユニット１００は、低圧ＥＧＲ弁８３を減量補正した開度に設定してから所定期間経過すると、ステップＳＴａ１０へ進み、低圧ＥＧＲ弁８３のフィードバック制御を行う。   In step STa9, the control unit 100 corrects the decrease in the low pressure EGR. Specifically, the control unit 100 obtains the opening degree of the low pressure EGR valve 83 based on the target low pressure EGR amount Elp0 and the differential pressure, similarly to step STa10. Then, the control unit 100 corrects the calculated opening by a predetermined amount, and maintains the low-pressure EGR valve 83 at the opening with the reduced correction for a predetermined period. Thereafter, the control unit 100 proceeds to step STa10 and performs feedback control of the low-pressure EGR valve 83 when a predetermined period has elapsed since the low-pressure EGR valve 83 was set to the opening corrected for reduction.

このような低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正を図６を参照しながら詳細に説明する。   Such reduction correction of the low pressure EGR valve 83 will be described in detail with reference to FIG.

図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、排気酸素濃度が酸素濃度Ｃｅｘ１以上であって且つ排気酸素濃度の低下率が第１閾値Ａ以上であること（以下、「第１条件」という）が、低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正を実行する条件の１つである。排気酸素濃度が高い状態から排気酸素濃度が急減するときには、低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正、即ち、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの減量を行う。排気酸素濃度が高い状態から急減するときとは、例えば、車両が減速状態から加速する場合である。すなわち、第１条件は、減速状態からの加速を判定しているということができる。減速時にはアクセルペダルをＯＦＦにしているので、排気酸素濃度は高くなっている。この状態からアクセルペダルをＯＮにして加速すると、排気酸素濃度が一気に低下する。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the exhaust oxygen concentration is not less than the oxygen concentration Cex1 and the reduction rate of the exhaust oxygen concentration is not less than the first threshold A (hereinafter referred to as “first condition”). ) Is one of the conditions for executing the reduction correction of the low pressure EGR valve 83. When the exhaust oxygen concentration suddenly decreases from a state where the exhaust oxygen concentration is high, the low-pressure EGR valve 83 is corrected to decrease, that is, the exhaust gas is reduced by the low-pressure EGR system 80. The case where the exhaust oxygen concentration rapidly decreases from a high state is, for example, a case where the vehicle accelerates from a deceleration state. That is, it can be said that the first condition is determining acceleration from the deceleration state. Since the accelerator pedal is turned off during deceleration, the exhaust oxygen concentration is high. From this state, if the accelerator pedal is turned on and acceleration is performed, the exhaust oxygen concentration decreases at a stretch.

排気酸素濃度が高い状態から急減するときには、図６（Ｃ）に破線で示すように、吸気酸素濃度が目標とする濃度よりもアンダーシュートしてしまう虞がある。詳しくは、吸気酸素濃度は、排気ガスを吸気通路３０に還流させることで調整されている。例えば、目標とする吸気酸素濃度が同じであっても、排気酸素濃度が異なれば、還流させる排気ガスの量は異なる。排気酸素濃度が高いほど、還流させる排気ガスの量は多くなる。つまり、排気酸素濃度が高い状態というのは、多くの排気ガスを還流させている状態である。この状態から排気酸素濃度が急減すると、酸素濃度が低い排気ガスが大量に還流させられることになり、吸気酸素濃度が急低下し、目標酸素濃度よりもアンダーシュートしてしまう虞がある。   When the exhaust oxygen concentration rapidly decreases from a high state, as shown by a broken line in FIG. 6C, the intake oxygen concentration may undershoot more than the target concentration. Specifically, the intake oxygen concentration is adjusted by returning the exhaust gas to the intake passage 30. For example, even if the target intake oxygen concentration is the same, the amount of exhaust gas to be recirculated differs if the exhaust oxygen concentration is different. The higher the exhaust oxygen concentration, the greater the amount of exhaust gas to be recirculated. That is, the state where the exhaust oxygen concentration is high is a state where a lot of exhaust gas is recirculated. If the exhaust oxygen concentration rapidly decreases from this state, a large amount of exhaust gas having a low oxygen concentration is recirculated, which may cause the intake oxygen concentration to rapidly decrease and undershoot below the target oxygen concentration.

燃料噴射量は煤排出を抑えるように設定されており、吸気酸素濃度が目標酸素濃度よりもアンダーシュートしてしまうと、燃料噴射量も目標量よりも減量される。その結果、アクセルペダルの踏み込み量に応じたトルクを発生させることができず、乗員に違和感を与えてしまう。   The fuel injection amount is set so as to suppress soot discharge. If the intake oxygen concentration undershoots below the target oxygen concentration, the fuel injection amount is also decreased from the target amount. As a result, it is not possible to generate torque according to the amount of depression of the accelerator pedal, which gives the passenger a sense of incongruity.

ここで、高圧ＥＧＲシステム７０によって吸気酸素濃度のアンダーシュートが生じたとしても、高圧ＥＧＲシステム７０は吸気通路３０のうち燃焼室１４ａに比較的近い部分に排気ガスを還流させるため、アクセル操作とアンダーシュートによるトルク不足とのタイムラグがあまりない。そのため、トルク不足を生じるとしても、乗員に与える違和感は小さい。しかしながら、低圧ＥＧＲシステム８０は、吸気通路３０のうち大型コンプレッサ６１ａよりも上流側部分に排気ガスを還流させており、燃焼室１４ａまでの距離が遠い。そのため、吸気酸素濃度のアンダーシュートが生じてからトルク不足が現れるまでのタイムラグが長い。つまり、アクセル操作からトルク不足までのタイムラグが長いので、乗員に大きな違和感を与えてしまう。   Here, even if the high pressure EGR system 70 causes an undershoot of the intake oxygen concentration, the high pressure EGR system 70 recirculates the exhaust gas to a portion of the intake passage 30 that is relatively close to the combustion chamber 14a. There is not much time lag with lack of torque due to chute. Therefore, even if torque shortage occurs, the sense of discomfort given to the occupant is small. However, in the low pressure EGR system 80, the exhaust gas is recirculated to the upstream side of the large-sized compressor 61a in the intake passage 30, and the distance to the combustion chamber 14a is long. Therefore, the time lag from when the undershoot of the intake oxygen concentration occurs until the torque shortage appears is long. That is, since the time lag from the accelerator operation to the torque shortage is long, it gives a great discomfort to the occupant.

そこで、排気酸素濃度が高い状態から急減する場合には、低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正を実行して、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量を一時的に減量する。   Therefore, when the exhaust oxygen concentration suddenly decreases from a high state, the low pressure EGR valve 83 is subjected to a reduction correction to temporarily reduce the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system 80.

さらに、吸気酸素濃度が所定濃度Ｃｒｅｆ以下であること（以下、「第２条件」という）と、実際の吸気酸素濃度と目標吸気酸素濃度との偏差が所定の第２閾値Ｂ以下であること（以下、「第３条件」という）も、低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正を実行する条件である。   Further, the intake oxygen concentration is equal to or lower than a predetermined concentration Cref (hereinafter referred to as “second condition”), and the deviation between the actual intake oxygen concentration and the target intake oxygen concentration is equal to or lower than a predetermined second threshold B ( (Hereinafter referred to as “third condition”) is a condition for executing the reduction correction of the low pressure EGR valve 83.

仮に吸気酸素濃度が高ければ、吸気酸素濃度がアンダーシュートしても、アンダーシュート量が吸気酸素濃度全体に与える影響は比較的小さい。それに対して、吸気酸素濃度が低い場合には、アンダーシュート量が吸気酸素濃度全体に与える影響は比較的大きい。そこで、吸気酸素濃度が所定濃度Ｃｒｅｆ以下であることを低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正を実行する条件の１つとしている。   If the intake oxygen concentration is high, even if the intake oxygen concentration undershoots, the influence of the undershoot amount on the entire intake oxygen concentration is relatively small. On the other hand, when the intake oxygen concentration is low, the influence of the undershoot amount on the entire intake oxygen concentration is relatively large. Therefore, one of the conditions for executing the reduction correction of the low pressure EGR valve 83 is that the intake oxygen concentration is equal to or lower than the predetermined concentration Cref.

また、実際の吸気酸素濃度が目標吸気酸素濃度に或る程度近づくまでは、アンダーシュートに与える影響は少ない。そのため、実際の吸気酸素濃度（合流部酸素濃度計算値Ｃｉｎ２’）が目標吸気酸素濃度（目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２）に或る程度近づくまでは通常のフィードバック制御を行う。これにより、実際の吸気酸素濃度をできる限り早く、目標吸気酸素濃度に近づけることができる。そこで、実際の吸気酸素濃度と目標吸気酸素濃度との偏差が所定の第２閾値Ｂ以下であることを低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正を実行する条件の１つとしている。尚、実際の吸気酸素濃度と目標吸気酸素濃度との偏差が所定の第２閾値Ｂ以下となったときに低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正が開始されるので、実際の吸気酸素濃度と目標吸気酸素濃度との偏差が所定の第２閾値Ｂ以下であることは減量補正の開始トリガでもある。   Further, until the actual intake oxygen concentration approaches the target intake oxygen concentration to some extent, the influence on the undershoot is small. For this reason, normal feedback control is performed until the actual intake oxygen concentration (merged portion oxygen concentration calculated value Cin2 ') approaches the target intake oxygen concentration (target merged portion oxygen concentration Cin2) to some extent. Thereby, the actual intake oxygen concentration can be brought close to the target intake oxygen concentration as soon as possible. Therefore, one of the conditions for executing the reduction correction of the low pressure EGR valve 83 is that the deviation between the actual intake oxygen concentration and the target intake oxygen concentration is equal to or less than a predetermined second threshold B. Note that when the deviation between the actual intake oxygen concentration and the target intake oxygen concentration becomes equal to or less than the predetermined second threshold value B, the reduction correction of the low pressure EGR valve 83 is started, so the actual intake oxygen concentration and the target intake oxygen concentration That the deviation from the density is equal to or less than the predetermined second threshold B is also a start trigger for the weight loss correction.

続いて、低圧ＥＧＲ弁８３の開度について説明する。   Next, the opening degree of the low pressure EGR valve 83 will be described.

例えば、減速している状態から加速する場合には、アクセルペダルがＯＦＦ状態からＯＮ状態にされる。それに伴い、低圧ＥＧＲ弁８３のフィードバック制御が実行される。低圧ＥＧＲ弁８３の弁開度は、低圧合流部における目標吸気酸素濃度（目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２）及び排気酸素濃度（排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’）に基づいて求められた目標低圧ＥＧＲ量と、吸気通路３０と排気通路４０との差圧とに基づいて求められる。アクセルペダルがＯＦＦ状態からＯＮ状態になった直後は、排気酸素濃度が高いので、低圧ＥＧＲ弁８３は、図６（Ｄ）に示すように、全閉状態から全開状態に調整される。   For example, when accelerating from a decelerating state, the accelerator pedal is changed from the OFF state to the ON state. Accordingly, feedback control of the low pressure EGR valve 83 is executed. The valve opening degree of the low pressure EGR valve 83 is the target low pressure EGR amount determined based on the target intake oxygen concentration (target merge portion oxygen concentration Cin2) and exhaust oxygen concentration (exhaust oxygen concentration calculated value Cex ′) in the low pressure merge portion. , Based on the differential pressure between the intake passage 30 and the exhaust passage 40. Immediately after the accelerator pedal is switched from the OFF state to the ON state, the exhaust oxygen concentration is high, so that the low pressure EGR valve 83 is adjusted from the fully closed state to the fully open state as shown in FIG.

アクセルペダルがＯＦＦ状態のときには、排気酸素濃度は、酸素濃度Ｃｅｘ１よりも高い。アクセルペダルがＯＮ状態になると、少し遅れて排気酸素濃度が低下し始める。排気酸素濃度が低下し始めると、排気酸素濃度の低下率が上昇する。排気酸素濃度の低下が急激な場合は、排気酸素濃度の低下率が第１閾値Ａ以上となる。これにより、減量補正の第１条件が成立する。   When the accelerator pedal is OFF, the exhaust oxygen concentration is higher than the oxygen concentration Cex1. When the accelerator pedal is in the ON state, the exhaust oxygen concentration begins to decrease with a slight delay. When the exhaust oxygen concentration starts to decrease, the exhaust oxygen concentration decrease rate increases. When the exhaust oxygen concentration decreases rapidly, the exhaust oxygen concentration decrease rate is equal to or higher than the first threshold value A. As a result, the first condition for weight reduction correction is established.

このとき、低圧ＥＧＲ弁８３の開度は、排気酸素濃度の低下に応じて小さくなるように制御される。   At this time, the opening degree of the low-pressure EGR valve 83 is controlled so as to decrease as the exhaust oxygen concentration decreases.

一方、低圧合流部における吸気酸素濃度は、アクセルペダルがＯＦＦ状態のときには高く、所定濃度Ｃｒｅｆよりも高い。そして、アクセルペダルがＯＮ状態となって、排気酸素濃度が低下すると、それに応じて吸気酸素濃度も低下していく。やがて、吸気酸素濃度は、所定濃度Ｃｒｅｆ以下となる。これにより、減量補正の第２条件が成立する。吸気酸素濃度がさらに低下すると、やがて、実際の吸気酸素濃度（合流部酸素濃度計算値Ｃｉｎ２’）と目標吸気酸素濃度（目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２）との偏差が第２閾値Ｂ以下となる。これにより、減量補正の第３条件が成立する。   On the other hand, the intake oxygen concentration in the low-pressure junction is high when the accelerator pedal is in the OFF state, and is higher than the predetermined concentration Cref. When the accelerator pedal is turned on and the exhaust oxygen concentration is lowered, the intake oxygen concentration is also lowered accordingly. Eventually, the intake oxygen concentration becomes equal to or lower than the predetermined concentration Cref. As a result, the second condition for weight reduction correction is established. When the intake oxygen concentration further decreases, the deviation between the actual intake oxygen concentration (merged portion oxygen concentration calculated value Cin2 ') and the target intake oxygen concentration (target merged portion oxygen concentration Cin2) eventually becomes equal to or less than the second threshold value B. As a result, the third condition for weight reduction correction is established.

減量補正の第１〜第３条件が成立すると、低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正が実行される。つまり、低圧ＥＧＲ弁８３の開度が所定量だけ減量される。開度が減量された状態は、所定期間維持される。   When the first to third conditions for the reduction correction are satisfied, the reduction correction for the low pressure EGR valve 83 is executed. That is, the opening degree of the low pressure EGR valve 83 is decreased by a predetermined amount. The state where the opening degree is reduced is maintained for a predetermined period.

仮に減量補正がされなければ、低圧ＥＧＲ弁８３は、目標吸気酸素濃度及び排気酸素濃度に応じたフィードバック制御が継続される。その結果、低圧ＥＧＲ弁８３の開度は、図６（Ｄ）中の破線のように制御される。しかしながら、排気酸素濃度の低下に応じた理想的な低圧ＥＧＲ弁８３の開度は、図６（Ｄ）の一点鎖線である。フィードバック制御では、応答遅れ等があるため、破線で示すような開度の制御となってしまう。その結果、吸気酸素濃度は、図６（Ｃ）中の破線で示すように目標吸気酸素濃度をアンダーシュートしてしまう。   If the reduction is not corrected, the low pressure EGR valve 83 continues the feedback control according to the target intake oxygen concentration and the exhaust oxygen concentration. As a result, the opening degree of the low pressure EGR valve 83 is controlled as indicated by a broken line in FIG. However, the ideal opening of the low-pressure EGR valve 83 according to the decrease in the exhaust oxygen concentration is a one-dot chain line in FIG. In feedback control, since there is a response delay or the like, the opening degree is controlled as indicated by a broken line. As a result, the intake oxygen concentration undershoots the target intake oxygen concentration as indicated by a broken line in FIG.

それに対し、低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正がなされることによって、低圧ＥＧＲ弁８３の開度は強制的に減量させられる。その結果、排気ガスの還流量が減るので、吸気酸素濃度の低下が緩やかになる。そのため、吸気酸素濃度の目標吸気酸素濃度への収束も緩やかになり、アンダーシュートが低減される。   On the other hand, the opening degree of the low pressure EGR valve 83 is forcibly reduced by correcting the reduction of the low pressure EGR valve 83. As a result, the exhaust gas recirculation amount is reduced, so that the reduction of the intake oxygen concentration becomes gradual. For this reason, the convergence of the intake oxygen concentration to the target intake oxygen concentration also becomes gentle, and undershoot is reduced.

低圧ＥＧＲ弁８３の開度が減量されてから所定期間経過すると、開度のフィードバック制御が再開される。フィードバック制御が再開されるときには、排気酸素濃度が大きく低下しているので、低圧ＥＧＲ弁８３の開度も小さい。そのため、低圧ＥＧＲ弁８３の実際の開度が目標開度を上回ったとしても、その偏差は小さく、それによる吸気酸素濃度のアンダーシュートも小さい。   When a predetermined period elapses after the opening of the low pressure EGR valve 83 is reduced, feedback control of the opening is resumed. When the feedback control is resumed, since the exhaust oxygen concentration is greatly reduced, the opening degree of the low pressure EGR valve 83 is also small. Therefore, even if the actual opening degree of the low pressure EGR valve 83 exceeds the target opening degree, the deviation is small, and the undershoot of the intake oxygen concentration is also small.

こうして、低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正を行う結果、吸気酸素濃度のアンダーシュートが低減される。   In this way, as a result of performing the reduction correction of the low pressure EGR valve 83, the undershoot of the intake oxygen concentration is reduced.

−高圧ＥＧＲシステム−
続いて、高圧ＥＧＲシステムの制御について説明する。 -High pressure EGR system-
Next, control of the high pressure EGR system will be described.

まず、コントロールユニット１００は、ステップＳＴｂ１において各種センサの値を読み込み、ステップＳＴｂ２において吸排気モデルを用いて排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’を演算することは、低圧ＥＧＲシステムのステップＳＴａ１，ＳＴａ２と同様である。   First, the control unit 100 reads the values of various sensors in step STb1, and calculates the exhaust oxygen concentration calculated value Cex ′ using the intake / exhaust model in step STb2, as in steps STa1 and STa2 of the low pressure EGR system. is there.

ただし、高圧ＥＧＲシステム７０の制御における排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’は、高圧ＥＧＲ通路７１の下流端（吸気通路３０側の端部）における排気ガスの酸素濃度である。この部分の排気ガスは、燃焼室１４ａから排気通路４０及び高圧ＥＧＲ通路７１を介して流通してきた排気ガスである。吸排気モデルで算出される排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’は、燃焼室１４ａ（排気ポート１７）における排気ガスなので、コントロールユニット１００は、ステップＳＴｂ２では、排気ガスが排気ポート１７から高圧ＥＧＲ通路７１の下流端まで流通するのに要する時間だけ前の排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’を、高圧ＥＧＲ通路７１の下流端の排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’として用いる。   However, the exhaust oxygen concentration calculated value Cex ′ in the control of the high pressure EGR system 70 is the oxygen concentration of the exhaust gas at the downstream end (the end on the intake passage 30 side) of the high pressure EGR passage 71. The exhaust gas in this portion is exhaust gas that has circulated from the combustion chamber 14 a via the exhaust passage 40 and the high-pressure EGR passage 71. Since the exhaust oxygen concentration calculation value Cex ′ calculated by the intake / exhaust model is the exhaust gas in the combustion chamber 14a (exhaust port 17), in step STb2, the control unit 100 sends the exhaust gas from the exhaust port 17 to the high-pressure EGR passage 71. The exhaust oxygen concentration calculated value Cex ′ that is the time required to flow to the downstream end is used as the exhaust oxygen concentration calculated value Cex ′ at the downstream end of the high-pressure EGR passage 71.

次に、ステップＳＴｂ３では、コントロールユニット１００は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃ（エンジン負荷ＰＥに対応）より、図４に示すマップに従って、エンジン１に吸入される吸入ガスの目標酸素濃度である目標吸気酸素濃度Ｃｉｎ１を求める。   Next, in step STb3, the control unit 100 determines the target oxygen concentration of the intake gas sucked into the engine 1 from the engine speed Ne and the accelerator opening Acc (corresponding to the engine load PE) according to the map shown in FIG. A certain target intake oxygen concentration Cin1 is obtained.

コントロールユニット１００は、続くステップＳＴｂ４において、エンジン運転状態が図４のマップにおける「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域又は「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域内か否かを判定する。そして、コントロールユニット１００は、エンジン運転状態が「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域又は「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域内に含まれる場合には、ステップＳＴｂ５へ進む一方、エンジン運転状態が「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域及び「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域の何れにも含まれない場合には、ステップＳＴｂ１へ戻る。   In subsequent step STb4, the control unit 100 determines whether or not the engine operating state is within the “cooler side HP + LP” region or the “cooler bypass side HP + LP” region in the map of FIG. If the engine operating state is included in the “cooler side HP + LP” region or the “cooler bypass side HP + LP” region, the control unit 100 proceeds to step STb5, while the engine operating state is in the “cooler side HP + LP” region and If it is not included in any of the “cooler bypass side HP + LP” regions, the process returns to step STb1.

そして、ステップＳＴｂ５では、コントロールユニット１００は、高圧ＥＧＲシステム７０による排気ガスの目標還流量である目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０を設定する。詳しくは、コントロールユニット１００は、前記目標低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ０、目標吸気酸素濃度Ｃｉｎ１及び排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’に基づいて目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０を求める。   In step STb5, the control unit 100 sets a target high-pressure EGR amount Ehp0 that is a target recirculation amount of exhaust gas by the high-pressure EGR system 70. Specifically, the control unit 100 obtains the target high pressure EGR amount Ehp0 based on the target low pressure EGR amount Elp0, the target intake oxygen concentration Cin1 and the exhaust oxygen concentration calculated value Cex ′.

それに加えて、目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０は、低圧合流部において目標低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ０により目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２に調整された吸気が吸気通路３０と高圧ＥＧＲ通路７１との合流部（以下、「高圧合流部」という）に到達するまでの時間遅れを考慮して補正される。つまり、低圧合流部は、吸気通路３０において高圧合流部よりも上流に位置するので、低圧ＥＧＲ通路８１を介して還流される排気ガスは、低圧合流部から高圧合流部まで流通した後に、高圧ＥＧＲ通路７１を介して還流される排気ガスと混合される。そこで、目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０を、低圧合流部から高圧合流部まで流通するのに要する時間だけ現時点よりも前の実低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ１と現時点の目標低圧ＥＧＲ量Ｅｌｐ０との偏差分だけ補正する。この補正は、低圧合流部の吸気が高圧合流部に到達すると推定される時間だけ継続される。   In addition, the target high-pressure EGR amount Ehp0 is a merging portion of the intake passage 30 and the high-pressure EGR passage 71 (hereinafter referred to as “high-pressure EGR passage 71”). It is corrected in consideration of the time delay until it reaches the “merge part”. That is, since the low pressure merging portion is located upstream of the high pressure merging portion in the intake passage 30, the exhaust gas recirculated through the low pressure EGR passage 81 flows from the low pressure merging portion to the high pressure merging portion, and then the high pressure EGR. It is mixed with the exhaust gas recirculated through the passage 71. Therefore, the target high-pressure EGR amount Ehp0 is corrected by the deviation between the actual low-pressure EGR amount Elp1 and the current target low-pressure EGR amount Elp0 for the time required to flow from the low-pressure merging portion to the high-pressure merging portion. This correction is continued for a time period during which it is estimated that the intake air in the low pressure merging portion reaches the high pressure merging portion.

続いて、コントロールユニット１００は、ステップＳＴｂ６において、排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’が所定の酸素濃度Ｃｅｘ２以上か否かを判定する。コントロールユニット１００は、排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’が酸素濃度Ｃｅｘ２以上であるときには、ステップＳＴｂ８へ進む一方、排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’が酸素濃度Ｃｅｘ２よりも小さいときには、ステップＳＴｂ１１へ進む。この酸素濃度Ｃｅｘ２は、低圧ＥＧＲシステム８０の制御で用いた酸素濃度Ｃｅｘ１と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。   Subsequently, in step STb6, the control unit 100 determines whether or not the exhaust oxygen concentration calculation value Cex 'is equal to or higher than a predetermined oxygen concentration Cex2. When the calculated exhaust oxygen concentration value Cex 'is equal to or higher than the oxygen concentration Cex2, the control unit 100 proceeds to step STb8. When the calculated exhaust oxygen concentration value Cex' is smaller than the oxygen concentration Cex2, the control unit 100 proceeds to step STb11. The oxygen concentration Cex2 may be the same value as the oxygen concentration Cex1 used in the control of the low pressure EGR system 80, or may be a different value.

コントロールユニット１００は、ステップＳＴｂ７において、排気酸素濃度の低下率が所定の第３閾値Ｃ以上か否かを判定する。排気酸素濃度は、排気酸素濃度計算値Ｃｅｘ’を用いる。排気酸素濃度の低下率が第３閾値Ｃ以上のときには、コントロールユニット１００はステップＳＴｂ８へ進む一方、排気酸素濃度の低下率が第３閾値Ｃ未満のときには、コントロールユニット１００はステップＳＴｂ１１へ進む。この第３閾値Ｃは、低圧ＥＧＲシステム８０の制御で用いた第１閾値Ａと同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。   In step STb7, the control unit 100 determines whether or not the reduction rate of the exhaust oxygen concentration is equal to or greater than a predetermined third threshold value C. As the exhaust oxygen concentration, a calculated exhaust oxygen concentration value Cex 'is used. When the exhaust oxygen concentration decrease rate is equal to or greater than the third threshold value C, the control unit 100 proceeds to step STb8. On the other hand, when the exhaust oxygen concentration decrease rate is less than the third threshold value C, the control unit 100 proceeds to step STb11. The third threshold C may be the same value as the first threshold A used in the control of the low pressure EGR system 80, or may be a different value.

ステップＳＴｂ８では、コントロールユニット１００は、高圧ＥＧＲ量の上限値Ｅ０を過給圧に応じて設定する。具体的には、過給圧が低いほど、上限値Ｅ０は小さくなる。そして、ステップＳＴｂ９において、コントロールユニット１００は、目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０が上限値Ｅ０より大きいか否かを判定する。目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０が上限値Ｅ０よりも大きいときには、コントロールユニット１００はステップＳＴｂ１０へ進み、目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０を上限値Ｅ０で置き換える。一方、目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０が上限値Ｅ０以下のときには、コントロールユニット１００はステップＳＴｂ１１へ進む。   In step STb8, the control unit 100 sets the upper limit E0 of the high pressure EGR amount according to the supercharging pressure. Specifically, the lower the supercharging pressure, the smaller the upper limit value E0. In step STb9, the control unit 100 determines whether or not the target high pressure EGR amount Ehp0 is greater than the upper limit value E0. When the target high pressure EGR amount Ehp0 is larger than the upper limit value E0, the control unit 100 proceeds to step STb10 and replaces the target high pressure EGR amount Ehp0 with the upper limit value E0. On the other hand, when the target high pressure EGR amount Ehp0 is less than or equal to the upper limit value E0, the control unit 100 proceeds to step STb11.

ステップＳＴｂ１１では、コントロールユニット１００は、低圧ＥＧＲシステムの制御において、低圧ＥＧＲ弁８３の減量補正を行ったか否かを判定する。コントロールユニット１００は、減量補正を行った場合には、ステップＳＴｂ１５へ進む一方、減量補正を行っていない場合には、ステップＳＴｂ１２へ進む。   In step STb11, the control unit 100 determines whether or not a reduction correction of the low pressure EGR valve 83 has been performed in the control of the low pressure EGR system. The control unit 100 proceeds to step STb15 when the decrease correction is performed, and proceeds to step STb12 when the decrease correction is not performed.

ステップＳＴｂ１２では、コントロールユニット１００は、前記減量補正を行ったことによって低圧合流部における酸素濃度が目標合流部酸素濃度Ｃｉｎ２よりも増加した増加量ΔＣｉｎ２を、エアフローセンサＳ２からの空気吸入量ＡＦＳに基づいて求める。   In step STb12, the control unit 100 calculates the increase ΔCin2 in which the oxygen concentration in the low-pressure merging portion has increased from the target merging portion oxygen concentration Cin2 by performing the decrease correction based on the air intake amount AFS from the airflow sensor S2. Ask.

続いて、コントロールユニット１００は、ステップＳＴｂ１３において、増加量ΔＣｉｎ２が所定の第４閾値Ｄ以上か否かを判定する。増加量ΔＣｉｎ２が第４閾値Ｄ以上のときには、コントロールユニット１００はステップＳＴｂ１４へ進む一方、増加量ΔＣｉｎ２が第４閾値Ｄよりも小さいときには、コントロールユニット１００はステップＳＴｂ１５へ進む。   Subsequently, in step STb13, the control unit 100 determines whether or not the increase amount ΔCin2 is greater than or equal to a predetermined fourth threshold value D. When the increase amount ΔCin2 is greater than or equal to the fourth threshold value D, the control unit 100 proceeds to step STb14, while when the increase amount ΔCin2 is smaller than the fourth threshold value D, the control unit 100 proceeds to step STb15.

ステップＳＴｂ１４では、コントロールユニット１００は、目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０を補正する。具体的には、目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０は、元の目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０に補正値ΔＥｈｐを追加した値に補正される。補正値ΔＥｈｐは、増加量ΔＣｉｎ２に対応する高圧ＥＧＲ量である。尚、目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０を補正する際には、前記上限値Ｅ０による制限は解除される。つまり、補正後の目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０は、上限値Ｅ０を超え得る。   In step STb14, the control unit 100 corrects the target high pressure EGR amount Ehp0. Specifically, the target high pressure EGR amount Ehp0 is corrected to a value obtained by adding a correction value ΔEhp to the original target high pressure EGR amount Ehp0. The correction value ΔEhp is a high pressure EGR amount corresponding to the increase amount ΔCin2. When the target high pressure EGR amount Ehp0 is corrected, the restriction by the upper limit value E0 is released. That is, the corrected target high pressure EGR amount Ehp0 can exceed the upper limit value E0.

尚、補正値ΔＥｈｐは、増加量ΔＣｉｎ２に対応する高圧ＥＧＲ量であってもよい。例えば、補正値ΔＥｈｐは、増加量ΔＣｉｎ２の５０％に対応する高圧ＥＧＲ量であってもよい。   The correction value ΔEhp may be a high pressure EGR amount corresponding to the increase amount ΔCin2. For example, the correction value ΔEhp may be a high pressure EGR amount corresponding to 50% of the increase amount ΔCin2.

続く、ステップＳＴｂ１５では、コントロールユニット１００は、吸気圧センサＳ４からの吸気圧Ｐａ及び排気圧センサＳ５からの排気圧Ｐｅｘに基づいて算出した差圧と、目標高圧ＥＧＲ量Ｅｈｐ０とに基づいて高圧ＥＧＲ弁（クーラＥＧＲ弁７３又はバイパスＥＧＲ弁７４）の開度を求め、高圧ＥＧＲ弁をその開度に設定する。   Subsequently, in step STb15, the control unit 100 determines the high pressure EGR based on the differential pressure calculated based on the intake pressure Pa from the intake pressure sensor S4 and the exhaust pressure Pex from the exhaust pressure sensor S5, and the target high pressure EGR amount Ehp0. The opening degree of the valve (cooler EGR valve 73 or bypass EGR valve 74) is obtained, and the high pressure EGR valve is set to the opening degree.

このように、高圧ＥＧＲ量には上限値が設定される。これにより、酸素不足による失火が抑制される。   Thus, an upper limit is set for the high pressure EGR amount. Thereby, misfire due to oxygen shortage is suppressed.

詳しくは、上限値が設定されるのは、排気酸素濃度が酸素濃度Ｃｅｘ２以上であって且つ排気酸素濃度の低下率が第３閾値Ｃ以上であるときである。これは、排気酸素濃度が高い状態から急減するときであり、例えば、減速している状態から加速する場合である。減速状態では排気酸素濃度が高いので、吸気酸素濃度を所望の値にするためには大量の排気ガスを還流させる必要がある。この状態から加速すると、排気酸素濃度が急激に低下する。つまり、酸素濃度が低い排気ガスが大量に還流される。一方、吸気圧センサＳ４又は排気圧センサＳ５の検出誤差や、吸気圧又は排気圧の変動（特に排気圧の変動）によって高圧ＥＧＲ量の調整量に誤差が生じる場合がある。そのため、酸素濃度が低い排気ガスが大量に還流され得る状況において、高圧ＥＧＲ量が各種誤差に起因して目標値よりも多くなると、吸気の酸素不足に陥り、失火してしまう虞がある。   Specifically, the upper limit value is set when the exhaust oxygen concentration is equal to or higher than the oxygen concentration Cex2 and the rate of decrease in the exhaust oxygen concentration is equal to or higher than the third threshold value C. This is a time when the exhaust oxygen concentration rapidly decreases from a high state, for example, when accelerating from a decelerating state. Since the exhaust oxygen concentration is high in the deceleration state, it is necessary to recirculate a large amount of exhaust gas in order to make the intake oxygen concentration a desired value. When accelerating from this state, the exhaust oxygen concentration rapidly decreases. That is, a large amount of exhaust gas having a low oxygen concentration is recirculated. On the other hand, an error may occur in the adjustment amount of the high-pressure EGR amount due to a detection error of the intake pressure sensor S4 or the exhaust pressure sensor S5 or a change in the intake pressure or the exhaust pressure (particularly, a change in the exhaust pressure). Therefore, in a situation where a large amount of exhaust gas having a low oxygen concentration can be recirculated, if the amount of high-pressure EGR exceeds the target value due to various errors, there is a risk that the intake air will become deficient in oxygen and misfire.

そこで、減速状態からの加速が検出されたときには、高圧ＥＧＲ量に上限値を設定し、高圧ＥＧＲ量が本来必要な量よりも多くなってしまうことを防止している。   Therefore, when acceleration from the deceleration state is detected, an upper limit value is set for the high pressure EGR amount to prevent the high pressure EGR amount from becoming larger than originally required.

したがって、本実施形態の排気ガス還流制御装置は、エンジン１における排気通路４０に配設された大型タービン６１ｂ及び小型タービン６２ｂ、並びに、吸気通路３０に配設された大型コンプレッサ６１ａ及び小型コンプレッサ６２ａを有する大型ターボ過給機６１及び小型ターボ過給機６２と、前記排気通路４０のうち前記大型タービン６１ｂ及び小型タービン６２ｂの下流側の部分から前記吸気通路３０のうち前記大型コンプレッサ６１ａ及び小型コンプレッサ６２ａの上流側の部分へ排気ガスを還流させる低圧ＥＧＲシステム８０と、前記低圧ＥＧＲシステム８０を制御するコントロールユニット１００とを備え、前記コントロールユニット１００は、前記低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量を制御することによって吸気酸素濃度を調整しており、減速状態から加速するときには、前記低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量を減量補正する。   Therefore, the exhaust gas recirculation control device of the present embodiment includes the large turbine 61b and the small turbine 62b disposed in the exhaust passage 40 of the engine 1, and the large compressor 61a and the small compressor 62a disposed in the intake passage 30. The large turbocharger 61 and the small turbocharger 62, and the large compressor 61a and the small compressor 62a in the intake passage 30 from the downstream portion of the large turbine 61b and the small turbine 62b in the exhaust passage 40. A low-pressure EGR system 80 that recirculates exhaust gas to the upstream side of the engine, and a control unit 100 that controls the low-pressure EGR system 80. The control unit 100 controls the amount of exhaust gas recirculated by the low-pressure EGR system 80. Sucking by controlling And adjusting the oxygen concentration, when accelerating from a decelerating state, the decrease correction of the amount of recirculated exhaust gas by the low-pressure EGR system 80.

前記の構成によれば、減速状態から加速するときには、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量が減量補正される。これにより、排気ガスの還流量が本来の量よりも低減されるので、排気酸素濃度が急激に低下したとしても、吸気酸素濃度のアンダーシュートが低減される。その結果、乗員へ与える違和感を低減することができる。   According to the above configuration, the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system 80 is corrected to decrease when accelerating from the deceleration state. As a result, the recirculation amount of the exhaust gas is reduced from the original amount, so even if the exhaust oxygen concentration rapidly decreases, the undershoot of the intake oxygen concentration is reduced. As a result, the uncomfortable feeling given to the occupant can be reduced.

また、前記排気ガス還流制御装置は、前記排気通路４０のうち前記大型タービン６１ｂ及び小型タービン６２ｂの上流側の部分から前記吸気通路３０のうち前記大型コンプレッサ６１ａ及び小型コンプレッサ６２ａの下流側の部分へ排気ガスを還流させる高圧ＥＧＲシステム７０をさらに備え、前記コントロールユニット１００は、前記低圧ＥＧＲシステム８０及び前記高圧ＥＧＲシステム７０を併用する運転領域においては、燃焼室１４ａに吸入される吸気の目標酸素濃度である第１目標酸素濃度と、吸気通路３０のうち前記低圧ＥＧＲシステム８０からの排気ガスの合流部分の吸気の目標酸素濃度である第２目標酸素濃度とを設定し、前記低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量を前記第２目標酸素濃度に基づいて制御し、前記高圧ＥＧＲシステム７０による排気ガスの還流量を前記第１目標酸素濃度及び前記第２目標酸素濃度に基づいて制御する。   Further, the exhaust gas recirculation control device moves from a portion of the exhaust passage 40 upstream of the large turbine 61b and small turbine 62b to a portion of the intake passage 30 downstream of the large compressor 61a and small compressor 62a. The control unit 100 further includes a high-pressure EGR system 70 that recirculates exhaust gas, and the control unit 100 has a target oxygen concentration of intake air sucked into the combustion chamber 14a in an operation region in which the low-pressure EGR system 80 and the high-pressure EGR system 70 are used together. And the second target oxygen concentration that is the target oxygen concentration of the intake air in the confluence portion of the exhaust gas from the low pressure EGR system 80 in the intake passage 30 is set by the low pressure EGR system 80. Controlling the recirculation amount of the exhaust gas based on the second target oxygen concentration, It is controlled on the basis of the amount of recirculated exhaust gas by the pressure EGR system 70 in the first target oxygen concentration and the second target oxygen concentration.

それに加えて、前記コントロールユニット１００は、前記低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量を低減させた際に、前記合流部分の吸気の酸素濃度が前記第２目標酸素濃度よりも高くなったときは、該合流部分の吸気酸素濃度が該第２目標酸素濃度よりも高い分を前記高圧ＥＧＲシステム７０による排気ガスの還流量を増量して補うようにしている。   In addition, when the control unit 100 reduces the recirculation amount of the exhaust gas by the low pressure EGR system 80, when the oxygen concentration of the intake air in the merged portion becomes higher than the second target oxygen concentration, The intake oxygen concentration in the merging portion is higher than the second target oxygen concentration to compensate for the increase in the exhaust gas recirculation amount by the high pressure EGR system 70.

前記の構成によれば、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量を減量補正することによって、前記合流部分の吸気の酸素濃度が第２目標酸素濃度よりも高くなる場合がある。そして、吸気通路において、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの合流部分は、高圧ＥＧＲシステム７０による排気ガスの合流部分よりも上流側にある。そのため、低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの合流部分の吸気の酸素濃度が第２目標酸素濃度よりも高くなったときには、その高い分を高圧ＥＧＲシステム７０による排気ガスの還流量を増量して補う。これにより、減量補正することによって低圧ＥＧＲシステム８０の合流部分の吸気の酸素濃度が第２目標酸素濃度よりも高くなったとしても、燃焼室に吸入される吸気の酸素濃度を第１目標酸素濃度に近づけることができる。   According to the above-described configuration, the exhaust gas recirculation amount by the low-pressure EGR system 80 may be corrected so as to reduce the recirculation amount of the exhaust gas, whereby the oxygen concentration of the intake air in the merged portion may be higher than the second target oxygen concentration. In the intake passage, the merged portion of the exhaust gas by the low pressure EGR system 80 is upstream of the merged portion of the exhaust gas by the high pressure EGR system 70. Therefore, when the oxygen concentration of the intake air at the exhaust gas merging portion by the low pressure EGR system 80 becomes higher than the second target oxygen concentration, the higher amount is compensated by increasing the recirculation amount of the exhaust gas by the high pressure EGR system 70. Thereby, even if the oxygen concentration of the intake air in the merging portion of the low pressure EGR system 80 becomes higher than the second target oxygen concentration by performing the reduction correction, the oxygen concentration of the intake air sucked into the combustion chamber is changed to the first target oxygen concentration. Can be approached.

さらに、前記高圧ＥＧＲシステム７０は、排気通路４０と吸気通路３０とを接続する高圧ＥＧＲ通路７１、並びに、該高圧ＥＧＲ通路７１に設けられたクーラＥＧＲ弁７３及びバイパスＥＧＲ弁７４を有し、前記コントロールユニット１００は、前記排気通路４０と前記吸気通路３０の差圧と前記クーラＥＧＲ弁７３及びバイパスＥＧＲ弁７４の開度とに基づいて前記高圧ＥＧＲシステム７０による排気ガスの還流量を制御し、減速状態から加速するときには、前記高圧ＥＧＲシステム７０による排気ガスの還流量に上限値を設定して該還流量が該上限値を超えないように制御しており、前記合流部分の吸気酸素濃度が前記第２目標酸素濃度よりも高い分を前記高圧ＥＧＲシステム７０による排気ガスの還流量を増量して補うときには、前記上限値による制限を解除するようにしてもよい。   The high-pressure EGR system 70 further includes a high-pressure EGR passage 71 that connects the exhaust passage 40 and the intake passage 30, and a cooler EGR valve 73 and a bypass EGR valve 74 that are provided in the high-pressure EGR passage 71. The control unit 100 controls the recirculation amount of the exhaust gas by the high pressure EGR system 70 based on the differential pressure between the exhaust passage 40 and the intake passage 30 and the opening degree of the cooler EGR valve 73 and the bypass EGR valve 74, When accelerating from a deceleration state, an upper limit value is set for the exhaust gas recirculation amount by the high-pressure EGR system 70 so that the recirculation amount does not exceed the upper limit value. When the amount higher than the second target oxygen concentration is compensated by increasing the amount of exhaust gas recirculated by the high pressure EGR system 70, It may be released restricted by the limited value.

前記の構成によれば、減速状態から加速するときには、排気ガスの還流量に上限値を設定して該還流量が上限値を超えないようにする。これにより、各種センサの検出誤差や吸気圧又は排気圧の変動があったとしても、還流量が上限値以下に設定される。その結果、失火を防止することができる。   According to the above configuration, when accelerating from the deceleration state, an upper limit value is set for the exhaust gas recirculation amount so that the recirculation amount does not exceed the upper limit value. As a result, even if there are detection errors of various sensors or fluctuations in intake pressure or exhaust pressure, the recirculation amount is set to the upper limit value or less. As a result, misfire can be prevented.

そして、このような構成であっても、低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量が減量補正され、それに起因して高くなった吸気酸素濃度を高圧ＥＧＲシステム７０による排気ガスの還流量を増量して補うときには前記上限値による制限を解除する。つまり、減量補正によって吸気酸素濃度が高くなったときは、吸気酸素濃度が高いので失火の可能性は低い。そこで、このような場合には吸気酸素濃度を目標酸素濃度に近づけることを優先して、上限値による制限を解除する。これにより、燃焼室に吸入される吸気の酸素濃度を第１目標酸素濃度に近づけることができる。   Even in such a configuration, the exhaust gas recirculation amount by the low-pressure EGR system is corrected to be reduced, and the intake oxygen concentration increased due to this is increased to increase the exhaust gas recirculation amount by the high-pressure EGR system 70. When supplementing, the restriction by the upper limit value is released. That is, when the intake oxygen concentration becomes high due to the reduction correction, the possibility of misfire is low because the intake oxygen concentration is high. Therefore, in such a case, priority is given to bringing the intake oxygen concentration close to the target oxygen concentration, and the restriction by the upper limit value is released. Thereby, the oxygen concentration of the intake air sucked into the combustion chamber can be brought close to the first target oxygen concentration.

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。 << Other Embodiments >>
As described above, the embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to an embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, and the like are appropriately performed. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated by the said embodiment and it can also be set as new embodiment. In addition, among the components described in the accompanying drawings and detailed description, not only the components essential for solving the problem, but also the components not essential for solving the problem in order to exemplify the above technique. May also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that these non-essential components are essential as those non-essential components are described in the accompanying drawings and detailed description.

前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。   About the said embodiment, it is good also as following structures.

前記実施形態では、エンジン１には、高圧ＥＧＲシステム７０と低圧ＥＧＲシステム８０とが設けられているが、これに限られるものではない。例えば、エンジン１は、高圧ＥＧＲシステム７０及び低圧ＥＧＲシステム８０の何れか１つだけ有する構成であってもよい。   In the embodiment described above, the engine 1 is provided with the high pressure EGR system 70 and the low pressure EGR system 80, but is not limited thereto. For example, the engine 1 may be configured to have only one of the high pressure EGR system 70 and the low pressure EGR system 80.

また、エンジン１には、２つのターボ過給機が設けられているが、ターボ過給機は１つであっても、３つ以上であってもよい。   The engine 1 is provided with two turbochargers, but the number of turbochargers may be one or three or more.

また、前記上限値は、過給圧に応じて調整されているが、これに限られるものではない。例えば、上限値は、一定の値であってもよい。   Moreover, although the said upper limit is adjusted according to the supercharging pressure, it is not restricted to this. For example, the upper limit value may be a constant value.

さらに、低圧ＥＧＲの減量補正は、低圧ＥＧＲ弁８３の開度を所定量だけ減量した状態を所定期間維持しているが、所定期間は任意に設定することができる。例えば、所定期間の維持がなくてもよい。すなわち、低圧ＥＧＲ弁８３の開度を所定量だけ減量して、次の制御周期にはフィードバック制御を再開してもよい。   Further, the low pressure EGR reduction correction maintains the state in which the opening degree of the low pressure EGR valve 83 is reduced by a predetermined amount for a predetermined period, but the predetermined period can be arbitrarily set. For example, the predetermined period may not be maintained. That is, the opening degree of the low pressure EGR valve 83 may be decreased by a predetermined amount, and the feedback control may be resumed in the next control cycle.

なお、前記実施形態における低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量のフィードバック制御は一例であり、制御内容はこれに限られるものではない。低圧ＥＧＲシステム８０による排気ガスの還流量のフィードバック制御できる限り、任意の制御内容を採用することができる。   The feedback control of the exhaust gas recirculation amount by the low-pressure EGR system 80 in the above embodiment is an example, and the control content is not limited to this. As long as feedback control of the exhaust gas recirculation amount by the low-pressure EGR system 80 can be performed, any control content can be employed.

また、前記実施形態では、気酸素濃度が所定濃度以上であって排気酸素濃度の低下率が所定値以上であることをもって減速状態から加速するときを判定しているが、これに限られるものではない。減速状態からの加速を判定できる限りは、任意の方法を採用し得る。例えば、アクセル開度等を考慮してもよい。   Further, in the above embodiment, it is determined when the vehicle is accelerated from the deceleration state when the air oxygen concentration is equal to or higher than the predetermined concentration and the rate of decrease in the exhaust oxygen concentration is equal to or higher than the predetermined value. However, the present invention is not limited to this. Absent. Any method can be adopted as long as acceleration from the deceleration state can be determined. For example, the accelerator opening may be taken into consideration.

以上説明したように、ここに開示された技術は、排気ガス還流制御装置について有用である。   As described above, the technique disclosed herein is useful for the exhaust gas recirculation control device.

１ エンジン
１４ａ 燃焼室
３０ 吸気通路
４０ 排気通路
６１ 大型ターボ過給機（ターボ過給機）
６１ａ 大型コンプレッサ（コンプレッサ）
６１ｂ 大型タービン（タービン）
６２ 小型ターボ過給機（ターボ過給機）
６２ａ 小型コンプレッサ（コンプレッサ）
６２ｂ 小型タービン（タービン）
７０ 高圧ＥＧＲシステム
７１ 高圧ＥＧＲ通路
７３ クーラＥＧＲ弁
７４ バイパスＥＧＲ弁
８０ 低圧ＥＧＲシステム
１００ コントロールユニット 1 Engine 14a Combustion chamber 30 Intake passage 40 Exhaust passage 61 Large turbocharger (turbocharger)
61a Large compressor (compressor)
61b Large turbine (turbine)
62 Small turbocharger (turbocharger)
62a Small compressor (compressor)
62b Small turbine (turbine)
70 High pressure EGR system 71 High pressure EGR passage 73 Cooler EGR valve 74 Bypass EGR valve 80 Low pressure EGR system 100 Control unit

Claims (4)

ディーゼルエンジンにおける排気通路に配設されたタービン、及び、吸気通路に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、
前記排気通路のうち前記タービンの下流側の部分から前記吸気通路のうち前記コンプレッサの上流側の部分へ排気ガスを還流させる低圧ＥＧＲシステムと、
前記低圧ＥＧＲシステムを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を制御することによって吸気酸素濃度を調整しており、
減速状態から加速するときには、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を減量補正し、
さらに前記制御部は、排気酸素濃度が所定濃度以上であって排気酸素濃度の低下量の時間変化である排気酸素濃度の低下率が所定値以上であることをもって減速状態から加速するときであると判定する排気ガス還流制御装置。 A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of a diesel engine and a compressor disposed in an intake passage;
A low pressure EGR system that recirculates exhaust gas from a portion of the exhaust passage downstream of the turbine to a portion of the intake passage upstream of the compressor;
A control unit for controlling the low-pressure EGR system,
The controller is
The intake oxygen concentration is adjusted by controlling the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system,
When accelerating from the deceleration state, the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system is corrected to decrease,
Furthermore, the control unit is when accelerating from the deceleration state when the exhaust oxygen concentration is equal to or higher than a predetermined concentration and the exhaust oxygen concentration decrease rate, which is a time change of the exhaust oxygen concentration decrease amount, is equal to or higher than a predetermined value. An exhaust gas recirculation control device for judging . 請求項１に記載の排気ガス還流制御装置において、
前記排気通路のうち前記タービンの上流側の部分から前記吸気通路のうち前記コンプレッサの下流側の部分へ排気ガスを還流させる高圧ＥＧＲシステムをさらに備え、
前記制御部は、前記低圧ＥＧＲシステム及び前記高圧ＥＧＲシステムを併用する運転領域においては、
燃焼室に吸入される吸気の目標酸素濃度である第１目標酸素濃度と、吸気通路のうち前記低圧ＥＧＲシステムからの排気ガスの合流部分の吸気の目標酸素濃度である第２目標酸素濃度とを設定し、
前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を前記第２目標酸素濃度に基づいて制御し、
前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を前記第１目標酸素濃度及び前記第２目標酸素濃度に基づいて制御する排気ガス還流制御装置。 The exhaust gas recirculation control device according to claim 1 ,
A high pressure EGR system that recirculates exhaust gas from a portion of the exhaust passage upstream of the turbine to a portion of the intake passage downstream of the compressor;
In the operation region where the low pressure EGR system and the high pressure EGR system are used together, the control unit
A first target oxygen concentration that is the target oxygen concentration of the intake air sucked into the combustion chamber, and a second target oxygen concentration that is the target oxygen concentration of the intake air in the exhaust gas merging portion from the low-pressure EGR system in the intake passage. Set,
A recirculation amount of exhaust gas by the low-pressure EGR system is controlled based on the second target oxygen concentration;
An exhaust gas recirculation control device for controlling a recirculation amount of exhaust gas by the high pressure EGR system based on the first target oxygen concentration and the second target oxygen concentration. 請求項２に記載の排気ガス還流制御装置において、
前記制御部は、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を低減させた際に、前記合流部分の吸気の酸素濃度が前記第２目標酸素濃度よりも高くなったときは、該合流部分の吸気酸素濃度が該第２目標酸素濃度よりも高い分を前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を増量して補う排気ガス還流制御装置。 The exhaust gas recirculation control device according to claim 2 ,
The control unit reduces the recirculation amount of the exhaust gas by the low pressure EGR system, and when the oxygen concentration of the intake air in the merge portion becomes higher than the second target oxygen concentration, the intake air in the merge portion An exhaust gas recirculation control device that compensates for an increase in the recirculation amount of exhaust gas by the high-pressure EGR system to compensate for an oxygen concentration higher than the second target oxygen concentration. ディーゼルエンジンにおける排気通路に配設されたタービン、及び、吸気通路に配設されたコンプレッサを有するターボ過給機と、
前記排気通路のうち前記タービンの下流側の部分から前記吸気通路のうち前記コンプレッサの上流側の部分へ排気ガスを還流させる低圧ＥＧＲシステムと、
前記排気通路のうち前記タービンの上流側の部分から前記吸気通路のうち前記コンプレッサの下流側の部分へ排気ガスを還流させる高圧ＥＧＲシステムと、
前記低圧ＥＧＲシステム及び前記高圧ＥＧＲシステムを制御する制御部とを備え、
前記高圧ＥＧＲシステムは、排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路、及び、該ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁を有し、
前記制御部は、
前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を制御することによって吸気酸素濃度を調整しており、
減速状態から加速するときには、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を減量補正し、
前記低圧ＥＧＲシステム及び前記高圧ＥＧＲシステムを併用する運転領域においては、燃焼室に吸入される吸気の目標酸素濃度である第１目標酸素濃度と、吸気通路のうち前記低圧ＥＧＲシステムからの排気ガスの合流部分の吸気の目標酸素濃度である第２目標酸素濃度とを設定して、前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を前記第２目標酸素濃度に基づいて制御し、前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を前記第１目標酸素濃度及び前記第２目標酸素濃度に基づいて制御しており、
前記低圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を低減させた際に、前記合流部分の吸気の酸素濃度が前記第２目標酸素濃度よりも高くなったときは、該合流部分の吸気酸素濃度が該第２目標酸素濃度よりも高い分を前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を増量して補うように構成されていて、
さらに前記制御部は、
前記排気通路と前記吸気通路の差圧、前記第１目標酸素濃度及び前記第２目標酸素濃度に基づいて前記ＥＧＲ弁の開度を設定して、前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を制御し、減速状態から加速するときには、前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量に上限値を設定して該還流量が該上限値を超えないように制御し、
前記合流部分の吸気酸素濃度が前記第２目標酸素濃度よりも高い分を前記高圧ＥＧＲシステムによる排気ガスの還流量を増量して補うときには、前記上限値による制限を解除する排気ガス還流制御装置。 A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of a diesel engine and a compressor disposed in an intake passage;
A low pressure EGR system that recirculates exhaust gas from a portion of the exhaust passage downstream of the turbine to a portion of the intake passage upstream of the compressor;
A high pressure EGR system that recirculates exhaust gas from a portion of the exhaust passage upstream of the turbine to a portion of the intake passage downstream of the compressor;
A controller for controlling the low-pressure EGR system and the high-pressure EGR system,
The high-pressure EGR system has an EGR passage connecting the exhaust passage and the intake passage, and an EGR valve provided in the EGR passage,
The controller is
The intake oxygen concentration is adjusted by controlling the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system,
When accelerating from the deceleration state, the exhaust gas recirculation amount by the low pressure EGR system is corrected to decrease,
In an operation region in which the low pressure EGR system and the high pressure EGR system are used together, the first target oxygen concentration, which is the target oxygen concentration of the intake air sucked into the combustion chamber, and the exhaust gas from the low pressure EGR system in the intake passage A second target oxygen concentration that is a target oxygen concentration of the intake air in the merging portion is set, a recirculation amount of the exhaust gas by the low pressure EGR system is controlled based on the second target oxygen concentration, and an exhaust gas by the high pressure EGR system is controlled. A gas recirculation amount is controlled based on the first target oxygen concentration and the second target oxygen concentration;
When the recirculation amount of the exhaust gas by the low pressure EGR system is reduced, if the oxygen concentration of the intake air in the merge portion becomes higher than the second target oxygen concentration, the intake oxygen concentration in the merge portion becomes the first oxygen concentration. 2 It is configured to compensate for the amount higher than the target oxygen concentration by increasing the recirculation amount of the exhaust gas by the high pressure EGR system,
Further, the control unit
The opening degree of the EGR valve is set based on the differential pressure between the exhaust passage and the intake passage , the first target oxygen concentration, and the second target oxygen concentration, and the recirculation amount of the exhaust gas by the high pressure EGR system is controlled. and, when the acceleration from the deceleration state, the reducing rate by setting the upper limit value is controlled so as not to exceed the upper limit amount of recirculated exhaust gas by the high-pressure EGR system,
An exhaust gas recirculation control device that releases the restriction by the upper limit value when the amount of intake oxygen in the merging portion is higher than the second target oxygen concentration by increasing the recirculation amount of exhaust gas by the high pressure EGR system.
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