JP6809448B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関し、より詳細には、総ＥＧＲガス量に対する、ＥＧＲクーラを流れるクーラ通過ガスの流量の流量比を調整する流量比制御弁を備える内燃機関を制御する制御装置に関する。

例えば、特許文献１には、ＥＧＲ装置を備える内燃機関の制御装置が開示されている。このＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲクーラと、ＥＧＲクーラをバイパスするＥＧＲクーラバイパス通路とを備えている。そして、ＥＧＲクーラバイパス通路には、ＥＧＲクーラを流れるＥＧＲガスの流量と、ＥＧＲクーラバイパス通路を流れるＥＧＲガスの流量との流量比を調整する流量比制御弁が配置されている。

上記の制御装置は、流量比制御弁の開度のフィードバック制御を実行する。このフィードバック制御によれば、吸気通路に導入されるＥＧＲガスの温度が目標ＥＧＲガス温度になるように、流量比制御弁の開度が制御される。

特開２００１−０４１１１０号公報

特許文献１に記載の流量比制御弁の制御によれば、吸気通路に導入されるＥＧＲガスの温度を目標ＥＧＲガス温度に制御することにより、気筒内に吸入されるガス（すなわち、新気とＥＧＲガスとの混合ガス）の温度である吸気温度を制御可能となる。このような吸気温度の制御が行われる場合、流量比制御弁の開度を調整する頻度が高くなると、流量比制御弁の可動部の摩耗の進行が懸念される。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、流量比制御弁の開度調整の機会を適切に管理することによって流量比制御弁の摩耗の進行を抑制できるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲクーラと、
前記ＥＧＲ通路に接続され、前記ＥＧＲクーラをバイパスするＥＧＲクーラバイパス通路と、
前記ＥＧＲ通路及び前記ＥＧＲクーラバイパス通路を流れるＥＧＲガスの総流量に対する、前記ＥＧＲクーラを流れるＥＧＲガスの流量の流量比であるＥＧＲクーラ比率Rを開度調整によって制御可能な流量比制御弁と、
を有するＥＧＲ装置を備える前記内燃機関を制御する。
前記制御装置は、前記吸気通路にＥＧＲガスを導入するＥＧＲガス導入運転の実行中に、前記内燃機関の気筒内に吸入されるガスの温度である吸気温度Tbが目標吸気温度Tbtに近づくように前記流量比制御弁の開度を調整する吸気温度制御を実行するように構成されている。
前記吸気温度制御において、前記制御装置は、前記流量比制御弁の開度調整を行ったとしても、前記開度調整の結果として到達するであろう前記吸気温度Tbの値から前記目標吸気温度Tbtを引いて得られる温度差があるという特定条件が満たされる場合に、前記流量比制御弁の開度更新を禁止する開度更新禁止処理を実行する。

前記吸気温度を前記目標吸気温度に近づけるために必要な前記ＥＧＲクーラ比率Rの要求値である要求ＥＧＲクーラ比率Rtは、以下の（１）式に従って算出されてもよい。前記（１）式中の目標ＥＧＲガス温度Tegrtは、前記吸気通路に導入されるＥＧＲガスの温度Tegrの目標値であり、以下の（２）式に従って算出されてもよい。そして、前記制御装置は、前記要求ＥＧＲクーラ比率Rtが０以下の第１閾値未満である場合、又は、前記ＥＧＲクーラ比率Rtが１以上の第２閾値よりも高い場合に、前記特定条件が満たされると判断してもよい。

ただし、上記（１）式において、TegrCは前記ＥＧＲクーラを通過したＥＧＲガスの温度であり、TegrCBPは前記ＥＧＲクーラバイパス通路を流れるＥＧＲガスの温度であり、上記（２）式において、RegrはＥＧＲ率であり、Taは前記吸気通路に対するＥＧＲガス導入口よりも上流における新気の温度である。

前記温度差は、前記ＥＧＲクーラ比率Rが０又は１となるように前記流量比制御弁を制御したならば実現されるであろう前記吸気温度の推定値と前記目標吸気温度との差であってもよい。そして、前記制御装置は、前記温度差の絶対値が第３閾値よりも大きい場合に、前記特定条件が満たされると判断してもよい。

前記内燃機関は、吸気を過給する過給機と、前記過給機のコンプレッサよりも下流側において前記吸気通路に配置されたインタークーラを有して吸気を冷却する水冷式のインタークーラ装置と、を含んでいてもよい。そして、前記制御装置は、前記温度差が負の値を示しつつ前記特定条件が満たされる場合に、前記インタークーラよりも下流側において前記吸気通路を流れる吸気の温度が上昇するように前記インタークーラ装置を制御してもよい。

前記内燃機関は、吸気を過給する過給機と、前記過給機のコンプレッサよりも下流側において前記吸気通路に配置されたインタークーラを有して吸気を冷却する水冷式のインタークーラ装置と、を含んでいてもよい。そして、前記制御装置は、前記温度差が正の値を示しつつ前記特定条件が満たされる場合に、前記インタークーラよりも下流側において前記吸気通路を流れる吸気の温度が低下するように前記インタークーラ装置を制御してもよい。

本発明によれば、流量比制御弁の開度調整を行ったとしても、開度調整の結果として到達するであろう吸気温度Tbの値から目標吸気温度Tbtを引いて得られる温度差があるという特定条件が満たされる場合には、流量比制御弁の開度更新を禁止する開度更新禁止処理が実行される。これにより、流量比制御弁の開度調整の機会が適切に管理されるので、流量比制御弁の摩耗の進行を抑制できるようになる。

本発明の実施の形態１に係るシステムの構成例を説明するための図である。 吸気温度制御に関連する各種パラメータについて説明するための図である。 要求ＥＧＲクーラ比率Rtの算出手法の一例を説明するためのブロック図である。 吸気温度制御に関する課題（この課題を有する比較例）、及びその対策としての実施の形態１に係る開度更新禁止処理を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態１に係る吸気温度制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る吸気温度制御の動作例を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態２に係る吸気温度制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る吸気温度制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態４に係る吸気温度制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態５に係る吸気温度制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 インタークーラ装置の他の構成例を説明するための図である。

以下に説明される各実施の形態において、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略又は簡略する。また、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

実施の形態１．
まず、図１〜図５を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。

１−１．システムの構成例
図１は、本発明の実施の形態１に係るシステムの構成例を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関（一例として、ディーゼルエンジン）１０を備えている。内燃機関１０は、例えば、車両に搭載される。内燃機関１０は、一例として直列４気筒型エンジンであるが、内燃機関１０の気筒数及び気筒配置は特に限定されない。

内燃機関１０は、一例として、過給エンジンである。具体的には、内燃機関１０は、過給機の一例として、タービン１２ａとコンプレッサ１２ｂと可変ノズル機構１４とを備える可変ノズル式のターボ過給機１２を備えている。可変ノズル機構１４によれば、複数の可変ノズルベーンの開度（ＶＮ開度）を変更してタービン１２ａに流入する排気ガスの流速を変化させることで、過給圧を調整することができる。

内燃機関１０の各気筒１６には、吸気通路１８が連通している。具体的には、吸気通路１８の入口付近には、エアクリーナ２０が取り付けられている。エアクリーナ２０の下流には、吸気通路１８に取り入れられた空気の流量（新気流量Ga（図２参照））に応じた信号を出力するエアフローセンサ２２が設けられている。

上記のコンプレッサ１２ｂは、エアクリーナ２０よりも下流側において吸気通路１８に配置されている。コンプレッサ１２ｂよりも下流側の吸気通路１８には、水冷式のインタークーラ装置２４のインタークーラ２４ａが配置されている。インタークーラ装置２４は、吸気と冷媒とを熱交換させるインタークーラ２４ａを用いて、コンプレッサ１２ｂによって圧縮された吸気（図１に示す例では新気）を冷却する。インタークーラ装置２４は、冷媒を循環させる冷媒回路２６を備えている。冷媒回路２６には、インタークーラ２４ａとともに、電動式のウォーターポンプ２８とラジエータ３０とが設置されている。ウォーターポンプ２８は、インタークーラ２４ａを循環する冷媒の流量を調整可能である。ラジエータ３０は、冷媒が吸気から受け取った熱を放出させる。

インタークーラ２４ａの出口近傍には、この位置を流れる吸気（新気）の温度（新気温度Ta（図２参照））に応じた信号を出力する吸気温度センサ３２が設けられている。また、インタークーラ２４ａの下流には、吸気通路１８を流れる吸気の流量を調整可能な電子制御式のスロットル３４が設けられている。スロットル３４は、基本的には、全開開度に制御される。スロットル３４の下流には、各気筒１６に向けて吸気を分配するための吸気マニホールド１８ａが設けられている。吸気マニホールド１８ａの内部通路は、吸気通路１８の一部として機能する。

吸気マニホールド１８ａの集合部には、この位置を流れる吸気の圧力（過給圧（吸気マニホールド圧））Pbに応じた信号を出力する吸気圧センサ３６と、この吸気マニホールド内ガスの温度（吸気温度Tb（図２参照））に応じた信号を出力する吸気温度センサ３８とが取り付けられている。また、各気筒１６には、排気通路４０が連通している。排気通路４０には、上記のタービン１２ａが配置されている。

さらに、図１に示す内燃機関１０は、ＥＧＲ装置４２を備えている。ＥＧＲ装置４２は、一例として、高圧ループ（ＨＰＬ）式である。このため、ＥＧＲ装置４２は、タービン１２ａよりも上流側の排気通路４０とコンプレッサ１２ｂよりも下流側の吸気通路１８とを接続するＥＧＲ通路４４を備えている。より詳細には、図１に示す一例では、吸気通路１８に対するＥＧＲガス導入口４４ａは、インタークーラ２４ａ及びスロットル３４よりも下流側の位置に設けられている。

ＥＧＲ通路４４には、吸気通路１８に導入される際のＥＧＲガス流れの上流側から順に、ＥＧＲクーラ４６及びＥＧＲ弁４８が設けられている。ＥＧＲクーラ４６は、ＥＧＲ通路４４を流れるＥＧＲガスを冷却するために備えられており、ＥＧＲ弁４８は、ＥＧＲ通路４４を通って吸気通路１８に導入されるＥＧＲガスの量を調整するために備えられている。

ＥＧＲ装置４２は、さらに、ＥＧＲクーラバイパス通路５０（以下、単に「バイパス通路５０」と略する）及び流量比制御弁５２を備えている。バイパス通路５０は、ＥＧＲクーラ４６をバイパスするようにＥＧＲ通路４４に接続されている。流量比制御弁５２は、総ＥＧＲガス流量Gegr（図２参照）に対するクーラ通過ガス流量GegrC（図２参照）の流量比（ＥＧＲクーラ比率R（図２参照））を開度調整によって制御可能に構成されている。

具体的には、流量比制御弁５２は、ＥＧＲクーラ比率Rの制御のために、任意の中間開度を選択可能に構成されている。このために、流量比制御弁５２は、一例として、ダイアフラム式の負圧調整バルブ（ＶＲＶ）、又は電動モータにより駆動される。流量比制御弁５２は、一例として、ＥＧＲ通路４４に対するバイパス通路５０の合流部に配置されている。

図１に示すように、本実施形態のシステムは、さらに電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０を備えている。ＥＣＵ６０には、内燃機関１０及びこれを搭載する車両に搭載された各種センサと、内燃機関１０の運転を制御するための各種アクチュエータとが電気的に接続されている。

上記の各種センサは、上述したエアフローセンサ２２、吸気温度センサ３２、３８、吸気圧センサ３６に加え、クランク角センサ６２、エンジン水温センサ６４及びアクセルポジションセンサ６６を含む。クランク角センサ６２は、クランク角に応じた信号を出力する。ＥＣＵ６０は、この信号を用いてエンジン回転速度Neを算出できる。エンジン水温センサ６４は、エンジン水温Tw（図２参照）に応じた信号を出力する。アクセルポジションセンサ６６は、内燃機関１０を搭載する車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）に応じた信号を出力する。また、上記の各種アクチュエータは、上述した可変ノズル機構１４、ウォーターポンプ２８、スロットル３４、ＥＧＲ弁４８及び流量比制御弁５２に加え、燃料噴射弁６８を含む。

ＥＣＵ６０は、プロセッサ、メモリ及び入出力インターフェースを備えている。入出力インターフェースは、上記の各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、上記の各種アクチュエータに対して操作信号を出力する。メモリには、各種アクチュエータを制御するための各種の制御プログラム及びマップが記憶されている。プロセッサは、制御プログラムをメモリから読み出して実行する。これにより、本実施形態に係る「内燃機関の制御装置」の機能が実現される。

１−２．実施の形態１に係る吸気温度制御
本実施形態では、流量比制御弁５２を利用した吸気温度制御が実行される。本実施形態の「吸気温度制御」の対象となる「吸気温度（気筒１６内に吸入されるガスの温度）」の例は、吸気マニホールド内ガスの温度（吸気温度Tb）である。

より詳細には、吸気温度制御は、ＥＧＲガス導入運転中に実行される。また、吸気マニホールド１８ａは、吸気通路１８に対するＥＧＲガス導入口４４ａの下流側、かつ、インタークーラ２４ａの下流側に位置している。このため、ここでいう吸気温度Tbは、インタークーラ２４ａにより冷却された新気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度である。

１−２−１．吸気温度制御の基本動作
図２は、吸気温度制御に関連する各種パラメータについて説明するための図である。図２において、Gegrは、ＥＧＲ通路４４及びバイパス通路５０を流れるＥＧＲガスの総流量（総ＥＧＲガス流量）である。Tegrは、吸気通路１８に導入されるＥＧＲガス（つまり、ＥＧＲクーラ４６を流れるＥＧＲガスとバイパス通路５０を流れるＥＧＲガスとが合流部４４ｂにおいて再び合流した後のＥＧＲガス）の温度である。また、GegrC及びTegrCは、ＥＧＲクーラ４６を流れるＥＧＲガス（より詳細には、ＥＧＲクーラ４６を通過して合流部４４ｂに向かうガスであり、「クーラ通過ガス」とも称する）の流量及び温度である。GegrCBP及びTegrCBPは、バイパス通路５０を流れるＥＧＲガス（以下、「バイパス通過ガス」とも称する）の流量及び温度である。

吸気温度制御によれば、流量比制御弁５２の開度を調整することにより、実吸気温度Tbがその目標吸気温度Tbtに近づくように制御される。この吸気温度制御のために、ＥＣＵ６０は「ＥＧＲクーラ比率R」を利用する。ＥＧＲクーラ比率Rは、総ＥＧＲガス流量Gegr（=GegrC＋GegrCBP）に対するクーラ通過ガス流量GegrCの流量比である。

より具体的には、吸気温度制御では、ＥＣＵ６０は、実吸気温度Tbを目標吸気温度Tbtに近づけるために、ＥＧＲクーラ比率Rの要求値（目標値）である「要求ＥＧＲクーラ比率Rt」に応じた開度になるように流量比制御弁５２の開度を制御する。

１−２−１−１．要求ＥＧＲクーラ比率Rtの算出例
図３は、要求ＥＧＲクーラ比率Rtの算出手法の一例を説明するためのブロック図である。ＥＣＵ６０は、要求ＥＧＲクーラ比率Rtの算出を、所定の時間間隔で繰り返し実行する。以下の各パラメータに関し、記号kが付された値は、ｋ番目のステップにおいて算出される値であること、及び各パラメータの今回値であることを示している。

まず、要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)の算出に用いられるパラメータ、すなわち、目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)、（実）クーラ通過ガス温度の前回値TegrC(k-1)、及び（実）バイパス通過ガス温度の前回値TegrCBP(k-1)のそれぞれの算出手法について説明する。

目標ＥＧＲガス温度Tegrtは、吸気通路１８に導入されるＥＧＲガスの温度Tegrの目標値である。目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)は、一例として、以下の（３）式のように規定することができる。すなわち、（３）式に示すように、目標吸気温度Tbt(k)は、ＥＧＲ率の前回値Regr(k-1)と目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)との積と、１からＥＧＲ率の前回値Regr(k-1)を引いて得られる値（1-Regr(k-1)）と新気温度の前回値Ta(k-1)との積との和として表すことができる。

上記（３）式に関連して、目標吸気温度Tbt(k)は、例えば、マップ又は関係式を用いて、エンジン運転条件（例えば、燃料噴射量q（エンジントルク）、エンジン回転速度Ne及びエンジン水温Tw）に応じた値として算出できる。また、（実）ＥＧＲ率Regrは、総吸気流量Gcyl（＝Ga＋Gegr）に対する総ＥＧＲガス流量Gegrの比である。このため、（実）ＥＧＲ率の前回値Regr(k-1)は、（実）新気流量の前回値Ga(k-1)と（実）総ＥＧＲガス流量の前回値Gegr(k-1)とから算出できる。

新気流量の前回値Ga(k-1)及び（実）新気温度の前回値Ta(k-1)は、例えば、エアフローセンサ２２及び吸気温度センサ３２を用いてそれぞれ取得できる。さらに、総ＥＧＲガス流量の前回値Gegr(k-1)は、例えば、（実）総吸気流量の前回値Gcyl(k-1)から新気流量の前回値Ga(k-1)を引くことにより得られる。この総吸気流量Gcylは、吸気通路１８に対するＥＧＲガス導入口４４ａよりも下流における吸気（新気とＥＧＲガスとの混合ガス）の流量である。そして、その前回値Gcyl(k-1)は、例えば、マップ又は関係式を用いて、過給圧の前回値Pb(k-1)及び吸気温度Tbの前回値Tb(k-1)に応じた値として算出できる。なお、前回値Pb(k-1)及び前回値Tb(k-1)は、例えば、吸気圧センサ３６及び吸気温度センサ３８を用いてそれぞれ取得できる。

したがって、上記のように取得される目標吸気温度Tbt(k)、ＥＧＲ率の前回値Regr(k-1)、及び新気温度の前回値Ta(k-1)を（３）式に代入することにより、目標吸気温度Tbt(k)を満足する値として目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)を算出することができる。

要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)の算出に用いられる残りのパラメータであるクーラ通過ガス温度の前回値TegrC(k-1)及びバイパス通過ガス温度の前回値TegrCBP(k-1)は、例えば、次のように算出できる。

すなわち、まず、クーラ通過ガス流量の前回値GegrC(k-1)及びバイパス通過ガス流量の前回値GegrCBP(k-1)が、総ＥＧＲガス流量の前回値Gegr(k-1)と要求ＥＧＲクーラ比率Rtの前回値Rt(k-1)とを用いて算出される。具体的には、前回値Rt(k-1)と前回値Gegr(k-1)との積（Rt(k-1)×Gegr(k-1)）がクーラ通過ガス流量の前回値GegrC(k-1)として算出される。また、１から前回値Rt(k-1)を引いて得られる値（1-Rt(k-1)）と前回値Gegr(k-1)との積（(1-Rt(k-1))×Gegr(k-1)）がバイパス通過ガス流量の前回値GegrCBP(k-1)として算出される。

上記のように算出されたクーラ通過ガス流量の前回値GegrC(k-1)に基づくクーラ通過ガス温度の前回値TegrC(k-1)の算出は、例えば、一般的な伝熱工学の解析手法を利用する放熱計算によって行うことができる。この放熱計算によれば、所定の境界条件及び各種の計算条件の下で、前回値GegrC(k-1)を有するクーラ通過ガスがＥＧＲクーラ４６の通過に伴う放熱の後にどのような温度（前回値TegrC(k-1)）になるのかが算出される。バイパス通過ガス流量の前回値GegrCBP(k-1)に基づくバイパス通過ガス温度の前回値TegrCBP(k-1)の算出についても、同様に行うことができる。なお、ここでいう境界条件は、エンジン水温Tw、及び内燃機関１０を搭載する車両のエンジンコンパートメント内のガス温度Taecなどである。また、計算条件は、ＥＧＲ通路４４に導入される排気ガスの温度T4（例えば、公知の手法により推定可能）、ＥＧＲクーラ４６の冷却効率ηc（例えば、既知の値）及びバイパス通路５０の放熱効率ηcbp（例えば、既知の値）などである。

要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)は、一例として、以下の（４）式のように、上述のように取得されるパラメータ（Tegrt(k)、TegrC(k-1)及びTegrCBP(k-1)）と関連付けて規定されている。すなわち、（４）式に示すように、目標ＥＧＲガス温度Tegrtは、要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)とクーラ通過ガス温度の前回値TegrC(k-1)との積と、１から要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)を引いて得られる値（1-Rt(k)）とバイパス通過ガス温度の前回値TegrCBP(k-1)との積との和として表すことができる。

上記（４）式によれば、目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)、クーラ通過ガス温度の前回値TegrC(k-1)及びバイパス通過ガス温度の前回値TegrCBP(k-1)に応じた要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)を算出することができる。そして、既述したように、目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)は、目標吸気温度Tbt(k)を満足する値として算出される。

したがって、本実施形態の吸気温度制御によれば、目標吸気温度Tbtを満足する目標ＥＧＲガス温度Tegrtが算出され、算出された目標ＥＧＲガス温度Tegrtを実現する要求ＥＧＲクーラ比率Rtに対応する開度となるように流量比制御弁５２の開度が調整される。その結果として、実吸気温度Tbが目標吸気温度Tbtに近づくように流量比制御弁５２の開度が調整されることになる。

１−２−１−２．要求ＥＧＲクーラ比率Rtの意義
上記の（４）式は、次の（５）式のように変形することができる。なお、バイパス通過ガス温度の前回値TegrCBP(k-1)は、ＥＧＲクーラ４６により冷却されるクーラ通過ガスの温度の前回値TegrC(k-1)よりも高くなる。したがって、ＥＧＲクーラ４６による冷却が行われている前提の下では、（５）式の右辺の分母は常に正となる。

（Rt(k)＝０の例）
（５）式によれば、右辺の分子がゼロとなる場合、つまり、目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)がバイパス通過ガス温度の前回値TegrCBP(k-1)と等しい例では、要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)は０となる。吸気温度制御によれば、この例では、全量のＥＧＲガスがバイパス通路５０に流れるように（つまり、バイパス通過流量比率が１００％となるように）流量比制御弁５２の開度が調整される。

（Rt(k)＝１の例）
また、（５）式によれば、目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)がクーラ通過ガス温度の前回値TegrC(k-1)と等しい例では、要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)は１となる。吸気温度制御によれば、この例では、全量のＥＧＲガスがＥＧＲクーラ４６を流れるように（つまり、クーラ通過流量比率が１００％となるように）流量比制御弁５２の開度が調整される。

（0＜Rt(k)＜1の例）
また、（５）式によれば、右辺の分子が正となり、かつ、目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)がクーラ通過ガス温度の前回値TegrC(k-1)よりも大きい例（つまり、TegrC(k-1)＜Tegrt(k)＜TegrCBP(k-1)）では、要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)は０よりも大きく、かつ、１よりも小さくなる（0<Rt(k)<1）。吸気温度制御によれば、この例では、要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)が高いほど、クーラ通過流量比率が高まるように流量比制御弁５２の開度が調整される。

（Rt(k)＞1の例）
また、（５）式によれば、右辺の分子が正となり、かつ、目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)がクーラ通過ガス温度の前回値TegrC(k-1)よりも低い例（つまり、Tegrt(k)＜TegrC(k-1)＜TegrCBP(k-1)）では、要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)の値は１よりも高くなる（Rt(k)＞1）。このことは、クーラ通過流量比率を１００％にしたときに得られるＥＧＲガス温度Tegrよりも低い目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)が要求されていることを意味する。したがって、この例では、クーラ通過流量比率が１００％となるように流量比制御弁５２を制御したとしても、目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)を実現できないことになる。

（Rt(k)＜０の例）
また、（５）式によれば、右辺の分子が負となる例（つまり、TegrCBP(k-1)＜Tegrt(k)）では、要求ＥＧＲクーラ比率Rt(k)は負の値をとる（Rt(k)＜０）。このことは、クーラ通過流量比率を０％にしたとき（すなわち、バイパス流量比率を１００％にしたとき）に得られるＥＧＲガス温度Tegrよりも高い目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)が要求されていることを意味する。したがって、この例では、クーラ通過流量比率が０％となるように流量比制御弁５２を制御したとしても、目標ＥＧＲガス温度Tegrt(k)を実現できないことになる。

１−２−２．吸気温度制御に関する課題、及びその対策
図４は、吸気温度制御に関する課題（この課題を有する比較例）、及びその対策としての実施の形態１に係る開度更新禁止処理を説明するためのタイムチャートである。図４は、車両の加速前、加速中及び加速後における吸気温度制御に関する各種波形を模式的に表している。

なお、前提として、Gcyltは、総吸気流量Gcylの目標値である。新気流量Gaの目標値Gatは、例えば、エンジン運転条件（主に、燃料噴射量q（エンジントルク）及びエンジン回転速度Ne）に応じた値に設定される。また、総ＥＧＲガス流量Gegrの目標値Gegrtも、同様に、例えば、エンジン運転条件（主に、燃料噴射量q及びエンジン回転速度Ne）に応じた値に設定される。そして、目標総吸気流量Gcyltは、目標新気流量Gatと目標ＥＧＲガス流量Gegrtとの和に相当する。また、ＥＧＲ導入運転中には、ＥＣＵ６０は、前提として、目標ＥＧＲガス流量Gegrtに応じた開度が得られるようにＥＧＲ弁４８を制御している。

１−２−２−１．吸気温度制御に関する課題、及びその課題を有する比較例
図４中の時点ｔ１は、車両のドライバによるアクセルペダルの踏み込みがなされた時点（加速要求時点）に相当する。時点ｔ１よりも前（加速前）の期間では、燃料噴射量q（エンジントルク）及びエンジン回転速度Neが時間の経過に対して一定又は実質的に一定で推移する定常条件が満たされている。

また、時点ｔ１よりも前の期間では、目標ＥＧＲガス流量Gegrtに応じた実ＥＧＲガス流量Gegrが適切に確保されている。このため、図４に示すように、実総吸気流量Gcylは、実ＥＧＲガス流量Gegr分だけ実新気流量Gaよりも多くなっている。このように、実ＥＧＲガス流量Gegrが適切に確保されていると、流量比制御弁５２の開度調整によって、ＥＧＲガス温度Tegrを制御できる。このため、この期間中には、図４に示すように、流量比制御弁５２の開度調整による吸気温度Tbの制御可能範囲が広く確保されている。その結果、実吸気温度Tbは目標吸気温度Tbtに良好に収束することになる。

なお、上記の温度制御可能範囲の上限は、バイパス通過流量比率１００％（R=0）の使用によって実吸気温度Tbが制御されるフルバイパスラインである。一方、この温度制御可能範囲の下限は、クーラ通過流量比率１００％（R=1）の使用によって実吸気温度Tbが制御されるフルクーララインである。

次に、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間は加速期間に相当する。時点ｔ１において加速要求が出されると、ＥＣＵ６０は、燃料噴射量qが増えるように燃料噴射弁６８を制御する。より詳細には、加速中には、良好な加速性能の確保のため、ＥＣＵ６０は、加速後の車速を定常的に維持するために必要な量も多い量の燃料が噴射されるように燃料噴射弁６８を制御する。また、ＥＣＵ６０は、燃料噴射量qの増加に伴い、目標新気流量Gatを増加させる。そして、ＥＣＵ６０は、増やした目標新気流量Gatを満たすために、ＶＮ開度が小さくなるように可変ノズル機構１４を制御する。また、目標新気流量Gatの増加とともに目標ＥＧＲガス流量Gegrtも増加している。その結果、目標総吸気流量Gcylt（=Gat+Gegrt）も増加している。なお、ＥＣＵ６０は、図４に示すように、加速に伴う燃料噴射量q（エンジン負荷）の増大に伴って目標吸気温度Tbtを低下させる。

目標新気流量Gatの増加に対し、実新気流量Gaは、過給遅れに起因する遅れを伴って増加していく。そして、実新気流量Gaの遅れよりも、実ＥＧＲガス流量Gegrの増加の遅れの方が大きくなる。その結果、図４に示す例では、実新気流量Gaの増加中には、実総吸気流量Gcylが実新気流量Gaと同等になっている。つまり、加速期間（ｔ１−ｔ２）では、過給遅れに起因して、実総吸気流量Gcylのほとんどを実新気流量Gaが占める状態になっている。時点ｔ２において加速が終了すると、良好な加速性能の確保のための燃料噴射量qの増量が終了し、それに伴い、目標新気流量Gat及び目標ＥＧＲガス流量Gegrtが低下し始める。

時点ｔ３は、目標新気流量Gat及び目標ＥＧＲガス流量Gegrtの低下に伴って低下する目標総吸気流量Gcyltに対して実総吸気流量Gcylが追いついた時点に相当する。したがって、時点ｔ１から時点ｔ３までの期間は、過給遅れに起因して目標ＥＧＲガス流量Gegrtに対して実ＥＧＲガス流量Gegrが不足する「ＥＧＲガス不足期間」に相当する。なお、時点２経過後の目標吸気温度Tbtは、燃料噴射量qの増量の終了（エンジン負荷の低下）に伴って上昇し始める。

また、図４に示す例では、ＥＧＲガス不足期間中の温度制御可能範囲は、ＥＧＲガスの不足に起因して、目標吸気温度Tbtよりも低い温度域で実質的にゼロになってしまっている。このため、目標吸気温度Tbtが温度制御可能範囲から外れるＥＧＲガス不足期間では、流量比制御弁５２の開度調整を行ったとしても、実ＥＧＲガス温度Tegrの制御によって実吸気温度Tbを目標吸気温度Tbtまで制御することはできなくなる。その結果、実吸気温度Tbは、時点ｔ１の経過後には実新気温度Taに向けて低下していく。

さらに付け加えると、ＥＧＲガス不足の程度によっては、図４に示す例とは異なり、ＥＧＲガス不足期間中に多少の温度制御可能範囲が確保されることもあり得る。しかしながら、そのような狭い温度制御可能範囲内でフルバイパスラインに対応する流量比制御弁５２の開度を選択したとしても、実吸気温度Tbを満足に上げることは難しい。この理由は、実ＥＧＲガス流量Gegrの不足に起因して、目標吸気温度Tbtが温度制御可能範囲から外れるていることに変わりはないためである。

（比較例）
実新気流量Gaに対して実ＥＧＲガス流量Gegrが不足していると、ＥＧＲ率Regrが小さくなる。このため、上記（３）式の関係によれば、ＥＧＲ率Regrが極小となるＥＧＲガス不足期間中には、目標吸気温度Tbtを満足する目標ＥＧＲガス温度Tegrtの値として、高い値が算出されることになる。具体的には、ＥＧＲクーラ４６を通らないバイパス通過ガスの温度TegrCBPよりも高い値が目標ＥＧＲガス温度Tegrtとして算出される（ただし、この計算の前提として、目標吸気温度Tbtは新気温度Taよりも高いものとする）。そして、そのような値が目標ＥＧＲガス温度Tegrtとして算出されると、上記（５）式の関係から分かるように、ＥＧＲガス不足期間中には、要求ＥＧＲクーラ比率Rtは負の値をとる（Rt＜０）。

図４中の流量比制御弁５２の開度に関する細線の波形は、実施の形態１の流量比制御弁５２の制御との対比のために参照される比較例に対応している。この比較例では、要求ＥＧＲクーラ比率Rtとして負の値が算出されるＥＧＲガス不足期間中には、流量比制御弁５２の開度は、指示可能な要求ＥＧＲクーラ比率Rtの最小値である０に対応する開度に調整されている。つまり、流量比制御弁５２の開度は、フルバイパスライン（バイパス通過流量比率１００％）に対応する開度に調整されている。

上述のように、ＥＧＲガス不足期間では、ＥＧＲガス不足のため、流量比制御弁５２の開度調整を行ったとしても、実ＥＧＲガス温度Tegrを目標ＥＧＲガス温度Tegrtにまで上げることができず、したがって、実吸気温度Tbを目標吸気温度Tbtにまで上げることができない。しかしながら、比較例によれば、このように吸気温度制御を満足に行えない場合であっても、目標吸気温度Tbtを少しでも早く実現しようとして、流量比制御弁５２の不必要な開度調整が行われてしまっている。その結果、流量比制御弁５２の開度を調整する頻度が不必要に高くなってしまい（換言すると、流量比制御弁５２の作動量が増えてしまい）、流量比制御弁５２の可動部（例えば、弁軸）の摩耗の進行が懸念される。

１−２−２−２．開度更新禁止処理（Rt＜0の例の対策）
上記の課題に鑑み、本実施形態に係る吸気温度制御は、次のような「特定条件」が満たされる場合に実行される「開度更新禁止処理」を含んでいる。ここでいう特定条件とは、流量比制御弁５２の開度調整を行ったとしても、開度調整の結果として到達する実吸気温度Tbの値から目標吸気温度Tbtを引いて得られる温度差（便宜上、「温度差ΔTin」と称する）があるということである。この温度差ΔTinは、本発明に係る「温度差」の一例に相当する。開度更新禁止処理は、流量比制御弁５２の開度更新を禁止するための処理である。

既述したように、図４に示すＥＧＲガス不足期間では、流量比制御弁５２の開度調整を行ったとしても、開度調整の結果として到達する実吸気温度Tbの値を目標吸気温度Tbtにまで高まることができない。このため、ＥＧＲガス不足期間中には、上記の特定条件が満たされるといえる。また、既述したように、ＥＧＲガス不足期間中の要求ＥＧＲクーラ比率Rtは負の値をとることになる（Rt＜０）。

そこで、本実施形態では、吸気温度制御を伴うＥＧＲガス導入運転中に、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH1（一例として、０）よりも小さくなる場合には、上記の特定条件が満たされたと判断され、開度更新禁止処理が実行される。具体的には、図４に示す動作例に対して開度更新禁止処理が適用されると、ＥＧＲガス不足期間（ｔ１−ｔ３）中の流量比制御弁５２の開度が、加速要求の時点ｔ１の開度で維持されることになる。なお、閾値TH1は本発明に係る「第１閾値」の一例に相当する。

（時点ｔ３以降の期間の動作）
次に、図４に示す動作例における時点ｔ３よりも後の期間の動作について説明する。

図４に示す例では、ＥＧＲガス不足が解消された時点ｔ３の経過後には、実ＥＧＲガス流量Gegrが応答遅れを伴って増加した結果として、ＥＧＲガスが過剰な状態となる。これに伴い、温度制御可能範囲の温度域が高くなりつつ当該温度制御可能範囲が再び確保されていく。特に、温度制御可能範囲の上限値（フルバイパスライン）は実ＥＧＲガス流量Gegrの過剰な増加に起因して急上昇する。なお、図４に示す例では、ＥＧＲガス過剰期間は、時点ｔ３から時点ｔ６（実総吸気流量Gcylが目標総吸気流量Gcyltに収束する時点）まで続く。

時点ｔ３から時点ｔ４までの期間では、実ＥＧＲガス流量Gegrの過剰な増加に起因して、温度制御可能範囲が広がり、その結果、目標吸気温度Tbtが一時的に温度制御可能範囲内に入っている。また、この期間（ｔ３−ｔ４）では、実ＥＧＲガス流量Gegrの過剰な増加に起因して、要求ＥＧＲクーラ比率Rtの値が一時的に０以上１以下の範囲内に収まっている。このため、吸気温度制御の基本動作によれば、時点ｔ３では、実吸気温度Tbを目標吸気温度Tbtに高めるために、流量比制御弁５２の開度が、より高いＥＧＲクーラ比率Rに対応する開度になるように調整され始めている。

時点ｔ４は、温度制御可能範囲の温度域の上昇に伴い、目標吸気温度Tbtが温度制御可能範囲の下限（フルクーラライン）から外れる時点に相当する。時点ｔ５は、ＥＧＲガスが過剰な状態が緩和された結果として、目標吸気温度Tbtがフルクーララインと再び交差する時点に相当する。

上記のような時点ｔ４から時点ｔ５までの期間では、ＥＧＲガスが過剰であることに起因して、流量比制御弁５２の開度としてフルクーララインに対応する開度を選択したとしても、目標吸気温度Tbtを満たすことはできない。そして、この期間（ｔ４−ｔ５）では、以下の理由により、要求ＥＧＲクーラ比率Rtは１よりも高くなる（Rt＞１）。

すなわち、実ＥＧＲガス流量Gegrが適正値に対して過剰であると、ＥＧＲ率Regrがその適正値（目標値）よりも高くなる。このため、上記（３）の関係によれば、ＥＧＲ率Regrが過大になると、目標吸気温度Tbtを満足する目標ＥＧＲガス温度Tegrtの値として、低い値が算出されることになる。具体的には、クーラ通過ガス温度TegrCよりも低い値が目標ＥＧＲガス温度Tegrtとして算出される（ただし、この計算の前提として、目標吸気温度Tbtは新気温度Taよりも高いものとする）。そして、そのような値が目標ＥＧＲガス温度Tegrtとして算出されると、上記（５）式の関係から分かるように、ＥＧＲガスが過剰な期間（ｔ４−ｔ５）では、要求ＥＧＲクーラ比率Rtは１よりも高くなる（Rt＞０）。

本実施形態では、ＥＧＲガス過剰期間に含まれる上記の期間（ｔ４−ｔ５）については、吸気温度制御の基本動作に従って、要求ＥＧＲクーラ比率Rtは、流量比制御弁５２に対して指示可能な最大値である１とされる。つまり、流量比制御弁５２は、クーラ通過流量比率１００％を実現するために、フルクーララインに対応する開度に調整される。その結果、期間（ｔ４−ｔ５）中の実吸気温度Tbは、フルクーララインに沿うように推移する。このような制御によって期間（ｔ４−ｔ５）中の実吸気温度Tbを極力下げるようにすることで、ＥＧＲガスが過剰であること（つまり、実吸気温度Tbが高いこと）に起因するＮＯｘ排出量の増加を抑制できる。

時点ｔ５の経過後には、ＥＧＲガスが過剰な状態の解消が徐々に進行する。これにより、適切な量のＥＧＲガスが確保されたエンジン運転条件に向けて推移していき、また、時要求ＥＧＲクーラ比率Rtの値が、再び０以上１以下の範囲内に収まっている。このため、吸気温度制御の基本動作（流量比制御弁５２の開度調整）により、実吸気温度Tbを目標吸気温度Tbtに収束させることが可能となる。

１−２−３．吸気温度制御に関するＥＣＵの処理
図５は、本発明の実施の形態１に係る吸気温度制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。ＥＣＵ６０は、ＥＧＲガス導入運転の実行中に、本ルーチンを所定の周期で繰り返し実行する。

図５に示すルーチンでは、ＥＣＵ６０は、まず、要求ＥＧＲクーラ比率Rtを算出する（ステップＳ１００）。要求ＥＧＲクーラ比率Rtは、図３を参照して説明した手法を用いて算出される。

次に、ＥＣＵ６０は、算出された要求ＥＧＲクーラ比率Rtが所定の閾値TH1未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。閾値TH1は、一例として０である。その結果、ステップＳ１０２の判定結果が否定的である場合（Rt≧TH1）には、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１００において算出された要求ＥＧＲクーラ比率Rtを、流量比制御弁５２の開度制御範囲に対応する範囲（０≦Rt≦１）内に収めるための上下限処理を実行する。ステップＳ１０４に進む例としては、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが０（閾値TH1）以上１以下の例（０≦Rt≦１）、及び１よりも大きい例（Rt＞１）が該当する。前者の例では、要求ＥＧＲクーラ比率Rtの修正は必要とされないので行われない。一方、後者の例では、要求ＥＧＲクーラ比率Rtを１に修正するために上下限処理が実行される。

次に、ＥＣＵ６０は、通常開度制御を実行する（ステップＳ１０６）。図４に表されているように、流量比制御弁５２の開度は、ＥＧＲクーラ比率Rと関連付けられている。具体的には、ＥＣＵ６０は、要求ＥＧＲクーラ比率Rtと関連付けられた流量比制御弁５２の開度のマップを記憶している。ステップＳ１０６では、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０２において算出され、又はステップＳ１０４において修正された要求ＥＧＲクーラ比率Rtに応じた開度を上記マップから算出し、算出した開度が得られるように流量比制御弁５２を制御する。

一方、ステップＳ１０２において要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH1未満であると判定した場合（Rt＜TH1）、つまり、上述の「特定条件」が満たされると判断できる場合には、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、ＥＣＵ６０は、上述の開度更新禁止処理を実行する。また、ステップＳ１０２の判定結果が継続して肯定的となる場合には、ＥＣＵ６０は開度更新禁止処理を継続する。これにより、流量比制御弁５２の開度が開度更新禁止処理の開始時点の開度で維持される。

１−２−４．吸気温度制御に関する効果
以上説明したように、本実施形態に係る吸気温度制御によれば、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH1（＝０）未満である場合（すなわち、上述の「特定条件」が満たされる場合）には、開度更新禁止処理が実行される。これにより、流量比制御弁５２を動かす頻度が低下するため、流量比制御弁５２の可動部の摩耗の進行を抑制できる。

より詳細には、開度更新禁止処理によれば、流量比制御弁５２の開度調整を行ったとしても、開度調整の結果として到達する実吸気温度Tbの値と目標吸気温度Tbtとの間に乖離が認められる場合に、不必要又はあまり有効ではない流量比制御弁５２の開度調整が行われないようにすることができる。このため、吸気温度制御を適切に行える状況下での流量比制御弁５２の開度調整の機会を制限しないようにしつつ、流量比制御弁５２の可動部の摩耗の進行を抑制できる。

１−３．実施の形態１に関する変形例（閾値TH1の他の例）
上述した実施の形態１においては、閾値TH1の一例として０が用いられている。しかしながら、閾値TH1は、０以下の値であれば、上記の０の例に限られず、０よりも小さい任意の値（すなわち、任意の負の値）であってもよい。上記（５）式の関係によれば、要求ＥＧＲクーラ比率Rtの値が負側でより大きくなるということは、目標ＥＧＲガス温度Tegrtがバイパス通過ガス温度TegrCBPよりも大きく、かつ、その差がより大きいことに相当する。したがって、要求ＥＧＲクーラ比率Rtの値が負側で大きいほど、フルバイパスライン（R=0）に対応する流量比制御弁５２の開度を選択したときに目標吸気温度Tbtに対する実吸気温度Tbの低下量がより大きくなる。そこで、閾値TH1を任意の負の値とすることによって、あるレベルよりも大きな上記低下量が想定されるときに限って開度更新禁止処理が実行されてもよい。

実施の形態２．
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。以下の説明では、実施の形態２のシステム構成の一例として、図１に示す構成が用いられているものとする。このことは、後述の実施の形態３〜５のシステム構成についても同様である。

２−１．実施の形態２に係る吸気温度制御
本実施形態に係る吸気温度制御は、「開度更新禁止処理」の実行条件に相当する「特定条件」の内容において、実施の形態１に係る吸気温度制御と相違している。

具体的には、実施の形態１では、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH1（＝０）未満である場合に、特定条件が満たされると判断される。これに対し、本実施形態では、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH1（例えば、０）未満である場合だけでなく、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH2（例えば、１）よりも高い未満である場合にも、特定条件が満たされると判断される。なお、閾値TH2は本発明に係る「第２閾値」の一例に相当する。

２−１−１．吸気温度制御の動作例
図６は、本発明の実施の形態２に係る吸気温度制御の動作例を説明するためのタイムチャートである。図６は、以下に説明する点を除き、図４に示す動作例と同様である。

図６に示す例では、図４に示す例と同様に、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが０未満となるＥＧＲガス不足期間において、特定条件が満たされると判断される。さらに、図６に示す例では、ＥＧＲガス過剰期間中の期間（ｔ４−ｔ５）、すなわち、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが１よりも高くなる期間においても、特定条件が満たされると判断される。このため、図６に示す例では、ＥＧＲガス不足期間だけでなく、期間（ｔ４−ｔ５）においても、開度更新禁止処理が実行される。

より詳細には、期間（ｔ４−ｔ５）を対象として開度更新禁止処理が実行されると、この期間（ｔ４−ｔ５）中の流量比制御弁５２の開度が時点ｔ４の開度で維持される。その結果、期間（ｔ４−ｔ５）中の実吸気温度Tbは、図４に示す例と比べて高くなることになる。

時点ｔ５が経過すると、実吸気温度Tbを目標吸気温度Tbtに近づけるために、クーラ通過流量比率が高まるように流量比制御弁５２の開度が調整される。その結果、実吸気温度Tbが目標吸気温度Tbtに収束していく。

２−１−２．吸気温度制御に関するＥＣＵの処理
図７は、本発明の実施の形態２に係る吸気温度制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図７に示すルーチン中のステップＳ１００、及びＳ１０４〜Ｓ１０８の処理については、実施の形態１において既述した通りである。

図７に示すルーチンでは、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１００において要求ＥＧＲクーラ比率Rtを算出した後に、ステップＳ２００に進む。ステップＳ２００では、ＥＣＵ６０は、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH1（例えば、０）未満であること、及び、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH2（例えば、１）よりも高いことのうちの何れか一方が満たされるか否かを判定する。

その結果、ステップＳ２００の判定結果が否定的である場合（TH1≦Rt≦TH2）には、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０４及びＳ１０６の処理を実行する。なお、閾値TH1が０であり、閾値TH2が１である例では、ステップＳ２００の判定結果が否定的である場合には、要求ＥＧＲクーラ比率Rtの値は０以上かつ１以下の範囲内に収まる。このため、この例では、ステップＳ１０４の処理は省略されてもよい。

一方、ステップＳ２００の判定結果が肯定的である場合（Rt＜TH1、又はRt＞TH2）には、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０８に進み、開度更新禁止処理を実行する。

２−１−３．吸気温度制御に関する効果
以上説明したように、本実施形態に係る吸気温度制御によれば、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH1（＝０）未満である場合だけでなく、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH2（＝１）よりも高いである場合にも、開度更新禁止処理が実行される。これにより、ＥＧＲガスの不足時だけでなく、ＥＧＲガスが過剰であることに起因して流量比制御弁５２の開度調整を行ったとしても目標吸気温度Tbtを満たせない場合にも、流量比制御弁５２が駆動されなくなる。これにより、流量比制御弁５２を動かす頻度がより低下するため、流量比制御弁５２の可動部の摩耗の進行をより効果的に抑制できる。

２−２．実施の形態２に関する変形例
２−２−１．開度更新禁止処理の実行条件の他の例
上述した実施の形態２においては、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH1未満である場合、及び、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH2よりも高い場合の双方において、開度更新禁止処理が実行される例を挙げた。しかしながら、本発明に係る「開度更新禁止処理」は、上記の例とは異なり、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが閾値TH2よりも高い場合にのみ実行されてもよい。

２−２−２．閾値TH2の他の例
上述した実施の形態２においては、閾値TH2の一例として１が用いられている。しかしながら、閾値TH2は、１以上の値であれば、上記の１の例に限られず、１よりも大きな任意の値であってもよい。上記（５）式の関係によれば、要求ＥＧＲクーラ比率Rtの値が１を基準としてより大きくなるということは、目標ＥＧＲガス温度Tegrtがクーラ通過ガス温度TegrCよりも低く、かつ、その差の絶対値が大きいことに相当する。したがって、要求ＥＧＲクーラ比率Rtの値が１を基準としてより大きいほど、フルクーラライン（R=1）に対応する流量比制御弁５２の開度を選択したときに目標吸気温度Tbtに対する実吸気温度Tbの増加量がより大きくなる。そこで、閾値TH2を１よりも大きい任意の値とすることによって、あるレベルよりも大きな上記増加量が想定されるときに限って開度更新禁止処理が実行されてもよい。

実施の形態３．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。

３．実施の形態３に係る吸気温度制御
本実施形態に係る吸気温度制御は、「開度更新禁止処理」の実行条件に相当する「特定条件」の内容において、実施の形態１に係る吸気温度制御と相違している。

具体的には、本実施形態では、ＥＧＲクーラ比率Rが０となるように流量比制御弁５２を制御したならば実現されるであろう吸気温度Tbの推定値TbeCBPが算出される。そして、この推定値TbeCBPと目標吸気温度Tbtとの温度差ΔTbeCBPの絶対値が閾値TH3よりも大きい場合に、「特定条件」が満たされると判断される。なお、温度差ΔTbeCBPは本発明に係る「温度差」を示す温度差ΔTinの一例に相当する。また、閾値TH3は本発明に係る「第３閾値」の一例に相当する。

例えば、上記の推定値TbeCBPが図４に示す動作例におけるＥＧＲガス不足期間中に算出された場合には、ＥＧＲガスの不足に起因して、温度差ΔTbeCBPが閾値TH3よりも大きくなる。その結果、特定条件が満たされることになる。

３−１．吸気温度制御に関するＥＣＵの処理
図８は、本発明の実施の形態３に係る吸気温度制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図８に示すルーチン中のステップＳ１００、及びＳ１０４〜Ｓ１０８の処理については、実施の形態１において既述した通りである。

図８に示すルーチンでは、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１００において要求ＥＧＲクーラ比率Rtを算出した後に、ステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、ＥＣＵ６０は、上述の推定値TbeCBP（換言すると、フルバイパスライン（図４、６参照）に対応する開度に流量比制御弁５２を制御したならば実現されるであろう値）を算出する。

推定値TbeCBPの算出は、例えば、次のように行うことができる。すなわち、ＥＣＵ６０は、まず、ステップＳ３００の処理の実行時点の各種の温度及び流量条件において、フルバイパスラインに対応する開度が得られるように流量比制御弁５２を制御したならば実現されるであろう「ＥＧＲガス温度の推定値Tegre」を算出する。この推定値Tegreは、図３を参照して説明した放熱計算を行い、要求ＥＧＲクーラ比率Rtを０とした場合に算出されるバイパス通過ガス温度TegrCBPに等しいものとして算出できる。

そのうえで、算出されたＥＧＲガス温度の推定値Tegreを次の（６）式に代入することにより、吸気温度の推定値TbeCBPを算出することができる。なお、ステップＳ５００の例では、ＥＧＲ率Regr（＝Gegr/(Ga＋Gegr)）の算出に用いられる総ＥＧＲガス流量Gegrの値は、バイパス通過ガス流量GegrCBPと同じである。

次に、ＥＣＵ６０は、算出された推定値TbeCBPと目標吸気温度Tbtとの温度差ΔTbeCBPの絶対値が閾値TH3よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０２）。なお、目標吸気温度Tbtは、例えば、図３を参照して説明した手法を用いて算出できる。

ＥＣＵ６０は、ステップＳ３０２の判定結果が否定的である場合（温度差ΔTbeCBPの絶対値≦閾値TH3）には、ステップＳ１０４及びＳ１０６の処理を実行する。すなわち、この場合には、開度更新禁止処理は実行されない。

一方、ＥＣＵ６０は、ステップＳ３０２の判定結果が肯定的である場合（温度差ΔTbeCBPの絶対値＞閾値TH3）、つまり、上述の「特定条件」が満たされると判断できる場合には、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０８に進み、開度更新禁止処理を実行する。

３−２．吸気温度制御に関する効果
以上説明した本実施形態に係る吸気温度制御によっても、「特定条件」が満たされる場合には、開度更新禁止処理が実行される。このため、実施の形態１と同様に、流量比制御弁５２の可動部の摩耗の進行を抑制できる。

実施の形態４．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。

４−１．実施の形態４に係る吸気温度制御
本実施形態に係る吸気温度制御は、「開度更新禁止処理」の実行条件に相当する「特定条件」の内容において、実施の形態３に係る吸気温度制御と相違している。

具体的には、本実施形態では、実施の形態３で説明した推定値TbeCBPだけでなく、ＥＧＲクーラ比率Rが１となるように流量比制御弁５２を制御したならば実現されるであろう吸気温度Tbの推定値TbeCと目標吸気温度Tbtとの温度差ΔTbeCも算出される。この温度差ΔTbeCも、本発明に係る「温度差」（温度差ΔTin）の他の例に相当する。

そのうえで、本実施形態では、温度差ΔTbeCBPの絶対値が閾値TH3よりも大きい場合、又は、温度差ΔTbeCの絶対値が閾値TH3よりも大きい場合に、「特定条件」が満たされると判断される。

付け加えると、温度差ΔTbeCに関し、例えば、上記の推定値TbeCが図６に示す動作例におけるＥＧＲガス過剰期間内の期間（ｔ４−ｔ５）において算出された場合には、ＥＧＲガスが過剰であることに起因して、温度差ΔTbeCが閾値TH3よりも大きくなる。その結果、特定条件が満たされることになる。

４−１−１．吸気温度制御に関するＥＣＵの処理
図９は、本発明の実施の形態４に係る吸気温度制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図９に示すルーチン中のステップＳ１００、Ｓ１０４〜Ｓ１０８及びＳ３００の処理については、実施の形態１及び３において既述した通りである。

図９に示すルーチンでは、ＥＣＵ６０は、ステップＳ３００において吸気温度Tbの推定値TbeCBPを算出した後に、ステップＳ４００に進む。ステップＳ４００では、ＥＣＵ６０は、上述の推定値TbeC（すなわち、フルクーラライン（図６参照）に対応する開度が得られるように流量比制御弁５２を制御したならば実現されるであろう推定値）を算出する。推定値TbeCは、推定値TbeCBPと同様の手法を用いて算出できる。

次に、ＥＣＵ６０は、推定値TbeCBPと目標吸気温度Tbtとの温度差ΔTbeCBPの絶対値、及び、推定値TbeCと目標吸気温度Tbtとの温度差ΔTbeCの絶対値のうちの何れか一方が閾値TH3よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４０２）。その結果、ＥＣＵ６０は、ステップＳ４０２の判定結果が否定的である場合にはステップＳ１０４に進み、一方、ステップＳ４０２の判定結果が肯定的である場合にはステップＳ１０８に進む。

４−１−２．吸気温度制御に関する効果
以上説明した本実施形態に係る吸気温度制御によれば、実施の形態３に係る吸気温度制御と比べて、流量比制御弁５２を動かす頻度がより低下するため、流量比制御弁５２の可動部の摩耗の進行をより効果的に抑制できる。

４−２．実施の形態４に関する変形例
上述した実施の形態４においては、温度差ΔTbeCBPの絶対値が閾値TH3よりも大きい場合、及び、温度差ΔTbeCの絶対値が閾値TH3よりも大きい場合の双方において、開度更新禁止処理が実行される例を挙げた。しかしながら、本発明に係る「開度更新禁止処理」は、上記の例とは異なり、温度差ΔTbeCの絶対値が閾値TH3よりも大きい場合にのみ実行されてもよい。

実施の形態５．
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の実施の形態５及びその変形例について説明する。

５−１．実施の形態５に係る吸気温度制御
本実施形態に係る吸気温度制御は、特定条件が満たされる場合に、開度更新禁止処理の実行とともに、次のような追加の温度制御処理が行われる点において、実施の形態３に係る吸気温度制御と相違している。

具体的には、上記の追加の温度制御処理は、水冷式のインタークーラ装置２４を利用して、インタークーラ２４ａよりも下流側において（インタークーラ２４ａの直下において）前記吸気通路１８を流れる「吸気の温度」が上昇又は低下するようにインタークーラ装置２４を制御するというものである。図１に示す例では、インタークーラ２４ａは、ＥＧＲガス導入口４４ａよりも上流に配置されているため、ここでいう「吸気の温度」としては、新気温度Taが該当する。

本実施形態の追加の温度制御処理は、一例として、インタークーラ２４ａを流れる冷媒の流量を制御することにより、次のように行われる。すなわち、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが０未満の場合、すなわち、上記の温度差ΔTinが「負の値」を示しつつ特定条件が満たされる場合には、冷媒流量が少なくなるようにウォーターポンプ２８が制御される。一方、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが１よりも高い場合、すなわち、温度差ΔTinが「正の値」を示しつつ特定条件が満たされる場合には、冷媒流量が多くなるようにウォーターポンプ２８が制御される。

５−１−１．追加の温度制御処理を伴う吸気温度制御に関するＥＣＵの処理
図１０は、本発明の実施の形態５に係る吸気温度制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図１０に示すルーチン中のステップＳ１００、Ｓ１０４〜Ｓ１０８、及びＳ２００の処理については、実施の形態１及び２において既述した通りである。

図１０に示すルーチンでは、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０８において開度更新禁止処理を実行した後に、追加の温度制御処理に相当するステップＳ５００〜Ｓ５０４の処理を実行する。まず、ステップＳ５００において、ＥＣＵ６０は、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが０未満であるか否かを判定する。

ＥＣＵ６０は、ステップＳ５００の判定結果が肯定的である場合（Rt＜０）には、ステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２では、ＥＣＵ６０は、インタークーラ２４ａの冷媒流量が少なくなるようにウォーターポンプ２８を制御する。一例として、冷媒流量が所定量だけ少なくなるように、ウォーターポンプ２８が制御される。

一方、ステップＳ５００の判定結果が否定的である場合（Rt≧０）には、ステップＳ５０４に進む。ステップＳ５０４では、ＥＣＵ６０は、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが１よりも高いか否かを判定する。

ＥＣＵ６０は、ステップＳ５０４の判定結果が肯定的である場合（Rt＞１）には、ステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６では、ＥＣＵ６０は、インタークーラ２４ａの冷媒流量が多くなるようにウォーターポンプ２８を制御する。一例として、冷媒流量が所定量だけ多くなるように、ウォーターポンプ２８が制御される。

一方、ステップＳ５０４の判定結果が否定的である場合（Rt≦１）には、ＥＣＵ６０は、今回の処理サイクルを終了する。なお、閾値TH1が０であり、閾値TH2が１である例では、ステップＳ２００の判定結果が肯定的である場合には、要求ＥＧＲクーラ比率Rtは０未満又は１よりも高くなる。このため、この例では、ステップＳ５０４の処理は省略され、ステップＳ５００の判定結果が否定的である場合には、処理が直接ステップＳ５０６に進んでもよい。

５−１−２．追加の温度制御処理を伴う吸気温度制御に関する効果
以上説明したように、本実施形態に係る吸気温度制御によれば、開度更新禁止処理が実行される場合には、追加の温度制御処理が実行される。これにより、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが０未満の場合、つまり、流量比制御弁５２の開度調整を行ったとしても、開度調整の結果として到達する実吸気温度Tbの値が目標吸気温度Tbtよりも低い場合には、冷媒流量の減少により新気温度Taを上昇させることができる。一方、要求ＥＧＲクーラ比率Rtが１よりも高い場合、つまり、流量比制御弁５２の開度調整を行ったとしても、開度調整の結果として到達する実吸気温度Tbの値が目標吸気温度Tbtよりも高い場合には、冷媒流量の増加により新気温度Taを低下させることができる。

上記の追加の温度制御処理によって新気温度Taを必要に応じて上昇又は低下させることにより、開度更新禁止処理の実行（つまり、流量比制御弁５２の可動部の摩耗の進行抑制）のために流量比制御弁５２による吸気温度Tbの調整が行われない場合に、他の手段を利用して実吸気温度Tbを目標吸気温度Tbtに近づけられるようになる。

５−２．実施の形態５に関する変形例
上述した実施の形態５においては、追加の温度制御処理は、インタークーラ２４ａの冷媒流量の制御により行われた。しかしながら、追加の温度制御処理は、上記の冷媒流量の例に代え、例えば、次のように実行されてもよい。

図１１は、インタークーラ装置の他の構成例を説明するための図である。図１１に示す構成を有するインタークーラ装置７０は、以下に説明する点を除き、図１に示すインタークーラ装置２４と同様に構成されているものとする。

図１１に示すように、インタークーラ装置７０は、インタークーラバイパス通路７２及び流路切替弁７４を備えている。インタークーラバイパス通路７２は、吸気通路１８に接続され、インタークーラ２４ａをバイパスしている。より詳細には、インタークーラバイパス通路７２は、一例として、吸気通路１８におけるコンプレッサ１２ｂとインタークーラ２４ａとの間の部位と、インタークーラ２４ａとスロットル３４との間の部位とを接続している。

流路切替弁７４は、インタークーラバイパス通路７２に配置されている。流路切替弁７４は、吸気がインタークーラ２４ａを流れる「クーラ通過流路形態」と、吸気がバイパス通路７２を流れる「クーラバイパス流路形態」とを切り替える機能を有する。このために、流路切替弁７４は、一例として、バイパス通路７２を開閉するように構成されている。流路切替弁７４は、ＥＣＵ６０に電気的に接続されている。

流路切替弁７４が閉じられると、コンプレッサ１２ｂを通過した吸気は、インタークーラ２４ａを通って各気筒に吸入される。つまり、「クーラ通過流路形態」が実現される。一方、流路切替弁７４が開かれると、コンプレッサ１２ｂを通過した吸気は、バイパス通路７２を通って各気筒に吸入される。つまり、「クーラバイパス流路形態」が実現される。

追加の温度制御処理の他の例として、クーラ通過流路形態が選択されている状況下においてステップＳ５００（図１０参照）の判定結果が肯定的となる場合に、クーラバイパス流路形態が選択されるように流路切替弁７４が制御されてもよい。これにより、新気温度Ta（上記の「吸気の温度」の例）を上昇させることができる。

また、追加の温度制御処理の他の例として、クーラバイパス流路形態が選択されている状況下においてステップＳ５０４（図１０参照）の判定結果が肯定的となる場合に、クーラ通過流路形態が選択されるように流路切替弁７４が制御されてもよい。これにより、新気温度Ta（上記の「吸気の温度」の例）を低下させることができる。

また、インタークーラ装置７０が任意の中間開度に制御可能な流路切替弁を有するならば、追加の温度制御処理は、例えば、次のように実行されてもよい。すなわち、ステップＳ５００の判定結果が肯定的となる場合に、インタークーラ２４ａを流れる新気の流量の比率が減少するように流路切替弁が制御されてもよい。また、ステップＳ５０４の判定結果が肯定的となる場合に、インタークーラ２４ａを流れる新気の流量の比率が増加するように流路切替弁が制御されてもよい。

なお、実施の形態５又は上記変形例において説明した追加の温度制御処理は、実施の形態３に係る吸気温度制御に代え、他の実施の形態１、２又は４に係る吸気温度制御と組み合わされてもよい。

他の実施の形態．
６−１．内燃機関の他の例
上述した実施の形態１〜５においては、過給エンジンである内燃機関１０が例示された。しかしながら、過給機を備えない自然吸気エンジンであっても、エンジン運転条件が過渡的に変化する場合（例えば、加速時）に、ＥＧＲガスの応答遅れ（不足又は過剰）が生じ得る。したがって、本発明に係る「吸気温度制御」は、過給エンジンに代え、自然吸気エンジンに適用されてもよい。

６−２．ＥＧＲ装置の他の例
上述した実施の形態１〜５においては、ＨＰＬ式のＥＧＲ装置４２が例示された。しかしながら、本発明の対象となる「ＥＧＲ装置」の方式は、必ずしもＨＰＬ式に限られず、例えば、コンプレッサよりも上流側の吸気通路とタービンよりも下流側の排気通路とを接続するＥＧＲ通路を用いる低圧ループ式であってもよく、或いは、自然吸気エンジンで用いられる一般的な方式であってもよい。

なお、以上説明した各実施の形態に記載の例及び他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。

１０ 内燃機関
１２ａ ターボ過給機のタービン
１２ｂ ターボ過給機のコンプレッサ
１６ 気筒
１８ 吸気通路
１８ａ 吸気マニホールド
２２ エアフローセンサ
２４、７０ インタークーラ装置
２４ａ インタークーラ
２８ ウォーターポンプ
３２、３８ 吸気温度センサ
４０ 排気通路
４２ ＨＰＬ式のＥＧＲ装置
４４ ＥＧＲ通路
４６ ＥＧＲクーラ
４８ ＥＧＲ弁
５０ ＥＧＲクーラバイパス通路
５２ 流量比制御弁
６０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
７２ インタークーラバイパス通路
７４ 流路切替弁

Claims (5)

1. 内燃機関の吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲクーラと、
   前記ＥＧＲ通路に接続され、前記ＥＧＲクーラをバイパスするＥＧＲクーラバイパス通路と、
   前記ＥＧＲ通路及び前記ＥＧＲクーラバイパス通路を流れるＥＧＲガスの総流量に対する、前記ＥＧＲクーラを流れるＥＧＲガスの流量の流量比であるＥＧＲクーラ比率Rを開度調整によって制御可能な流量比制御弁と、
   を有するＥＧＲ装置を備える前記内燃機関を制御する制御装置であって、
   前記制御装置は、前記吸気通路にＥＧＲガスを導入するＥＧＲガス導入運転の実行中に、前記内燃機関の気筒内に吸入されるガスの温度である吸気温度Tbが目標吸気温度Tbtに近づくように前記流量比制御弁の開度を調整する吸気温度制御を実行するように構成され、
   前記吸気温度制御において、前記制御装置は、前記流量比制御弁の開度調整を行ったとしても、前記開度調整の結果として到達するであろう前記吸気温度Tbの値から前記目標吸気温度Tbtを引いて得られる温度差があるという特定条件が満たされる場合に、前記流量比制御弁の開度更新を禁止する開度更新禁止処理を実行する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記吸気温度を前記目標吸気温度に近づけるために必要な前記ＥＧＲクーラ比率Rの要求値である要求ＥＧＲクーラ比率Rtは、以下の（１）式に従って算出され、
   前記（１）式中の目標ＥＧＲガス温度Tegrtは、前記吸気通路に導入されるＥＧＲガスの温度Tegrの目標値であり、以下の（２）式に従って算出され、
   前記制御装置は、前記要求ＥＧＲクーラ比率Rtが０以下の第１閾値未満である場合、又は、前記ＥＧＲクーラ比率Rtが１以上の第２閾値よりも高い場合に、前記特定条件が満たされると判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
   

   

   
   

   

   ただし、上記（１）式において、TegrCは前記ＥＧＲクーラを通過したＥＧＲガスの温度であり、TegrCBPは前記ＥＧＲクーラバイパス通路を流れるＥＧＲガスの温度であり、上記（２）式において、RegrはＥＧＲ率であり、Taは前記吸気通路に対するＥＧＲガス導入口よりも上流における新気の温度である。
3. 前記温度差は、前記ＥＧＲクーラ比率Rが０又は１となるように前記流量比制御弁を制御したならば実現されるであろう前記吸気温度の推定値と前記目標吸気温度との差であって、
   前記制御装置は、前記温度差の絶対値が第３閾値よりも大きい場合に、前記特定条件が満たされると判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記内燃機関は、
   吸気を過給する過給機と、
   前記過給機のコンプレッサよりも下流側において前記吸気通路に配置されたインタークーラを有し、吸気を冷却する水冷式のインタークーラ装置と、
   を含み、
   前記制御装置は、前記温度差が負の値を示しつつ前記特定条件が満たされる場合に、前記インタークーラよりも下流側において前記吸気通路を流れる吸気の温度が上昇するように前記インタークーラ装置を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関は、
   吸気を過給する過給機と、
   前記過給機のコンプレッサよりも下流側において前記吸気通路に配置されたインタークーラを有し、吸気を冷却する水冷式のインタークーラ装置と、
   を含み、
   前記制御装置は、前記温度差が正の値を示しつつ前記特定条件が満たされる場合に、前記インタークーラよりも下流側において前記吸気通路を流れる吸気の温度が低下するように前記インタークーラ装置を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。

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