(57)【要約】  排気還流装置(３６)が組み込まれた内燃機関(１０)に対する停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関に対する始動要求に従って再び内燃機関を始動させることができる本発明による内燃機関の運転制御方法は、内燃機関(１０)がＥＧＲ制御弁(４４)と開閉弁(４５)との間のＥＧＲ通路(４３ａ)にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にある場合、ＥＧＲ制御弁(４４)および開閉弁(４５)をそれぞれ全閉状態にし、吸気通路(２４ａ)から内燃機関(１０)に導かれる吸気圧が内燃機関の運転状態に基づいて設定された吸気圧の目標値以上になったならば、開閉弁(４５)を全開状態に切り換え、所定時間経過後に開閉弁(４５)を再び全閉状態に切り換え、低酸素濃度の高圧ＥＧＲガスをＥＧＲ通路(４３ａ)に一時的に貯留する。
2012150619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、
内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、
内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁を全閉状態にするステップと、
ＥＧＲ制御弁を全閉状態にした後、排気通路に介在してＥＧＲ通路に導かれる排気の圧力と、ＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路に介在するＥＧＲガスの圧力とを比較するステップと、
排気通路に介在してＥＧＲ通路に導かれる排気の圧力がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路に介在するＥＧＲガスの圧力よりも低くなった場合、開閉弁を全閉状態にするステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項２】
排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、
内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、
内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁を全閉状態にするステップと、
ＥＧＲ制御弁を全閉状態にした後、スロットル開度の変化率が所定値未満か否かを判定するステップと、
スロットル開度の変化率が所定値未満であると判定した場合、開閉弁を全閉状態にするステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項３】
排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、
内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、
内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁および開閉弁をそれぞれ全閉状態にするステップと、
ＥＧＲ制御弁および開閉弁を全閉状態にした後、スロットル開度の変化率が所定値以下か否かを判定するステップと、
スロットル開度の変化率が所定値以下であると判定した場合、開閉弁を全開状態に切り換えるステップと、
開閉弁を全開状態に切り換えてから所定時間経過後に開閉弁を再び全閉状態に切り換えるステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項４】
排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、
内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、
内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁および開閉弁をそれぞれ全閉状態にするステップと、
内燃機関の運転状態に基づいて吸気通路から内燃機関に導かれる吸気圧の目標値を設定するステップと、
吸気通路から内燃機関に導かれる吸気圧と、設定された吸気圧の目標値とを比較するステップと、
ＥＧＲ制御弁および開閉弁を全閉状態にした後、吸気通路から内燃機関に導かれる吸気圧が設定された吸気圧の目標値以上の場合、開閉弁を全開状態に切り換えるステップと、
開閉弁を全開状態に切り換えてから所定時間経過後に開閉弁を再び全閉状態に切り換えるステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項５】
全閉状態にある開閉弁を全開状態に切り換える前記ステップは、
内燃機関の運転状態に基づき、開閉弁の全閉状態から全開状態への切り換えに要する目標時間を算出するステップと、
算出された目標時間となるように開閉弁を全開状態に切り換えるステップと
を含むことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項６】
開閉弁を全開状態に切り換えてから所定時間経過後に開閉弁を再び全閉状態に切り換える前記ステップは、
ＥＧＲ制御弁を全開状態にした後、スロットル開度の変化率が所定値以下か否かを判定するステップと、
スロットル開度の変化率が所定値以下であると判定した場合、所定時間の経過を待つことなく、直ちに開閉弁を全閉状態に切り換えるステップと
を含むことを特徴とする請求項３から請求項５の何れかに記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項７】
蓄圧可能運転状態は、アクセル開度の変化率が所定値以上であることを含む請求項１から請求項６の何れかに記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項８】
蓄圧可能運転状態は、アクセル開度が所定値以上であることを含む請求項１から請求項７の何れかに記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項９】
蓄圧可能運転状態が非ＥＧＲ運転領域にあることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の内燃機関の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気通路内を流れる排気の一部を吸気通路から燃焼室内に戻し、燃焼室内における混合気の燃焼温度を低下させることにより、排気中に占める窒素酸化物の割合を低減させるようにしたＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気還流）装置が知られている。このＥＧＲ装置においては、両端が吸気通路と排気通路とに連通するＥＧＲ通路の途中にこのＥＧＲ通路を開閉し得るＥＧＲ制御弁を介装し、所定の運転領域にて排気を吸気通路側へ還流させている。【０００３】
近年、排気の浄化に対する社会的要求が著しく高まっており、このような観点から車両が停止中の場合には内燃機関の作動を停止させ、燃料の無駄な消費を抑制すると同時に二酸化炭素の無駄な排出を防止する、いわゆるアイドルストップ制御も推進されている。しかしながら、このようなアイドルストップ制御における内燃機関の再始動時には、ＥＧＲ通路には有効となる排気が介在していないため、特に始動の最初に燃料と共に燃焼室に供給される吸気に対し、排気を含ませることが困難である。【０００４】
このような問題を解決する技術が特許文献１にて提案されている。すなわち、アイドルストップ制御において、内燃機関の停止時にＥＧＲ通路にＥＧＲガスを一時的に貯留しておき、内燃機関の再始動時、特に最初に供給される燃料が燃焼する初爆気筒に対し、ＥＧＲガスを吸気に加えて供給できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６２９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、ＥＧＲ通路に一時的に貯留されるＥＧＲガスは、内燃機関の停止直前の排気通路を流れていた比較的酸素濃度の高い排気の一部であり、低酸素濃度のＥＧＲガスをＥＧＲ通路に貯留することが本質的に困難である。このため、内燃機関の再始動時にＥＧＲ弁を開弁しても、狙い通りに排気温の低下を行うことが困難であり、結果として内燃機関の再始動時におけるＮＯｘの発生を抑制する効果を余り期待することができない。【０００７】
本発明の目的は、一時的な停止状態にある内燃機関を再始動させる際に、その初爆気筒に対しても適正なＥＧＲ制御を行い得る排気還流装置が組み込まれた内燃機関の運転制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の形態は、排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁を全閉状態にするステップと、ＥＧＲ制御弁を全閉状態にした後、排気通路に介在してＥＧＲ通路に導かれる排気の圧力と、ＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路に介在するＥＧＲガスの圧力とを比較するステップと、排気通路に介在してＥＧＲ通路に導かれる排気の圧力がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路に介在するＥＧＲガスの圧力よりも低くなった場合、開閉弁を全閉状態にするステップとを具えたことを特徴とするものである。【０００９】
本発明の第２の形態は、排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁を全閉状態にするステップと、ＥＧＲ制御弁を全閉状態にした後、スロットル開度の変化率が所定値以下か否かを判定するステップと、スロットル開度の変化率が所定値以下であると判定した場合、開閉弁を全閉状態にするステップとを具えたことを特徴とするものである。【００１０】
本発明の第３の形態は、排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁および開閉弁をそれぞれ全閉状態にするステップと、ＥＧＲ制御弁および開閉弁を全閉状態にした後、スロットル開度の変化率が所定値以下か否かを判定するステップと、スロットル開度の変化率が所定値以下であると判定した場合、開閉弁を全開状態に切り換えるステップと、開閉弁を全開状態に切り換えてから所定時間経過後に開閉弁を再び全閉状態に切り換えるステップとを具えたことを特徴とするものである。【００１１】
本発明の第４の形態は、排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁および開閉弁をそれぞれ全閉状態にするステップと、内燃機関の運転状態に基づいて吸気通路から内燃機関に導かれる吸気圧の目標値を設定するステップと、吸気通路から内燃機関に導かれる吸気圧と、設定された吸気圧の目標値とを比較するステップと、ＥＧＲ制御弁および開閉弁を全閉状態にした後、吸気通路から内燃機関に導かれる吸気圧が設定された吸気圧の目標値以上の場合、開閉弁を全開状態に切り換えるステップと、開閉弁を全開状態に切り換えてから所定時間経過後に開閉弁を再び全閉状態に切り換えるステップとを具えたことを特徴とするものである。【００１２】
本発明の第１または第２の形態による内燃機関の運転制御方法において、全閉状態にある開閉弁を全開状態に切り換えるステップは、内燃機関の運転状態に基づき、開閉弁の全閉状態から全開状態への切り換えに要する目標時間を算出するステップと、算出された目標時間となるように開閉弁を全開状態に切り換えるステップとを含むことができる。【００１３】
また、開閉弁を全開状態に切り換えてから所定時間経過後に開閉弁を再び全閉状態に切り換えるステップは、ＥＧＲ制御弁を全開状態にした後、スロットル開度の変化率が所定値以下か否かを判定するステップと、スロットル開度の変化率が所定値以下であると判定した場合、所定時間の経過を待つことなく、直ちに開閉弁を全閉状態に切り換えるステップとを含むものであってよい。【００１４】
本発明の第１〜第４の何れかの形態による内燃機関の運転制御方法において、蓄圧可能運転状態は、アクセル開度の変化率が所定値以上であることを含むことができる。あるいは、アクセル開度が所定値以上であることを含むことができる。また、蓄圧可能運転状態が非ＥＧＲ運転領域にあってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスをＥＧＲ通路に閉じ込めることができる。この結果、内燃機関の再始動時に初爆気筒に対しても良好なＥＧＲ制御を行うことが可能となり、排気中に含まれるＮＯｘをより少なくすることができる。【００１６】
特に、本発明の第２〜第４の形態によると、運転者の操作に応じた加速感を阻害することなく、より高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスをＥＧＲ通路に一時的に閉じ込めることができる。【００１７】
開閉弁の全閉状態から全開状態への切り換えに要する目標時間を内燃機関の運転状態に基づいて算出し、算出された目標時間となるように開閉弁を全開状態に切り換えるようにした場合、排気圧の低下を最小限に抑えて操縦性の悪化を抑制することができる。また、ＥＧＲガスをより確実にＥＧＲ通路に閉じ込めることが可能となる。【００１８】
開閉弁を所定時間全開状態に切り換え、再び全閉状態に戻す際に、スロットル開度の変化率が所定値以下の場合、開閉弁を直ちに全閉状態に切り換えるようにした場合、高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスをより確実にＥＧＲ通路に閉じ込めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による内燃機関の運転制御方法を圧縮点火方式の内燃機関に応用した一実施形態の概念図である。
【図２】図１に示した実施形態における制御ブロック図である。
【図３】図１に示した実施形態において、エンジン回転速度と燃料噴射量とＥＧＲ運転領域との関係を表すマップである。
【図４】図１に示した実施形態において、エンジン回転速度と燃料噴射量と目標吸気圧との関係を表すマップである。
【図５】排気圧に対するＥＧＲガス圧の比と、開閉弁の開弁目標所要時間と、可変ノズルベーン付排気タービン式過給機の可変ノズルベーンの開度との関係を表すマップである。
【図６】図１に示した実施形態における制御の流れを模式的に示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態における制御の流れを模式的に示すフローチャートである。
【図８】本発明の別な実施形態における制御の流れを模式的に示すフローチャートである。
【図９】本発明のさらに別な実施形態における制御の流れを模式的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明による内燃機関の運転制御方法を圧縮点火方式の内燃機関に応用した実施形態について、図１〜図９を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施形態のみに限らず、必要に応じてこれらをさらに組み合わせたり、本発明の適用対象となるものに要求される特性に応じてその構成を自由に変更することが可能である。例えば、ガソリンやアルコールまたはＬＮＧ（液化天然ガス）などを燃料としてこれを点火プラグにて着火させる火花点火方式の内燃機関に対しても本発明は有効である。
【００２１】
本実施形態におけるエンジンシステムの概念を図１に示し、このエンジンシステムにおける制御ブロックを図２に示す。すなわち、本実施形態におけるエンジン１０は、燃料である軽油を燃料噴射弁１１から圧縮状態にある燃焼室１２内に直接噴射することにより、自然着火させる圧縮点火方式の多気筒内燃機関である。しかしながら、単気筒の内燃機関であっても本発明を適用し得ることは言うまでもない。
【００２２】
燃焼室１２にそれぞれ臨む吸気ポート１３および排気ポート１４が形成されたシリンダーヘッド１５には、図示しない動弁機構と、先の燃料噴射弁１１とが組み込まれている。
【００２３】
本実施形態における動弁機構は、吸気ポート１３を開閉する吸気弁１６および排気ポート１４を開閉する排気弁１７を含み、エンジン１０の運転状態に応じて吸気弁１６および排気弁１７の開閉タイミングを変更し得るものである。しかしながら、吸気弁１６および排気弁１７の開閉タイミングが固定された動弁機構を採用することも可能である。
【００２４】
燃料噴射弁１１は、これら吸気弁１６および排気弁１７に挟まれるように燃焼室１２の上端中央に臨んで配されている。本実施形態における燃料噴射弁１１は、燃料である軽油を圧縮行程の終了前後、つまりピストン１８の圧縮上死点前後に燃焼室１２内に直接噴射する直噴単噴射型式のものである。しかしながら、この圧縮行程での燃料噴射に加え、着火遅れを抑制するために圧縮行程の途中においてにも噴射する多噴射型式のものを採用することも可能である。
【００２５】
燃料噴射弁１１から燃焼室１２内に供給される燃料の量および噴射タイミングは、運転者によるアクセルペダル１９の踏み込み量を含む車両の運転状態に基づいてＥＣＵ(Electronic Control Unit)２０により制御される。アクセルペダル１９の踏み込み量は、アクセル開度センサー２１により検出され、その検出情報がＥＣＵ２０に出力される。より具体的には、アクセル開度センサー２１からの検出信号を含む車両の運転状態に基づき、ＥＣＵ２０の燃料噴射設定部２２がエンジン１０の駆動トルク、つまり燃料噴射弁１１からの燃料の噴射量、つまり供給量と、その噴射時期とを設定する。ＥＣＵ２０の燃料噴射弁駆動部２３は、この燃料噴射設定部２２にて設定された燃料噴射量に対応した燃料が設定された噴射時期に噴射されるように、燃料噴射弁１１を駆動する。
【００２６】
吸気ポート１３に連通するようにシリンダーヘッド１５に連結されて吸気ポート１３と共に吸気通路２４ａを画成する吸気管２４の途中には、吸気通路２４ａの開度を調整するためのスロットル弁２５が組み込まれている。このスロットル弁２５の開度は、アクセル開度センサー２１によって検出されるアクセルペダル１９の踏み込み量や車両の運転状態に基づき、ＥＣＵ２０のスロットル開度設定部２６にて設定される。そして、このスロットル開度設定部２６にて設定された開度となるように、ＥＣＵ２０のスロットル弁駆動部２７がスロットルアクチュエーター２８を介してスロットル弁２５の駆動を行う。
【００２７】
ピストン１８が往復動するシリンダーブロック２９には、連接棒３０を介してピストン１８が連結されるクランク軸３１の回転位相、つまりクランク角を検出してこれをＥＣＵ２０に出力するクランク角センサー３２が取り付けられている。ＥＣＵ２０は、クランク角センサー３２からの情報に基づいてクランク軸３１の回転位相やエンジン回転速度を実時間で把握する。
【００２８】
エンジン１０には、排気タービン式過給機３３と、排気浄化装置３４と、排気通路３５ａ内を流れる排気の一部を吸気通路２４ａに導くＥＧＲ装置３６とが組み付けられている。
【００２９】
排気タービン式過給機（以下、単に過給機と記述する）３３は、排気通路３５ａを流れる排気の運動エネルギーを利用して燃焼室１２への過給を行い、吸気密度を高め、吸気流量を増加させるためのものである。この過給機３３は、コンプレッサー３３ａとこのコンプレッサー３３ａと一体に回転するタービン３３ｂとで主要部が構成されている。コンプレッサー３３ａは、スロットル弁２５よりも上流側に位置する吸気管２４の途中に組み込まれている。タービン３３ｂは、排気ポート１４に連通するようにシリンダーヘッド１５に連結された排気管３５の途中に組み込まれている。本実施形態におけるタービン３３ｂは、車両の運転状態に基づき、ＥＣＵ２０のベーン駆動部３７によりベーンアクチュエーター３８（図２参照）を介して開度が制御される図示しない可変ノズルベーンを具えている。つまり、ベーンアクチュエーター３８を作動して可変ノズルベーンの開度を変更することにより、排気の運動エネルギーの利用効率を変え、結果として吸気圧力を変更することができる。このため、ＥＣＵ２０のベーン開度設定部３９は、車両の運転状態に基づいて過給機３３のタービン３３ｂのベーン開度を設定する。先のベーン駆動部３７は、このベーン開度設定部３９にて設定されたベーン開度となるように、ベーンアクチュエーター３８を介して可変ノズルベーンを駆動する。
【００３０】
なお、高温の排気にさらされるタービン３３ｂ側からの伝熱によりコンプレッサー３３ａを介して加熱される吸気温度を低下させるため、コンプレッサー３３ａとサージタンク４０との間の吸気通路２４ａの途中には、インタークーラー４１が組み込まれている。また、過給器のコンプレッサー３３ａよりも上流側の吸気管２４には、ここの吸気通路２４ａを流れる吸気の流量を検出してこれをＥＣＵ２０に出力するエアーフローメーター４２が設けられている。
【００３１】
燃焼室１２内での混合気の燃焼により生成する有害物質を無害化するための排気浄化装置３４は、過給機３３のタービン３３ｂよりも下流側の排気通路３５ａを画成する排気管３５の途中に配されている。本実施形態における排気浄化装置３４は、少なくとも酸化触媒コンバーター３４ａを有するが、ＤＰＦ(Diesel Particulate Filter)や、ＮＯｘ触媒などの他の触媒コンバーターを追加することも可能である。
【００３２】
排気中の窒素酸化物の低減を企図したＥＧＲ装置３６は、ＥＧＲ通路４３ａを画成するＥＧＲ管４３と、このＥＧＲ管４３に相隔てて設けられるＥＧＲ制御弁４４および開閉弁４５と、熱交換器４６とを具えている。ＥＧＲ管４３は、排気ポート１４と共に排気通路３５ａを画成する排気管３５に一端が連通すると共に他端が上述したスロットル弁２５とこのスロットル弁２５よりも下流側に配されたサージタンク４０との間の吸気管２４内に連通している。
【００３３】
吸気管２４とＥＧＲ管４３との接続部分に近接してＥＧＲ管４３の一端側に配され、ＥＣＵ２０によりその作動が制御されるＥＧＲ制御弁４４は、ＥＧＲ通路４３ａから吸気通路２４ａへと還流されるＥＧＲガスとしての排気の流量を制御する。より具体的には、エンジン１０がエンジン回転速度と燃料噴射量とに関係付けて予め設定された図３の斜線で示すＥＧＲ運転領域にある場合、ＥＣＵ２０のＥＧＲ量設定部４７は、燃焼室１２内に還流すべきＥＧＲ量、つまりＥＧＲ制御弁４４の開度を設定する。ＥＣＵ２０のＥＧＲ弁駆動部４８は、ＥＧＲ量設定部４７にて設定された開度にＥＧＲ制御弁４４を制御し、それ以外の場合は基本的にＥＧＲ通路４３ａを塞ぐように閉じた状態に保持する。
【００３４】
排気管３５とＥＧＲ管４３との接続部分側に配される開閉弁４５は、ＥＣＵ２０の開閉弁駆動部４９によってＥＧＲ通路４３ａに対する開閉動作が制御される。本実施形態では、過給機３３の可変ノズルベーンの開度と、ＥＧＲ管４３の他端に対する排気管３５の接続部分の直近の排気通路３５ａを流れる排気圧ＰＥと、ＥＧＲガスの圧力Ｐｅとに基づき、開閉弁４５の開弁に要する時間ｔを制御し得るようになっている。このため、ＥＧＲ管４３の他端との連通部分の直近の排気通路３５ａを流れる排気の圧力ＰＥを検出するための排気圧センサー５０と、ＥＧＲ通路４３ａに介在するＥＧＲガスの圧力Ｐｅを検出するＥＧＲガス圧センサー５１とが設けられている。これら２つのセンサー５０，５１からの検出信号は、ＥＣＵ２０に出力される。
【００３５】
なお、先の開閉弁４５が閉弁状態から開弁状態に切り替わる場合、排気圧ＰＥの急激な変化に伴って過給機３３の作動に悪影響を与えることが懸念される。このため、本実施形態においては過給機３３の可変ノズルベーンの開度に応じて開閉弁４５の開弁に要する時間（以下、これを開弁目標所要時間と呼称する）ｔを適切に設定している。より具体的には、ＥＣＵ２０の開閉弁開弁時間設定部５２には図４に示すような開閉弁４５の開弁目標所要時間ｔに関するマップが記憶されている。このマップは、排気圧センサー５０によって検出される排気圧ＰＥに対し、ＥＧＲガス圧センサー５１によって検出されるＥＧＲガス圧Ｐｅの割合と、過給機３３の可変ノズルベーンの開度とを関係付けて予め設定したものである。開閉弁開弁時間設定部５２は、このマップから読み出した開閉弁４５の開弁目標所要時間ｔを先の開閉弁駆動部４９に出力し、開閉弁駆動部４９は開閉弁４５が開弁目標所要時間ｔにて全開状態に至るように、開閉弁４５の開弁速度を制御する。従って、排気圧ＰＥの急激な変化に伴って過給機３３の作動に悪影響を与えることが懸念されない場合や、エンジン１０に過給機３３が組み込まれていない場合、このような制御が不要であることに注意されたい。
【００３６】
本実施形態では、閉止したＥＧＲ制御弁４４と開閉弁４５とで仕切られるＥＧＲ通路４３ａの容積がエンジン１０の排気量とほぼ同じになるように、ＥＧＲ制御弁４４と開閉弁４５との間隔およびこれらの間のＥＧＲ通路４３ａの内径が適切に設定されている。ＥＧＲ通路４３ａに流入する排気の温度を低減させるための熱交換器４６は、ＥＧＲ管４３の他端側、つまり排気管３５およびＥＧＲ管４３の接続部分と開閉弁４５との間に位置するＥＧＲ管４３の途中に配されている。この熱交換器４６には、シリンダーブロック２９に形成された水ジャケット５３を流れる冷却水が導かれ、高温の排気を効率よく冷却することによって、ＥＧＲ通路４３ａに導かれるＥＧＲガスの充填効率を高める。
【００３７】
従って、ＥＧＲ通路４３ａを介して吸気通路２４ａ内に還流される排気と共に燃焼室１２内に供給される吸気は、燃料噴射弁１１から燃焼室１２内に噴射される燃料と混合気を形成する。そして、ピストン１８の圧縮上死点直前にて自然着火して燃焼し、これによって生成する排気が排気浄化装置３４を通って排気管３５から大気中に排出される。この場合、吸気中に含まれるＣＯ２濃度の増加に伴う吸気温度の低下によって燃焼ガス温度が低下するため、燃焼に伴って生成する窒素酸化物の量が抑制されることとなる。
【００３８】
本発明においては、エンジン停止要求に基づく一時的なエンジン１０の停止後にエンジン始動要求に基づいてエンジン１０を再始動させる際、その初爆気筒に対してもＥＧＲ制御を有効に行うことができるようにしている。このため、予めＥＧＲ通路４３ａに高圧かつ低酸素濃度の排気をＥＧＲガスとして一時的に貯留する必要がある。このような高圧かつ低酸素濃度の排気が得られる運転状態、つまり本発明における蓄圧可能運転状態は、エンジン１０が高負荷の非ＥＧＲ運転領域にある場合を第１に挙げることができる。この他、エンジン１０がＥＧＲ運転領域内であってもＥＧＲ制御弁４４が閉じたままの状態となる場合、具体的には運転者によるアクセルペダル１９の踏み込み量が急激に増大する場合も、本発明における蓄圧可能運転状態と言える。
【００３９】
しかしながら、アクセル開度の変化率αｎが正の所定値αＲ以上となる後者の場合、開閉弁４５を開弁状態のままにしておくと、排気の一部がＥＧＲ通路４３ａ側へと流入することとなる。この結果、排気圧ＰＥの上昇が遅れて駆動トルクの上昇の遅れや運転者の加速フィーリングを阻害する懸念がある。このため、本実施形態では吸気圧センサー５４によって検出される吸気圧Ｐｎがエンジン回転速度と燃料噴射量とから設定される目標吸気圧ＰＲに達するまで、開閉弁４５を閉弁状態に保持する。そして、吸気圧Ｐｎが目標吸気圧ＰＲに達した時点で開閉弁４５を開弁し、排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路４３ａに導くようにしている。
【００４０】
上述した目標吸気圧ＰＲは、ＥＣＵ２０の目標吸気圧算出部５５にて算出される。このため、本実施形態における目標吸気圧算出部５５には、エンジン回転速度と燃料噴射量とに関係付けて予め設定された図５に示すようなマップが記憶されており、このマップに基づいて目標吸気圧ＰＲが読み出される。また、先の吸気圧センサー５４は、ＥＧＲ管４３との連通部分よりも下流側の吸気管２４に設けられ、ここを流れる吸気の圧力Ｐｎを検出してこれをＥＣＵ２０に出力する。
【００４１】
なお、本発明における「エンジン停止要求」とは、エンジン１０の運転中にアクセルペダル１９の踏み込み量が０かつ車速が０となった場合を言う。また、本発明における「エンジン始動要求」とは、「エンジン停止要求」によってエンジン１０を停止した状態から、運転者が車両の発進のためにアクセルペダル１９が踏み込まれた場合を言う。
【００４２】
ＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器および入出力インタフェースなどを含むマイクロコンピュータを含む。本実施形態におけるＥＣＵ２０は、前述の各種センサー２１，３２，５０，５１，５４およびエアーフローメーター４２などからの検出情報に基づき、エンジン１０およびこのエンジン１０が搭載される車両の運転状態を把握する。そして、予め設定されたプログラムに従ってエンジン１０の運転がなされるように、燃料噴射弁１１，スロットルアクチュエーター２８，ベーンアクチュエーター３８，ＥＧＲ制御弁４４，開閉弁４５および後述するエンジン始動モーター５６などの作動を制御する。このため、本実施形態におけるＥＣＵ２０は、先の燃料噴射設定部２２，燃料噴射弁駆動部２３，スロットル開度設定部２６，スロットル弁駆動部２７，ベーン開度設定部３９，ベーン駆動部３７，ＥＧＲ量設定部４７，ＥＧＲ弁駆動部４８，開閉弁駆動部４９，開閉弁開弁時間設定部５２，目標吸気圧算出部５５に加え、運転状態判定部５７および始動モーター駆動部５８とをさらに具えている。
【００４３】
運転状態判定部５７は、アクセル開度センサー２１，クランク角センサー３２，排気圧センサー５０，ＥＧＲガス圧センサー５１，エアーフローメーター４２，吸気圧センサー５４などからの検出情報に基づいて車両およびエンジン１０の運転状態を把握する。また、この運転状態判定部５７ではエンジン停止要求やエンジン始動要求の有無なども併せて判定される。
【００４４】
始動モーター駆動部５８は、図示しないイグニッションキースイッチのオン信号や先のエンジン始動要求に基づき、クランク軸３１に図示しない継手を介して接続するエンジン始動モーター５６の作動を制御する。エンジン始動モーター５６は、エンジン１０のモータリングを行う。
【００４５】
上述したように、ＥＣＵ２０は、車両の運転状態に基づき、ＥＧＲ通路４３ａに高圧かつ低酸素濃度の排気をＥＧＲガスとして一時的に閉じ込めておく。その後、エンジン停止要求に基づく一時的な停止状態からエンジン始動要求があった場合、エンジン１０の始動に合わせてＥＧＲ制御弁４４を開き、初爆気筒から有効なＥＧＲ制御を行う。
【００４６】
このようなＥＧＲ通路４３ａにＥＧＲガスを一時的に閉じ込めるための本実施形態による制御手順は、図６に示すフローチャートに従って行われる。すなわち、まずＳ１０のステップにて運転者によって操作されるアクセル開度の変化率αｎが予め設定された正の閾値αＲ以上か否かを判定する。ここで、アクセル開度の変化率αｎが閾値αＲよりも小さい、すなわち運転者が急激な駆動トルクの増大に対する要求をしていないと判断した場合には、Ｓ１１のステップに移行してこの時のアクセル開度θｎが予め設定した閾値θＲ以上か否かをさらに判定する。このＳ１１のステップにてアクセル開度θｎが閾値θＲよりも小さい、すなわちエンジン１０が高負荷の非ＥＧＲ運転領域にないと判断した場合には、Ｓ１０のステップに戻って再び上述した操作を繰り返す。
【００４７】
Ｓ１０のステップにてアクセル開度の変化率αｎが閾値αＲ以上である、すなわち蓄圧可能運転状態にあると判断した場合には、Ｓ１２のステップに移行してＥＧＲ制御弁４４および開閉弁４５をそれぞれ全閉状態に保持する。また、Ｓ１１のステップにてアクセル開度θｎが閾値θＲ以上である、すなわちエンジン１０が蓄圧可能運転状態である高負荷の非ＥＧＲ運転領域にあると判断した場合も同様に、Ｓ１２のステップに移行する。
【００４８】
次いで、Ｓ１３のステップにて吸気圧センサー５４により検出される現在の吸気圧Ｐｎが目標吸気圧算出部５５にて設定される目標吸気圧ＰＲ以上であるか否かを判定する。ここで、吸気圧Ｐｎが目標吸気圧ＰＲ未満である、すなわちアクセル開度の変化率αｎに応じた駆動トルクの増大が未だなされていないと判断した場合には、Ｓ１４のステップに移行する。このＳ１４のステップでは、ＥＧＲガス圧センサー５１により検出されるＥＧＲガス圧Ｐｅと排気圧センサー５０により検出される排気圧ＰＥとを比較し、ＥＧＲガス圧Ｐｅが排気圧ＰＥよりも高いか否かを判定する。ここで、ＥＧＲガス圧Ｐｅが排気圧ＰＥ以下である、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力ＰＥが上昇し続けていると判断した場合には、Ｓ１３のステップに戻って吸気圧Ｐｎが目標吸気圧ＰＲ以上か否かを再び判定する。
【００４９】
このように、排気通路３５ａを流れる排気の圧力ＰＥが低下に転じない限り、吸気圧Ｐｎが目標吸気圧ＰＲ以上となるまでＳ１３，Ｓ１４のステップが繰り返される。これにより、運転者の加速要求を損なうことなく、アクセル開度の変化率αｎに応じた駆動トルクの増大がなされる結果、操縦性の低下を回避することができる。
【００５０】
一方、Ｓ１４のステップにてＥＧＲガス圧Ｐｅが排気圧ＰＥよりも高い、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力ＰＥが減少傾向になったと判断した場合には、今回の処理をそのまま終了する。その理由は、高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスをＥＧＲ通路４３ａに閉じ込めることができないためである。
【００５１】
先のＳ１３のステップにて吸気圧Ｐｎが目標吸気圧ＰＲ以上である、すなわち運転者が希望する駆動トルクの増大がなされたと判断した場合には、Ｓ１５のステップに移行して開弁目標所要時間ｔを開閉弁開弁時間設定部５２にて設定する。次に、Ｓ１６のステップに移行して設定された開弁目標所要時間ｔにて開閉弁４５を全開状態に切り換える。そして、Ｓ１７のステップにてＥＧＲガス圧センサー５１により検出されるＥＧＲガス圧Ｐｅが排気圧センサー５０により検出される排気圧ＰＥよりも高いか否かを判定する。ここで、ＥＧＲガス圧Ｐｅが排気圧ＰＥ以下である、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力ＰＥが上昇し続けていると判断した場合には、ＥＧＲガス圧Ｐｅが排気圧ＰＥよりも高くなるまでＳ１７のステップを繰り返す。このようにして、Ｓ１７のステップにてＥＧＲガス圧Ｐｅが排気圧ＰＥよりも高い、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力が低下し始めたと判断した場合には、Ｓ１８のステップに移行して開閉弁４５を全閉状態に切り換えて、今回の処理を終了する。このように、開閉弁４５を開弁してから排気通路３５ａを流れる排気の圧力が低下に転じない限り、開閉弁４５を開弁し続けることにより、高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスを確実にＥＧＲ通路４３ａに一時的に閉じ込めることができる。従って、エンジン停止要求に従ってエンジン１０を一時的に停止した後、エンジン始動要求に従ってエンジン１０を再始動する際、初爆気筒に対しても低酸素濃度のＥＧＲガスを吸気に加えることが可能となり、ＮＯｘの発生を確実に抑えることができる。
【００５２】
上述した実施形態では、排気圧センサー５０とＥＧＲガス圧センサー５１とを用いたが、これらを使用せずとも同様な制御を行うことも可能である。このようなＥＧＲ通路４３ａにＥＧＲガスを一時的に閉じ込めるための他の実施形態による制御手順を図７のフローチャートに示すが、Ｓ１０からＳ１３のステップまでは先の実施形態と同じである。Ｓ１３のステップにて現在の吸気圧Ｐｎが目標吸気圧ＰＲ未満であると判断した場合には、Ｓ２４のステップに移行して今度はアクセル開度の変化率αｎが０未満か否かを判定する。
【００５３】
Ｓ２４のステップにてアクセル開度の変化率αｎが０以上である、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力が上昇し続けていると判断した場合には、Ｓ１３のステップに戻って吸気圧Ｐｎが目標吸気圧ＰＲ以上であるか否かを再び判定する。このように、排気通路３５ａを流れる排気の圧力が低下に転じない限り、吸気圧Ｐｎが目標吸気圧ＰＲ以上となるまでＳ１３，Ｓ２４のステップが繰り返される。これにより、運転者の加速要求を損なうことなく、アクセル開度の変化率αｎに応じた駆動トルクの増大がなされる結果、操縦性の低下を回避することができる。
【００５４】
一方、Ｓ２４のステップにてアクセル開度の変化率αｎが０未満である、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力が減少傾向になったと判断した場合には、先の実施形態におけるＳ１４のステップの判断と同様に今回の処理をそのまま終了する。
【００５５】
また、Ｓ１３のステップにて吸気圧Ｐｎが目標吸気圧ＰＲ以上である、すなわち運転者が希望する駆動トルクの増大がなされたと判断した場合には、先の実施形態と同じＳ１５およびＳ１６のステップを行う。そしてＳ２７のステップにてタイマーのカウントアップを行い、Ｓ２８のステップにてタイマーのカウント値Ｃｎが閾値ＣＲ以上であるか否かを判定する。この閾値ＣＲは、開閉弁４５を開弁してから排気通路３５ａを流れる排気がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路４３ａに完全に流入するのに要する時間を見込んで予め設定された値である。最初はカウント値Ｃｎが閾値ＣＲよりも小さいので、Ｓ２９のステップに移行し、アクセル開度の変化率αｎが０未満か否かを判定する。アクセル開度の変化率αｎが０以上である、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力が上昇し続けていると判断した場合には、Ｓ２７のステップに戻ってタイマーのカウント値Ｃｎを繰り上げ、再びＳ２８のステップを繰り返す。このようにして、排気通路３５ａを流れる排気の圧力が低下に転じない限り、タイマーのカウント値Ｃｎが閾値ＣＲ以上となるまでＳ２７〜Ｓ２９のステップを繰り返す。これにより、高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスを確実にＥＧＲ通路４３ａに導くことができる。
【００５６】
Ｓ２８のステップにてカウント値Ｃｎが閾値ＣＲ以上である、すなわち所定量の高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスをＥＧＲ通路４３ａに導くことができたと判断した場合には、Ｓ３０のステップに移行して開閉弁４５を全閉状態に切り換える。これにより、高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスがＥＧＲ通路４３ａに一時的に閉じ込められた状態となる。従って、エンジン停止要求に従ってエンジン１０を一時的に停止した後、エンジン始動要求に従ってエンジン１０を再始動する際、初爆気筒に対しても低酸素濃度のＥＧＲガスを吸気に加えることが可能となり、ＮＯｘの発生を確実に抑えることができる。なお、このＳ３０のステップではタイマーのカウント値Ｃｎを０にリセットする処理も行われる。
【００５７】
一方、Ｓ２９のステップにてアクセル開度の変化率αｎが０未満である、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力が減少傾向になったと判断した場合、所定時間の経過を待つことなく、直ちにＳ３０のステップに移行する。これにより、開閉弁４５を開弁してから上昇していたＥＧＲ通路４３ａに介在するＥＧＲガスの圧力の低下を確実に阻止することができる。
【００５８】
上述した実施形態においては、吸気圧Ｐｎが目標吸気圧ＰＲに達するまで開閉弁４５を閉じ、操縦性の低下を抑制するようにしたが、アクセル開度の変化率αｎが負になった時点で開閉弁４５を開弁することも可能である。
【００５９】
このような本発明の他の実施形態のフローチャートを図８に示すが、Ｓ１０〜Ｓ１２のステップは先の実施形態と同じである。Ｓ１２のステップにてＥＧＲ制御弁４４および開閉弁４５をそれぞれ全閉状態に保持した後、Ｓ３１のステップに移行してアクセル開度の変化率αｎが０以下か否かを判定する。ここで、アクセル開度の変化率αｎが０よりも大きい、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力が上昇し続けていると判断した場合には、排気通路３５ａを流れる排気の圧力が上昇しなくなるか、または低下に転じるまでＳ３１のステップが繰り返される。このようにして、Ｓ３１のステップにてアクセル開度の変化率αｎが０以下である、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力上昇が止まるか、または減少傾向になったと判断した場合には、Ｓ１６のステップに移行して開閉弁４５を全開状態に切り換える。次に、Ｓ２７のステップにてタイマーのカウントアップを行い、Ｓ２８のステップにてタイマーのカウント値Ｃｎが閾値ＣＲ以上であるか否かを判定し、タイマーのカウント値Ｃｎが閾値ＣＲ以上となるまでＳ２７，Ｓ２８のステップを繰り返す。
【００６０】
Ｓ２８のステップにてカウント値Ｃｎが閾値ＣＲ以上である、すなわち所定量の高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスをＥＧＲ通路４３ａに導くことができたと判断した場合には、Ｓ３０のステップに移行して開閉弁４５を全閉状態に切り換える。また、タイマーのカウント値Ｃｎを０にリセットする。本実施形態の場合、先の実施形態のような複雑な制御を行っていないけれども、先の実施形態とほぼ同じような効果を得ることが可能である。
【００６１】
第１の実施形態のように排気圧センサー５０とＥＧＲガス圧センサー５１とを用いた簡便な制御形態のフローチャートを図９に示す。すなわち、まずＳ１０のステップにてアクセル開度の変化率αｎが閾値αＲ以上か否かを判定する。ここで、アクセル開度の変化率αｎが閾値αＲよりも小さい、すなわち運転者は急激な駆動トルクの増大に対する要求をしていないと判断した場合には、Ｓ１１のステップに移行してこの時のアクセル開度θｎが閾値θＲ以上か否かをさらに判定する。このＳ１１のステップにてアクセル開度θｎが閾値θＲよりも小さい、すなわちエンジン１０が高負荷の非ＥＧＲ運転領域にないと判断した場合には、Ｓ１０のステップに戻って再び上述した操作を繰り返す。
【００６２】
Ｓ１０のステップにてアクセル開度の変化率αｎが閾値αＲ以上である、すなわち蓄圧可能運転状態にあると判断した場合には、Ｓ３２のステップに移行してＥＧＲ制御弁４４を全閉状態に保持する。また、Ｓ１１のステップにてアクセル開度θｎが閾値θＲ以上である、すなわちエンジン１０が蓄圧可能運転状態である高負荷の非ＥＧＲ運転領域にあると判断した場合も同様に、Ｓ３２のステップに移行する。
【００６３】
次いで、Ｓ１７のステップにてＥＧＲガス圧Ｐｅが排気圧ＰＥ以上か否かを判定する。ここで、ＥＧＲガス圧Ｐｅが排気圧ＰＥよりも大きい、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力が上昇し続けていると判断した場合には、排気通路３５ａを流れる排気の圧力が上昇しなくなるか、または低下に転じるまでＳ１７のステップが繰り返される。このようにして、Ｓ１７のステップにてＥＧＲガス圧Ｐｅが排気圧ＰＥ以上である、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力上昇が止まるか、または減少傾向になったと判断した場合には、Ｓ１８のステップに移行して開閉弁４５を全閉状態に切り換える。これにより、高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスを確実にＥＧＲ通路４３ａに導くことができる。
【００６４】
なお、本発明はその請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
【符号の説明】
【００６５】
１０  エンジン
１１  燃料噴射弁
１２  燃焼室
１３  吸気ポート
１４  排気ポート
１５  シリンダーヘッド
１６  吸気弁
１７  排気弁
１８  ピストン
１９  アクセルペダル
２０  ＥＣＵ
２１  アクセル開度センサー
２２  燃料噴射設定部
２３  燃料噴射弁駆動部
２４  吸気管
２４ａ  吸気通路
２５  スロットル弁
２６  スロットル開度設定部
２７  スロットル弁駆動部
２８  スロットルアクチュエーター
２９  シリンダーブロック
３０  連接棒
３１  クランク軸
３２  クランク角センサー
３３  排気タービン式過給機
３３ａ  コンプレッサー
３３ｂ  タービン
３４  排気浄化装置
３４ａ  酸化触媒コンバーター
３５  排気管
３５ａ  排気通路
３６  ＥＧＲ装置
３７  ベーン駆動部
３８  ベーンアクチュエーター
３９  ベーン開度設定部
４０  サージタンク
４１  インタークーラー
４２  エアーフローメーター
４３  ＥＧＲ管
４３ａ  ＥＧＲ通路
４４  ＥＧＲ制御弁
４５  開閉弁
４６  熱交換器
４７  ＥＧＲ量設定部
４８  ＥＧＲ弁駆動部
４９  開閉弁駆動部
５０  排気圧センサー
５１  ＥＧＲガス圧センサー
５２  開閉弁開弁時間設定部
５３  水ジャケット
５４  吸気圧センサー
５５  目標吸気圧算出部
５６  エンジン始動モーター
５７  運転状態判定部
５８  始動モーター駆動部
【図１】
2012150619.tif 000003
【図２】
2012150619.tif 000004
【図３】
2012150619.tif 000005
【図４】
2012150619.tif 000006
【図５】
2012150619.tif 000007
【図６】
2012150619.tif 000008
【図７】
2012150619.tif 000009
【図８】
2012150619.tif 000010
【図９】
2012150619.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月24日(2012.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、
内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、
内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁を全閉状態にするステップと、
ＥＧＲ制御弁を全閉状態にした後、排気通路に介在してＥＧＲ通路に導かれる排気の圧力と、ＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路に介在するＥＧＲガスの圧力とを比較するステップと、
排気通路に介在してＥＧＲ通路に導かれる排気の圧力がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路に介在するＥＧＲガスの圧力よりも低くなった場合、開閉弁を全閉状態にするステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項２】
排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、
内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、
内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁を全閉状態にするステップと、
ＥＧＲ制御弁を全閉状態にした後、アクセル開度の変化率が所定値以下か否かを判定するステップと、
アクセル開度の変化率が所定値以下であると判定した場合、開閉弁を全閉状態にするステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項３】
排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、
内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、
内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁および開閉弁をそれぞれ全閉状態にするステップと、
ＥＧＲ制御弁および開閉弁を全閉状態にした後、アクセル開度の変化率が所定値以下か否かを判定するステップと、
アクセル開度の変化率が所定値以下であると判定した場合、開閉弁を全開状態に切り換えるステップと、
開閉弁を全開状態に切り換えてから所定時間経過後に開閉弁を再び全閉状態に切り換えるステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項４】
排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、
内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、
内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁および開閉弁をそれぞれ全閉状態にするステップと、
内燃機関の運転状態に基づいて吸気通路から内燃機関に導かれる吸気圧の目標値を設定するステップと、
吸気通路から内燃機関に導かれる吸気圧と、設定された吸気圧の目標値とを比較するステップと、
ＥＧＲ制御弁および開閉弁を全閉状態にした後、吸気通路から内燃機関に導かれる吸気圧が設定された吸気圧の目標値以上の場合、開閉弁を全開状態に切り換えるステップと、
開閉弁を全開状態に切り換えてから所定時間経過後に開閉弁を再び全閉状態に切り換えるステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項５】
全閉状態にある開閉弁を全開状態に切り換える前記ステップは、
内燃機関の運転状態に基づき、開閉弁の全閉状態から全開状態への切り換えに要する目標時間を算出するステップと、
算出された目標時間となるように開閉弁を全開状態に切り換えるステップと
を含むことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項６】
開閉弁を全開状態に切り換えてから所定時間経過後に開閉弁を再び全閉状態に切り換える前記ステップは、
開閉弁を全開状態にした後、アクセル開度の変化率が所定値以下か否かを判定するステップと、
アクセル開度の変化率が所定値以下であると判定した場合、所定時間の経過を待つことなく、直ちに開閉弁を全閉状態に切り換えるステップと
を含むことを特徴とする請求項３から請求項５の何れかに記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項７】
蓄圧可能運転状態は、アクセル開度の変化率が所定値以上であることを含む請求項１から請求項６の何れかに記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項８】
蓄圧可能運転状態は、アクセル開度が所定値以上であることを含む請求項１から請求項７の何れかに記載の内燃機関の運転制御方法。
【請求項９】
蓄圧可能運転状態が非ＥＧＲ運転領域にあることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の内燃機関の運転制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第２の形態は、排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁を全閉状態にするステップと、ＥＧＲ制御弁を全閉状態にした後、アクセル開度の変化率が所定値以下か否かを判定するステップと、アクセル開度の変化率が所定値以下であると判定した場合、開閉弁を全閉状態にするステップとを具えたことを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の第３の形態は、排気還流装置が組み込まれた内燃機関の停止要求に従って一時的に内燃機関を停止し、この内燃機関の始動要求に従って再び内燃機関を始動させるようにした内燃機関の運転制御方法であって、前記排気還流装置は、一端が吸気通路に連通すると共に他端が排気通路に連通し、内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導くためのＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の一端側に配されて当該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御弁と、ＥＧＲ通路の他端側に配されてＥＧＲ通路を開閉するための開閉弁とを具え、内燃機関がＥＧＲ制御弁と開閉弁との間のＥＧＲ通路にＥＧＲガスを蓄圧することができる蓄圧可能運転状態にあるか否かを判定するステップと、内燃機関が蓄圧可能運転状態にあると判定した場合、ＥＧＲ制御弁および開閉弁をそれぞれ全閉状態にするステップと、ＥＧＲ制御弁および開閉弁を全閉状態にした後、アクセル開度の変化率が所定値以下か否かを判定するステップと、アクセル開度の変化率が所定値以下であると判定した場合、開閉弁を全開状態に切り換えるステップと、開閉弁を全開状態に切り換えてから所定時間経過後に開閉弁を再び全閉状態に切り換えるステップとを具えたことを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第３または第４の形態による内燃機関の運転制御方法において、全閉状態にある開閉弁を全開状態に切り換えるステップは、内燃機関の運転状態に基づき、開閉弁の全閉状態から全開状態への切り換えに要する目標時間を算出するステップと、算出された目標時間となるように開閉弁を全開状態に切り換えるステップとを含むことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、開閉弁を全開状態に切り換えてから所定時間経過後に開閉弁を再び全閉状態に切り換えるステップは、開閉弁を全開状態にした後、アクセル開度の変化率が所定値以下か否かを判定するステップと、アクセル開度の変化率が所定値以下であると判定した場合、所定時間の経過を待つことなく、直ちに開閉弁を全閉状態に切り換えるステップとを含むものであってよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
開閉弁を所定時間全開状態に切り換え、再び全閉状態に戻す際に、アクセル開度の変化率が所定値以下の場合、開閉弁を直ちに全閉状態に切り換えるようにした場合、高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスをより確実にＥＧＲ通路に閉じ込めることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
また、Ｓ１３のステップにて吸気圧Ｐnが目標吸気圧ＰR以上である、すなわち運転者が希望する駆動トルクの増大がなされたと判断した場合には、先の実施形態と同じＳ１５およびＳ１６のステップを行う。そしてＳ２７のステップにてタイマーのカウントアップを行い、Ｓ２８のステップにてタイマーのカウント値Ｃnが閾値ＣR以上であるか否かを判定する。この閾値ＣRは、開閉弁４５を開弁してから排気通路３５ａを流れる排気がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路４３ａに完全に流入するのに要する時間を見込んで予め設定された値である。最初はカウント値Ｃnが閾値ＣRよりも小さいので、Ｓ２９のステップに移行し、アクセル開度の変化率αnが０以下か否かを判定する。アクセル開度の変化率αnが０よりも大きい、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力が上昇し続けていると判断した場合には、Ｓ２７のステップに戻ってタイマーのカウント値Ｃnを繰り上げ、再びＳ２８のステップを繰り返す。このようにして、排気通路３５ａを流れる排気の圧力が低下に転じない限り、タイマーのカウント値Ｃnが閾値ＣR以上となるまでＳ２７〜Ｓ２９のステップを繰り返す。これにより、高圧かつ低酸素濃度のＥＧＲガスを確実にＥＧＲ通路４３ａに導くことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
一方、Ｓ２９のステップにてアクセル開度の変化率αnが０以下である、すなわち排気通路３５ａを流れる排気の圧力が減少傾向になったと判断した場合、所定時間の経過を待つことなく、直ちにＳ３０のステップに移行する。これにより、開閉弁４５を開弁してから上昇していたＥＧＲ通路４３ａに介在するＥＧＲガスの圧力の低下を確実に阻止することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
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【国際調査報告】
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