(57)【要約】【課題】還流させる排気ガス量を適切に制御できる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】吸気を過給する過給機３０と、排気ガスの一部を前記過給機の上流側の吸気系１１に還流させる排気ガス再循環手段４０とを備えた内燃機関の制御装置において、前記排気ガス再循環手段が作動する運転状態から非作動の運転状態に移行した場合に、スロットルバルブ１４を開状態にする信号を所定時間だけ出力する制御手段５０を有する。【選択図】  図１
2010169034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気を過給する過給機と、排気ガスの一部を前記過給機の上流側の吸気系に還流させる排気ガス再循環手段とを備えた内燃機関の制御装置において、
前記排気ガス再循環手段が作動する運転状態から非作動の運転状態に移行した場合に、スロットルバルブを開状態にする信号を所定時間だけ出力する制御手段を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
前記排気ガス再循環手段は、排気系に設けられた排気浄化触媒の下流側の排気ガスを前記過給機の上流側の吸気系に還流させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関は、吸排気バルブのバルブオーバーラップを変更する可変動弁手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記スロットルバルブを開状態にする信号を出力中に、前記吸排気バルブのバルブオーバーラップを大きくする信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関は、前記過給機へ流入する排気ガス量を調節するウェイストゲートバルブをさらに備え、
前記制御手段は、前記吸排気バルブのバルブオーバーラップを大きくする信号を出力中に、前記ウェイストゲートバルブを開状態にする信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、前記内燃機関の回転数と出力トルクがそれぞれ所定値以上の高過給域において、前記排気ガス再循環手段を作動させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、前記高過給域以外の場合に、前記排気ガス再循環手段を非作動にするとともに、前記吸排気バルブのバルブオーバーラップを制御して内部ＥＧＲを実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、前記スロットルバルブを開状態にする信号を出力中に再加速の要求があった場合に、
前記吸気系に残留した排気ガス量を演算し、当該残留した排気ガス量に応じて点火時期を進角または遅角させる信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、前記残留した排気ガス量が多い場合は、少ない場合に比べて点火時期を進角させる信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機付きエンジンに排気ガス再循環（ＥＧＲ）を適用した内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過給機付きエンジンに排気ガス再循環を適用したものとして、触媒コンバータの下流側の排気ガスを過給機の上流側の吸気系に還流させるものが知られている（特許文献１）。この機関では、吸気が加圧される前の過給機の上流側に排気ガスを還流させるので、過給圧が高くなる高負荷側の運転領域であっても多量の還流ガスを安定して導入することができ、高負荷側運転領域において燃焼温度を抑制できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２９６０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、過給機の上流側の吸気系に排気ガスを還流させる構成では、例えばドライバが減速を意図してアクセルを緩めたことに伴って、スロットルバルブが閉状態へ移行した場合に、スロットルバルブが閉じられる一方で還流させた排気ガスは過給機により押し込まれるために吸気系に排気ガスが多量に残留することとなる。
【０００５】
そして、この残留する排気ガス量は運転条件などによってバラツキ、しかも正確に把握できないため、次に再加速のためにスロットルバルブが開状態となったときや、アイドル運転が開始されたときに残留した排気ガスがシリンダに供給されるので、還流排気ガス量を正確に制御できないという問題がある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、過給機の上流側の吸気系に排気ガスを還流させるシステムにおいて、再加速時やアイドル運転の再開時であっても還流させる排気ガス量を適切に制御できる内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、吸気を過給する過給機と、排気ガスの一部を前記過給機の上流側の吸気系に還流させる排気ガス再循環手段とを備えたシステムにおいて、排気ガス再循環手段が作動状態から停止した場合に所定時間だけスロットルバルブを開状態に制御する。
【発明の効果】
【０００８】
これにより、通常であればスロットルバルブが閉じられることで、還流させた排気ガスが過給機により押し込まれてスロットルバルブと過給機との間に排気ガスが多量に残留するのだが、所定時間だけスロットルバルブを開くように制御しているので吸気系に残留する排気ガスが除去される。そして、再加速時やアイドル運転の再開時には残留した排気ガスの影響が無いため、再加速時やアイドル運転の再開時にはそのときの運転状態に応じた排気ガス量を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１の内燃機関の吸気弁の可変動弁機構を示す斜視図である。
【図３】図２の可変動弁機構の位相可変機構によるバルブリフト特性の位相変化を示す特性図である。
【図４】図２の可変動弁機構のリフト・作動角可変機構を示す断面図である。
【図５】図２の可変動弁機構のリフト・作動角可変機構によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図である。
【図６】図１の制御装置による制御手順を示すフローチャートである。
【図７】図１の制御装置によるＥＧＲ制御を示す領域マップである。
【図８】図１の制御装置による制御を示すタイミングチャートである。
【図９】ＥＧＲ率毎の点火時期に対するサージトルクの関係を示すグラフである。
【図１０】ＥＧＲ率と燃費効果の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１０】
１…内燃機関
１１…吸気通路（吸気系）
１２…エアーフィルタ
１３…エアフローメータ
１４…スロットルバルブ
１５…コレクタ
１６…燃焼室
１７…燃料噴射バルブ
２０…点火プラグ
２１…排気通路（排気系）
２３…マフラ
２４…排気浄化触媒
２５…排気圧センサ
２６…アクセル開度センサ
２７…クランク角センサ
２８…トルクセンサ
３０…過給機
３１…ウェイストゲートバルブ
３２…タービンホイール
３３…ロータシャフト
３４…コンプレッサホイール
３５…迂回路
３６…インタークーラ
４０…排気ガス再循環機構（排気ガス再循環手段）
４１…還流通路
４２…ＥＧＲバルブ
４３…冷媒
５０…コントロールユニット（制御手段）
６０…可変動弁機構（可変動弁手段）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を内燃機関の制御装置に適用した場合の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示すブロック図であり、内燃機関１の吸気通路１１には、エアーフィルタ１２、吸入空気流量Ｑａを検出するエアフローメータ１３、吸入空気流量Ｑａを制御するスロットルバルブ１４およびコレクタ１５が設けられている。
【００１３】
スロットルバルブ１４には、当該スロットルバルブ１４の開度を検出するスロットルセンサと、スロットルバルブ１４の開度をＤＣモータ等のアクチュエータにより制御することができるスロットルバルブ制御装置とが設けられている。このスロットルバルブ制御装置は、運転者のアクセルペダル操作量等に基づき演算される要求トルクを達成するように、コントロールユニット５０からの駆動信号に基づき、スロットルバルブ１４の開度を電子制御する。
【００１４】
また、内燃機関１の各気筒の燃焼室１６に臨ませて、燃料噴射バルブ１７が設けられている。燃料噴射バルブ１７は、コントロールユニット５０において設定される駆動パルス信号によって開弁駆動され、燃料ポンプ（不図示）から圧送されてプレッシャレギュレータ（不図示）により所定圧力に制御された燃料を燃焼室１６内に直接噴射する。
【００１５】
点火プラグ２０は、各気筒の燃焼室１６に臨んで装着され、コントロールユニット５０からの点火信号に基づいて吸入混合気に対して点火を行う。
【００１６】
一方、排気通路２１には、排気を浄化するための排気浄化触媒２４が設けられている。この排気浄化触媒２４としては、ストイキ（理論空燃比，λ＝１、空気重量／燃料重量＝１４．７）近傍において排気中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣを酸化するとともに、窒素酸化物ＮＯｘの還元を行って排気を浄化することができる三元触媒、或いは排気中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣの酸化を行う酸化触媒を用いることができる。
【００１７】
また、排気通路２１の排気浄化触媒２４の下流側には、排気ガスの圧力を検出する排気圧センサ２５が設けられ、その検出信号はコントロールユニット５０へ出力される。排気圧センサ２５により検出された排気ガスの圧力が所定値以上の高圧である場合は、後述する過給機３０のウェイストゲートバルブ３１を開く制御が実行される。この詳細は後述する。
【００１８】
なお、図１において２３はマフラである。
【００１９】
本実施形態の内燃機関１は過給機３０を有する機関であり、図示する過給機３０は、排気通路２１に設けられたタービンホイール３２と、ロータシャフト３３を介してタービンホイールに直結されたコンプレッサホイール３４とを備え、排気ガスによりタービンホイール３２を回転させ、これにより回転するコンプレッサホイール３４によって吸気を圧縮してコレクタ１５へ送り込む。
【００２０】
過給機３０のタービン側には、燃焼室１６からの排気ガスの一部または全部が、タービンホイール３２を迂回して排気浄化触媒２４に至る迂回路３５が設けられ、この迂回路３５を通過する排気ガス量を制御するウェイストゲートバルブ３１が当該迂回路３５に設けられている。ウェイストゲートバルブ３１は、エンジンの運転状態に応じて目標過給圧となるように、排気ガスの一部または全部を迂回路３５側へ逃がすように開閉制御する。
【００２１】
また詳細は後述するが、本例では排気圧センサ２５により検出された排気ガスの圧力が所定値以上の高圧である場合は、ウェイストゲートバルブ３１を開いて吸排気弁のオーバーラップ時の逆流を防止する制御が実行される。
【００２２】
吸気通路１１の過給機３０（コンプレッサ側）の下流とスロットルバルブ１４との間には、過給機３０のコンプレッサによって圧縮されて高温となった吸気を冷却するインタークーラ３６が設けられている。このインタークーラ３６は空冷式または水冷式のいずれをも用いることができる。
【００２３】
本実施形態の内燃機関１は、排気浄化触媒２４の下流側の排気ガスを過給機３０の上流側の吸気通路１１に還流させる排気ガス再循環機構４０を備え、所定の運転条件（たとえば高負荷領域）においては、吸気が加圧される前の過給機３０の上流に排気ガスを還流させるので、過給圧が高い場合であっても多量の還流ガス（還流された排気ガスをいう。）を吸気通路１１へ安定して導入できる。これにより排気ガス温度の低下や燃費向上を図ることができる。
【００２４】
一方、詳細は後述するが、上記所定の運転条件以外（たとえば低負荷領域）においては、排気ガス再循環機構４０を停止するとともに、後述する吸排気弁のオーバーラップ制御により燃焼室１６内に排気ガスを残留させる、いわゆる内部ＥＧＲを行い、残留した高温の排気ガスに含まれる未燃ＨＣの再酸化を行うことでエミッションを低減する。
【００２５】
本例の排気ガス再循環機構４０は、排気浄化触媒２４の下流の排気通路２１と、過給機３０の上流の吸気通路１１とを連通する還流通路４１と、当該還流通路４１に設けられ、還流する排気ガスの流量を調節すべく開閉するＥＧＲバルブ４２とを備える。ＥＧＲバルブ４２はコントロールユニット５０からの制御信号によりその開閉動作が制御される。
【００２６】
また、還流させる排気ガスを冷却する冷媒が矢印４３に示すように循環し、排気ガスとの間で熱交換を行うことにより冷却した排気ガスを吸気通路１１へ還流させる。
【００２７】
本実施形態の内燃機関１は、吸排気バルブのオーバーラップを変更できる可変動弁機構６０を備える機関であり、可変動弁機構６０の一例を、図２〜図５を参照しながら説明する。
【００２８】
図２は、内燃機関１の吸気弁側可変動弁機構６０の一例を示す斜視図であり、本例の可変動弁機構６０は、吸気弁（不図示）のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構６１と、そのリフトの中心角の位相（クランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構６２とが組み合わされて構成されている。
【００２９】
位相可変機構６２は、同図に示すように、駆動軸６２１の前端部に設けられたスプロケット６２２と、このスプロケット６２２と駆動軸６２１とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用油圧アクチュエータ６２４とから構成されている。
【００３０】
スプロケット６２３は、図示しないタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトの駆動に連動する。位相制御用油圧アクチュエータ６２４への油圧供給は、コントロールユニット５０からの制御信号に基づき制御される。
【００３１】
この位相制御用油圧アクチュエータ６２４への油圧制御によって、スプロケット６２３と駆動軸６２１とが相対的に回転し、図３に示すように、リフト中心角が遅進する。図３は、位相可変機構６２によるバルブリフト特性の位相変化を示す特性図である。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化は連続的に得ることができる。
【００３２】
なお、位相可変機構６２としては、同図に示す油圧式のものに限られず、電磁式アクチュエータを利用したものなど、種々の構成が可能である。
【００３３】
次に、図４は、リフト・作動角可変機構６１のみを示す断面図であり、図２および図４に基づいて、リフト・作動角可変機構６１の概要を説明する。
【００３４】
本例のリフト・作動角可変機構６１は、シリンダヘッド１６１に図示しないバルブガイドを介して摺動自在に設けられた吸気弁１６２に対し、シリンダヘッド１６１上部のカムブラケット１６３に回転自在に支持された中空状の駆動軸６２１と、この駆動軸６２１に、圧入等により固定された偏心カム６１１と、駆動軸６２１の上方位置に同じカムブラケット１６３に回転自在に支持されるとともに駆動軸６２１と平行に配置された制御軸６１２と、この制御軸６１２の偏心カム部６１２ａに揺動自在に支持されたロッカアーム６１３と、各吸気弁１６２の上端部に配置されたタペット１６４に当接する揺動カム６１４と、を備える。
【００３５】
偏心カム６１１とロッカアーム６１３とはリンクアーム６１５によって連結されており、ロッカアーム６１３と揺動カム６１４とは、リンク部材６１６によって連結されている。
【００３６】
駆動軸６２１は、既述したとおりタイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動される。
【００３７】
偏心カム６１１は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸６２１の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム６１５の環状部６１５ａが回転可能に嵌合している。
【００３８】
ロッカアーム６１３は、略中央部が偏心カム部６１２ａによって支持され、その一端部に、リンクアーム６１５の延長部６１５ｂが連結するとともに、他端部に、リンク部材６１６の上端部が連結している。偏心カム部６１２ａは、制御軸６１２の軸心から偏心しており、従って、制御軸６１２の角度位置に応じてロッカアーム６１３の揺動中心は変化する。
【００３９】
揺動カム６１４は、駆動軸６２１の外周に嵌合して回転自在に支持され、側方へ延びた端部６１４ａに、リンク部材６１６の下端部が連結している。この揺動カム６１４の下面には、駆動軸６２１と同心状の円弧をなす基円面６１７ａと、該基円面６１７ａから上記端部６１４ａへと所定の曲線を描いて延びるカム面６１７ｂと、が形成されており、これらの基円面６１７ａならびにカム面６１７ｂが、揺動カム６１４の揺動位置に応じてタペット１６４の上面に当接するようになっている。
【００４０】
すなわち、基円面６１７ａはベースサークル区間として、リフト量が０となる区間であり、揺動カム６１４が揺動してカム面６１７ｂがタペット１６４に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。
【００４１】
制御軸６１２は、図２に示すように、一端部に設けられたリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ６１８によって所定回転角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ６１８への油圧供給は、コントロールユニット５０からの制御信号に基づき制御される。なお、アクチュエータ６１８は、このアクチュエータ６１８の駆動電源がＯＦＦの条件において、吸気弁１６２を小リフト・小作動角側に付勢するよう構成されている。
【００４２】
本例のリフト・作動角可変機構６１の作用を説明すると、駆動軸６２１が回転すると、偏心カム６１１のカム作用によってリンクアーム６１５が上下動し、これに伴ってロッカアーム６１３が揺動する。このロッカアーム６１３の揺動は、リンク部材６１６を介して揺動カム６１４へ伝達され、該揺動カム６１４が揺動する。この揺動カム６１４のカム作用によって、タペット１６４が押圧され、吸気弁１６２がリフトする。
【００４３】
ここで、リフト・作動角制御用油圧アクチュエータ６１８を介して制御軸６１２の角度が変化すると、ロッカアーム６１３の初期位置が変化し、ひいては揺動カム６１４の初期揺動位置が変化する。
【００４４】
たとえば、偏心カム部６１２ａが図の上方へ位置しているとすると、ロッカアーム６１３は全体として上方へ位置し、揺動カム６１４の端部６１４ａが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム６１４の初期位置は、そのカム面６１７ｂがタペット１６４から離れる方向に傾く。したがって、駆動軸６２１の回転に伴って揺動カム６１４が揺動した際に、基円面６１７ａが長くタペット１６４に接触し続け、カム面６１７ｂがタペット１６４に接触する期間は短くなる。この結果、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲、つまり作動角も縮小する。
【００４５】
逆に、偏心カム部６１２ａが図の下方へ位置しているとすると、ロッカアーム６１３は全体として下方へ位置し、揺動カム６１４の端部６１４ａが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム６１４の初期位置は、そのカム面６１７ｂがタペット１６４に近付く方向に傾く。したがって、駆動軸６２１の回転に伴って揺動カム６１４が揺動した際に、タペット１６４と接触する部位が基円面６１７ａからカム面６１７ｂへと直ちに移行する。この結果、リフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。
【００４６】
上記の偏心カム部６１２ａの位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、図５に示すように連続的に変化する。図５は、リフト・作動角可変機構６１によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図である。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができる。特に、このものでは、リフト・作動角の大小変化に伴い、吸気弁１６２の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。
【００４７】
なお、本発明に係る制御において吸排気弁のオーバーラップを大きく制御する場合に、上述した位相可変機構６２とリフト・作動角可変機構６２の両方を備える必要はなく、オーバーラップを調節できる動弁機構であればよいので、何れか一方の機構６１，６２を省略することもできる。
【００４８】
図１へ戻り、内燃機関１のクランク軸にはクランク角センサ２７が設けられ、コントロールユニット５０は、クランク角センサ２７から機関回転と同期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウントすることで、又は、クランク基準角信号の周期を計測することで、機関回転速度Ｎｅを検出することができる。
【００４９】
また、運転者により操作されるアクセルペダルには、その踏込み量に相当するアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２６が設けられ、その検出信号はコントロールユニット５０へ出力される。
【００５０】
さらに、内燃機関１の負荷に相当する駆動系のトルクを検出するトルクセンサ２８が駆動系統に設けられ、その検出信号はコントロールユニット５０へ出力される。
【００５１】
既述したように、各種センサ類１３，１４，２６，２７，２８，３１，４２からの検出信号は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェース等を含んで構成されるマイクロコンピュータからなるコントロールユニット５０に入力され、当該コントロールユニット５０は、センサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じて、スロットルバルブ１４の開度を制御し、燃料噴射バルブ１７を駆動して燃料噴射量を制御し、点火時期を設定して当該点火時期で点火プラグ２０を点火させる制御を行う。
【００５２】
なお、排気ガス再循環機構４０が本発明の排気ガス再循環手段、コントロールユニット５０が本発明の制御手段、可変動弁機構６０が本発明の可変動弁手段にそれぞれ対応する。
【００５３】
次に、本実施形態に係る制御手順を説明する。
【００５４】
図６は、図１のコントロールユニット５０による制御手順を示すフローチャート、図７は、同じくコントロールユニット５０によるＥＧＲ制御を示す領域マップ、図８は、同じくコントロールユニット５０による制御を示すタイミングチャートである。
【００５５】
本例のコントロールユニット５０は、図７に示すエンジン回転速度−エンジントルクマップの領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃにおいて排気ガス再循環機構４０を作動させて排気ガスを吸気通路１１へ還流させるものとし、同図の領域Ａにおいては排気ガス再循環機構４０を停止し、吸排気弁のオーバーラップを大きく設定することでいわゆる内部ＥＧＲにより排気ガスを残留させるものとする。また、領域Ａ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ以外の領域では排ガス再循環は行わないものとする。
【００５６】
ただし、同図に示す領域マップは本発明を理解するための一例であってこれに限定する趣旨ではない。また、領域Ａと領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃとのトルク閾値Ｔ１はたとえば１２０Ｎｍ、領域Ａ，Ｂ１，Ｃの最左端の回転数閾値Ｎ１はたとえば１２００ｒｐｍといった数値を例示できるがこれに限定されず、適宜変更することができる。
【００５７】
なお、トルクＴ１より高い高負荷領域にあたる領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃは、たとえば領域Ｂ１，Ｂ２のＥＧＲ率（還流ガスが筒内全ガス量に対して占める割合）を２０％、領域ＣのＥＧＲ率を３０％として区別するものとする。
【００５８】
以下のフローでは、主として、同図の領域Ｃの運転状態Ｘ、すなわち比較的高回転・高負荷の状態Ｘから、矢印に示すように領域Ａより左側の低回転・低負荷の状態Ｙに移行する場合を説明する。
【００５９】
上述したとおり、本例のようなスロットルバルブ１４の上流側の吸気通路１１に排気ガスを還流させる構成では、ドライバの減速要求に従ってスロットルバルブ１４が開状態から閉状態へ移行した場合に、還流させた排気ガスが吸気通路１１に残留する。厳密に言えば、図１のＥＧＲバルブ４２の出口からスロットルバルブ１４までの吸気通路１１に還流ガスが残留することになる。本例ではこの還流ガスをパージし、次にアクセルが踏まれた場合のＥＧＲを含めたエンジン制御を適切に行えるようにする。
【００６０】
図６のステップＳ１では、現在の運転状態が図７に示す領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃであるか否かを判定する。上述したとおり、運転状態が領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃのいずれかにある場合は排気ガス再循環機構４０を作動させるので、上述した還流ガスの残留問題が生じることがある。これに対し、運転状態が領域Ａにある場合は、吸排気バルブのオーバーラップの調節により内部ＥＧＲ制御を実行し、排気ガス再循環機構４０は停止するので、上述した還流ガスの残留問題は生じない。
【００６１】
ステップＳ１で運転状態が領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃのいずれかである場合はステップＳ２へ進み、これら領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃ以外の場合はステップＳ１を繰り返す。
【００６２】
図示は省略するが、運転状態が領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃのいずれかにある場合は、図１に示す排気ガス再循環機構４０のＥＧＲバルブ４２を開き（領域Ｂ１，Ｂ２と領域Ｃとで開度を変える）、排気通路２１の排気ガスの一部を冷却しつつ吸気通路１１の過給機３０の上流側に還流させる。これにより、排気ガス温度の低下や燃費向上を図ることができる。
【００６３】
ステップＳ２では、アクセル開度ＡＰＯをアクセル開度センサ２６から読み込み、ステップＳ３にて当該アクセル開度がゼロか否かを判定する。ステップＳ３にてアクセル開度ＡＰＯがゼロでない場合はステップＳ１へ戻るが、アクセル開度ＡＰＯがゼロの場合はステップＳ４へ進み、スロットルバルブ１４の開度ＴＶＯをゼロではない所定開度に設定する（図８（Ａ）の実線で示す。）。
【００６４】
またステップＳ５では、アクセル開度ＡＰＯがゼロになったことに伴って燃料噴射バルブ１７からの燃料噴射をカットする。
【００６５】
さらにステップＳ６では、アクセル開度ＡＰＯがゼロの場合には、エンジン回転速度及び負荷トルクも急激に減少して運転状態が図７に示す領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃを外れるので、排気ガス再循環機構４０のＥＧＲバルブ４２を閉状態にする。
【００６６】
このように、アクセル開度がゼロになると通常制御によればスロットルバルブ１４が閉状態に移行するので（図８（Ａ）の点線で示す。）、上述した吸気通路１１への還流ガスの残留が生じる（図８（Ｃ）の点線で示す）。しかしながら、本例では強制的にスロットルバルブ１４を開状態に維持するので、閉状態となったＥＧＲバルブ４２からスロットルバルブ１４までの吸気通路１１に残留した還流ガスは、スロットルバルブ１４が開くことにより吸気とともに燃焼室１６に送られ、パージされることになる（図８（Ｃ）の実線で示す）。
【００６７】
さらにステップＳ７では、可変動弁機構６０により吸排気弁のオーバーラップを大きく設定する（図８（Ｂ）の実線で示す。同図の点線は通常制御の比較例を示す）。これにより、吸気通路１１に残留した還流ガスが燃焼室１６から排気通路２１へ早く流れ、還流ガスのパージを促進することができる。なお、このオーバーラップは還流ガスのパージを促進するものであって、燃料カットされていることからも内部ＥＧＲは作用しない。
【００６８】
ステップＳ８では、エアフローメータ１３により吸入空気量Ｑａを読み込み、ステップＳ９にて吸気通路１１の残留還流ガス量を計算する。コレクタ１５を含む吸気通路１１の全体容量と、ＥＧＲバルブ４２からスロットルバルブ１４までの吸気通路１１の容量は既知であるため、次のステップＳ１０にて現在の吸気空気量Ｑａから吸気通路１１に残留した還流ガスのパージ時間を計算することができる。この計算で求められたパージ時間を一時的に記憶する。
【００６９】
ステップＳ１１では、排気圧センサ２５により排気通路２１の排気圧Ｐｅｘを検出し、予め定められた所定値Ｐｔｈより高いか否かを判定する。この所定値Ｐｔｈは、吸排気弁のバルブオーバーラップにより排気側から吸気側への逆流が生じない閾値である。ステップＳ１１にて排気圧Ｐｅｘが所定値Ｐｔｈより高い場合は、ステップＳ１３へ進み、過給機３０のウェイストゲートバルブ３１を開き、燃焼室１６からの排気ガスの全部または一部を、タービンホイール３２を迂回するように流し、これにより排気圧を減少させる（図８（Ｄ）の実線で示す。同図の点線は通常制御の比較例を示す）。これにより、吸排気弁のバルブオーバーラップ時の排気ガスの逆流を防止することができる。
【００７０】
なお、ステップＳ１１にて排気圧Ｐｅｘが所定値Ｐｔｈ以下の場合は、ステップＳ１３をジャンプしてステップＳ１４へ進む。
【００７１】
ステップＳ１４では、ステップＳ１０で計算し一時記憶しているパージ時間が経過したか否かを判定する。計算されたパージ時間が経過している場合はステップＳ１５へ進んで、スロットルバルブ１４の開度ＴＶＯをアクセル開度ＡＰＯの要求どおりにゼロに設定し、この制御フローを終了する。
【００７２】
一方、ステップＳ１４にてパージ時間が経過していない場合は、ステップＳ１６へ進み、再加速の要求があるか否かを判定する。この再加速要求はアクセル開度ＡＰＯがゼロでない正の値になったか否か、すなわち運転者によりアクセルが再度踏まれたか否かで判定する。
【００７３】
ステップＳ１６にて再加速の要求がない場合はステップＳ４（またはステップＳ１１）へ戻り、パージ時間が経過するまで上述した制御を繰り返す。
【００７４】
一方、ステップＳ１６にて再加速の要求があった場合はステップＳ１７へ進み、アクセル開度ＡＰＯ等に応じたスロットルバルブ１４の開度ＴＶＯを通常の制御フローにて演算し設定する。またステップＳ１８にて燃料噴射バルブ１７からの燃料カットを中止し、運転要求に応じた燃料噴射量を通常の制御フローにしたがって演算し設定する。
【００７５】
ステップＳ１９では、再加速要求があった現在の吸気通路１１内における還流ガスの残量を計算する。この残量は、たとえばステップＳ１０で計算したパージ時間（１００％）に対する現在までの経過時間の割合で算出することができる。たとえばステップＳ１０で計算されたパージ時間が３秒であり、再加速要求があるまで２秒が経過している場合には、残りの１秒分、すなわち３３％に相当する量の還流ガスが残留していると求めることができる。
【００７６】
ステップＳ２０では、ステップＳ１９で計算された還流ガスの残量に基づいて、点火プラグ２０の点火時期を調整する。すなわち、還流ガスの残量が多い場合には、還流ガスの残量が少ない場合に比べて、上死点前の点火時期を進角させる。このような制御は、たとえば還流ガスの残量と点火時期（進角）との関係を予めベンチテスト等によってマップ化しておき、このマップを参照しながら制御する。これにより、還流ガスのパージ途中で再加速要求があっても、最適な点火時期で内燃機関１を運転することができる。
【００７７】
以上のとおり、本実施形態の内燃機関の制御装置によれば、スロットルバルブ１４が閉じる条件であって、排気ガス再循環機構４０が停止した場合であっても、所定のパージ時間だけスロットルバルブ１４を開くので、スロットルバルブ１４とＥＧＲバルブ４２との間の吸気通路１１に残留する還流ガスをパージすることができる。この結果、再加速など次の運転制御時の吸気制御を正確に実行することができる。
【００７８】
図９は、０％、２０％、３０％というＥＧＲ率について、横軸を上死点前の点火時期、縦軸をサージトルクとしたときの関係を示すグラフである。燃費効果の点からはＥＧＲ率を高くした方が好ましいが、ＥＧＲ率が異なると同じ点火時期であってもサージトルクが大きく相違する。たとえば、同図において点火時期が２０の場合に、ＥＧＲ率が０％の場合のサージトルクは０．８程度と低いが、ＥＧＲ率が２０％になるとサージトルクが２．４近くまで大きくなる。このように、ＥＧＲ率が正確に把握できないとサージトルクが大きく変動するが、本実施形態では還流ガスをパージするのでこのような問題の発生を抑制することができる。
【００７９】
また、還流ガスがパージされることに伴って次の運転時のＥＧＲ率を最適化できるので燃費効果も期待できる。図１０は、ＥＧＲ率と燃費効果の関係を示すグラフであるが、本実施形態によれば運転状態に応じてＥＧＲ率を２０％や３０％といった値に設定できるので、燃費効果も３〜５％の範囲で期待できる。
【００８０】
また、上記のようにスロットルバルブ１４を所定のパージ時間だけ開いている状態において、さらに吸排気弁のバルブオーバーラップを大きく設定するので、還流ガスのパージがより促進され、パージ時間を短縮することができる。
【００８１】
また、上記のように吸排気弁のバルブオーバーラップを大きく設定している状態において、排気圧が所定圧より高い場合にはウェイストゲートバルブ３５を開くので、排気ガスの逆流を抑制することができる。
【００８２】
また、還流ガスのパージ操作の途中で再加速要求があった場合には、還流ガスの残量に基づいて点火時期を調節するので、再加速の際の運転制御を最適化することができる。
【００８３】
なお、上述した実施形態に係る過給機は、タービンホイールによりコンプレッサホイールを回転させる、いわゆる排気タービン駆動式過給機を適用したが、クランクシャフトの駆動力により機械的にコンプレッサを回転させる、いわゆる機械駆動式過給機を用いることもできる。
【図１】
2010169034.tif 000003
【図２】
2010169034.tif 000004
【図３】
2010169034.tif 000005
【図４】
2010169034.tif 000006
【図５】
2010169034.tif 000007
【図６】
2010169034.tif 000008
【図７】
2010169034.tif 000009
【図８】
2010169034.tif 000010
【図９】
2010169034.tif 000011
【図１０】
2010169034.tif 000012