(57)【要約】【課題】排気回収状態から回収停止状態への移行時に排気制御弁に先行してＥＧＲ弁を開いた場合の内燃機関の運転状態の不所望な変化を抑える。【解決手段】排気通路５を開閉する排気制御弁２１と、ＥＧＲ弁１２及び排気制御弁２１よりも上流域から排気を取り込むための排気回収タンク２３と、排気回収タンク２３を開閉するタンク弁２４とを具備し、ＥＣＵ２５によりＥＧＲ弁１２及び排気制御弁２１を閉じかつタンク弁２４を開いた回収状態と、ＥＧＲ弁１２及び排気制御弁２１を開きタンク弁２４を閉じた回収停止状態との間で各弁を切り替え制御し、回収状態から回収停止状態への移行時にはＥＧＲ弁１２が開動作を開始し、その後に排気制御弁２１が開動作を開始するように各弁１２、２１の開動作を制御する排気回収装置２０において、ＥＣＵ２５により吸気圧の一時的な上昇の影響が抑えられるように移行時の燃料噴射量を制限する。【選択図】図１
2010223003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路及び該ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁を備えた内燃機関に適用される排気回収装置であって、
前記排気通路を開閉する排気制御弁と、
前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁よりも上流域から排気を取り込むことができるように設けられた排気回収タンクと、
前記排気回収タンクを開閉するタンク弁と、
前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁を閉じかつ前記タンク弁を開いた回収状態と、前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁を開きかつ前記タンク弁を閉じた回収停止状態との間で各弁を切り替え制御し、かつ前記回収状態から前記回収停止状態への移行時には、前記ＥＧＲ弁が開動作を開始し、その後に前記排気制御弁が開動作を開始するように前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁の開動作を制御する弁制御手段と、
前記移行時の前記ＥＧＲ弁の開動作に応じた吸気圧の一時的な上昇が前記内燃機関の燃料噴射量に与える影響を抑えるように、当該移行時における前記内燃機関の燃料噴射量を制限する噴射量制限手段と、
を備えた内燃機関の排気回収装置。
【請求項２】
前記噴射量制限手段は、前記移行時に燃料噴射を禁止することにより、前記燃料噴射量を制限する請求項１に記載の排気回収装置。
【請求項３】
前記噴射量制限手段は、前記移行時に、燃料噴射量の上限値を当該移行前又は移行後の燃料噴射量の上限値と同程度に制限する請求項１に記載の排気回収装置。
【請求項４】
前記噴射量制限手段は、前記排気回収タンクの内圧に応じて前記移行時の燃料噴射量の上限値を変化させる請求項３に記載の排気回収装置。
【請求項５】
前記噴射量制限手段は、前記移行時の前記吸気通路と前記排気通路との圧力差に応じて、前記移行時の燃料噴射量の上限値を変化させる請求項３に記載の排気回収装置。
【請求項６】
前記噴射量制限手段は、前記移行時に、前記ＥＧＲ弁が開動作を開始するよりも早い時期から前記排気制御弁が目標開度に開くまでの期間、前記燃料噴射量を制限する請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路の排気制御弁を閉じて排気をタンクに回収することが可能な内燃機関の排気回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路を排気制御弁で閉じてその排気制御弁よりも上流側の排気をタンクに回収する装置においては、排気の回収中に排気制御弁の前後差圧が増大し、回収状態からの復帰時、すなわちタンク弁を閉じて排気制御弁を開くときにその排気制御弁の開弁に要する力が大きくなる。その解決策として、排気制御弁の開動作に先行してＥＧＲ弁を開いて排気圧を吸気側に逃がすことにより、排気制御弁の上流側の圧力を低下させる排気回収装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。その他に、本願発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１５１９４号公報
【特許文献２】特開２００８−２２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排気圧が上昇している状態で排気制御弁に先行してＥＧＲ弁を開いた場合、吸気通路の圧力が一時的に上昇する。そのため、吸気圧に基づく燃料噴射量の制御が乱れてトルク変動が生じるといった、運転状態の不所望な変化が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、排気回収状態から回収停止状態への移行時に、排気制御弁に先行してＥＧＲ弁を開いたときの運転状態の不所望な変化を抑えることが可能な内燃機関の排気回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の排気回収装置は、排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路及び該ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁を備えた内燃機関に適用される排気回収装置であって、前記排気通路を開閉する排気制御弁と、前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁よりも上流域から排気を取り込むことができるように設けられた排気回収タンクと、前記排気回収タンクを開閉するタンク弁と、前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁を閉じかつ前記タンク弁を開いた回収状態と、前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁を開きかつ前記タンク弁を閉じた回収停止状態との間で各弁を切り替え制御し、かつ前記回収状態から前記回収停止状態への移行時には、前記ＥＧＲ弁が開動作を開始し、その後に前記排気制御弁が開動作を開始するように前記ＥＧＲ弁及び前記排気制御弁の開動作を制御する弁制御手段と、前記移行時の前記ＥＧＲ弁の開動作に応じた吸気圧の一時的な上昇が前記内燃機関の燃料噴射量に与える影響を抑えるように、当該移行時における前記内燃機関の燃料噴射量を制限する噴射量制限手段と、を備えるものである（請求項１）。
【０００７】
本発明の排気回収装置によれば、回収状態から回収停止状態への移行時において、燃料噴射量が制限されることにより、その移行時に吸気圧が一時的に上昇してもその影響が燃料噴射量に与える影響が抑制される。これにより、排気制御弁の開動作に先行してＥＧＲ弁を開いても、トルク変動といった不所望な運転状態の変化を抑えることが可能となる。なお、噴射量の制限は、移行時の全期間に亘って実行されてもよいし、移行時において特に吸気圧の一時的な上昇が問題となる特定期間に限って実行されてもよい。
【０００８】
本発明の一形態において、前記噴射量制限手段は、前記移行時に燃料噴射を禁止することにより、前記燃料噴射量を制限してもよい（請求項２）。移行時に燃料噴射を禁止すれば、ＥＧＲ弁の開動作に伴って吸気圧が一時的に上昇しても、その上昇に合わせて燃料が過剰に噴射されるおそれがなくなる。
【０００９】
本発明の一形態において、前記噴射量制限手段は、前記移行時に、燃料噴射量の上限値を当該移行前又は移行後の燃料噴射量の上限値と同程度に制限してもよい（請求項３）。移行時に燃料噴射量の上限値を上記の通り制限すれば、移行時とその前又は後との間での燃料噴射量の急激な変化を防止して、トルク変動といった不所望な運転状態の変化を抑えることができる。
【００１０】
さらに、燃料噴射量の上限値を制限する場合、前記噴射量制限手段は、前記排気回収タンクの内圧に応じて前記移行時の燃料噴射量の上限値を変化させてもよい（請求項４）。移行時に排気回収タンクの内圧が高いほどＥＧＲ弁を開いたときに吸気圧が上昇し易く、その影響もより顕著に現れる。そのため、排気回収タンクの内圧が高いときは上限値を厳しく制限し、反対に内圧が低いときは上限値の制限を緩和するといったように、排気回収タンクの内圧に応じた上限値の制御を実行することにより、燃料噴射量の上限値を過不足なく制限することが可能となる。そのため、移行時の運転状態の変化をより適切に抑えることができる。
【００１１】
あるいは、前記噴射量制限手段は、前記移行時の前記吸気通路と前記排気通路との圧力差に応じて、前記移行時の燃料噴射量の上限値を変化させてもよい（請求項５）。吸気通路の圧力と排気通路の圧力との差（差圧）が高いほど内燃機関のポンプ損失が大きくなり、特に排気回収状態からの移行時には排気通路の圧力が通常の運転状態よりも高い状態であるためにポンプ損失が大きい。このため、圧力差に応じて燃料噴射量の上限値を変化させることにより、ポンプ損失の増大を補うように燃料噴射量の上限値の制限を緩和して内燃機関のトルクを適切に制御することが可能となる。
【００１２】
本発明の一形態において、前記噴射量制限手段は、前記移行時に、前記ＥＧＲ弁が開動作を開始するよりも早い時期から前記排気制御弁が目標開度に開くまでの期間、前記燃料噴射量を制限してもよい（請求項６）。これによれば、吸気圧が一時的に上昇する間において、燃料噴射量を確実に制限することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明の排気回収装置によれば、排気の回収状態から回収停止状態への移行時に燃料噴射量を制限するようにしたので、排気制御弁に先行してＥＧＲ弁を開いて吸気圧が一時的に上昇しても、その影響が燃料噴射量に与える影響が抑制され、その結果、吸気圧の一時的な上昇に起因するトルク変動といった不所望な運転状態の変化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の形態に係る排気回収装置が適用された内燃機関の概略構成を示す図。
【図２】排気回収条件が成立している状態から不成立へと転じた場合の各弁の切り替え動作を排気圧及び吸気圧を対応付けて示したタイミングチャート。
【図３】本発明の制御を実施しない場合における燃料噴射量の上限値と最終的に決定される燃料噴射量とを時系列に沿って示した図。
【図４】図１のＥＣＵが実行する排気回収管理ルーチンを示すフローチャート。
【図５】図４のルーチンが実行された場合の燃料噴射量を時系列に沿って示した図。
【図６】第２の形態においてＥＣＵが実行する排気回収管理ルーチンを示すフローチャート。
【図７】第２の形態における燃料噴射量の上限値と最終的に決定される燃料噴射量とを時系列に沿って示した図。
【図８】第３の形態においてＥＣＵが実行する排気回収管理ルーチンを示すフローチャート。
【図９】図８のルーチンで参照されるマップの一例を示した図。
【図１０】第３の形態における燃料噴射量の上限値と最終的に決定される燃料噴射量とを時系列に沿って示した図。
【図１１】第４の形態においてＥＣＵが実行する排気回収管理ルーチンを示すフローチャート。
【図１２】図１１のルーチンで参照されるマップの一例を示した図。
【図１３】第４の形態における燃料噴射量の上限値と最終的に決定される燃料噴射量とを時系列に沿って示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の形態］
以下、図１〜図５を参照して、本発明の第１の形態に係る排気回収装置を説明する。本形態の排気回収装置は、車両に動力源として搭載される内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ。）に適用されるものである。図１に示すように、エンジン１は、エンジン本体２に複数（図では４つ）のシリンダ３が直列的に設けられ、それらのシリンダ３に通じる吸気通路４と排気通路５との間にターボチャージャ６が設けられた過給機付きエンジンとして構成されている。吸気通路４に取り込まれた吸気はターボチャージャ６のコンプレッサ６ａ及びインタークーラ７を順次通過し、さらに吸気絞り弁８の開度に応じて吸気通路４の一部であるインテークマニホールド４ａに導入されて各シリンダ３に分配される。一方、シリンダ３からの排気は、排気通路５の一部であるエキゾーストマニホールド５ａからターボチャージャ６のタービン６ｂ及び排気浄化触媒９を順次通過する。エキゾーストマニホールド５ａと吸気絞り弁８の下流域との間はＥＧＲ通路１０にて接続されている。ＥＧＲ通路１０には、ＥＧＲクーラ１１及びＥＧＲ弁１２が設けられている。ＥＧＲ弁１２はＥＧＲ通路１０の開度を調整して排気通路５から吸気通路４に導入されるＥＧＲガスの流量を制御するための制御弁であり、その駆動源にはステッピングモータが使用されている。なお、シリンダ３を開閉するための吸気弁、排気弁といった周知の構成要素については図示を省略した。
【００１６】
エンジン１の排気回収装置２０は、排気通路５の排気浄化触媒９よりも下流域に設置された排気制御弁２１と、ＥＧＲ通路１０のＥＧＲクーラ１１とＥＧＲ弁１２との間に接続路２２を介して接続された排気回収タンク（以下、タンクと略称することがある。）２３と、接続路２２を開閉するタンク弁２４とを備えている。排気制御弁２１は、排気通路５の中心部に設置された弁軸２１ａの回りに板状の弁体２１ｂを回転させて排気通路５を開閉するバタフライ式の制御弁である。排気回収タンク２３は排気ガス回収時の圧力に耐え得る剛性を備えた圧力容器であり、その容量はエンジン１の排気量等に応じて適宜に定められる。タンク弁２４は接続路２２を開閉できるものであればよいが、一例としては、開度調整可能な電磁比例制御弁がタンク弁２４として使用される。
【００１７】
排気回収装置２０においては、ＥＧＲ弁１２及び排気制御弁２１をいずれも閉じ、タンク弁２４を開くことにより、排気制御弁２１の上流域に閉じ込められた排気をＥＧＲ通路１０及び接続路２２を介してタンク２３に回収することができる。また、タンク弁２４を閉じることにより、回収した排気をタンク２３内に保持し、そのタンク弁２４を開きかつＥＧＲ弁１２を閉じることにより、排気を排気通路５へと戻すことができる。
【００１８】
ＥＧＲ弁１２、排気制御弁２１及びタンク弁２４の動作は電子制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ。）２５により制御される。ＥＣＵ２５はマイクロプロセッサを備えたコンピュータユニットとして構成され、エンジン１を目標とする運転状態に制御するために必要な各種の演算及び制御要素の動作制御を実行する。但し、図１では排気回収装置２０の制御に必要な部分以外のＥＣＵ２５に対する入出力機器は図示を省略している。
【００１９】
ＥＣＵ２５は所定の排気回収条件が成立すると、ＥＧＲ弁１２及び排気制御弁２１を閉じ、タンク弁２４を開いて排気をタンク２３に回収させる。また、排気回収中にその排気回収条件が不成立となった場合、ＥＣＵ２５はタンク弁２４を閉じてタンク２３内に排気を閉じ込めるとともに、排気制御弁２１を開いて排気通路５の下流域への排気の通過を可能とし、かつＥＧＲ弁１２の開弁動作を許可してＥＧＲ通路１０を介したＥＧＲガスの還流を可能とする。さらに、ＥＣＵ２５は、所定の排気補給条件が成立すると、排気制御弁２１を開状態に保持しつつＥＧＲ弁１２を閉じタンク弁２４を開いてタンク２３内の排気を排気通路５へと導入させる。排気回収条件は、例えばエンジン１が減速中でかつエンジン１に対する燃料噴射が禁止、つまりフューエルカットが実行されている場合に成立するよう設定される。排気補給条件は、例えばエンジン１の回転数が上昇してターボチャージャ６の過給が開始される段階に成立するよう設定される。
【００２０】
次に、排気回収条件が成立している状態から不成立へと転じた場合におけるＥＣＵ２５のタンク弁２４、ＥＧＲ弁１２及び排気制御弁２１の動作制御を図２により説明する。なお、図中の下部には、排気圧及び吸気圧を対応付けて示している。この場合の排気圧は排気制御弁２１の弁体２１ｂの上流域の圧力、吸気圧は吸気絞り弁８の下流域の圧力である。
【００２１】
図２において、時刻Ｔ０までは排気回収条件が成立し、タンク弁２４は全開状態（最大限に開いた状態）に、ＥＧＲ弁１２及び排気制御弁２１はそれぞれ全閉状態（最大限に閉じた状態）にある。時刻Ｔ０にて排気回収条件が不成立になると、タンク弁２４が閉動作を開始し、時刻Ｔ１にてタンク弁２４が全閉状態となる。また、時刻Ｔ０からＴ２の間に車両のアクセルペダルが踏込み操作されて燃料噴射状態への復帰が要求されると（以下、この要求を減速復帰要求と呼ぶことがある。）、時刻Ｔ２にてＥＧＲ弁１２が開動作を開始し、時刻Ｔ３にてＥＧＲ弁１２が所定の目標開度まで開かれる。なお、時刻Ｔ２はＴ１と同時か又はそれよりも遅い時刻であることが望ましい。さらに、排気制御弁２１はＥＧＲ弁１２の開動作開始時刻Ｔ２よりも遅くかつＥＧＲ弁１２の全閉時刻Ｔ３よりも早い時刻Ｔ４に開動作を開始する。そして、時刻Ｔ５にて排気制御弁２１が所定の目標開度まで開かれる。時刻Ｔ０までが排気の回収状態、時刻Ｔ５以降が回収停止状態、時刻Ｔ０〜Ｔ５の間が回収状態から回収停止状態への移行時にそれぞれ相当する。
【００２２】
以上の動作手順によれば、減速復帰要求があった場合に排気制御弁２１に先立ってＥＧＲ弁１２が開かれるため、排気制御弁２１の開動作開始（時刻Ｔ４）に先行して排気制御弁２１の上流側の圧力がＥＧＲ通路１０を介して吸気通路４に逃がされる。すなわち、図２から明らかなように、排気圧（排気制御弁２１よりも上流域の圧力）はＥＧＲ弁１２が開動作を開始する時刻Ｔ２とほぼ同時に低下を開始し、排気制御弁２１が開動作を開始する時刻Ｔ４には排気制御弁２１の上流域の排気圧が十分に低下して、弁体２１ｂの前後差圧が回収中のそれと比して十分に小さくなる。そのため、排気制御弁２１を開くために要する力を軽減し、排気制御弁２１を迅速に開いて減速復帰要求に対する応答遅れを改善することができる。なお、ＥＧＲ弁１２はステッピングモータを駆動源とするため、その前後差圧が大きくても容易にこれを開弁させることができる。
【００２３】
図２から明らかなように、排気制御弁２１に先立ってＥＧＲ弁１２が開かれた場合、排気圧の低下と引き換えに吸気圧が一時的に上昇する。これがエンジン１の燃料噴射量の制御に影響を与えることがある。その一例を図３により説明する。エンジン１の燃料噴射量は、エンジン１の要求トルクに対応して演算される基本噴射量に対して、吸気量に基づいて設定される上限値Ｑ１、吸気圧に基づいて設定される上限値Ｑ２、アクセルペダルの踏込み量に基づいて設定される上限値Ｑ３等のうち、いずれか最小の値を上限値として、その上限値を超えないように最終的な燃料噴射量が決定される。上限値Ｑ１は定常運転時のスモーク限界を表現する値であり、上限値Ｑ２は過渡運転時のスモーク限界を表現する値であり、上限値Ｑ３は吸気の遅れがないと仮定したときの要求トルクを表現する値である。その他にも、タービン６ｂの回転限界を表現する上限値等も存在するが、図３の減速復帰要求時には、上限値Ｑ１〜Ｑ３よりも十分に大きいので図示を省略している。
【００２４】
図３の下段は最終的な噴射量を太線で示しており、これを見れば明らかなように、エンジン１が通常の部分負荷運転をしている場合には、吸気圧に基づく上限値Ｑ２が最終的な燃料噴射量を支配することが多い。しかしながら、ＥＧＲ弁１２の開弁によって吸気圧が一時的に上昇すると、図３の領域Ａから明らかなように、吸気圧に基づく上限値Ｑ２が一時的に上昇して最終的な噴射量も一時的に増加する。領域Ａでは、上限値Ｑ３から明らかなようにアクセルペダルの踏込み量がほぼ一定に維持されており、それにも拘わらず、燃料噴射量が一時的に増加すればエンジン１の出力トルクが車両のドライバの意思に反して一時的に増加し、トルクショックが生じてドライバビリティが悪化する。そこで、本形態では、ＥＣＵ２５が図４に示す排気回収管理ルーチンを一定の周期で繰り返し実行することにより、吸気圧の一時的な上昇に伴うトルクショックの発生等を抑えている。以下、図４のルーチンを説明する。
【００２５】
図４のルーチンが開始されると、ＥＣＵ２５はまずステップＳ１で排気回収条件が成立しているか否か判断し、成立していればステップＳ２へ進む。ステップＳ２において、ＥＣＵ２５はタイマＴに初期値０をセットする。続くステップＳ３においてＥＣＵ２５はＥＧＲ弁１２、排気制御弁２１及びタンク弁２４の開閉状態（以下、これを弁開閉状態と呼ぶ。）をモード１に設定する。モード１では、ＥＧＲ弁１２及び排気制御弁２１が全閉状態、タンク弁２４が全開状態にそれぞれ制御される。つまり、モード１は図２において時刻Ｔ０以前の状態に相当する。ステップＳ３の処理後、ＥＣＵ２５は今回のルーチンを終了する。
【００２６】
一方、ステップＳ１で回収条件が成立していないと判断された場合、ＥＣＵ２５はステップＳ４へ進む。ステップＳ４において、ＥＣＵ２５はタイマＴの値がＴ５（図２参照）未満であり、かつ各弁の状態がモード３ではないか否かを判断する。この条件は、要するに弁開閉状態が減速復帰要求に対応した切り替え制御中（図２のＴ０〜Ｔ５の間に相当）であるか否かを判別するものである。ステップＳ４が肯定判断された場合、ＥＣＵ２５はステップＳ５へ進み、タイマＴの値を所定の単位時間進める。続くステップＳ６にて、ＥＣＵ２５は弁開閉状態をモード２に設定する。モード２が設定された場合、ＥＣＵ２５は図４とは別のルーチンに従って図２に示した通りにタンク弁２４、ＥＧＲ弁１２及び排気制御弁２１の開閉状態を順次切り替え制御する。続くステップＳ７にてＥＣＵ２５はエンジン１に対する燃料噴射を禁止させる。ステップＳ７の処理後、ＥＣＵ２５は今回のルーチンを終了する。
【００２７】
ステップＳ４の条件が否定された場合、ＥＣＵ２５はステップＳ８に進む。ステップＳ８にて、ＥＣＵ２５はタイマＴの値にＴ５をセットする。続くステップＳ９において、ＥＣＵ２５は弁開閉状態をモード３に設定する。モード３では、タンク弁２４が全閉状態に、ＥＧＲ弁１２及び排気制御弁２１はそれぞれの目標開度にそれぞれ維持される。つまり、モード３は図２において時刻Ｔ５以降の状態に相当する。ステップＳ９の処理後、ＥＣＵ２５は今回のルーチンを終了する。
【００２８】
以上の処理によれば、図２の時刻Ｔ０からＴ５の間に燃料噴射が禁止されるので、図５に太線で示したように、燃料噴射量は排気制御弁２１が目標開度まで開く時刻Ｔ５まで継続して０に維持される。そして、排気制御弁２１が目標開度に達してから燃料噴射が再開される。よって、吸気圧の一時的な上昇に伴う不所望なトルク変動を防止し、ドライバビリティの悪化を抑えることができる。
【００２９】
第１の形態においては、ＥＣＵ２５が図４のステップＳ１〜９を実行しかつ図２に従って各弁１２、２１、２４の開閉状態を切り替えることにより弁制御手段として機能し、ＥＣＵ２５が図４のステップＳ７を実行することにより噴射量制限手段として機能する。
【００３０】
［第２の形態］
次に、図６及び図７を参照して本発明の第２の形態を説明する。なお、本形態は、上述した第１の形態と比較してＥＣＵ２５による排気回収管理ルーチンの一部を変更したものである。よって、図１及び図２に関しては第１の形態の説明をそのまま流用し、以下では排気回収管理ルーチンを中心として説明する。
【００３１】
図６に示したように、本形態の排気回収管理ルーチンでは、図４の排気回収管理ルーチンに対してステップＳ７の処理が省略され、これに代えてステップＳ１１〜Ｓ１４の処理が追加されている。ステップＳ１〜Ｓ９の処理については図４の場合と同様であり、説明を省略する。本形態のルーチンでは、ステップＳ３の処理後にＥＣＵ２５がステップＳ１１の処理を実行し、ステップＳ６の処理後にＥＣＵ２５がステップＳ１２の処理を実行し、ステップＳ９の処理後にＥＣＵ２５がステップＳ１３の処理を実行する。ステップＳ１１及びＳ１３においてＥＣＵ２５は燃料噴射量の上限値の候補値Ｑｍａｘに第１の値ＱＭ０を設定し、ステップＳ１２においてＥＣＵ２５は候補値Ｑｍａｘに第２の値ＱＭ１を設定する。図７に示したように、第１の値ＱＭ０は、上述した上限値Ｑ１〜Ｑ３のいずれよりも大きい値である。一方、第２の値ＱＭ１は、モード１又はモード３の時の吸気圧に基づく上限値Ｑ２とほぼ同程度に設定される。
【００３２】
図６のルーチンにおいて、ステップＳ１１〜Ｓ１３のいずれかの処理が実行されると、ＥＣＵ２５はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、ＥＣＵ２５は噴射量の上限値として、図３に示した上限値Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、及びステップＳ１１〜Ｓ１３のいずれかで設定した候補値Ｑｍａｘから最小値を上限値として選択する。ここで選択された上限値は、ＥＣＵ２５が別途実行する燃料噴射量の制御ルーチンに反映され、最終的な燃料噴射量はその上限値以内に抑えられる。ステップＳ１４の処理後、ＥＣＵ２５は今回のルーチンを終了する。なお、図６のステップＳ１４においては、上限値Ｑ１〜Ｑ３及び候補値Ｑｍａｘに加えて、異なる観点からの上限値も選択候補に含まれてもよい。
【００３３】
以上の処理によれば、図２の時刻Ｔ０からＴ５の間において、燃料噴射の上限値が第２の値ＱＭ１又はそれよりも小さい値に制限される。すなわち、図７の下段に太線で示したように、タンク弁２４の閉動作から排気制御弁２１の開動作に至るまでの一連の切り替え制御が実行される時刻Ｔ０〜Ｔ５の間、燃料噴射量の上限値が第２の値ＱＭ１より大きな値に設定されることがない。第２の値ＱＭ１は、各弁の切り替え動作実行前及び実行後における吸気圧に基づく上限値Ｑ２と同等に設定されている。よって、吸気圧の一時的な上昇に伴う不所望なトルク変動を防止し、ドライバビリティの悪化を抑えることができる。
【００３４】
第２の形態においては、ＥＣＵ２５が図６のステップＳ１〜９を実行しかつ図２に従って各弁１２、２１、２４の開閉状態を切り替えることにより弁制御手段として機能し、ＥＣＵ２５が図６のステップＳ１２及びステップＳ１３を実行することにより噴射量制限手段として機能する。
【００３５】
［第３の形態］
次に、図８〜図１０を参照して本発明の第３の形態を説明する。なお、本形態は、上述した第１の形態と比較してＥＣＵ２５による排気回収管理ルーチンの一部を変更したものである。よって、図１及び図２に関しては第１の形態の説明をそのまま流用し、以下では排気回収管理ルーチンを中心として説明する。
【００３６】
図８に示したように、本形態の排気回収管理ルーチンでは、図４の排気回収管理ルーチンに対してステップＳ７の処理が省略され、これに代えてステップＳ２１及びＳ２２の処理が追加されている。ステップＳ１〜Ｓ９の処理については図４の場合と同様であり、説明を省略する。本形態のルーチンでは、ステップＳ３、Ｓ６又はＳ８にて弁開閉状態が設定されると、ＥＣＵ２５がステップＳ２１に進む。ステップＳ２１において、ＥＣＵ２５は上限値の候補値Ｑｍａｘを図９のマップに基づいて設定する。図９のマップは、タイマＴの値及びタンク圧、すなわち排気回収タンク２３に蓄えられた排気の圧力を引数として、Ｑｍａｘの値を決定するためのマップである。そのマップにおいては、時刻Ｔ０から暫くの間は候補値Ｑｍａｘがほぼ一定の値に維持され、時刻Ｔ５に達する幾らか前の時刻から候補値Ｑｍａｘが上昇するように設定される。さらに、候補値Ｑｍａｘの上昇率はタンク圧が小さいほど大きくなるように設定される。また、図１０の上段に太線で示したように、Ｑｍａｘは時刻Ｔ０の前後では、時刻Ｔ０以前の吸気圧に基づく上限値Ｑ２と同程度に設定されている。この種のマップは予め適合試験等によって作成されてＥＣＵ２５の内部メモリに保存されている。タンク圧は、圧力センサによる実測値でもよいし、タンク圧に相関する物理量、あるいはエンジン１の運転状態等から演算した推定値でもよい。
【００３７】
図８に戻って、ステップＳ２１で候補値Ｑｍａｘを設定した後、ＥＣＵ２５はステップＳ２２に進む。ステップＳ２２において、ＥＣＵ２５は噴射量の上限値として、図３に示した上限値Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、及びステップＳ２１で設定した候補値Ｑｍａｘから最小値を上限値として選択する。ここで選択された上限値は、ＥＣＵ２５が別途実行する燃料噴射量の制御ルーチンに反映され、最終的な燃料噴射量はその上限値以内に抑えられる。ステップＳ２２の処理後、ＥＣＵ２５は今回のルーチンを終了する。なお、図８のステップＳ２２においては、上限値Ｑ１〜Ｑ３及び候補値Ｑｍａｘに加えて、異なる観点からの上限値も選択候補に含まれてもよい。
【００３８】
以上の処理によれば、図２の時刻Ｔ０からＴ５の間において、燃料噴射の上限値が制限値Ｑｍａｘ又はそれよりも小さい値に制限される。すなわち、図１０の下段に太線で示したように、タンク弁２４の閉動作から排気制御弁２１の開動作に至るまでの一連の切り替え制御が実行される時刻Ｔ０〜Ｔ５の間、燃料噴射量の上限値が制限値Ｑｍａｘより大きな値に設定されることがない。制限値Ｑｍａｘは上記のように時刻Ｔ０から暫くの間、モード１、すなわち排気回収中における吸気圧に基づく上限値Ｑ２と同程度に維持され、モード２の後半で上昇を開始するように設定されている。よって、吸気圧の一時的な上昇に伴う不所望なトルク変動を防止し、ドライバビリティの悪化を抑えることができる。しかも、タンク圧を考慮して制限値Ｑｍａｘを設定することにより、ＥＧＲ弁１２の開動作に伴う吸気圧の一時的な上昇の程度に応じて燃料噴射量の上限値を変化させることができる。すなわち、ＥＧＲ弁１２を開いた時のタンク圧が小さいほど、吸気圧の一時的な上昇の程度は小さくなる。これに対して、制限値Ｑｍａｘはタンク圧が小さいほど上昇率が大きくなるように設定されるので、吸気圧の上昇が緩やかなときには燃料噴射量の制限を早期に緩和し、吸気圧の上昇が急激あるいは大きいときは燃料噴射量の制限を厳しくして、燃料噴射の過剰な制限を抑制することができる。
【００３９】
第３の形態においては、ＥＣＵ２５が図８のステップＳ１〜９を実行しかつ図２に従って各弁１２、２１、２４の開閉状態を切り替えることにより弁制御手段として機能し、ＥＣＵ２５が図８のステップＳ２１及びステップＳ２２を実行することにより噴射量制限手段として機能する。
【００４０】
［第４の形態］
次に、図１１〜図１３を参照して本発明の第４の形態を説明する。なお、本形態は、上述した第１の形態と比較してＥＣＵ２５による排気回収管理ルーチンの一部を変更したものである。よって、図１及び図２に関しては第１の形態の説明をそのまま流用し、以下では排気回収管理ルーチンを中心として説明する。
【００４１】
図１１に示したように、本形態の排気回収管理ルーチンでは、図４の排気回収管理ルーチンに対してステップＳ７の処理が省略され、これに代えてステップＳ３１及びＳ３２の処理が追加されている。ステップＳ１〜Ｓ９の処理については図４の場合と同様であり、説明を省略する。本形態のルーチンでは、ステップＳ３、Ｓ６又はＳ８にて弁開閉状態が設定されると、ＥＣＵ２５がステップＳ３１に進む。ステップＳ３１において、ＥＣＵ２５は上限値の候補値Ｑｍａｘを、図７に示した第２の値ＱＭ１に、図１２のマップから決定した増分を加えた値に設定する。図１２のマップは、吸気圧と排気圧との差圧を引数として上限値の増分（補正量）を設定するものである。ここでいう差圧は、吸気圧と排気圧との差の絶対値である。図１２のマップでは、差圧が大きいほど増分も増加する。増分は負の値、つまり減少する場合も含む概念である。また、図１２のマップで取得される増分は、第２の値ＱＭ１に対して十分に小さい値である。そのため、図１３の上段に太線で示したように、制限値Ｑｍａｘは、各弁の一連の切り替え制御の前後における上限値Ｑ２とほぼ同程度に維持される。図１２のマップは予め適合試験等によって作成されてＥＣＵ２５の内部メモリに保存されている。
【００４２】
図１１に戻って、ステップＳ３１で候補値Ｑｍａｘを設定した後、ＥＣＵ２５はステップＳ３２に進む。ステップＳ３２において、ＥＣＵ２５は噴射量の上限値として、図３に示した上限値Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、及びステップＳ３１で設定した候補値Ｑｍａｘから最小値を上限値として選択する。ここで選択された上限値は、ＥＣＵ２５が別途実行する燃料噴射量の制御ルーチンに反映され、最終的な燃料噴射量はその上限値以内に抑えられる。ステップＳ３２の処理後、ＥＣＵ２５は今回のルーチンを終了する。なお、図１１のステップＳ３２においては、上限値Ｑ１〜Ｑ３及び候補値Ｑｍａｘに加えて、異なる観点からの上限値も選択候補に含まれてもよい。
【００４３】
以上の処理によれば、図２の時刻Ｔ０からＴ５の間において、燃料噴射の上限値が、切り替え動作実行前及び実行後の吸気圧に基づく上限値Ｑ２と同等に設定された第２の値ＱＭ１又はそれよりも小さい値に制限される。すなわち、図１３の下段に太線で示したように、タンク弁２４の閉動作から排気制御弁２１の開動作に至るまでの一連の切り替え制御が実行される時刻Ｔ０〜Ｔ５の間、燃料噴射量の上限値が制限値Ｑｍａｘより大きな値に設定されることがない。制限値Ｑｍａｘは上記のように上限値Ｑ２と同程度であるため、吸気圧の一時的な上昇に伴う不所望なトルク変動を防止し、ドライバビリティの悪化を抑えることができる。しかも、吸気圧と排気圧の差圧が大きいほど制限値Ｑｍａｘも大きな値に補正されるので、排気回収時の排気圧の上昇に伴ってエンジン１のポンプ損失が増大するほど燃料噴射量の上限の制限を緩和し、それによりポンプ損失の増大に伴うトルク低下を補ってドライバビリティをさらに改善することができる。
【００４４】
第４の形態においては、ＥＣＵ２５が図１１のステップＳ１〜９を実行しかつ図２に従って各弁１２、２１、２４の開閉状態を切り替えることにより弁制御手段として機能し、ＥＣＵ２５が図１１のステップＳ３１及びステップＳ３２を実行することにより噴射量制限手段として機能する。
【００４５】
本発明は上述した形態に限ることなく、種々の形態にて実施することが可能である。例えば、上記の形態では排気回収タンク２３をＥＧＲ通路１０のＥＧＲ弁１２よりも上流域に接続しているが、ＥＧＲ弁１２及び排気制御弁２１のそれぞれの上流域から排気を取り込むことができる限り、排気回収タンク２３は適宜の位置に設けてよい。例えば、エキゾーストマニホールド５ａに排気回収タンク２３を接続するといった変形が可能である。
【００４６】
上記の形態では、吸気圧の一時的な上昇の影響を抑えるための燃料噴射の禁止又は噴射量の上限値の変更を、タンク弁２４の閉動作開始時刻Ｔ０から排気制御弁２１の開動作終了時刻Ｔ５までの全期間又は一部において実行したが、燃料噴射の制限（禁止又は上限値の減少）は吸気圧が一時的に上昇する期間を含む限りにおいて、適宜の期間内に実行すればよい。上記の形態では、排気回収タンク２３に排気圧を蓄え、その圧力をタービン６ｂに供給して応答性の改善等を図っているが、排気圧の回収はその目的に限らず、適宜に実行してよい。例えば、排気浄化触媒の暖機完了前に排気をタンクに回収し、暖機完了後にタンクから排気を排気浄化触媒へと供給する場合であっても、回収状態から回収停止状態への移行時に排気圧が上昇しており、排気制御弁の開弁に先行してＥＧＲ弁を開く必要が生じる可能性がある。そのような場合でも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  内燃機関
４  吸気通路
５  排気通路
６  ターボチャージャ
８  吸気絞り弁
９  排気浄化触媒
１０  ＥＧＲ通路
１２  ＥＧＲ弁
２０  排気回収装置
２１  排気制御弁
２３  排気回収タンク  
２４  タンク弁
２５  電子制御装置（弁制御手段、噴射量制限手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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