(57)【要約】【課題】ＥＧＲ量を増量する際の制御応答性を向上させて排気エミッション及びドライバビリティの悪化を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】吸気通路１０に配置されたスロットル弁１６と、排気通路２０とスロットル弁１６の上流側の吸気通路１０とを接続するＥＧＲ通路４０と、ＥＧＲ通路４０に配置されたＥＧＲ弁４４と、吸気通路１０におけるＥＧＲ通路４０との接続部の上流側とスロットル弁１６の下流側とを接続するエアバイパス通路３６と、エアバイパス通路３６の開閉を行うエアバイパス弁３８と、を備える。スロットル弁１６及びＥＧＲ弁４４は、エアバイパス弁３８の開度、目標ＥＧＲ率、及び目標空気量に基づいて算出された目標開度にそれぞれ操作される。また、エアバイパス弁３８は所定の加速要求を受けてその開度を開弁から閉弁へ切り替える。【選択図】図３
2014234745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に配置されたスロットル弁と、
前記内燃機関の排気通路と前記吸気通路における前記スロットル弁の上流側とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ弁と、
前記吸気通路における前記ＥＧＲ通路との接続部の上流側と前記スロットル弁の下流側とを接続するエアバイパス通路と、
前記エアバイパス通路に配置されたエアバイパス弁と、
前記エアバイパス弁の開度を第１開度と前記第１開度よりも小さい第２開度との間で切り替える切替手段と、
前記エアバイパス弁の開度、目標ＥＧＲ率、及び目標空気量に基づいて前記スロットル弁及び前記ＥＧＲ弁の開度を決定し、前記開度に従って前記スロットル弁及び前記ＥＧＲ弁を操作する制御手段と、を備え、
前記切替手段は、所定の加速要求を受けて前記エアバイパス弁の開度を前記第１開度から前記第２開度へ切り替える手段を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記切替手段は、アクセル開度を用いて計算された要求トルクの変化率の基準値以上への増大に応答して前記エアバイパス弁の開度を前記第１開度から前記第２開度へ切り替え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。
【請求項３】
前記エアバイパス弁を通過する空気量であるエアバイパス空気量を算出する手段を更に備え、
前記切替手段は、前記目標空気量の前記エアバイパス空気量以下への減少に応答して前記エアバイパス弁の開度を前記第１開度から前記第２開度へ切り替える手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記第２開度は全閉であり、
前記切替手段は、前記スロットル弁の開度の基準開度以上への増大に応答して前記エアバイパス弁の開度を前記第１開度から前記第２開度へ切り替える手段を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、前記吸気通路に配置されたコンプレッサと前記排気通路に配置されたタービンとを備えるターボ過給機付きの内燃機関であって、
前記ＥＧＲ通路は、前記排気通路における前記タービンの下流側と前記吸気通路における前記コンプレッサの上流側とを接続する通路であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の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、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、排気ガスの一部を吸気系へ還流させるＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２０１２−５７５８２号公報には、吸気通路におけるコンプレッサの上流かつ吸気絞り弁の下流の箇所に排気ガスの一部を還流させる低圧ループ式のＥＧＲ装置を備えるターボチャージャ付き内燃機関が開示されている。このような低圧ループ式のＥＧＲ装置では、ＥＧＲ率の低下要求を受けてＥＧＲ弁を全閉状態としても、ＥＧＲ経路に残留していたＥＧＲガスが吸気に混交することによりＥＧＲ率の低下が遅れてしまう問題がある。上記従来の技術では、この問題を解決すべく、吸気通路における吸気絞り弁の上流とスロットル弁の下流とを連通する新気バイパス通路と、当該新気バイパス通路に設けられた新気バイパス弁と、を設け、ＥＧＲ制御を終了した直後において、閉弁されていた新気バイパス弁を開弁する制御が行われる。これにより、新気バイパス通路を経て新気がシリンダ内に導入されるので、ＥＧＲ制御を終了した直後のＥＧＲ率が速やかに低下される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２―５７５８２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６９４９１号公報
【特許文献３】特開平１０−３０４８０号公報
【特許文献４】特開平４−１４０４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の制御装置では、ＥＧＲ量を低下させる際の応答性遅れを改善する点において一定の効果がある。しかしながら、ＥＧＲ制御では、ＥＧＲ量を増量する制御が行われる際にも応答遅れの問題が生じる。つまり、ＥＧＲ量の増量要求に対して応答遅れが発生した場合、一時的にＥＧＲ量が不足することがある。その結果、空燃比のリッチ化や燃焼温度の上昇などによりＮＯｘ等の有害ガスの排出量が増加してドライバビリティが悪化するおそれがある。上記従来の技術では、ＥＧＲ量を増量する際の応答遅れに対しては何ら考慮されていない。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、ＥＧＲ量を増量する際の制御応答性を向上させて排気エミッション及びドライバビリティの悪化を抑制することのできる内燃機関の制御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】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置において、
内燃機関の吸気通路に配置されたスロットル弁と、
前記内燃機関の排気通路と前記吸気通路における前記スロットル弁の上流側とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ弁と、
前記吸気通路における前記ＥＧＲ通路との接続部の上流側と前記スロットル弁の下流側とを接続するエアバイパス通路と、
前記エアバイパス通路に配置されたエアバイパス弁と、
前記エアバイパス弁の開度を第１開度と前記第１開度よりも小さい第２開度との間で切り替える切替手段と、
前記エアバイパス弁の開度、目標ＥＧＲ率、及び目標空気量に基づいて前記スロットル弁及び前記ＥＧＲ弁の開度を決定し、前記開度に従って前記スロットル弁及び前記ＥＧＲ弁を操作する制御手段と、を備え、
前記切替手段は、所定の加速要求を受けて前記エアバイパス弁の開度を前記第１開度から前記第２開度へ切り替える手段を含むことを特徴としている。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記切替手段は、アクセル開度を用いて計算された要求トルクの変化率の基準値以上への増大に応答して前記エアバイパス弁の開度を前記第１開度から前記第２開度へ切り替えることを特徴としている。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記エアバイパス弁を通過する空気量であるエアバイパス空気量を算出する手段を更に備え、
前記切替手段は、前記目標空気量の前記エアバイパス空気量以下への減少に応答して前記エアバイパス弁の開度を前記第１開度から前記第２開度へ切り替える手段を含むことを特徴としている。
【０００９】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記第２開度は全閉であり、
前記切替手段は、前記スロットル弁の開度の基準開度以上への増大に応答して前記エアバイパス弁の開度を前記第１開度から前記第２開度へ切り替える手段を含むことを特徴としている。
【００１０】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記内燃機関は、前記吸気通路に配置されたコンプレッサと前記排気通路に配置されたタービンとを備えるターボ過給機付きの内燃機関であって、
前記ＥＧＲ通路は、前記排気通路における前記タービンの下流側と前記吸気通路における前記コンプレッサの上流側とを接続する通路であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、ＥＧＲ弁を通過したＥＧＲガスはスロットル弁の上流側の吸気通路に導入されるのに対し、エアバイパス弁を通過した空気はスロットル弁の下流側の吸気通路に導入される。そして、エアバイパス弁は所定の加速要求を受けてその開度が第１開度から第１開度よりも小さい第２開度へと切り替えられる。エアバイパス弁が第１開度に操作されている間は、エアバイパス通路を介してスロットル弁下流に空気が導入されるので、スロットル弁の開度はエアバイパス通路を介して導入される空気分減少される。その結果、スロットル弁を通過するＥＧＲガス量も減少するので、ＥＧＲ弁の開度はその減少分を補うために増大される。つまり、エアバイパス弁が第１開度に操作されている間は、スロットル弁の上流のＥＧＲ率は目標ＥＧＲ率よりも高い状態に維持される。エアバイパス弁は所定の加速要求を受けてその開度が第１開度から第１開度よりも小さい第２開度へと切り替えられる。エアバイパス弁が第２開度に操作されると、エアバイパス通路を介してスロットル弁の下流に導入される空気が減少する。その結果、スロットル弁はエアバイパス弁の開度が切り替えられた時点でその開度が増大される。このため、本発明によれば、加速要求を受けて空気量が増大することに伴いＥＧＲ量が増量される際に、早い時間でＥＧＲ量が増量されるので、実ＥＧＲ率の変動を最小限に抑えて排気エミッション及びドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、アクセル開度を用いて計算された要求トルクの変化率の基準値以上への増大に応答してエアバイパス弁の開度が第１開度から第１開度よりも小さい第２開度へと切り替えられる。このため、本発明によれば、要求トルクの増大を受けて空気量が増大することに伴いＥＧＲ量が増量される際に、早い時間でＥＧＲ量が増量されるので、排気エミッション及びドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１３】
第３の発明によれば、目標空気量がエアバイパス弁を通過するエアバイパス空気量以下に減少した場合に、エアバイパス弁の開度が第１開度から第２開度へ切り替えられる。このため、本発明によれば、エアバイパス弁から目標空気量以上の空気が導入される事態を有効に回避することができる。
【００１４】
第４の発明によれば、スロットル弁の開度が基準開度以上に増大した場合に、エアバイパス弁の開度が第１開度から第２開度へ切り替えられる。スロットル弁の開度が増大していくとスロットル弁の開度とスロットル通過空気量との関係が非線形となる領域に移行する。このため、本発明によれば、このような非線形な領域においてエアバイパス弁が開弁されることが回避されるので、目標スロットル開度や目標ＥＧＲ率の演算精度の低下を有効に抑制することができる。
【００１５】
コンプレッサの上流側にＥＧＲガスを導入するターボ過給機付きの内燃機関では、ＥＧＲ経路が長いためＥＧＲ量の応答遅れの影響が顕著に現れる。第５の発明によれば、このようなターボ過給機付きの内燃機関において、加速時のＥＧＲの応答遅れを有効に低減して実ＥＧＲ率の変動を最小限に留めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態に係る制御装置が用いられる過給エンジンの構成を示す概略図である。
【図２】比較例による加速時の制御結果のイメージを示すタイムチャートである。
【図３】本実施の形態に係る制御装置による加速時の制御結果のイメージを示すタイムチャートである。
【図４】本実施の形態でＥＣＵにより実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】エンジンの運転状態とＥＧＲ導入可能領域との関係を示す図である。
【図６】スロットル開度とスロットル通過空気量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図を参照して説明する。
【００１８】
［実施の形態１の構成］
本実施の形態に係る制御装置が用いられる内燃機関（以下、「エンジン」とも称する）は、ターボ過給機を備えた過給エンジンであり、より詳しくは、スロットル弁による空気量の調整によってトルクを制御することのできる４サイクルレシプロエンジンである。図１は、本実施の形態に係る制御装置が用いられる過給エンジンの構成を示す概略図である。本実施の形態に係る過給エンジンは、吸気通路１０に設けられたコンプレッサ３２と排気通路２０に設けられたタービン３４とからなるターボ過給機３０を備えている。吸気通路１０はエンジン本体２に取り付けられた吸気マニホールド１８に接続されている。吸気通路１０の入口にはエアクリーナ１２が設けられ、その下流であってコンプレッサ３２よりも上流には空気流量を計測するためのエアフローメータ５４が配置されている。
【００１９】
吸気通路１０におけるコンプレッサ３２とスロットル弁１６との間にはインタークーラ１４が設けられている。また、吸気通路１０には、コンプレッサ３２の上流側からスロットル弁１６の下流側へスロットル弁１６をバイパスして空気を吸気マニホールド１８に導入させるためのエアバイパス通路３６が設けられている。エアバイパス通路３６の途中には、当該エアバイパス通路３６の開閉を行うエアバイパス弁３８が設けられている。このエアバイパス弁３８は、エアバイパス通路３６を所定開度に開弁した状態と閉弁した状態との間でその開度を切り替えるＯＮ／ＯＦＦ弁として機能するものである。
【００２０】
排気通路２０はエンジン本体２に取り付けられた排気マニホールド２２に接続されている。排気通路２０のタービン３４の下流にはスタート触媒２４とメイン触媒２６とがこの順に設けられている。
【００２１】
また、本実施の形態に係る過給エンジンは、排気通路２０内の排気ガスの一部を吸気通路１０に還流させる、いわゆるＥＧＲを実行するためのＥＧＲ通路４０を備えている。ＥＧＲ通路４０は、一端が排気通路２０におけるスタート触媒２４とメイン触媒２６との間に接続され、他端が吸気通路１０におけるエアバイパス通路３６との接続部下流且つコンプレッサ３２の上流の位置に接続されている。また、ＥＧＲ通路４０の途中には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４２とＥＧＲガス量を調整するためのＥＧＲ弁４４とが設けられている。
【００２２】
エンジン本体２の各気筒には、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタ４６と、燃焼室内の混合気に点火するための点火プラグ４８と、吸気弁５０と、排気弁５２とが設けられている。また、アクセルペダルの近傍には、アクセルペダル位置を検出するアクセルポジションセンサ５６が設置されている。なお、インジェクタ４６は筒内直噴式に限らずポート噴射式のインジェクタを用いてもよい。
【００２３】
本実施の形態に係る制御装置は、過給エンジンを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００の機能の一部として実現される。ＥＣＵ１００には、エアフローメータ５４やアクセルポジションセンサ５６等の各種のセンサから、エンジンの運転状態や運転条件に関する様々な情報や信号が入力される。ＥＣＵ１００は、それらの情報や信号に基づいてスロットル弁１６、エアバイパス弁３８及びＥＧＲ弁４４等の各種のアクチュエータを操作する。
【００２４】
［実施の形態１の動作］
次に、図２及び図３を参照して本実施の形態１の動作について説明する。本実施の形態のエンジンでは、要求トルクを含む種々の機関要求に基づいて、アクチュエータであるスロットル弁１６、点火プラグ４８、およびインジェクタ４６の制御に用いる目標値、すなわち、目標スロットル開度、目標点火時期、および目標空燃比が算出される。尚、ここでいう機関要求とは、内燃機関の動作を決定する物理量の要求値である。内燃機関の動作は、トルク、効率、および空燃比の３つの物理量によって決定することができることから、機関要求としては、要求トルク、要求効率、および要求空燃比が入力される。
【００２５】
また、本実施の形態のエンジンは、排気通路２０を流れる排気ガス（既燃ガス）の一部を、ＥＧＲ通路４０を介して吸気通路１０へ還流させるＥＧＲ装置を備えている。これにより、冷損を低減させることができるため、燃料消費率（燃費）を効果的に向上させることができる。また、ＥＧＲガスが還流されると筒内での燃焼が緩慢になる。このため、ノッキングが発生する運転領域において当該外部ＥＧＲを行うことで、ノッキングの発生を効果的に抑制することができる。
【００２６】
ＥＧＲの制御では、目標ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ弁４４の開度を制御することが行われる。具体的には、目標ＥＧＲ率は、エンジン回転数やエンジン負荷率等の運転状態に基づいて設定される。そして、目標スロットル開度に基づいて設定された目標ＥＧＲ率を実現するためのＥＧＲ弁４４の目標開度が算出される。ＥＧＲ弁４４の開度が当該目標開度に調整されることで、実際のＥＧＲ率である実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に追従するよう制御される。
【００２７】
ここで、実ＥＧＲ率は目標ＥＧＲ率に即座に追従することが望ましい。しかしながら、ＥＧＲ弁４４の開度が増大してから実際のＥＧＲ量が増大するまでには応答遅れが発生する。図２は、比較例による加速時の制御結果のイメージを示すタイムチャートである。比較例による制御結果は、本実施の形態に係る制御装置のエアバイパス通路３６及びエアバイパス弁３８の構成を有さない制御装置によるものである。図２において、１段目のチャートは要求トルクの時間変化を示している。２段目のチャートは目標空気量と実空気量の時間変化を示している。３段目のチャートは目標スロットル開度と実スロットル開度の時間変化を示している。４段目のチャートは目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率の時間変化を示している。５段目のチャートは実ＥＧＲ量の時間変化を示している。そして、６段目のチャートは目標ＥＧＲ弁開度と実ＥＧＲ開度の時間変化を示している。なお、このタイムチャートでは、要求トルクの増大前後で目標ＥＧＲ率が一定である場合の時間変化を示している。
【００２８】
このタイムチャートに示すように、比較例によれば要求トルクの増大に応答して目標空気量が増大し、これを受けて目標スロットル開度も増大する。また、この間の目標ＥＧＲ率は一定であるため、目標空気量の増大を受けて目標ＥＧＲ弁開度も増大する。
【００２９】
ところが、比較例では、目標スロットル開度及び目標ＥＧＲ弁開度が増大してから実ＥＧＲ量が増大するまでの応答遅れ期間が大きい。ＥＧＲ弁４４から各気筒までのＥＧＲ経路の容積分に相当する応答遅れが発生するからである。このため、比較例ではこの間の実ＥＧＲ率が低下してしまい長期間ドライバビリティに影響を与えてしまうことが懸念される。特に、本実施の形態のエンジンのように吸気通路におけるタービンの上流側にＥＧＲガスを還流させる低圧側ＥＧＲ装置ではＥＧＲ経路が長いため、上記応答遅れの影響がより顕著に現れる。
【００３０】
図２に示す比較例における上記の懸念は、本実施の形態に係る制御装置によれば次のように解決される。
【００３１】
図３は、本実施の形態に係る制御装置による加速時の制御結果のイメージを示すタイムチャートである。図３において、１乃至６段目のチャートは、前述した図２に示す１乃至６段目のチャートと同一対象の時間変化を示している。７段目のチャートは目標エアバイパス弁開度と実エアバイパス弁開度の時間変化を示している。
【００３２】
図３のタイムチャートに示すように、本実施の形態に係る制御装置では、要求トルク増大するまでは、目標エアバイパス弁開度が開側の値（全開）に設定されている。よって、この間の実空気量の一部はエアバイパス弁３８を通過した空気量、すなわちスロットル弁１６をバイパスして導入される空気量になっている。以下、エアバイパス弁３８を通過する空気量を “エアバイパス空気量”と称する。エアバイパス弁３８の開弁を受けて、目標スロットル弁開度はエアバイパス弁３８の閉弁時よりも小開度に維持される。スロットル弁１６を通過する空気量がエアバイパス空気量分減少するからである。以下、スロットル弁１６を通過する空気量を“スロットル空気量”と称する。また、目標スロットル弁開度の減少を受けて目標ＥＧＲ弁開度はエアバイパス弁３８の閉弁時よりも大開度に維持される。つまり、本実施の形態に係る制御装置では、要求トルクの増大前において、スロットル弁上流の空気のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも大きな値に制御される。
【００３３】
ここで、アクセル開度の増大を受けて要求トルクが増大されると、これに応答して目標空気量、更には目標スロットル開度が増大されるとともに、目標エアバイパス弁開度が開側の値から閉側の値（全閉）に切り替えられる。すると、エアバイパス弁開度の閉側への切り替えを受けてエアバイパス空気量は０となる。よって、目標スロットル開度はスロットル空気量のみで目標空気量を実現するための開度まで増大される。また、目標ＥＧＲ開度は目標空気量において目標ＥＧＲ率を達成するための開度に設定される。
【００３４】
前述したとおり、要求トルクの増大前において、スロットル弁上流の空気のＥＧＲ率は目標ＥＧＲ率よりも大きな値に制御されている。このため、要求トルクの増大を受けて実スロットル開度が増大されるとこれに対応して実ＥＧＲ量も早い時間で増大する。これにより、実ＥＧＲ率目標ＥＧＲ率に追従するまでの応答遅れ時間を有効に短縮することができるので、加速時におけるＥＧＲガス不足によるドライバビリティの悪化を有効に抑制することが可能となる。
【００３５】
［実施の形態１の具体的処理］
次に、図４を参照して本実施の形態の制御装置において実行されるエアバイパス弁３８の開弁制御の具体的処理について説明する。図４は、本実施の形態でＥＣＵ１００により実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図４に示す制御ルーチンは、過給エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。
【００３６】
図４に示す制御ルーチンでは、先ず、エンジンの暖機が完了しているか否かが判定される（ステップＳ１００）。その結果、未だエンジンの暖機が完了していないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。一方、ステップＳ１００においてエンジンの暖機が完了していると判定された場合には、次のステップに移行し、ＥＧＲ導入可能領域か否かが判定される（ステップＳ１０２）。図５はエンジンの運転状態とＥＧＲ導入可能領域との関係を示す図である。この図に示すようにＥＧＲ導入可能領域はエンジン回転数とエンジン負荷に対応付けて規定されている。ここでは、具体的には、図５に示す関係に従い現在のエンジンの運転状態がＥＧＲ導入可能領域か否かが判定される。その結果、ＥＧＲ導入可能領域でないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。
【００３７】
一方、上記ステップＳ１０２においてＥＧＲ導入可能領域と判定された場合には、次のステップに移行し、アクセルポジションセンサ５６から入力されるアクセル開度に基づいて要求トルクが算出される（ステップＳ１０４）。次に、目標空気量が算出される（ステップＳ１０６）。ここでは、具体的には、別途計算された目標効率と目標空燃比とを用いて要求トルクを達成するための目標空気量が要求トルクから逆算される。
【００３８】
次に、加速要求の有無が判定される（ステップＳ１０８）。空気量が徐々に増大している緩加速時や実空気量が減少している減速時にはＥＧＲ増量要求に対する応答遅れは発生しない。一方、空気量が急増するような加速時にはＥＧＲ増量要求に対する応答遅れが発生する。このため、ここでは、ＥＧＲの応答遅れが発生するような加速要求がエンジンに対して出されているか否かが判定される。この判定としては、例えば、要求トルクの変化量が基準値以上か否かを判定することができる。また、アクセル開度及びその変化率を用いて加速要求の有無を判定することとしてもよい。
【００３９】
上記ステップＳ１０８の結果、所定の加速要求が出されると判定された場合には、ＥＧＲ増量時の応答遅れが発生すると判断されて、後述するステップＳ１２０に移行する。一方、上記ステップＳ１０８の結果、所定の加速要求が出されていないと判定された場合には、応答遅れによるＥＧＲ不足が発生しないと判断されて、次のステップに移行し、目標空気量が目標エアバイパス空気量よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ１１０）。目標エアバイパス空気量は、目標空気量から逆算された目標吸気管を用いて算出される。その結果、目標空気量＞目標エアバイパス空気量の成立が認められない場合には、エアバイパス弁３８を開弁すると実空気量が目標空気量を超えると判断されて、後述するステップＳ１２０に移行する。一方、本ステップＳ１１０において、目標空気量＞目標エアバイパス空気量の成立が認められた場合には、エアバイパス弁３８を開弁した状態で目標空気量を実現することが可能と判断されて、次のステップに移行し、目標スロットル開度が算出される（ステップＳ１１２）。ここでは、具体的には、目標空気量から目標エアバイパス空気量を差し引くことにより目標スロットル空気量が算出される。そして、目標吸気管圧において目標スロットル空気量を実現するためのスロットル開度が目標スロットル開度として算出される。
【００４０】
次に、上記ステップＳ１１２において算出された目標スロットル開度がスロットルリニアリティ開度よりも小さいか否かが判定される（ステップＳ１１４）。ここで、スロットルリニアリティ開度とは、スロットル通過空気量とスロットル開度との関係が線形であるスロットル開度の上限値のことを指す。図６は、スロットル開度とスロットル通過空気量との関係を示す図である。この図に示すように、スロットル通過空気量はスロットル開度の増大に対応して線形に増大するが、所定開度以降の増大に対しては非線形に増大する。ＥＣＵ１００は、図６に示す関係を用いて特定されたスロットルリニアリティ開度が予め記憶されている。ここでは、ＥＣＵ１００に記憶されていたスロットルリニアリティ開度が読み出されて目標スロットル開度と比較される。その結果、スロットルリニアリティ開度＞目標スロットル開度の成立が認められない場合には、スロットル通過空気量を精度よく算出することができないと判断されて、後述するステップＳ１２０に移行する。一方、本ステップＳ１１４において、スロットルリニアリティ開度＞目標スロットル開度の成立が認められた場合には、スロットル通過空気量を精度よく算出可能と判断されて、次のステップに移行し、エアバイパス弁３８が開弁される（ステップＳ１１６）。
【００４１】
次に、目標スロットル空気量を用いて目標ＥＧＲ率を達成するための目標ＥＧＲ弁開度が算出される（ステップＳ１１８）。
【００４２】
上記ステップＳ１０８、Ｓ１１０またはＳ１１４の判定によりステップＳ１２０に移行すると、目標スロットル開度が算出される（ステップＳ１２０）。ここでは、具体的には、目標空気量の値がエアバイパス弁３８を閉弁した場合の目標スロットル空気量として特定される。そして、目標吸気管圧において目標スロットル空気量を実現するためのスロットル開度が目標スロットル開度として算出される。
【００４３】
次にエアバイパス弁３８が閉弁される（ステップＳ１２２）。次に、上記ステップＳ１１８に移行し、目標スロットル空気量を用いて目標ＥＧＲ率を達成するための目標ＥＧＲ弁開度が算出される。
【００４４】
以上説明したとおり、本実施の形態の制御装置によれば、エンジンの加速時にＥＧＲ量を早い時間で増量することができるので、実ＥＧＲ率の低下によるドライバビリティの悪化を有効に抑制することができる。
【００４５】
ところで、上述した実施の形態に係る制御装置ではターボ過給機を備えたターボエンジンにおいてエアバイパス弁３８の制御を行うこととしたが、本発明を適用可能なエンジンはターボエンジンに限らず、過給機を有しないエンジンであってもよい。
【００４６】
また、上述した実施の形態に係る制御装置ではエアバイパス弁３８はＯＮ／ＯＦＦ制御の開閉弁として構成されているものを用いたが、本発明を適用可能なエアバイパス弁３８はこれに限られない。すなわち、少なくとも閉弁状態と開弁状態との切り替えが可能であれば、開度の調節が可能な弁を用いてもよい。
【００４７】
尚、上述した実施の形態に係る制御装置では、ＥＣＵ１００が上記ステップＳ１０８の処理を実行することにより第１または第２の発明における「切替手段」が、上記ステップＳ１１０の処理を実行することにより第３の発明における「切替手段」が、上記ステップＳ１１４の処理を実行することにより第４の発明における「切替手段」が、それぞれ実現されている。
【符号の説明】
【００４８】
２  エンジン本体
１０  吸気通路
１２  エアクリーナ
１４  インタークーラ
１６  スロットル弁
１８  吸気マニホールド
２０  排気通路
２２  排気マニホールド
２４  スタート触媒
２６  メイン触媒
３０  ターボ過給機
３２  コンプレッサ
３４  タービン
３６  エアバイパス通路
３８  エアバイパス弁
４０  ＥＧＲ通路
４２  ＥＧＲクーラ
４４  ＥＧＲ弁
４６  インジェクタ
４８  点火プラグ
５０  吸気弁
５２  排気弁
５４  エアフローメータ
５６  アクセルポジションセンサ
１００  ＥＣＵ（制御装置）
【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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