(57)【要約】【課題】低圧ループ式ＥＧＲ装置を備えた過給機付きエンジンにおいて、減速運転時にスロットル弁が閉弁する過程で残留ＥＧＲガス流入による吸気量不足を補って失火を防止すること。【解決手段】電子制御装置（ＥＣＵ）５０は、ＥＧＲ弁１８が開弁され、かつ、過給機７による吸気昇圧状態からのエンジン減速運転時であるとき、ＥＧＲ弁１８を全閉へ向けて閉弁制御すると共に電子スロットル装置１４（スロットル弁２１）を閉弁制御する。また、ＥＣＵ５０は、スロットル弁２１が閉弁する過程で、残留ＥＧＲガス流入により不足する吸気量を補うために、スロットル弁２１の閉弁速度を、ＥＧＲ弁１８が閉弁され、かつ、過給機７による吸気昇圧状態からのエンジン１の減速運転時であるときのスロットル弁２１の閉弁速度に対して補正する。【選択図】        図１
2015124718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路と排気通路との間に設けられ、前記吸気通路における吸気を昇圧させるための過給機と、
前記過給機は、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、前記コンプレッサと前記タービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含むことと、
前記吸気通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁と、
前記エンジンの燃焼室から前記排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして前記吸気通路へ流して前記燃焼室へ還流させる排気還流通路と、前記排気還流通路における排気還流を調節するための排気還流弁とを含む排気還流装置と、
前記排気還流通路は、その入口が前記タービンより下流の前記排気通路に接続され、その出口が前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に接続されることと、
前記エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、
前記検出される運転状態に基づいて少なくとも前記吸気量調節弁及び前記排気還流弁を制御する制御手段と
を備えたエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、前記排気還流弁が開弁され、かつ、前記過給機により前記吸気が昇圧された状態からの前記エンジンの減速運転時であるとき、前記排気還流弁を全閉へ向けて閉弁制御すると共に前記吸気量調節弁を閉弁制御し、前記吸気量調節弁が閉弁する過程で、前記吸気通路への前記排気還流ガスの流入により不足する吸気量を補うために、前記吸気量調節弁の閉弁速度を、前記排気還流弁が閉弁され、かつ、前記過給機により前記吸気が昇圧された状態からの前記エンジンの減速運転時であるときに前記吸気量調節弁を前記閉弁制御するときの前記閉弁速度に対して補正することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記エンジンは、前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路へ新気を導入するための新気導入通路と、前記新気導入通路を流れる新気量を調節するための新気導入弁とを更に備え、
前記制御手段は、前記排気還流弁が開弁され、かつ、前記過給機により前記吸気が昇圧された状態からの前記エンジンの減速運転時であるとき、前記新気導入弁を開弁する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記エンジンの減速運転前に前記検出される運転状態に基づき前記燃焼室に吸入される全ガス量に対する前記排気還流ガスの量の比率を求め、前記求められた比率が大きくなるほど前記吸気量調節弁の前記閉弁速度が遅くなるように前記閉弁速度を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記エンジンの減速運転時に、前記運転状態として検出される前記エンジンの回転速度が高くなるほど前記吸気量調節弁の前記閉弁速度が遅くなるように前記閉弁速度を補正することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記エンジンの減速運転時に、前記検出される運転状態に基づき前記燃焼室に吸入される全ガス量に対する前記排気還流ガスの量の比率を求め、前記吸気量調節弁を全閉に近い最終開度まで制御すると共に、前記求められた比率が大きくなるほど前記最終開度が大きくなるように前記最終開度を補正することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記新気導入通路には、前記吸気通路からのガスの逆流を規制する逆止弁が設けられ、前記エンジンの減速運転時に、前記吸気量調節弁を全閉に近い最終開度まで制御すると共に、前記新気導入弁の開度が大きくなるほど前記最終開度が小さくなるように前記最終開度を補正することを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記運転状態として検出される前記エンジンの負荷が高くなるほど前記吸気量調節弁の前記最終開度が小さくなるように前記最終開度を補正することを特徴とする請求項６に記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記運転状態として検出される前記吸気通路における吸気圧が高くなるほど前記吸気量調節弁の前記最終開度が小さくなるように前記最終開度を補正することを特徴とする請求項６に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの吸気を昇圧させる過給機と、エンジンの吸気量を調節する吸気量調節弁と、エンジンの排気の一部をエンジンへ還流させる排気還流装置とを備え、それらをエンジンの運転状態に応じて制御するエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術が、例えば、自動車用エンジンにおいて採用されている。排気還流装置（Exhaust Gas Recirculation（ＥＧＲ）装置）は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される燃焼後の排気の一部をＥＧＲ通路を介して吸気通路へ導き、吸気通路を流れる吸気と混合させて燃焼室へ還流させるようになっている。ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁により調節されるようになっている。このＥＧＲによって、主として排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させることができ、エンジンの部分負荷時における燃費向上を図ることができる。
【０００３】
エンジンの排気は、酸素が含まれていないか酸素が希薄な状態にある。従って、ＥＧＲにより排気の一部を吸気と混ぜることで、吸気中の酸素濃度が低下する。このため、燃焼室では、酸素濃度が低い状態で燃料が燃焼することから、燃焼時のピーク温度が低下し、ＮＯｘの発生を抑制することができる。ガソリンエンジンでは、ＥＧＲにより吸気中の酸素含有量を増加させることなく、スロットルバルブをある程度閉じた状態においても、エンジンのポンピングロスを低減することができる。
【０００４】
ここで、近時は、エンジンの更なる燃費向上を図るために、エンジンの全運転領域でＥＧＲを行うことが考えられ、大量ＥＧＲを実現することが求められている。大量ＥＧＲを実現するためには、従前の技術に対し、ＥＧＲ通路の内径を拡大したり、ＥＧＲ弁の弁体や弁座の流路開口面積を大きくしたりする必要がある。
【０００５】
ところで、過給機を備えたエンジンにもＥＧＲ装置が設けられることは周知である。下記の特許文献１には、この種の技術が記載されている。過給機は、排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられ、タービンにより駆動されるコンプレッサとを含む。また、このＥＧＲ装置は、いわゆる低圧ループ式ＥＧＲ装置であって、タービンより下流の排気通路とコンプレッサより上流の吸気通路との間にＥＧＲ通路が配置され、そのＥＧＲ通路にＥＧＲ弁が設けられる。
【０００６】
この種の低圧ループ式ＥＧＲ装置を備えた過給機付きエンジンでは、ＥＧＲ通路の出口からスロットル弁までの吸気通路の経路が比較的長くなっている。そのため、エンジンの減速時に、スロットル弁を全閉へ向けて閉弁し、要求ＥＧＲ率の急減に合わせてＥＧＲ弁を直ちに全閉にしても、ＥＧＲ通路の出口からスロットル弁までの間の吸気通路には大量のＥＧＲガスが残留することがある。そのため、この残留ＥＧＲガスが、エンジン減速時の吸気に混じり、減速時からのＥＧＲ率の低下が遅れること、すなわち「ＥＧＲ減衰遅れ」が生じるおそれがあった。その結果、燃焼室に取り込まれる吸気中のＥＧＲ率が過剰となり、エンジンに減速失火が生じるおそれがあった。また、ＥＧＲ減衰遅れの時間は、高過給圧からのエンジン減速時ほど、或いは、エンジン回転速度が低くなるほど長引く傾向があった。
【０００７】
そこで、特許文献１に記載のエンジンでは、スロットル弁より下流の吸気通路に新気を導入する新気導入通路と、新気導入通路に配置された新気導入弁とを備える。そして、エンジンの要求ＥＧＲ率が急減するときに、新気導入弁を開き側に制御すると共にスロットル弁を閉じ側に制御するようになっている。これにより、エンジン減速時に要求ＥＧＲ率が急減するときは、新気導入通路からスロットル弁より下流の吸気通路へ新気を導入することにより、スロットル弁より下流の吸気通路へ流れたＥＧＲガスに新気を混ぜてＥＧＲ率を早期に減衰させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−７５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１に記載のエンジンでは、エンジン減速時に新気導入弁を開き側に制御すると共にスロットル弁を閉じ側に制御するものの、スロットル弁が全閉へ向けて閉弁される途中、すなわち減速過渡時には、スロットル弁より下流の吸気通路に十分な負圧が発生せず、新気導入通路から吸気通路へ新気が導入されないことから、残留ＥＧＲガスによる吸気量不足を新気導入通路から導入される新気で補うことができなかった。このため、ＥＧＲオン状態からのエンジン減速時には、ＥＧＲオフ時のエンジン減速時に比べ、燃焼室に取り込まれる吸気量がＥＧＲガスの分だけ不足して、減速失火が起き易くなる傾向があった。また、新気導入通路からの新気導入によって減少分の吸気量を補うことができるのは、スロットル弁より下流の吸気通路が負圧になってからであり、負圧になるまでは新気導入弁をどれだけ開いても吸気量を新気で補うことができない。そのため、エンジンの減速過渡時には、燃焼室におけるＥＧＲ率を有効に減衰することができず、エンジンに失火が起きるおそれがあった。
【００１０】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、低圧ループ式の排気還流装置を備えた過給機付きエンジンにおいて、エンジンの減速運転時に吸気量調節弁が閉弁する過程で、吸気通路に残留していた排気還流ガスの流入による吸気量の不足を補って燃焼室における失火を防止することを可能としたエンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの吸気通路と排気通路との間に設けられ、吸気通路における吸気を昇圧させるための過給機と、過給機は、吸気通路に配置されたコンプレッサと、排気通路に配置されたタービンと、コンプレッサとタービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含むことと、吸気通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁と、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流して燃焼室へ還流させる排気還流通路と、排気還流通路における排気還流を調節するための排気還流弁とを含む排気還流装置と、排気還流通路は、その入口がタービンより下流の排気通路に接続され、その出口がコンプレッサより上流の吸気通路に接続されることと、エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、検出される運転状態に基づいて少なくとも吸気量調節弁及び排気還流弁を制御する制御手段とを備えたエンジンの制御装置において、制御手段は、排気還流弁が開弁され、かつ、過給機により吸気が昇圧された状態からのエンジンの減速運転時であるとき、排気還流弁を全閉へ向けて閉弁制御すると共に吸気量調節弁を閉弁制御し、吸気量調節弁が閉弁する過程で、吸気通路への排気還流ガスの流入により不足する吸気量を補うために、吸気量調節弁の閉弁速度を、排気還流弁が閉弁され、かつ、過給機により吸気が昇圧された状態からのエンジンの減速運転時であるときに吸気量調節弁を閉弁制御するときの閉弁速度に対して補正することを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、排気還流が行われ、かつ、過給状態からのエンジンの減速運転時であるときは、排気還流弁が全閉へ向けて閉弁制御されると共に吸気量調節弁が閉弁制御される。ここで、吸気量調節弁が閉弁される過程では、吸気量調節弁の閉弁速度が補正されるので、その補正の分だけ、排気還流ガスの流入により不足する吸気量が補われる。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、エンジンは、吸気量調節弁より下流の吸気通路へ新気を導入するための新気導入通路と、新気導入通路を流れる新気量を調節するための新気導入弁とを更に備え、制御手段は、排気還流弁が開弁され、かつ、過給機により吸気が昇圧された状態からのエンジンの減速運転時であるとき、新気導入弁を開弁することを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、排気還流が行われ、かつ、過給状態からのエンジンの減速運転時であるときには、新気導入弁が開弁されるので、吸気量調節弁がある程度閉弁されて吸気量調節弁より下流の吸気通路に負圧が発生することにより、新気導入通路から吸気通路へ新気が導入される。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、制御手段は、エンジンの減速運転前に検出される運転状態に基づき燃焼室に吸入される全ガス量に対する排気還流ガスの量の比率を求め、求められた比率が大きくなるほど吸気量調節弁の閉弁速度が遅くなるように閉弁速度を補正することを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、エンジンの減速運転時には、排気還流ガスの量の比率が大きくなるほど、吸気量調節弁の閉弁速度が遅くなるように閉弁速度が補正されるので、補われる吸気量が、排気還流ガスの量の比率が大きくなるほど増加方向へ調整される。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、制御手段は、エンジンの減速運転時に、運転状態として検出されるエンジンの回転速度が高くなるほど吸気量調節弁の閉弁速度が遅くなるように閉弁速度を補正することを趣旨とする。
【００１８】
上記発明の構成によれば、請求項請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用に加え、エンジンの減速運転時には、エンジンの回転速度が高くなるほど、吸気量調節弁の閉弁速度が遅くなるように閉弁速度が補正されるので、補われる吸気量が、回転速度が高くなるほど増加方向へ調整される。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、制御手段は、エンジンの減速運転時に、検出される運転状態に基づき燃焼室に吸入される全ガス量に対する排気還流ガスの量の比率を求め、吸気量調節弁を全閉に近い最終開度まで制御すると共に、求められた比率が大きくなるほど最終開度が大きくなるように最終開度を補正することを趣旨とする。
【００２０】
上記発明の構成によれば、請求項請求項１乃至４の何れかに記載の発明の作用に加え、エンジンの減速運転時には、吸気量調節弁が全閉に近い最終開度まで制御されると共に、排気還流ガスの量の比率が大きくなるほど、その最終開度が大きくなるように最終開度が補正されるので、補われる吸気量が、排気還流ガスの量の比率が大きくなるほど増加方向へ調整される。
【００２１】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明において、新気導入通路には、吸気通路からのガスの逆流を規制する逆止弁が設けられ、エンジンの減速運転時に、吸気量調節弁を全閉に近い最終開度まで制御すると共に、新気導入弁の開度が大きくなるほど最終開度が小さくなるように最終開度を補正することを趣旨とする。
【００２２】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の作用に加え、新気導入通路に逆止弁が設けられるので、吸気通路から新気導入通路へのガスの逆流が規制される。また、エンジンの減速運転時には、吸気量調節弁が全閉に近い最終開度まで制御されると共に、新気導入弁の開度が大きくなるほど最終開度が小さくなるように最終開度が補正されるので、補われる吸気量が、吸気通路に導入される新気の量が増えるほど減少方向へ調整される。
【００２３】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、制御手段は、運転状態として検出されるエンジンの負荷が高くなるほど吸気量調節弁の最終開度が小さくなるように最終開度を補正することを趣旨とする。
【００２４】
上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、エンジンの負荷が高くなるほど吸気量調節弁の最終開度が小さくなるように最終開度が補正されるので、補われる吸気量が、エンジンの負荷が高くなるほど減少方向へ調整される。
【００２５】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、制御手段は、運転状態として検出される吸気通路における吸気圧が高くなるほど吸気量調節弁の最終開度が小さくなるように最終開度を補正することを趣旨とする。
【００２６】
上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、吸気通路における吸気圧が高くなるほど吸気量調節弁の最終開度が小さくなるように最終開度が補正されるので、補われる吸気量が、吸気圧が高くなるほど減少方向へ調整される。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、低圧ループ式の排気還流装置を備えた過給機付きエンジンにおいて、エンジンの減速運転時に吸気量調節弁が閉弁する過程で、吸気通路に残留していた排気還流ガスの流入による吸気量の不足を補って燃焼室における失火を防止することができる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、燃焼室に取り込まれた吸気における新気の割合を増加させることができ、排気還流ガスの割合を更に低減させることができ、吸気通路に残留した排気還流ガスに起因する吸気量不足を更に補って燃焼室における失火をより確実に防止することができる。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、エンジンの減速運転時に吸気通路に残留した排気還流ガスに起因する吸気量不足による失火をより精密に防止することができる。
【００３０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加え、エンジンの減速運転時に吸気通路に残留した排気還流ガスに起因する吸気量不足による失火をより精密に防止することができる。
【００３１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、エンジンの減速運転時に吸気通路に残留した排気還流ガスに起因する吸気量不足による失火をより精密に防止することができる。
【００３２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項２乃至５の何れかに記載の発明の効果に加え、エンジンの過給時にも新気導入弁を開弁することができ、新気導入弁の開弁遅れによる新気導入遅れを回避することができる。また、エンジンの減速運転時に燃焼室へ空気が過剰に供給されることを防止することができ、エンジントルクを安定化させることができ、エンジンのドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００３３】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、エンジンの減速運転時に空気量の過剰によるドライバビリティの悪化をより精密に防止することができる。
【００３４】
請求項８に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、エンジンの減速運転時に空気量の過剰によるドライバビリティの悪化をより精密に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係り、エンジンのＥＧＲ装置を含む過給機付エンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】第１実施形態に係り、新気導入制御の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図３】第１実施形態に係り、エンジン回転速度とエンジン負荷に応じた新気導入弁の目標開度を求めるために参照されるマップ。
【図４】第１実施形態に係り、エンジン回転速度に応じた新気導入弁の減速時目標開度を求めるために参照されるマップ。
【図５】第１実施形態に係り、新気導入弁の制御に対する電子スロットル装置の協調制御の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態に係り、アクセル開閉速度に応じたスロットル開閉速度を求めるために参照されるマップ。
【図７】第１実施形態に係り、ＥＧＲ率に応じた第１補正係数を求めるために参照されるマップ。
【図８】第１実施形態に係り、エンジン回転速度に応じた第２補正係数を求めるために参照されるマップ。
【図９】第１実施形態に係り、エンジン回転速度に応じたスロットル弁閉弁開度を求めるために参照されるマップ。
【図１０】第１実施形態に係り、ＥＧＲ率に応じた全閉嵩上げ補正量を求めるために参照されるマップ。
【図１１】第１実施形態に係り、新気導入弁の開度に応じた減速閉弁開度の補正量を求めるために参照されるマップ。
【図１２】第１実施形態に係り、エンジンの減速運転時における（ａ）スロットル開度、（ｂ）新気導入弁の開度、（ｃ）吸気量、（ｄ）ＥＧＲ率及び（ｅ）エンジントルクの挙動の一例を示すタイムチャート。
【図１３】第２実施形態に係り、エンジンのＥＧＲ装置を含む過給機付エンジンシステムを示す概略構成図。
【図１４】第２実施形態に係り、新気導入制御の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図１５】第２実施形態に係り、新気導入弁の制御に対する電子スロットル装置の協調制御の処理内容の一例につき、図５のフローチャートと異なる部分のみを示すフローチャート。
【図１６】第２実施形態に係り、エンジン負荷に応じた負荷補正係数を求めるために参照されるマップ。
【図１７】第２実施形態に係り、図１２に準ずるものであって、エンジン１の減速運転時における（ａ）スロットル開度、（ｂ）新気導入弁の開度、（ｃ）吸気量、（ｄ）ＥＧＲ率及び（ｅ）エンジントルクの挙動の一例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
＜第１実施形態＞
以下、本発明におけるエンジンの制御装置を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
図１に、この実施形態におけるエンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を含む過給機付エンジンシステムを概略構成図により示す。このエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン１を備える。エンジン１の吸気ポート２には、吸気通路３が接続され、排気ポート４には、排気通路５が接続される。吸気通路３の入口には、エアクリーナ６が設けられる。エアクリーナ６より下流の吸気通路３には、排気通路５との間に、吸気通路３における吸気を昇圧させるための過給機７が設けられる。
【００３８】
過給機７は、吸気通路３に配置されたコンプレッサ８と、排気通路５に配置されたタービン９と、コンプレッサ８とタービン９を一体回転可能に連結する回転軸１０とを含む。過給機７は、排気通路５を流れる排気によりタービン９を回転させて回転軸１０を介してコンプレッサ８を一体的に回転させることにより、吸気通路３における吸気を昇圧させる、すなわち過給を行うようになっている。
【００３９】
過給機７に隣接して排気通路５には、タービン９を迂回する排気バイパス通路１１が設けられる。この排気バイパス通路１１には、ウェイストゲートバルブ１２が設けられる。ウェイストゲートバルブ１２により排気バイパス通路１１を流れる排気が調節されることにより、タービン９に供給される排気流量が調節され、タービン９及びコンプレッサ８の回転速度が調節され、過給機７による過給圧が調節されるようになっている。
【００４０】
吸気通路３において、過給機７のコンプレッサ８とエンジン１との間には、インタークーラ１３が設けられる。このインタークーラ１３は、コンプレッサ８により昇圧されて高温となった吸気を適温に冷却するためのものである。インタークーラ１３とエンジン１との間の吸気通路３には、サージタンク３ａが設けられる。また、インタークーラ１３の下流側であってサージタンク３ａの上流側の吸気通路３には、電動式のスロットル弁である電子スロットル装置１４が設けられる。本発明の吸気量調節弁に相当するこの電子スロットル装置１４は、吸気通路３に配置されるバタフライ形のスロットル弁２１と、そのスロットル弁２１を開閉駆動するためのＤＣモータ２２と、スロットル弁２１の開度（スロットル開度）ＴＡを検出するためのスロットルセンサ２３とを備える。この電子スロットル装置１４は、運転者によるアクセルペダル２６の操作に応じてスロットル弁２１がＤＣモータ２２により開閉駆動され、開度が調節されるように構成される。タービン９の下流側の排気通路５には、排気を浄化するための排気触媒としての触媒コンバータ１５が設けられる。
【００４１】
エンジン１には、燃焼室１６に燃料を噴射供給するためのインジェクタ２５が設けられる。インジェクタ２５には、燃料タンク（図示略）から燃料が供給されるようになっている。インジェクタ２５は、燃料供給手段の一例に相当する。また、エンジン１には、各気筒に対応して点火プラグ２９が設けられる。各点火プラグ２９は、イグナイタ３０から出力される高電圧を受けて点火動作する。各点火プラグ２９の点火時期は、イグナイタ３０による高電圧の出力タイミングにより決定される。点火プラグ２９とイグナイタ３０により点火装置が構成される。
【００４２】
この実施形態において、大量ＥＧＲを実現するためのＥＧＲ装置は、エンジン１の燃焼室１６から排気通路５へ排出される排気の一部を吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）１７と、ＥＧＲ通路１７における排気流量（ＥＧＲ流量）を調節するためにＥＧＲ通路１７に設けられた排気還流弁（ＥＧＲ弁）１８とを備える。このＥＧＲ装置は低圧ループ式として構成され、ＥＧＲ通路１７は、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５と、コンプレッサ８より上流の吸気通路３との間に設けられる。すなわち、排気通路５を流れる排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１７を通じて吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させるために、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａが、コンプレッサ８より上流の吸気通路３に接続される。また、ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂは、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５に接続される。
【００４３】
ＥＧＲ通路１７には、同通路１７を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２０が設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８は、ＥＧＲクーラ２０より下流のＥＧＲ通路１７に配置される。
【００４４】
図１に示すように、ＥＧＲ弁１８は、ポペット弁として、かつ、電動弁として構成される。すなわち、ＥＧＲ弁１８は、ＤＣモータ３１により駆動される弁体３２を備える。弁体３２は、略円錐形状をなし、ＥＧＲ通路１７に設けられた弁座３３に着座可能に設けられる。ＤＣモータ３１は直進的に往復運動（ストローク運動）可能に構成された出力軸３４を備え、その出力軸３４の先端に弁体３２が固定される。出力軸３４は軸受３５を介してＥＧＲ通路１７を構成するハウジングに支持される。そして、ＤＣモータ３１の出力軸３４をストローク運動させることにより、弁座３３に対する弁体３２の開度が調節されるようになっている。ＥＧＲ弁１８の出力軸３４は、弁体３２が弁座３３に着座する全閉状態から、弁体３２が軸受３５に当接する全開状態までの間でストローク運動可能に設けられる。この実施形態では、大量ＥＧＲを実現するために、従前の技術に比べて弁座３３の開口面積が拡大されている。それに合わせて、弁体３２が大型化されている。
【００４５】
図１に示すように、この実施形態では、電子スロットル装置１４より下流のサージタンク３ａへ新気を導入するために、新気導入通路４１が設けられる。新気導入通路４１は、その入口４１ａが、エアクリーナ６より下流であってＥＧＲ通路１７の出口１７ａより上流の吸気通路３に接続され、その出口４１ｂが電子スロットル装置１４より下流の吸気通路３に接続される。新気導入通路４１の途中には、本発明の新気流量調節弁に相当する電動式の新気導入弁４２が設けられる。新気導入弁４２は、ソレノイドにより弁体を駆動することで弁座に対する弁体の開度が調節されるように構成される。新気導入弁４２の開度が調節されることにより、新気導入通路４１からサージタンク３ａへ流れる新気流量が調節される。
【００４６】
この実施形態では、エンジン１の運転状態に応じて燃料噴射制御、点火時期制御、吸気量制御、ＥＧＲ制御及び新気流量制御等をそれぞれ実行するために、インジェクタ２５、イグナイタ３０、電子スロットル装置１４のＤＣモータ２２、ＥＧＲ弁１８のＤＣモータ３１及び新気導入弁４２がそれぞれエンジン１の運転状態に応じて電子制御装置（ＥＣＵ）５０により制御されるようになっている。ＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、所定の制御プログラム等を予め記憶したり、ＣＰＵの演算結果等を一時的に記憶したりする各種メモリと、これら各部と接続される外部入力回路及び外部出力回路とを備える。ＥＣＵ５０は、本発明の制御手段の一例に相当する。外部出力回路には、イグナイタ３０、インジェクタ２５、各ＤＣモータ２２，３１及び新気導入弁４２が接続される。外部入力回路には、スロットルセンサ２３をはじめエンジン１の運転状態を検出するための本発明の運転状態検出手段の一例に相当する各種センサ２７，５１〜５５が接続され、各種エンジン信号が入力されるようになっている。
【００４７】
ここで、各種センサとして、スロットルセンサ２３の他に、アクセルセンサ２７、吸気圧センサ５１、回転速度センサ５２、水温センサ５３、エアフローメータ５４及び空燃比センサ５５が設けられる。アクセルセンサ２７は、アクセルペダル２６の操作量であるアクセル開度ＡＣＣを検出する。アクセルペダル２６は、エンジン１の動作を操作するための操作手段の一例に相当する。吸気圧センサ５１は、サージタンク３ａにおける吸気圧ＰＭを検出する。すなわち、吸気圧センサ５１は、吸気圧検出手段の一例に相当し、ＥＧＲ通路１７から吸気通路３へＥＧＲガスが流れ込む位置より下流の吸気通路３（サージタンク３ａ）における吸気圧ＰＭを検出するようになっている。回転速度センサ５２は、エンジン１のクラックシャフト１ａの回転角（クランク角）を検出するとともに、そのクランク角の変化をエンジン１の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥとして検出する。水温センサ５３は、エンジン１の冷却水温ＴＨＷを検出する。すなわち、水温センサ５３は、温度状態検出手段の一例に相当し、エンジン１の温度状態を示す冷却水温ＴＨＷを検出するようになっている。エアフローメータ５４は、吸気量測定手段の一例に相当し、エアクリーナ６の直下流の吸気通路３を流れる吸気量Ｇａを検出する。空燃比センサ５５は、触媒コンバータ１５の直上流の排気通路５に設けられ、排気中の空燃比Ａ／Ｆを検出する。
【００４８】
この実施形態では、ＥＣＵ５０は、エンジン１の全運転領域において、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲを実行するために、すなわちＥＧＲガスを還流させるために、ＥＧＲ弁１８を開弁制御するようになっている。一方、ＥＣＵ５０は、エンジン１の減速時には、ＥＧＲを実行しないために、すなわちＥＧＲガスの還流を遮断するために、ＥＧＲ弁１８を全閉に閉弁制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の制御に合わせて新気導入弁４２を制御するようになっている。すなわち、ＥＧＲ弁１８が開弁されるときは、ＥＣＵ５０は、基本的に、新気導入弁４２を全閉に制御するようになっている。一方、ＥＧＲ弁１８が全閉に制御されるときは、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を開弁するようになっている。
【００４９】
ここで、エンジン１の減速時にＥＧＲ弁１８を閉弁しても、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａから電子スロットル装置１４までの吸気通路３の経路が比較的長いことから、そこにＥＧＲガスが残留することがあり、その残留したＥＧＲガスが燃焼室１６へ流れ込むことにより、エンジン１に減速失火が起きるおそれがある。そこで、この実施形態では、ＥＧＲ弁１８が開弁され（ＥＧＲが実行されている状態）、かつ、過給機７により吸気が昇圧された状態からのエンジン１の減速運転時であるとき、吸気通路３に残留するＥＧＲガスの流入により不足する吸気量を補うべく、電子スロットル装置１４（スロットル弁２１）と新気導入弁４２の制御を協調させるために、ＥＣＵ５０が以下のような制御を実行するようになっている。
【００５０】
図２に、ＥＣＵ５０が実行する新気導入制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥと、エンジン負荷ＫＬと、吸気量Ｇａを取り込む。ＥＣＵ５０は、回転速度センサ５２の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥを取り込むことができる。ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥと吸気圧センサ５１の各検出値に基づいてエンジン負荷ＫＬを求めることができる。また、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ５４の検出値に基づき吸気量Ｇａを求めることができる。
【００５１】
次に、ステップ１１０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ率Ｅegrを取り込む。ここで、ＥＧＲ率Ｅegrとは、燃焼室１６に吸入される全ガス量に対するＥＧＲガスの量の比率を意味する。ＥＣＵ５０は、吸気量Ｇａ、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに基づいてこのＥＧＲ率Ｅegrを別途求めることができる。
【００５２】
次に、ステップ１２０で、ＥＣＵ５０は、エンジン１が定常運転又は加速運転であるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断を、例えば、アクセル開度ＡＣＣ及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて行うことができる。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１３０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、エンジン１の減速運転又はアイドル運転であるとして、ＥＣＵ５０は処理をステップ１８０へ移行する。
【００５３】
ステップ１３０で、ＥＣＵ５０は、エンジン負荷ＫＬが高負荷に当たる所定値Ｋ１より高いか否かを判断する。この所定値Ｋ１として、例えば「８０％」を当てはめることができる。この判断結果が肯定となる場合、エンジン１の過給域（過給機７が作動している運転領域）であるとして、ＥＣＵ５０は処理をステップ１４０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、エンジン１の非過給域（過給機７が作動していない運転領域）であるとして、ＥＣＵ５０は処理をステップ１９０へ移行する。
【００５４】
ステップ１４０では、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２の目標開度ＴＣＡＶを「０」に設定する。
【００５５】
次に、ステップ１５０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲオンか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ制御が実行されているか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をそのままステップ１７０へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１６０へ移行する。
【００５６】
ステップ１６０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ実行フラグＸＥＧＲを「１」に設定し、処理をステップ１７０へ移行する。このフラグＸＥＧＲは、ＥＧＲ制御が実行されている場合に「１」に、実行されていない場合に「０」に設定されるようになっている。
【００５７】
そして、ステップ１５０又はステップ１６０から移行してステップ１７０では、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を目標開度ＴＣＡＶに制御し、処理をステップ１００へ戻す。
【００５８】
一方、ステップ１８０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ実行フラグＸＥＧＲが「１」であるか否かを判断する。この判断が否定となる場合、吸気通路３におけるＥＧＲガスの掃気が完了したものとして、ＥＣＵ５０は処理をステップ１９０へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、吸気通路３にＥＧＲガスが残留しているものとして、ＥＣＵ５０は処理をステップ２００へ移行する。
【００５９】
ステップ１３０又はステップ１８０から移行してステップ１９０では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬに応じた目標開度ＴＣＡＶを求めた後、処理をステップ１５０へ移行する。ＥＣＵ５０は、図３に示すマップを参照することにより、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷ＫＬに応じた目標開度ＴＣＡＶを求めることができる。このマップでは、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、かつ、エンジン負荷ＫＬが高くなるほど、目標開度ＴＣＡＶが増加するように設定されている。
【００６０】
ステップ２００では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥに応じた減速時目標開度Ｔcavneを求める。ＥＣＵ５０は、図４に示すマップを参照することにより、エンジン回転速度ＮＥに応じた減速時目標開度Ｔcavneを求めることができる。このマップでは、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど減速時目標開度Ｔcavneが増加するように設定されている。
【００６１】
次に、ステップ２１０で、ＥＣＵ５０は、減速時目標開度Ｔcavneを目標開度ＴＣＡＶとして設定する。
【００６２】
次に、ステップ２２０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ率Ｅegrが所定値Ａ１より低いか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、吸気通路３にＥＧＲガスが残留しているものとして、ＥＣＵ５０は処理をステップ１７０へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、吸気通路３におけるＥＧＲガスの掃気が完了したものとして、ＥＣＵ５０は処理をステップ２３０へ移行する。
【００６３】
ステップ２３０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ実行フラグＸＥＧＲを「０」に戻し、処理をステップ１７０へ移行する。
【００６４】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態に応じて新気導入弁４２を制御することにより、スロットル弁２１より下流の吸気通路３（サージタンク３ａを含む。）へ新気を導入するようになっている。
【００６５】
図５に、エンジン１の減速運転時に、新気導入弁４２の制御に対してＥＣＵ５０が実行する電子スロットル装置１４の協調制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ３００で、ＥＣＵ５０は、アクセル開度ＡＣＣと、アクセル開閉速度ΔＡＣＣ／４ｍｓを取り込む。ＥＣＵ５０は、アクセルセンサ２７の検出値に基づきアクセル開度ＡＣＣを取り込む。また、ＥＣＵ５０は、「４ｍｓ」毎に取り込まれた今回のアクセル開度ＡＣＣと前回のアクセル開度ＡＣＣとの差からアクセル開閉速度ΔＡＣＣ／４ｍｓを求めることができる。ここで、アクセルペダル２６が踏み込まれる加速時には、アクセル開閉速度ΔＡＣＣ／４ｍｓは正の値となり、アクセルペダル２６が踏み戻される減速時には、アクセル開閉速度ΔＡＣＣ／４ｍｓは負の値となる。
【００６６】
次に、ステップ３１０で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ及び吸気量Ｇａを取り込む。ＥＣＵ５０は、回転速度センサ５２の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥを取り込むことができる。また、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥと吸気圧センサ５１の各検出値に基づいてエンジン負荷ＫＬを求めることができる。また、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ５４の検出値に基づき吸気量Ｇａを取り込むことができる。
【００６７】
次に、ステップ３２０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ率Ｅegrを取り込む。ＥＣＵ５０は、吸気量Ｇａ、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＫＬに基づいてこのＥＧＲ率Ｅegrを別途求めることができる。
【００６８】
次に、ステップ３３０で、ＥＣＵ５０は、アクセル開閉速度ΔＡＣＣ／４ｍｓに応じたスロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓを求める。ＥＣＵ５０は、図６に示すマップを参照することにより、アクセル開閉速度ΔＡＣＣ／４ｍｓに応じたスロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓを求めることができる。このマップでは、アクセル開閉速度ΔＡＣＣ／４ｍｓが負の値から正の値へ増えるに連れて、スロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓが、最大閉弁速度から最大開弁速度ΔＴＡmax／４ｍｓまでの間で直線的に増加するように設定されている。この実施形態で、スロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓは、本発明のスロットル弁２１の閉弁速度及び開弁速度の一例に相当する。
【００６９】
次に、ステップ３４０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ率Ｅegrに応じたスロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓに係る第１補正係数ＫΔＴＡを求める。ＥＣＵ５０は、図７に示すマップを参照することにより、ＥＧＲ率Ｅegrに応じた第１補正係数ＫΔＴＡを求めることができる。このマップでは、スロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓが負の値となる場合（減速の場合）、ＥＧＲ率Ｅegrが増えるに連れて、第１補正係数ＫΔＴＡが、「１.０」から最小値の間で直線的に減少するように設定される。これは、閉弁時のスロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓが遅くなるようにするための設定を意味する。
【００７０】
次に、ステップ３５０で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥに応じたスロットル開閉速度ΔＴＡに係る第２補正係数ＫΔＴＡＮＥを求める。ＥＣＵ５０は、図８に示すマップを参照することにより、エンジン回転速度ＮＥに応じた第２補正係数ＫΔＴＡＮＥを求めることができる。このマップでは、スロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓが負の値となる場合（減速の場合）、エンジン回転速度ＮＥが増えるに連れて、第２補正係数ＫΔＴＡＮＥが、「１.０」から最小値の間で直線的に減少するように設定される。これは、閉弁時のスロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓが遅くなるようにするための設定を意味する。
【００７１】
次に、ステップ３６０で、ＥＣＵ５０は、補正スロットル開閉速度ΔＫＴＡ／４ｍｓを求める。ＥＣＵ５０は、次式（１）に従って補正スロットル開閉速度ΔＫＴＡ／４ｍｓを求めることができる。ここで、補正スロットル開閉速度ΔＫＴＡ／４ｍｓは、
ＥＧＲ弁１８が開弁され（ＥＧＲ制御が実行されているとき。）、かつ、過給機７により吸気が昇圧された状態（過給時）からのエンジン１の減速運転時であるときに適用されるパラメータであって、ＥＧＲ弁１８が閉弁され（ＥＧＲ制御が実行されていないとき。）、かつ、過給機７により吸気が昇圧された状態（過給時）からのエンジン１の減速運転時であるときに適用されるスロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓに対して補正されたものである。
ΔＫＴＡ／４ｍｓ＝ΔＴＡ／４ｍｓ＊ＫΔＴＡ＊ＫΔＴＡＮＥ    ・・・（１）
【００７２】
次に、ステップ３７０で、ＥＣＵ５０は、求められた補正スロットル開閉速度ΔＫＴＡ／４ｍｓが、最大閉弁速度ΔＴＡmax／４ｍｓよりも小さいか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ３８０へ移行し、この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ３９０へ移行する。
【００７３】
ステップ３８０では、ＥＣＵ５０は、最大閉弁速度ΔＴＡmax／４ｍｓを補正スロットル開閉速度ΔＫＴＡ/４ｍｓとして設定し、処理をステップ３９０へ移行する。
【００７４】
ステップ３７０又はステップ３８０から移行して、ステップ３９０では、ＥＣＵ５０は、アクセル開度ＡＣＣに応じた目標スロットル開度ＴＴＡを求める。ＥＣＵ５０は、所定のマップを参照することにより、アクセル開度ＡＣＣに応じた目標スロットル開度ＴＴＡを求めることができる。
【００７５】
次に、ステップ４００で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥに応じた減速基準となるスロットル弁閉弁開度ＴＡoffを求める。ＥＣＵ５０は、図９に示すマップを参照することにより、エンジン回転速度ＮＥに応じたスロットル弁閉弁開度ＴＡoffを求めることができる。このマップでは、エンジン回転速度ＮＥが増えるに連れて、スロットル弁閉弁開度ＴＡoffが、最小値から直線的に増加するように設定される。この実施形態では、スロットル弁閉弁開度ＴＡoffは本発明の最終開度の一例に相当する。
【００７６】
次に、ステップ４１０で、ＥＣＵ５０は、スロットルセンサ２３の検出値に基づきスロットル開度ＴＡを取り込む。
【００７７】
次に、ステップ４２０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ率Ｅegrに応じた減速時の全閉嵩上げ補正量ＫＴＡoff1を求める。ＥＣＵ５０は、図１０に示すマップを参照することにより、ＥＧＲ率Ｅegrに応じた全閉嵩上げ補正量ＫＴＡoff1を求めることができる。このマップでは、ＥＧＲ率Ｅegrが増えるに連れて、この補正量ＫＴＡoff1が「０」から直線的に増加するように設定される。これは、ＥＧＲ率Ｅegrが大きくなるほどスロットル弁閉弁開度ＴＡoffが大きくなるようにスロットル弁閉弁開度ＴＡoffを補正するための設定を意味する。
【００７８】
次に、ステップ４３０で、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２の実際の開度Ｅcavを取り込む。ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２に対する指令値に基づいてこの開度Ｅcavを取り込むことができる。
【００７９】
次に、ステップ４４０で、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２の開度Ｅcavに応じた減速閉弁開度の補正量ＫＴＡoff2を求めることができる。ＥＣＵ５０は、図１１に示すマップを参照することにより、開度Ｅcavに応じたこの補正量ＫＴＡoff2を求めることができる。このマップでは、開度Ｅcavが増えるに連れて、この補正量ＫＴＡoff2が「０」から直線的に増加するように設定される。これは、新気導入弁４２の開度Ｅcavが大きくなるほどスロットル弁閉弁開度ＴＡoffが小さくなるようにスロットル弁閉弁開度ＴＡoffを補正するための設定を意味する。
【００８０】
次に、ステップ４５０で、ＥＣＵ５０は、補正後のスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦを求める。ＥＣＵ５０は、次式（２）に従って補正後のスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦを求めることができる。
ＴＡＯＦＦ＝ＴＡoff＋ＫＴＡoff1−ＫＴＡoff2    ・・・（２）
【００８１】
次に、ステップ４６０で。ＥＣＵ５は、目標スロットル開度ＴＴＡが、補正後のスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦ以上であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ４７０へ移行し、この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ４８０へ移行する。
【００８２】
ステップ４７０では、ＥＣＵ５０は、補正後のスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦを目標スロットル開度ＴＴＡとして設定し、処理をステップ４８０へ移行する。
【００８３】
ステップ４６０又はステップ４７０から移行してステップ４８０では、ＥＣＵ５０は、目標スロットル開度ＴＴＡがスロットル開度ＴＡより小さいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ４９０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ５００へ移行する。
【００８４】
そして、ステップ４９０では、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１４を、負の補正スロットル開閉速度−ΔＫＴＡ／４ｍｓで目標スロットル開度ＴＴＡへ追従制御し、処理をステップ３００へ戻す。すなわち、ＥＣＵ５０は、スロットル弁２１が閉弁されるときの通常の閉弁速度よりも補正スロットル開閉速度ΔＫＴＡ／４ｍｓだけ遅い速度でスロットル弁２１を閉弁させるのである。
【００８５】
一方、ステップ５００では、ＥＣＵ５０は、目標スロットル開度ＴＴＡがスロットル開度ＴＡより大きいか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ５１０へ移行し、この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ５２０へ移行する。
【００８６】
ステップ５１０では、ＥＣＵ５０は、スロットル開度ＴＡを目標スロットル開度ＴＴＡに維持し、処理をステップ１００へ戻す。すなわち、ＥＣＵ５０は、スロットル開度ＴＡが目標スロットル開度ＴＴＡを維持するように電子スロットル装置１４を制御するのである。
【００８７】
一方、ステップ５２０では、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１４を、正の補正スロットル開閉速度＋ΔＫＴＡ／４ｍｓで目標スロットル開度ＴＴＡへ追従制御し、処理をステップ３００へ戻す。すなわち、ＥＣＵ５０は、スロットル弁２１が開弁されるときの通常の開弁速度よりも補正スロットル開閉速度ΔＫＴＡ／４ｍｓだけ速い速度でスロットル弁２１を開弁させるのである。
【００８８】
以上説明したこの実施形態におけるエンジンの制御装置によれば、ＥＧＲが行われ、かつ、過給状態からのエンジン１の減速運転時であるときは、ＥＧＲ弁１８が全閉へ向けて閉弁制御されると共に電子スロットル装置１４（スロットル弁２１）が閉弁制御される。ここで、スロットル弁２１が閉弁される過程では、スロットル弁２１の閉弁速度が補正されるので、その補正の分だけ、ＥＧＲガスの流入により不足する吸気量が補われる。このため、低圧ループ式のＥＧＲ装置を備えた過給機７を備えたエンジン１において、エンジン１の減速運転時にスロットル弁２１が閉弁する過程で、吸気通路３に残留していたＥＧＲガスの流入による吸気量不足を補って燃焼室１６における失火を防止することができる。
【００８９】
この実施形態では、ＥＧＲが行われ、かつ、過給状態からのエンジン１の減速運転時であるときには、新気導入弁４２が開弁されるので、スロットル弁２１がある程度閉弁されてスロットル弁２１より下流の吸気通路３に負圧が発生することにより、新気導入通路４１から吸気通路３へ新気が導入される。このため、燃焼室１６に取り込まれた吸気における新気の割合を増加させることができ、ＥＧＲ率を更に低減させることができ、残留ＥＧＲガスに起因する吸気量不足を更に補って燃焼室１６における失火をより確実に防止することができる。
【００９０】
この実施形態では、エンジン１の減速運転時には、ＥＧＲ率Ｅegrが大きくなるほど、スロットル弁２１の閉弁速度が遅くなるようにスロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓが補正されるので、補われる吸気量は、ＥＧＲ率Ｅegrが大きくなるほど増加方向へ調整される。ここで、スロットル開度ＴＡが同じであれば、ＥＧＲ率Ｅegrが大きいほど吸気量Ｇａは低下する。エンジン１の減速途中では、スロットル弁２１を通過する空気量や残留ＥＧＲ量が多いため、残留ＥＧＲガスによる吸気量不足を補うことができない。そこで、この実施形態では、減速運転時には、スロットル弁２１の閉弁速度を遅くすることにより、スロットル弁２１を通過する空気量をできるだけ増やすようにしている。この結果、減速運転時の残留ＥＧＲガスに起因する吸気量不足による失火をより精密に防止することができる。
【００９１】
この実施形態では、エンジン１の減速運転時には、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、スロットル弁２１の閉弁速度が遅くなるようにスロットル開閉速度ΔＴＡ／４ｍｓが補正されるので、補われる吸気量は、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど増加方向へ調整される。これは、エンジン回転速度ＮＥが高いほど減速時のエンジン負荷ＫＬの降下速度が速くなり、残留ＥＧＲガスによる吸気量不足の影響が出やすいので、それを対策するためのものである。この結果、減速運転時の残留ＥＧＲガスに起因する吸気量不足による失火をより精密に防止することができる。
【００９２】
この実施形態では、エンジン１の減速運転時には、スロットル弁２１が全閉に近いスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦまで制御されると共に、ＥＧＲ率Ｅegrが大きくなるほど、そのスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦが大きくなるようにそのスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦが補正されるので、補われる吸気量が、ＥＧＲ率Ｅegrが大きくなるほど増加方向へ調整される。この結果、減速運転時の残留ＥＧＲガスに起因する吸気量不足による失火をより精密に防止することができる。
【００９３】
図１２に、エンジン１の減速運転時における（ａ）スロットル開度ＴＡ、（ｂ）新気導入弁４２の開度Ｅcav、（ｃ）吸気量Ｇａ、（ｄ）ＥＧＲ率Ｅegr及び（ｅ）エンジントルクの挙動の一例をタイムチャートにより示す。図１２（ａ）において、太線は、本実施形態に係り、ＥＧＲオンからの減速運転時におけるスロットル開度ＴＡを示す。破線は、ＥＧＲオフからの減速運転時におけるスロットル開度ＴＡを示す。２点鎖線は、従来例に係り、ＥＧＲオンからの減速運転時におけるスロットル開度ＴＡを示す。図１２（ｃ）において、太線は、本実施形態に係り、ＥＧＲオンからの減速運転時における吸気量Ｇａを示す。破線は、ＥＧＲオフからの減速運転時における吸気量Ｇａを示す。２点鎖線は、従来例に係り、ＥＧＲオンからの減速運転時における吸気量Ｇａを示す。図１２（ｅ）において、太線は、本実施形態に係り、ＥＧＲオンからの減速運転時におけるエンジントルクを示す。破線は、ＥＧＲオフからの減速運転時におけるエンジントルクを示す。２点鎖線は、従来例に係り、ＥＧＲオンからの減速運転時におけるエンジントルクを示す。
【００９４】
図１２において、時刻ｔ１にて、太線で示すように、スロットル開度ＴＡが減少し始めると、新気導入弁４２の開度Ｅcavが増加し始める。その後、時刻ｔ２にて、太線で示すように、吸気量Ｇａとエンジントルクが減少し始める。その後、時刻ｔ５にて、太線で示すように、スロットル開度ＴＡが全閉に近いある閉弁開度に達するが、その直前の時刻ｔ４にて、太線で示すように、吸気量Ｇａが最小値で一定となり、エンジントルクが「０」で一定となる。また、時刻ｔ６にて、新気導入弁４２の開度Ｅcavが最大値に達し、その後に減少し始め、時刻ｔ７にて全閉に達する。図１２（ｂ）にハッチングで示す部分は、ＥＧＲオンからのエンジン１の減速運転時に、新気導入弁４２の開弁によっても新気の応答が不足する部分を示す。これに対し、本実施形態では、図１２（ａ）にハッチングで示す分だけ、従来例に対してスロットル弁２１の閉弁速度が遅くなるように補正されるので、図１２（ｃ）にハッチングで示す分だけ吸気量Ｇａが補正され、図１２（ｅ）にハッチングで示す分だけエンジントルクが補正される。この結果、図１２（ｄ）で示すように、時刻ｔ１〜ｔ６の間でＥＧＲ率Ｅegrを増大させることなく一定に保つことができる。この結果、エンジン１の減速運転時に吸気量不足による失火を防止することができるのである。
【００９５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明におけるエンジンの制御装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００９６】
なお、以下に説明する各実施形態においては、前記第１実施形態と同等の構成要素について同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【００９７】
この実施形態では、新気導入弁４２に係る構成と、電子スロットル装置１４（スロットル弁２１）と新気導入弁４２の制御を協調させるための減速時制御の内容の点で第１実施形態と構成が異なる。
【００９８】
図１３には、この実施形態におけるエンジンのＥＧＲ装置を含む過給機付エンジンシステムを概略構成図により示す。この実施形態では、図１３に示すように、新気導入弁４２の下流側にて新気導入通路４１に同通路４１における気体の逆流を防止する逆止弁４３が設けられる点で図１のエンジンシステムと構成が異なる。
【００９９】
図１４に、ＥＣＵ５０が実行する新気導入制御の処理内容の一例をフローチャートにより示す。この実施形態では、新気導入通路４１に逆止弁４３が設けられることから、図１４のフローチャートは、図２のフローチャートにおけるステップ１３０とステップ１４０の処理が省略される点で図２のフローチャートと構成が異なる。すなわち、図１４において、ステップ１２０とステップ１５０の間で、ステップ１３０とステップ１４０が省略される代わりにステップ１９０が設けられる。
【０１００】
図１５に、エンジン１の減速時に新気導入弁４２の制御に合わせてＥＣＵ５０が実行する電子スロットル装置１４の協調制御の処理内容の一例につき、図５のフローチャートと異なる部分のみをフローチャートにより示す。図１５に示すように、この実施形態では、図５のフローチャートのステップ４４０とステップ４５０との間の構成が図５のフローチャートと異なる。すなわち、図１５に示すように、ステップ４４０の処理を実行した後、ステップ６００で、ＥＣＵ５０は、エンジン負荷ＫＬに応じた負荷補正係数ＫＫＬを求める。ＥＣＵ５０は、図１６に示すマップを参照することにより、エンジン負荷ＫＬに応じた負荷補正係数ＫＫＬを求めることができる。このマップで、負荷補正係数ＫＫＬは、エンジン負荷ＫＬが低い領域では所定値で一定となり、エンジン負荷ＫＬが中程度へ高くなるにつれて「０」へ向けて小さくなり、エンジン負荷ＫＬが高い領域では「０」で一定となるように設定されている。
【０１０１】
次に、ステップ６１０で、ＥＣＵ５０は、ステップ４４０で求められた減速閉弁開度の補正量ＫＴＡoff2に負荷補正係数ＫＫＬを乗算することにより補正後の補正量ＫＴＡＯＦＦ２とする。これは、エンジン負荷ＫＬが高くなるほどスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦが小さくなるようにスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦを補正するための設定を意味する。
【０１０２】
そして、ステップ４５０では、ＥＣＵ５０は、上記した補正後の補正量ＫＴＡＯＦＦ２を次式（３）に当てはめることにより、補正後のスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦを求める。
ＴＡＯＦＦ＝ＴＡoff＋ＫＴＡoff1−ＫＴＡＯＦＦ２    ・・・（３）
【０１０３】
以上説明したこの実施形態におけるエンジンの制御装置によれば、第１実施形態の作用効果に加えて次のような作用効果を有する。すなわち、新気導入通路４１に逆止弁４３が設けられるので、吸気通路３から新気導入通路４１へのガスの逆流が規制される。このため、エンジン１の過給時にも新気導入弁４２を開弁することができ、新気導入弁４２の開弁遅れによる新気導入遅れを回避することができる。
【０１０４】
また、この実施形態では、エンジン１の減速運転時には、スロットル弁２１が全閉に近いスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦまで制御されると共に、新気導入弁４２の開度が大きくなるほどスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦが小さくなるようにスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦが補正されるので、補われる吸気量Ｇａが、吸気通路３に導入される新気量が増えるほど減少方向へ調整される。この結果、エンジン１の減速運転時に燃焼室１６へ空気が過剰に供給されることを防止することができ、エンジントルクを安定化させることができ、エンジン１のドライバビリティの悪化を防止することができる。
【０１０５】
この実施形態では、エンジン負荷ＫＬが高くなるほどスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦが小さくなるようにスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦが補正されるので、補われる吸気量Ｇａが、エンジン負荷ＫＬが高くなるほど減少方向へ調整される。これは、エンジン負荷ＫＬが高くなるほどスロットル弁２１を通過する吸気量Ｇａが増えることから、燃焼室１６へ空気が過剰に供給されることになるので、それを対策するためのものである。この結果、減速運転時に空気量過剰によるドライバビリティの悪化をより精密に防止することができる。
【０１０６】
図１７に、図１２に準ずるものであって、エンジン１の減速運転時における（ａ）スロットル開度ＴＡ、（ｂ）新気導入弁４２の開度Ｅcav、（ｃ）吸気量Ｇａ、（ｄ）ＥＧＲ率Ｅegr及び（ｅ）エンジントルクの挙動の一例をタイムチャートにより示す。このタイムチャートでは、図１７（ａ）に太線で示すスロットル開度ＴＡの挙動と、図１７（ｂ）に示す新気導入弁４２の開度Ｅcavの挙動の点で、図１２のタイムチャートと異なる。特に、この実施形態では、新気導入弁４２の下流側に逆止弁４３が設けられることから、図１７（ｂ）に示すように、新気導入弁４２の開度Ｅcavは、時刻ｔ１にて、スロットル開度ＴＡが減少し始めてもある一定の開度で開いたままの状態を維持し、図１７（ｄ）に示すように、時刻ｔ６でＥＧＲ率Ｅegrが減少し始めると同時に開度Ｅcavが減少し始めている。これは、新気導入通路４１に逆止弁４３が設けられることで、エンジン１の過給時や減速運転時にかかわらず吸気通路３から新気導入通路４１へガスが逆流することがないので、新気導入弁４２を減速運転前から減速運転完了までの間で開弁状態のままとすることで新気導入弁４２の開弁遅れによる新気導入遅れを回避するようにしたものである。
【０１０７】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【０１０８】
例えば、前記第２実施形態では、エンジン負荷ＫＬが高くなるほどスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦが小さくなるようにスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦを補正するように構成したが、吸気圧ＰＭが高くなるほどスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦが小さくなるようにスロットル弁閉弁開度ＴＡＯＦＦを補正するように構成することもできる。これにより、補われる吸気量Ｇａが、吸気圧ＰＭが高くなるほど減少方向へ調整される。これは、吸気圧ＰＭが高くなるほどスロットル弁２１を通過する吸気量Ｇａが増えることから、燃焼室１６へ空気が過剰に供給されることになるので、それを対策するためのものである。この結果、減速運転時に空気量過剰によるドライバビリティの悪化をより精密に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
この発明は、低圧ループ式のＥＧＲ装置を備えた過給機付きエンジンに利用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  エンジン
２  吸気ポート
３  吸気通路
３ａ  サージタンク
４  排気ポート
５  排気通路
７  過給機
８  コンプレッサ
９  タービン９
１０  回転軸
１４  電子スロットル装置
１６  燃焼室
１７  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
１７ａ  出口
１７ｂ  入口
１８  ＥＧＲ弁（排気還流弁）
２１  スロットル弁
２３  スロットルセンサ（運転状態検出手段）
２７  アクセルセンサ（運転状態検出手段）
４１  新気導入通路
４２  新気導入弁
４３  逆止弁
５０  ＥＣＵ（制御手段）
５１  吸気圧センサ（運転状態検出手段）
５２  回転速度センサ（運転状態検出手段）
５３  水温センサ（運転状態検出手段）
５４  エアフローメータ（運転状態検出手段）
５５  空燃比センサ（運転状態検出手段）
ΔＴＡ／４ｍｓ  スロットル開閉速度（閉弁速度）
ΔＫＴＡ／４ｍｓ  補正スロットル開閉速度（閉弁速度）
ＴＡoff  減速基準となるスロットル弁閉弁開度（最終開度）
ＴＡＯＦＦ  補正後のスロットル弁閉弁開度（最終開度）
【図１】
2015124718.tif 000003
【図２】
2015124718.tif 000004
【図３】
2015124718.tif 000005
【図４】
2015124718.tif 000006
【図５】
2015124718.tif 000007
【図６】
2015124718.tif 000008
【図７】
2015124718.tif 000009
【図８】
2015124718.tif 000010
【図９】
2015124718.tif 000011
【図１０】
2015124718.tif 000012
【図１１】
2015124718.tif 000013
【図１２】
2015124718.tif 000014
【図１３】
2015124718.tif 000015
【図１４】
2015124718.tif 000016
【図１５】
2015124718.tif 000017
【図１６】
2015124718.tif 000018
【図１７】
2015124718.tif 000019