(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に噴射する燃料の噴射量及び噴射時期が可変に構成された燃料噴射手段と、該噴射手段が噴射する燃料噴射量及び噴射時期をエンジンの運転状態に応じて設定する噴射条件設定手段と、上記噴射手段で燃料が噴射される燃焼室に排ガスの一部を供給する排ガス供給手段と、該排ガス供給手段で供給される排ガスの供給量をフィードバック制御することにより、該排ガス供給量及び燃料噴射量から求められる空燃比を所定の目標空燃比に制御する空燃比制御手段とを有するエンジンの制御装置であって、上記噴射条件設定手段で設定された燃料噴射量又は噴射時期の少なくともいずれかを補正することにより、車両の走行環境に起因して発生するショックを抑制するようにトルクを一時的に低減させるトルク低減手段と、該トルク低減手段によるトルク低減時には、上記空燃比制御手段による排ガス供給量のフィードバック制御を抑制するフィードバック制御抑制手段とが備えられていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
空燃比制御手段は、加速時は、非加速時に比べて、制御ゲインを大きく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】
空燃比制御手段は、排ガス供給量のフィードバック制御が抑制されたときは、予め設定された制御量に基づく排ガス供給量のフィードフォワード制御を実行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４】
空燃比制御手段は、加速時は、非加速時に比べて、フィードフォワード制御量を大きくすることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
予め設定された変速特性に応じて変速段を切り換える変速制御手段が備えられ、トルク低減手段は、該変速制御手段による変速段の切換えに起因して発生するショックを抑制するようにトルクを一時的に低減させ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６】
トルク低減手段は、燃料噴射量を低減させることによりトルクを一時的に低減させ、空燃比制御手段は、該トルク低減手段によるトルク低減時には、排ガス供給量及び低減された燃料噴射量から求められる空燃比を所定の目標空燃比に制御するために、該排ガス供給量を増大させることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
エンジンにより駆動される補機が備えられ、噴射量設定手段は、この補機が作動中はトルクを増大させ、非作動中は低減させるように燃料噴射量又は噴射時期の少なくともいずれかを補正すると共に、トルク低減手段は、この補機の作動に基づくトルクの変化に起因して発生するショックを抑制するようにトルクを一時的に低減させ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８】
噴射量設定手段は、燃料噴射量を増減させることによりトルクを補機の作動に基づき増減させ、トルク低減手段は、燃料噴射時期を遅角させることによりトルクを一時的に低減させ、空燃比制御手段は、上記噴射量設定手段によるトルク増減時には、排ガス供給量及び増減された燃料噴射量から求められる空燃比を所定の目標空燃比に制御するために、該排ガス供給量を減増させることを特徴とする請求項７に記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
排気通路に、排気圧により回転される過給機のタービンが備えられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの制御装置、特に、排ガスの一部を吸気系に還流する排ガス再循環が可能に構成されたエンジンの制御装置に関し、排ガス浄化の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
現在のカーエレクトロニクス化に伴い、一般乗用車向けのガソリンエンジンのみならず、ディーゼルエンジンにおいても、エンジンを最適な状態で運転するために、燃料の噴射量制御、噴射時期制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御を電子的に緻密に行なって、ドライバビリティの維持、確保、動力性能の改善、燃費の向上、排ガスの浄化等を図ることが行なわれている。また、エンジンの吸気系と排気系との間に循環路を設け、この循環路を介して排ガスの一部を燃焼室に還流させることにより燃焼室内の燃焼温度を低下させて窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を抑制することが知られている（排ガス再循環：ＥＧＲ）。
【０００３】
このとき、還流させた排ガスの量（ＥＧＲ量）の分だけ燃焼室内に吸入される吸気量のうち大気から新たに導入される吸気の量、すなわち新気の量が減少するから空燃比が小さくなってリッチ側にシフトする。ところが、図１０に例示するように、それ以上リッチ側にシフトすると燃焼性の低下によりスモーク（パティキュレイト、煤）が急増する限界空燃比（Ａ）が存在する。それゆえ、特に排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘのエミッション規制の他に、スモークの発生を抑制することが重要な課題であるディーゼルエンジンにおいては、ＮＯｘとスモークの両方を同時に効率よく抑制するために、空燃比（Ａ／Ｆ）を上記限界空燃比（Ａ）の近傍、とりわけリーン側の近傍に制御することが好ましい。
【０００４】
そして、そのために、ＥＧＲ率、つまり全吸気量に対するＥＧＲ量の割合を、例えば、排気中の酸素濃度から空燃比を検出するリニア空燃比センサ（リニアＯ２センサ）や、新気量を検出する吸入空気量センサ（エアフローセンサ）等の検出値を用いてフィードバック制御すること（Ｏ２フィードバック、エアフローフィードバック）が知られている。すなわち、循環路に配設したＥＧＲ量調整弁（ＥＧＲ弁）を制御してＥＧＲ率を変更することにより、間接的に燃焼室に導入される新気量を増減調整して空燃比を目標空燃比に収束させるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンと駆動輪との間にトルクコンバータと変速歯車機構とを組み合わせてなる自動変速機を搭載した車両では、予め車速とエンジン負荷とをパラメータとして設定した変速特性に基づいて、クラッチやブレーキ等の摩擦要素あるいはワンウェイクラッチを選択的に締結、解放、作動させることにより、変速歯車機構の動力伝達経路を切り換えて所定の変速段を達成する。このとき、動力伝達経路の切換時のショック（変速ショック）の抑制等を目的として、変速動作中の所定の期間だけ、例えば燃料噴射量を低減させたり、燃料噴射時期（自己着火時期又は点火時期）を遅角（リタード）させたりすることにより、トルクを一時的に低減させるトルクダウン制御を行なうことが知られている。しかしながら、ここで、上記のようなＥＧＲ率のフィードバック制御を行なっているときに、トルクダウン制御が実行されると、次のような不具合が生じる。
【０００６】
すなわち、図１４に示すように、トルクダウン制御によって、例えば燃料噴射量が一時的に低減されるものとする。ＥＧＲ率を制御して空燃比を上記限界空燃比（Ａ）近傍の所定の目標空燃比に保つためには、図中実線で示すように、新気量を燃料噴射量に対応させて減少、増加させなければならない。すなわち、ＥＧＲ率を逆に増加、減少させることになる。
【０００７】
ここで、噴射量が応答性よく変化するのに対して、ＥＧＲ量及び新気量は、例えば図中鎖線で示すように、どうしても時間的に遅れて変化する。これは、リニアＯ２センサやエアフローセンサ等の検出結果に基づいて定められたフィードバック量の排気と新気とが実際にエンジンの燃焼室に導入されるまでには時間がかかるためである。それゆえ、実際のＥＧＲ量及び新気量が図中実線で示す目標値に到達するまでに応答遅れが生じる。そして、この応答遅れによって、例えば、トルクダウン制御が終了し、噴射量が応答性よく回復したときには、ＥＧＲ量がすぐには減少しないため、空燃比が目標からリッチ側にずれて、スモークが発生することになるのである。
【０００８】
なお、特開平１０−１５７４９２号公報には、理論空燃比（λ＝１）のストイキメトリック領域とリーン領域との間で不連続に運転状態を変更するリーンバーンエンジンと無段変速機とを組み合わせたものにおいて、エンジントルクと変速比とトルクコンバータのトルク比とから無段変速機の出力トルクを演算する一方、運転者の要求トルクを推定し、これら両トルクの差が小さくなるように変速比を制御する技術が開示されている。そして、これにより、アクセルペダルが踏み込まれた加速要求時における理論空燃比でのエンジントルクの急激な増大に起因する違和感や、アクセルペダルが戻された非加速要求時におけるリーン空燃比でのエンジントルクの減少に起因するショックが緩和できるとしている。
【０００９】
また、エンジンがアイドル運転状態にあるときに、エンジン回転数（アイドル回転数）を目標回転数にフィードバック制御するアイドル回転数制御を行なうことがある。このとき、例えばエンジンにより駆動される補機等がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換わったときには、エンジンに対する外部負荷が増大するから、エンジン回転数が低下するのを抑制するために、燃料噴射量を増加することが知られている。そして、その場合の補機のＯＮ、ＯＦＦ切換えに伴う燃料噴射量の増加、減少に起因するショックを抑制するために、やはりトルクダウン制御を行なうことがあり、その場合においても、上記のようなＥＧＲ率のフィードバック制御が行なわれていると、次のような不具合が生じる。
【００１０】
すなわち、図１５に示すように、外部負荷のＯＮ、ＯＦＦの切り換わりに伴って燃料噴射量が増加、減少されると、新気量をそれに対応して増加、減少させて空燃比を目標空燃比に保つためにＥＧＲ率を減少、増加することになる。一方、このような燃料噴射量の増減に起因するショックを抑制するために、外部負荷がＯＮからＯＦＦとなって燃料噴射量が減少される時点から所定の期間は、燃料噴射時期をリタードさせるものとする。
【００１１】
ここで、燃料噴射量や燃料噴射時期は応答性よく変化するのに対し、ＥＧＲ量及び新気量は遅れて変化し、フィードバック制御の結果として、図中鎖線で示すようにオーバーシュートしてしまう。例えば、符号（ウ）、（エ）で示す外部負荷がＯＮからＯＦＦとなったときのオーバーシュートは、新気量が少なくなり過ぎる方向へのオーバーシュートであるから、ここで空燃比が目標からリッチ側にずれて、スモークが発生することになる。
【００１２】
しかも、ここでは、そもそも燃焼性が低下してスモークが発生し易い燃料噴射時期のリタードが行なわれているときであるから、ここに不活性成分である還流排ガスが多く供給され過ぎることを原因とするスモークの発生も起こる。また、アイドル時は燃料噴射量が少ないから、空燃比制御を遂行するためにはＥＧＲ量をより多くして新気量を少なくしなければならない。しかし、不活性成分をあまりに大量に導入すると失火する可能性があるから、アイドル時はＥＧＲ量を目標よりも少なくしてエンジンをリーン側で運転するのが通例である。したがって、このような環境下でＥＧＲ量がオーバーシュートすると、ついにはエンジンが失火してしまう不具合も生じる。
【００１３】
本発明は、排ガス還流量ないし還流率をフィードバック制御して空燃比を目標空燃比に制御するように構成されたエンジンの制御装置における上記のような不具合に対処するもので、燃料噴射量の変化に追随して排ガス還流量ないし還流率をフィードバック制御する際のスモークの発生及び失火の問題を抑制することを課題とする。以下、その他の課題を含め、本発明を詳しく説明する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記課題を解決するため、本願の特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、燃焼室に噴射する燃料の噴射量及び噴射時期が可変に構成された燃料噴射手段と、該噴射手段が噴射する燃料噴射量及び噴射時期をエンジンの運転状態に応じて設定する噴射条件設定手段と、上記噴射手段で燃料が噴射される燃焼室に排ガスの一部を供給する排ガス供給手段と、該排ガス供給手段で供給される排ガスの供給量をフィードバック制御することにより、該排ガス供給量及び燃料噴射量から求められる空燃比を所定の目標空燃比に制御する空燃比制御手段とを有するエンジンの制御装置であって、上記噴射条件設定手段で設定された燃料噴射量又は噴射時期の少なくともいずれかを補正することにより、車両の走行環境に起因して発生するショックを抑制するようにトルクを一時的に低減させるトルク低減手段と、該トルク低減手段によるトルク低減時には、上記空燃比制御手段による排ガス供給量のフィードバック制御を抑制するフィードバック制御抑制手段とが備えられていることを特徴とする。
【００１５】
また、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、空燃比制御手段は、加速時は、非加速時に比べて、制御ゲインを大きくすることを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、空燃比制御手段は、排ガス供給量のフィードバック制御が抑制されたときは、予め設定された制御量に基づく排ガス供給量のフィードフォワード制御を実行することを特徴とする。
【００１７】
そして、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、空燃比制御手段は、加速時は、非加速時に比べて、フィードフォワード制御量を大きくすることを特徴とする。
【００１８】
一方、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、予め設定された変速特性に応じて変速段を切り換える変速制御手段が備えられ、トルク低減手段は、該変速制御手段による変速段の切換えに起因して発生するショックを抑制するようにトルクを一時的に低減させることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、トルク低減手段は、燃料噴射量を低減させることによりトルクを一時的に低減させ、空燃比制御手段は、該トルク低減手段によるトルク低減時には、排ガス供給量及び低減された燃料噴射量から求められる空燃比を所定の目標空燃比に制御するために、該排ガス供給量を増大させることを特徴とする。
【００２０】
さらに、請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、エンジンにより駆動される補機が備えられ、噴射量設定手段は、この補機が作動中はトルクを増大させ、非作動中は低減させるように燃料噴射量又は噴射時期の少なくともいずれかを補正すると共に、トルク低減手段は、この補機の作動に基づくトルクの変化に起因して発生するショックを抑制するようにトルクを一時的に低減させることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、噴射量設定手段は、燃料噴射量を増減させることによりトルクを補機の作動に基づき増減させ、トルク低減手段は、燃料噴射時期を遅角させることによりトルクを一時的に低減させ、空燃比制御手段は、上記噴射量設定手段によるトルク増減時には、排ガス供給量及び増減された燃料噴射量から求められる空燃比を所定の目標空燃比に制御するために、該排ガス供給量を減増させることを特徴とする。
【００２２】
そして、請求項９に記載の発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の発明において、排気通路に、排気圧により回転される過給機のタービンが備えられていることを特徴とする。
【００２３】
まず、請求項１に記載の発明によれば、車両の走行環境に起因して発生するショックを抑制するようにトルクが一時的に低減されるから、例えば、前述したような変速ショックや、補機のＯＮ、ＯＦＦ切換時のショック等が抑制される。
【００２４】
そして、そのトルク低減時においては、ＥＧＲ量のフィードバック制御が抑制されるから、例えば、変速中において、噴射量が再び増大されるトルク回復時に、ＥＧＲ量がすぐには制御要求通りには減少せずに大きな値として残っており、その結果、新気が不足してスモークが発生するというような不具合が抑制される。
【００２５】
また、例えば、アイドル運転中において、噴射時期が遅角されるトルク低減時に、ＥＧＲ量がオーバーシュートしていて大きな値として残っており、その結果、不活性成分が過剰となってスモークが発生する、あるいは失火するというような不具合が抑制される。
【００２６】
なお、フィードバック制御を抑制するためには、例えばフィードバックゲインを小さくすればよい。また、フィードバック制御を抑制することには、フィードバック制御を禁止することも含まれる。
【００２７】
ところで、加速時は、そもそも加速により変速が起こっているか否かを問わず、スモークを減らし、且つトルクを早期に増大させて良好な加速応答性を達成するために、ＥＧＲ量を全体的に早期に低減させるように、該ＥＧＲ量のフィードバック制御におけるフィードバックゲインを全体的に大きくするのが通例である。それゆえ、前述の図１４に符号（ア）、（イ）で示したように、鎖線で示す実際のＥＧＲ量がオーバーシュートし易く、またオーバーシュート量が大きくなる傾向にある。したがって、この加速時においては、このオーバーシュートにより新気量が不足しているときに、変速制御が終了してトルク回復時に噴射量が増量されるとスモークが発生する。
【００２８】
そこで、請求項２に記載の発明によれば、特に、そもそも変速が起こっているか否かを問わず、スモークを減らし、且つトルクを早期に増大させて良好な加速応答性を達成するために、ＥＧＲ量を全体的に早期に低減させるように、該ＥＧＲ量のフィードバック制御におけるフィードバックゲインを全体的に大きくしている加速時においては、該ＥＧＲ量のフィードバック制御を抑制することにより、オーバーシュートし易く、またオーバーシュート量が大きくなる傾向にあるＥＧＲ量が効果的に抑制されて、スモークの発生増大が顕著に有効に防止されることになる。
【００２９】
さらに、加速時は、上記のように、ＥＧＲ量が低減されるようにフィードバック制御されるが、その低減量がまだ少ない加速初期の時点においては、ＥＧＲ量がまだ相対的に高い量残っているから、新気が不足気味となり、空燃比がリッチ側にずれる傾向が大きくなる。それゆえ、トルク回復時に新気量が不足する問題が、そのような加速初期、もしくは加速で起こる変速の初期において特に顕著に現われることになるから、そのような場合に、ＥＧＲ量のフィードバック制御を抑制して、スモークの発生増大を防止するようにしてもよい。
【００３０】
次に、請求項３に記載の発明によれば、特に、フィードバック制御を抑制したことを補完するものとして、フィードフォワード制御を実行するから、フィードバック制御が抑制されても、ＥＧＲ量が、応答性よく、且つ、精度よく制御されることになる。また、フィードバック制御により、オーバーシュートが発生し易い傾向にフィードバック制御ゲインが設定されている場合には、オーバーシュートを抑制して、確実にスモークの発生を防止することができることになる。
【００３１】
次に、請求項４に記載の発明によれば、特に、ＥＧＲ量を全体的に早期に低減させようとしている加速時においては、該ＥＧＲ量のフィードフォワード制御量を大きくすることにより、該フィードフォワード制御が増強されることになり、上記要望が満足されることになる。
【００３２】
次に、請求項５に記載の発明によれば、特に、変速比が大きくなるシフトダウン変速時や、逆に変速比が小さくなるシフトアップ変速時において、例えば、クラッチやブレーキ等の摩擦要素あるいはワンウェイクラッチの選択的締結、解放、作動による動力伝達経路の切換時のショックが抑制される。
【００３３】
その場合に、請求項６に記載の発明によれば、特に、トルク低減時には燃料噴射量が低減され、空燃比制御のためには、それに対応して、排ガス供給量が増大されるから、変速中において、噴射量が再び増大されるトルク回復時に、ＥＧＲ量が制御の応答遅れのために、あるいはオーバーシュートのために、大きな値として残っており、その結果、新気が不足してスモークが発生するという不具合が抑制される。
【００３４】
次に、請求項７に記載の発明によれば、特に、補機のＯＮ、ＯＦＦ切換えに伴う燃料噴射量の増減時のショックが抑制される。
【００３５】
その場合に、請求項８に記載の発明によれば、特に、補機のＯＮからＯＦＦへの切換時には燃料噴射量が低減され、空燃比制御のためには、それに対応して、排ガス供給量が増大される一方で、トルク低減時には燃料噴射時期が遅角されるから、アイドル運転中において、噴射時期が遅角されるトルク低減時に、ＥＧＲ量がオーバーシュートしていて大きな値として残っており、その結果、不活性成分が過剰となってスモークが発生する、あるいは失火するという不具合が抑制される。
【００３６】
そして、請求項９に記載の発明によれば、特に、排気通路に、排気圧により回転される過給機のタービンが備えられているから、このタービンが排ガスの流れの抵抗となって、排気圧が高まり、ＥＧＲ量がいきおい増大しがちな環境となる。したがって、ＥＧＲ量のフィードバック制御を抑制することにより、制御応答遅れが生じ易く、あるいはオーバーシュートし易く、またオーバーシュート量が大きくなる傾向にあるＥＧＲ量が効果的に抑制されて、スモークの発生増大、あるいは失火の問題が顕著に有効に防止される。
【００３７】
特に、シフトアップ変速時は、変速前の回転数が高いから、排気圧がより高まり、ＥＧＲ量が一層増大しがちな環境となる。したがって、ＥＧＲ量のフィードバック制御を抑制する効果がより顕著に現われる。
【００３８】
ここで、請求項２及び請求項４に記載の発明により、シフトアップ変速時（非加速時）は、シフトダウン変速時（加速時）に比べて、フィードバック制御ゲインも、フィードフォワード制御量も小さくされているから、ＥＧＲ量の急増が抑制されることになる。
【００３９】
以下、発明の実施の形態を通して、本発明をさらに詳しく説明する。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施の形態に係るエンジン１の制御システム構成を含む全体構成図である。エンジン１は、多気筒ディーゼルエンジンであって、各気筒２（１つのみ図示する）内にピストン３が往復動可能に嵌挿されている。ピストン３により区画される燃焼室４の上面ほぼ中央部には、インジェクタ（燃料噴射弁）５が先端部の噴孔を燃焼室４に臨ませて配設されている。各インジェクタ５は、気筒２毎に、所定の噴射タイミング（噴射時期）で、所定の噴射時間（噴射量）、開閉動作されて、燃焼室４に直接噴射する燃料の噴射量及び噴射時期が可変とされている。
【００４１】
各インジェクタ５は高圧の燃料を蓄える共通のコモンレール（蓄圧室）６に接続されている。コモンレール６にはクランク軸７により駆動される高圧供給ポンプ８が接続されている。コモンレール６の内部の燃圧（コモンレール圧）は上記ポンプ８によって所定値以上に保持される。また、クランク軸７の回転角度からエンジン回転数を検出する電磁ピックアップ式のクランク角センサ９が設けられている。
【００４２】
燃焼室４にエアクリーナ（図示せず）で濾過した吸入空気（新気）を供給する吸気通路１０は、その下流端部において、サージタンク（図示せず）を介して気筒２毎に分岐し、それぞれ吸気ポートにより各気筒２の燃焼室４に接続されている。吸気通路１０には、エンジン１に吸入されて各気筒２内の燃焼室４に導入される吸入空気量（新気量）を検出する吸入空気量センサ１１が配設されている。この吸入空気量センサ１１は、例えばホットフィルム式のエアフローセンサからなるもので、吸入空気流のうち下流方向（気筒２方向）に向かう正常流のみならず、上流方向に向かう逆流にも反応して、それらのいずれの流量も検出することが可能とされている。
【００４３】
吸入空気量センサ１１の下流側には、ターボ過給機３０のブロア１２が配設されている。このブロア１２は、排気通路２０に配設されたタービン２２により駆動されて吸気を圧縮する。ブロア１２の下流側には、インタークーラ１３が配設されている。このインタークーラ１３は、ブロア１２で圧縮されて高温となった吸気を冷却して該吸気の密度を大きくする。
【００４４】
燃焼室４から排気を排出する排気通路２０は、その上流端部において分岐し、それぞれ排気ポートにより各気筒２の燃焼室４に接続されている。排気通路２０には、排気中の酸素濃度から空燃比を検出するリニアＯ２センサ２１が配設されている。このリニアＯ２センサ２１は、排気中の酸素濃度（空燃比）に比例して出力値が増大する特性を有する。
【００４５】
リニアＯ２センサ２１の下流側には、ターボ過給機３０のタービン２２が配設されている。このタービン２２は、排気流ないし排気圧により回転されて上記ブロア１２を駆動する。タービン２２の下流側には、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ、並びにスモークを浄化可能な触媒コンバータ２３が配設されている。
【００４６】
吸気通路１０と排気通路２０との間には、排ガス再循環通路あるいは排ガス還流通路（ＥＧＲ通路）４０が設けられている。このＥＧＲ通路４０は、排気通路２０におけるタービン２２よりも上流側の部位と、吸気通路１０における下流側の部位とを連絡する。ＥＧＲ通路４０の途中には、開度調整可能な負圧作動式の排ガス還流量調整弁（ＥＧＲ弁）５０が配設されており、排気通路２０内の排気の一部がこのＥＧＲ弁５０で流量調整されながらＥＧＲ通路４０を経て吸気通路１０、さらには各気筒２の燃焼室４に還流、再循環される。
【００４７】
ＥＧＲ弁５０は、弁ハウジングを仕切るダイヤフラム５１に連結された弁棒５２と、この弁棒５２の先端部に固定され、ＥＧＲ通路４０に突出する弁本体５３とを備える。弁本体５３は、図示しないスプリングによってＥＧＲ通路４０を閉じる方向に付勢されている。ダイヤフラム５１で画成された負圧室に負圧通路５４が接続されており、この負圧通路５４は負圧制御用のソレノイド５５を介してバキュームポンプ等の負圧源５６に接続されている。ソレノイド５５が負圧通路５４の連通度を制御することにより、弁本体５３がダイヤフラム５１を介してＥＧＲ通路４０の開度をリニアに調整し、ひいては排ガス還流量（ＥＧＲ量）をリニアに制御する。
【００４８】
上記クランク角センサ（エンジン回転数センサ）９、吸入空気量センサ１１、及びリニアＯ２センサ２１の各検出信号はコントロールユニット６０に入力される。コントロールユニット６０には、他に、図示しないアクセルペダルの操作量（踏込量、アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ７０の検出信号と、トルクコンバータのタービンの回転数を検出するタービン回転数センサ８０の検出信号とが少なくとも入力される。
【００４９】
一方、コントロールユニット６０からはインジェクタ５に対して燃料噴射の制御信号が出力され、燃焼室４に噴射される燃料噴射量及び燃料噴射時期が、例えばエンジン１の運転状態に応じて制御される。また、コントロールユニット６０からはＥＧＲ弁駆動用ソレノイド５５に対してＥＧＲ量の制御信号が出力され、ＥＧＲ量が、例えばリニアＯ２センサ２１で検出される実空燃比が目標空燃比に収束するようにフィードバック制御される。
【００５０】
次に、上記インジェクタ５、より詳しくは、インジェクタ５の噴孔を開閉させるソレノイド（図示せず）等のアクチュエータに対する燃料噴射制御の具体的動作の一例を図２に示すフローチャートに従って説明する。また、ＥＧＲ弁駆動用ソレノイド５５に対するＥＧＲ量のフィードバック制御の具体的動作の一例を図３に示すフローチャートに従って説明する。燃料噴射制御のプログラムは、各気筒２毎に独立して吸気行程以前の所定クランク角になるたびにスタートする。また、ＥＧＲフィードバック制御のプログラムは、それとは別に一定時間毎にスタートする。本実施形態においては、両プログラムとも、シフトダウン変速時に実行されるルーティン（ステップＳ６〜Ｓ１３、ステップＳ６０〜Ｓ６７）と、シフトアップ変速時に実行されるルーティン（ステップＳ１４〜Ｓ２２、ステップＳ６８〜Ｓ７４）と、例えばアイドル運転状態等の変速時以外で補機等の外部負荷のＯＮ、ＯＦＦ切換時に実行されるルーティン（ステップＳ２３〜Ｓ３１、ステップＳ７６〜Ｓ８４）とを含む。
【００５１】
まず、燃料噴射制御のプログラムにおいて、ステップＳ１では、目標トルク（ｔｒｑｓｏｌ）とエンジン回転数（Ｎｅ）とを読み込む。目標トルク（ｔｒｑｓｏｌ）は、図４及び図５に示すように、エンジン回転数（Ｎｅ）が高いほど、またアクセル開度（α）が大きいほど、大きな値に設定される。なお、外部負荷がＯＮのときは、目標トルク（ｔｒｑｓｏｌ）は、ＯＦＦのときに比べて、所定量（ｅ′）だけ大きな値に補正される。
【００５２】
次に、ステップＳ２では、基本燃料噴射量（Ｑｏ）を設定する。基本燃料噴射量（Ｑｏ）は、図６及び図７に示すように、エンジン回転数（Ｎｅ）が高いほど、また目標トルク（ｔｒｑｓｏｌ）が大きいほど、大きな値に設定される。なお、外部負荷がＯＮのときは、基本燃料噴射量（Ｑｏ）は、ＯＦＦのときに比べて、上記所定量（ｅ′）に相当する量（ｅ：図１３参照）だけ増量補正される。
【００５３】
次に、ステップＳ３では、基本燃料噴射時期（θｏ）を設定する。基本燃料噴射時期（θｏ）は、例えばエンジン回転数（Ｎｅ）に応じた値に設定される。
【００５４】
次に、ステップＳ４で、変速中か否かを判定し、変速中であるときは、ステップＳ５で、その変速が変速比の大きくなるシフトダウン変速であるか否かを判定する。ここで、変速制御は、予め例えば車速とアクセル開度とによって運転領域毎に変速段を設定した変速マップ（変速特性）に従って自動的に実行される。そして、車速やアクセル開度の変化により、現在の運転状態に対応する変速比が変更されたときに、変速指令信号が発せられて、その信号出力時点から変速動作の終了時点までが、変速中であると判定される。
【００５５】
そして、シフトダウン変速であるときは、ステップＳ６で、タービン回転数（Ｎｔ）が第１所定タービン回転数（Ｎｔ１）以上に大きいか否かを判定する。この第１所定タービン回転数（Ｎｔ１）は、図１１に示すように、変速動作が進むに従ってタービン回転数（Ｎｔ）が上昇するシフトダウン変速の終了前の回転数であって、変速がこの状態まで進行したとき以降に、動力伝達経路の切換ショック、例えば、それまで空転していたワンウェイクラッチがロックすること等に起因するショックが生じる。
【００５６】
そして、まだタービン回転数（Ｎｔ）がこの変速ショックの生じる回転数（Ｎｔ１）まで上昇していないときは、ステップＳ７で、第１タイマ（Ｔ１）の値をゼロにリセットする。この第１タイマ（Ｔ１）は、タービン回転数（Ｎｔ）が上記所定回転数（Ｎｔ１）以上となってからの時間を計測するものである。そして、ステップＳ８で、上記基本燃料噴射量（Ｑｏ）に対する補正量、すなわち補正噴射量（Ｑｃ）の値をゼロとし、また、ステップＳ９で、上記基本燃料噴射時期に対する補正量、すなわち補正噴射時期（θｃ）の値をゼロとして、ステップＳ３２以下に進む。
【００５７】
一方、タービン回転数（Ｎｔ）が第１所定回転数（Ｎｔ１）まで上昇したときは、ステップＳ１０で、第１タイマ（Ｔ１）を１づつカウントしていき、ステップＳ１１で、この第１タイマ（Ｔ１）の値が第１所定時間（Ｔ１０：図１１参照）を超えるまでは、ステップＳ１２で、補正噴射量（Ｑｃ）の値を第１所定値（Ｃ１：負の値）とし、また、ステップＳ１３で、補正噴射時期（θｃ）の値をゼロとして、ステップＳ３２以下に進む。そして、第１タイマ（Ｔ１）の値が第１所定時間（Ｔ１０）を超えたのちは、ステップＳ７に進む。
【００５８】
また、ステップＳ５で、シフトダウン変速でないとき、すなわちシフトアップ変速であるときは、ステップＳ１４で、タービン回転数（Ｎｔ）が変極点にあるか否かを判定する。この変極点は、図１２に示すように、変速動作が進むに従ってタービン回転数（Ｎｔ）が低下するシフトアップ変速の実質動作が開始するポイントであって、変速がこの状態まで進行したとき以降に、動力伝達経路の切換ショック、例えば、複数のクラッチやブレーキ等の摩擦要素が選択的に締結し、又は解放すること等に起因するショックが生じる。
【００５９】
そして、タービン回転数（Ｎｔ）がこの変極点にあるとき、すなわち、タービン回転数（Ｎｔ）がこの変極点に到達した直後の一回目であるときは、ＹＥＳと判定されて、ステップＳ１９に進み、それ以外のとき、すなわち、タービン回転数（Ｎｔ）が変極点に到達するまでの期間中、及び変極点を通過したのちの期間中はＮＯと判定されて、ステップＳ１５に進む。
【００６０】
ステップＳ１５では、第２タイマ（Ｔ２）の値がゼロより大きいか否かを判定する。この第２タイマ（Ｔ２）は、タービン回転数（Ｎｔ）が上記変極点を通過してからの時間を計測するものである。そして、第２タイマ（Ｔ２）の値がゼロより大きくないとき、すなわち変極点を通過してからの時間を計測していないときは、ステップＳ１６で、この第２タイマ（Ｔ２）の値をゼロにリセットしたうえで、ステップＳ１７で、補正噴射量（Ｑｃ）の値をゼロとし、また、ステップＳ１８で、補正噴射時期（θｃ）の値をゼロとして、ステップＳ３２以下に進む。
【００６１】
これに対し、ステップＳ１５で、第２タイマ（Ｔ２）の値がゼロより大きいとき、すなわち変極点を通過してからの時間を計測しているときは、ステップＳ１９に進む。
【００６２】
ステップＳ１９では、第２タイマ（Ｔ２）を１づつカウントしていき、ステップＳ２０で、この第２タイマ（Ｔ２）の値が第２所定時間（Ｔ２０：図１２参照）を超えるまでは、ステップＳ２１で、補正噴射量（Ｑｃ）の値を第１所定値（Ｃ１）とし、また、ステップＳ２２で、補正噴射時期（θｃ）の値をゼロとして、ステップＳ３２以下に進む。そして、第２タイマ（Ｔ２）の値が第２所定時間（Ｔ２０）を超えたのちは、ステップＳ１６に進む。
【００６３】
さらに、ステップＳ４で、変速中でないときは、ステップＳ２３で、外部負荷のＯＮ、ＯＦＦが切り換わったか否かを判定する。そして、外部負荷のＯＮ、ＯＦＦが切り換わった直後の一回目であるときは、ＹＥＳと判定されて、ステップＳ２８に進み、外部負荷が継続してＯＦＦである期間中、及び継続してＯＮである期間中はＮＯと判定されて、ステップＳ２４に進む。
【００６４】
ステップＳ２４では、第３タイマ（Ｔ３）の値がゼロより大きいか否かを判定する。この第３タイマ（Ｔ３）は、外部負荷のＯＮ、ＯＦＦが切り換わってからの時間を計測するものである。そして、第３タイマ（Ｔ３）の値がゼロより大きくないとき、すなわち外部負荷のＯＮ、ＯＦＦが切り換わってからの時間を計測していないときは、ステップＳ２５で、この第３タイマ（Ｔ３）の値をゼロにリセットしたうえで、ステップＳ２６で、補正噴射量（Ｑｃ）の値をゼロとし、また、ステップＳ２７で、補正噴射時期（θｃ）の値をゼロとして、ステップＳ３２以下に進む。
【００６５】
これに対し、ステップＳ２４で、第３タイマ（Ｔ３）の値がゼロより大きいとき、すなわち外部負荷のＯＮ、ＯＦＦが切り換わってからの時間を計測しているときは、ステップＳ２８に進む。
【００６６】
ステップＳ２８では、第３タイマ（Ｔ３）を１づつカウントし、ステップＳ２９で、この第３タイマ（Ｔ３）の値が第３所定時間（Ｔ３０：図１３参照）を超えるまでは、ステップＳ３０で、補正噴射量（Ｑｃ）の値をゼロ（もしくは負荷に応じた値）とし、また、ステップＳ３１で、補正噴射時期（θｃ）の値を第２所定値（Ｃ２）として、ステップＳ３２以下に進む。そして、第３タイマ（Ｔ３）の値が所定時間（Ｔ３０）を超えたのちは、ステップＳ２５に進む。
【００６７】
そして、いずれの場合も、ステップＳ３２で、基本燃料噴射量（Ｑｏ）を上記補正噴射量（Ｑｃ）で補正して最終的に燃料噴射量（Ｑｔ）を設定する。また、ステップＳ３３で、基本燃料噴射時期（θｏ）を上記補正噴射時期（θｃ）で補正して最終的に燃料噴射時期（θｔ）を設定する。しかるのち、ステップＳ３４で、この設定した燃料噴射時期（θｔ）となったタイミングで、この設定した燃料噴射量（Ｑｔ）に相当する噴射パルス信号をインジェクタ５に出力してリターンする。
【００６８】
図１１は、例えば、アクセルペダルの踏込み量の急増に伴うトルクディマンド（加速要求時）のシフトダウン変速時における各種パラメータの経時変化を示すタイムチャートである。このトルクディマンドのシフトダウン変速は、予め車速とエンジン負荷とをパラメータとして設定した変速特性において、運転状態が、エンジン負荷軸に沿ってエンジン負荷が増大する方向に移動することにより生じる。
【００６９】
アクセル開度（α）の増大に伴って変速指令（例えば２−１変速指令）が出力された時点（ｘ０）から変速動作が開始され、変速動作が進行するに従ってタービン回転数（Ｎｔ）が上昇する。また、トルクを増大させるべく燃料噴射量（Ｑｔ）が増大する。タービン回転数（Ｎｔ）が第１所定回転数（Ｎｔ１）に到達した時点（ｘ２）から第１所定時間（Ｔ１０）が経過する時点（ｘ３）までの間（ステップＳ６，Ｓ１０，Ｓ１１）、燃料噴射量（Ｑｔ）が第１所定値（Ｃ１）の分だけ低減される（ステップＳ１２）。これにより、トルクが一時的に低減されて、上記所定時間（Ｔ１０）内に発生する変速ショックが抑制される。
【００７０】
図１２は、例えば、アクセルペダルの踏込み量の急減に伴うバックアウトのシフトアップ変速時における各種パラメータの経時変化を示すタイムチャートである。このバックアウトのシフトアップ変速は、変速特性において、運転状態が、エンジン負荷軸に沿ってエンジン負荷が減少する方向に移動することにより生じる。あるいは、図１２は、例えば、アクセル開度（α）に破線で示すように、アクセルペダルの踏込み量がほぼ一定のスケジュール通りのシフトアップ変速時における各種パラメータの経時変化を示すタイムチャートである。このスケジュールアップ変速は、変速特性において、運転状態が、車速軸に沿って車速が増加する方向に移動することにより生じる。
【００７１】
アクセル開度（α）の減少、又は車速の増加に伴って変速指令（例えば３−４変速指令）が時点（ｙ０）で出力されたのち、変極点に到達した時点（ｙ２）から変速動作が実質的に開始され、変速動作が進行するに従ってタービン回転数（Ｎｔ）が低下する。また、トルクを減少させるべく燃料噴射量（Ｑｔ）が減少する。タービン回転数（Ｎｔ）が変極点に到達した時点（ｙ２）から第２所定時間（Ｔ２０）が経過する時点（ｙ３）までの間（ステップＳ１４，Ｓ１９，Ｓ２０）、燃料噴射量（Ｑｔ）が第１所定値（Ｃ１）の分だけ低減される（ステップＳ２１）。これにより、トルクが一時的に低減されて、上記所定時間（Ｔ２０）内に発生する変速ショックが抑制される。
【００７２】
図１３は、例えば、アクセルペダルの踏込み量がほぼゼロのアイドル運転時における各種パラメータの経時変化を示すタイムチャートである。外部負荷がＯＮである期間中は燃料噴射量（Ｑｔ）が所定量（ｅ）だけ増大される。これにより、外部負荷によるエンジン回転数（Ｎｅ）の低下が防がれて、所定の目標アイドル回転数に制御される。
【００７３】
また、外部負荷がＯＦＦからＯＮに切り換わった時点（ｚ１）から第３所定時間（Ｔ３０）が経過する時点（ｚ２）までの間、及び外部負荷がＯＮからＯＦＦに切り換わった時点（ｚ３）から第３所定時間（Ｔ３０）が経過する時点（ｚ４）までの間（ステップＳ２３，Ｓ２８，Ｓ２９，Ｓ２４）、燃料噴射時期（θｔ）が第２所定値（Ｃ２）の分だけ遅角（リタード）される（ステップＳ３１）。これにより、トルクが一時的に低減されて、外部負荷のＯＮ、ＯＦＦ切換えに伴う燃料噴射量（Ｑｔ）の増減時のショックが抑制される。
【００７４】
次に、ＥＧＲ制御のプログラムにおいて、ステップＳ５１では、目標トルク（ｔｒｑｓｏｌ）とエンジン回転数（Ｎｅ）と実空燃比（実Ａ／Ｆ）とを読み込む。実空燃比（実Ａ／Ｆ）は、リニアＯ２センサ２１で検出される値を用いる。なお、外部負荷がＯＮのときは、目標トルク（ｔｒｑｓｏｌ）は、ＯＦＦのときに比べて、所定量（ｅ′）だけ大きな値に補正されることは、燃料噴射制御の場合と同様である。
【００７５】
次に、ステップＳ５２では、目標空燃比（Ａ／Ｆｓｏｌ）を設定する。目標空燃比（Ａ／Ｆｓｏｌ）は、図１０に示すように、スモーク発生限界空燃比（Ａ）のリーン側近傍における所定範囲（斜線部分）内の値に設定される。この目標空燃比（Ａ／Ｆｓｏｌ）は、例えばエンジン回転数（Ｎｅ）やアクセル開度（α）等の運転状態に応じて上記設定範囲内で変更される。
【００７６】
次に、ステップＳ５３では、実空燃比（実Ａ／Ｆ）と目標空燃比（Ａ／Ｆｓｏｌ）との偏差（ΔＡ／Ｆ）を算出する。
【００７７】
次に、ステップＳ５４では、基本ＥＧＲ量（ＥＧＲｏ）を設定する。基本ＥＧＲ量（ＥＧＲｏ）は、図８及び図９に示すように、エンジン回転数（Ｎｅ）が高いほど、また目標トルク（ｔｒｑｓｏｌ）が大きいほど、小さな値に設定される。換言すれば、エンジン回転数（Ｎｅ）が高いほど、また目標トルク（ｔｒｑｓｏｌ）が大きいほど、基本新気量が多くされる。なお、この傾向は、燃料噴射制御のステップＳ２において、基本燃料噴射量（Ｑｏ）が、エンジン回転数（Ｎｅ）が高いほど、また目標トルク（ｔｒｑｓｏｌ）が大きいほど、大きな値に設定されることに対応させるもので、基本ＥＧＲ量（ＥＧＲｏ）ないし基本新気量と、基本燃料噴射量（Ｑｏ）との比率としては、エンジン回転数（Ｎｅ）及び目標トルク（ｔｒｑｓｏｌ）の全範囲でほぼ一定値とされる。
【００７８】
次に、ステップＳ５５で、加速状態か否かを判定し、その結果に応じて、ステップＳ５６又はＳ５７で、上記基本ＥＧＲ量（ＥＧＲｏ）に対するフィードバック補正量、すなわちフィードバック制御量（ＥＧＲｆｂ）の値を設定する。加速状態の判定は、例えばアクセル開度（α）の増量変化が所定値以上かどうか、あるいは、燃料噴射量（Ｑｔ）の増量変化が所定値以上かどうかによって判定される。
【００７９】
その結果、加速状態のときは、ステップＳ５６で、上記実空燃比（実Ａ／Ｆ）と目標空燃比（Ａ／Ｆｓｏｌ）との偏差（ΔＡ／Ｆ）に第１係数（第１ゲイン：Ｋ１）を乗じた値をフィードバック制御量（ＥＧＲｆｂ）とし、また、加速状態でないときは、ステップＳ５７で、上記偏差（ΔＡ／Ｆ）に第２係数（第２ゲイン：Ｋ２）を乗じた値をフィードバック制御量（ＥＧＲｆｂ）とする。ここで、第１ゲイン（Ｋ１）は第２ゲイン（Ｋ２）よりも大きな値とされている。これにより、加速時は、基本的に、非加速時に比べて、ＥＧＲ制御の応答性が全体的に向上し、ＥＧＲ量が全体的に早期に低減されて、スモークの減少、トルクの早期増大、ないし良好な加速応答性が達成される。
【００８０】
次に、ステップＳ５８で、前述のステップＳ４の場合と同様にして、変速中か否かを判定し、変速中であるときは、ステップＳ５９で、その変速がシフトダウン変速であるか否かを判定する。そして、シフトダウン変速であるときは、ステップＳ６０で、タービン回転数（Ｎｔ）が第２所定タービン回転数（Ｎｔ２）以上に大きいか否かを判定する。この第２所定タービン回転数（Ｎｔ２）は、図１１に示すように、上記第１所定タービン回転数（Ｎｔ１）よりも低い回転数とされる。したがって、タービン回転数（Ｎｔ）は、上記第１所定タービン回転数（Ｎｔ１）に到達する時点（ｘ２）よりも前の時点（ｘ１）でこの第２所定タービン回転数（Ｎｔ２）に到達する。
【００８１】
そして、まだタービン回転数（Ｎｔ）がこの第２所定回転数（Ｎｔ２）まで上昇していないときは、ステップＳ６１で、第４タイマ（Ｔ４）の値をゼロにリセットする。この第４タイマ（Ｔ４）は、タービン回転数（Ｎｔ）が上記第２所定回転数（Ｎｔ２）以上となってからの時間を計測するものである。そして、ステップＳ６２で、上記フィードバック制御量（ＥＧＲｆｂ）の値をそのまま維持し、また、ステップＳ６３で、上記基本ＥＧＲ量（ＥＧＲｏ）に対するフィードフォワード補正量、すなわちフィードフォワード制御量（ＥＧＲｆｆ）の値をゼロとして、ステップＳ８５以下に進む。
【００８２】
一方、タービン回転数（Ｎｔ）が第２所定回転数（Ｎｔ２）まで上昇したときは、ステップＳ６４で、第４タイマ（Ｔ４）を１づつカウントしていき、ステップＳ６５で、この第４タイマ（Ｔ４）の値が第４所定時間（Ｔ４０：図１１参照）を超えるまでは、ステップＳ６６で、上記フィードバック制御量（ＥＧＲｆｂ）の値を係数（ｍ）を乗じることにより更新する。ここで、係数（ｍ）は、ゼロ以上で且つ１未満の値（０≦ｍ＜１）とされている。すなわち、この係数（ｍ）が乗じられたときは、フィードバック制御量（ＥＧＲｆｂ）の値が小さくされ、あるいはゼロとされて、ＥＧＲ量のフィードバック制御が抑制されることになる。
【００８３】
そして、ステップＳ６７で、フィードフォワード制御量（ＥＧＲｆｆ）の値を第３所定値（Ｃ３：図１１参照）とする。すなわち、ＥＧＲ量のフィードバック制御を抑制した代償として、応答性に優れ、オーバーシュートを未然に防ぐことのできるフィードフォワード制御を実行するのである。しかるのち、ステップＳ８５以下に進む。そして、第４タイマ（Ｔ４）の値が所定時間（Ｔ４０）を超えたのちは、ステップＳ６１に進む。
【００８４】
また、ステップＳ５９で、シフトアップ変速であるときは、ステップＳ６８で、第５タイマを１づつカウントしていく。この第５タイマ（Ｔ５）は、図１２に示すシフトアップ変速指令が出力された時点（ｙ０）からの経過時間を計測するものである。そして、ステップＳ６９で、この第５タイマ（Ｔ５）の値が第５所定時間（Ｔ５０：図１２参照）を超えるまでは、ステップＳ７０で、上記フィードバック制御量（ＥＧＲｆｂ）の値をそのまま維持し、また、ステップＳ７１で、フィードフォワード制御量（ＥＧＲｆｆ）の値をゼロとして、ステップＳ８５以下に進む。
【００８５】
一方、ステップＳ６９で、第５タイマ（Ｔ５）の値が第５所定時間（Ｔ５０）を超えたのちは、ステップＳ７２で、上記燃料噴射制御で用いた第２タイマ（Ｔ２）の値が第２所定時間（Ｔ２０）以下か否かを判定する。そして、第２タイマ（Ｔ２）の値が第２所定時間（Ｔ２０）を超えるまで、すなわち変速ショック抑制のためのトルクの一時的な低減が終了するまでは、ステップＳ７３で、上記フィードバック制御量（ＥＧＲｆｂ）の値に係数（ｍ）を乗じ、またステップＳ７４で、フィードフォワード制御量（ＥＧＲｆｆ）の値を第４所定値（Ｃ４：図１２参照）とする。
【００８６】
ここで、この第４所定値（Ｃ４）は、シフトダウン変速時のステップＳ６７で用いられる第３所定値（Ｃ３）よりも小さな値とされている。すなわち、シフトアップ変速時（非加速要求時）においては、それほどＥＧＲ量の制御に応答性を求めなくてもよいのに対して、シフトダウン変速時（加速要求時）においては、ＥＧＲ量を全体的に早期に低減させるために、該ＥＧＲ量の制御に良好な応答性を求める必要があるからである。しかるのち、ステップＳ８５以下に進む。
【００８７】
そして、ステップＳ７２で、第２タイマ（Ｔ２）の値が第２所定時間（Ｔ２０）を超えたのちは、ステップＳ７５に進む。
【００８８】
さらに、ステップＳ５８で、変速中でないときは、ステップＳ７６で、外部負荷のＯＮ、ＯＦＦが切り換わったか否かを判定する。そして、外部負荷のＯＮ、ＯＦＦが切り換わった直後の一回目であるときは、ＹＥＳと判定されて、ステップＳ８１に進み、外部負荷が継続してＯＦＦである期間中、及び継続してＯＮである期間中はＮＯと判定されて、ステップＳ７７に進む。
【００８９】
ステップＳ７７では、上記燃料噴射制御で用いた第３タイマ（Ｔ３）の値がゼロより大きいか否かを判定する。そして、第３タイマ（Ｔ３）の値がゼロより大きくないとき、すなわち外部負荷のＯＮ、ＯＦＦが切り換わってからの時間を計測していないときは、ステップＳ７８で、この第３タイマ（Ｔ３）の値をゼロにリセットしたうえで、ステップＳ７９で、上記フィードバック制御量（ＥＧＲｆｂ）の値をそのまま維持し、また、ステップＳ８０で、フィードフォワード制御量（ＥＧＲｆｆ）の値をゼロとして、ステップＳ８５以下に進む。
【００９０】
これに対し、ステップＳ７７で、第３タイマ（Ｔ３）の値がゼロより大きいとき、すなわち外部負荷のＯＮ、ＯＦＦが切り換わってからの時間を計測しているときは、ステップＳ８１に進む。ステップＳ８１では、第３タイマ（Ｔ３）を１づつカウントしていき、ステップＳ８２で、この第３タイマ（Ｔ３）の値が所定時間（Ｔ３０）を超えるまでは、ステップＳ８３で、上記フィードバック制御量（ＥＧＲｆｂ）の値に係数（ｍ）を乗じ、またステップＳ８４で、フィードフォワード制御量（ＥＧＲｆｆ）の値をゼロとして、ステップＳ８５以下に進む。そして、第３タイマ（Ｔ３）の値が所定時間（Ｔ３０）を超えたのちは、ステップＳ７８に進む。
【００９１】
そして、いずれの場合も、ステップＳ８５で、基本ＥＧＲ量（ＥＧＲｏ）を上記フィードバック制御量（ＥＧＲｆｂ）とフィードフォワード制御量（ＥＧＲｆｆ）とで補正して最終的にＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）を設定する。そして、ステップＳ８６で、この設定したＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）が実現する駆動パルス信号をＥＧＲ弁駆動用ソレノイド５５に出力してリターンする。
【００９２】
これにより、シフトダウン変速時は、図１１に示すように、燃料噴射量（Ｑｔ）の増大に対応して、新気量が増大するように、ＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）が低減する。これにより、空燃比偏差（ΔＡ／Ｆ）を小さくして、実空燃比（実Ａ／Ｆ）を目標空燃比（Ａ／Ｆｓｏｌ）に収束させる空燃比制御が実現する。
【００９３】
そして、タービン回転数（Ｎｔ）が第１所定回転数（Ｎｔ１）に到達した時点（ｘ２）から時点（ｘ３）までのトルク低減期間（Ｔ１０）中は、上記空燃比制御の結果、ＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）が増大されるが、その場合に、トルク低減開始時点（ｘ２）よりも早い時点（ｘ１）から、ＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）が増大、つまり新気量が減少されるから、これにより、ＥＧＲ制御の応答性が向上する。
【００９４】
そして、このタービン回転数（Ｎｔ）が第２所定回転数（Ｎｔ２）に到達した時点（ｘ１）から第４所定時間（Ｔ４０）が経過する時点（ｘ３）までの間（ステップＳ６０，Ｓ６４，Ｓ６５）、ＥＧＲフィードバック制御が抑制されるから（ステップＳ６６）、トルク低減期間終了時点（ｘ３）において、図中鎖線で示すＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）及び新気量が、符号（カ）、（キ）で示すように、オーバーシュートすることがなく、その結果、実空燃比（実Ａ／Ｆ）が目標空燃比（Ａ／Ｆｓｏｌ）ないしスモーク発生限界空燃比（Ａ）からリッチ側にずれて、スモークが発生するという不具合が抑制される。
【００９５】
なお、フィードバック制御を完全に禁止して（ｍ＝０で、ＥＧＲｆｂ＝０）、フィードフォワード制御（ＥＧＲｆｆ＝Ｃ３）のみ実行した場合のＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）及び新気量の変化を図中破線で示した。
【００９６】
また、シフトアップ変速時は、図１２に示すように、燃料噴射量（Ｑｔ）の減少に対応して、新気量が減少するように、ＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）が増大する。これにより、空燃比偏差（ΔＡ／Ｆ）を小さくして、実空燃比（実Ａ／Ｆ）を目標空燃比（Ａ／Ｆｓｏｌ）に収束させる空燃比制御が実現する。
【００９７】
そして、タービン回転数（Ｎｔ）が変極点に到達した時点（ｙ２）から時点（ｙ３）までのトルク低減期間（Ｔ２０）中は、上記空燃比制御の結果、ＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）が増大されるが、その場合に、トルク低減開始時点（ｙ２）よりも早い時点（ｙ１）から、ＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）が増大、つまり新気量が減少されるから、これにより、ＥＧＲ制御の応答性が向上する。
【００９８】
そして、変速指令が出力された時点（ｙ０）から第５所定時間（Ｔ５０）が経過した時点（ｙ１）から、第２所定時間（Ｔ２０）が経過する時点（ｙ３）までの間（ステップＳ６８，Ｓ６９，Ｓ７２）、ＥＧＲフィードバック制御が抑制されるから（ステップＳ７３）、トルク低減期間終了時点（ｙ３）において、図中鎖線で示すＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）及び新気量が、符号（サ）、（シ）で示すように、オーバーシュートすることがなく、その結果、実空燃比（実Ａ／Ｆ）が目標空燃比（Ａ／Ｆｓｏｌ）ないしスモーク発生限界空燃比（Ａ）からリッチ側にずれて、スモークが発生するという不具合が抑制される。
【００９９】
なお、フィードバック制御を完全に禁止して（ｍ＝０で、ＥＧＲｆｂ＝０）、フィードフォワード制御（ＥＧＲｆｆ＝Ｃ４）のみ実行した場合のＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）及び新気量の変化を図中破線で示した。
【０１００】
さらに、アイドル運転状態等の非変速時は、図１３に示すように、外部負荷がＯＮである期間中（ｚ１〜ｚ３）における燃料噴射量（Ｑｔ）の増大（ｅ）に対応して、新気量が増大するように、ＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）が低減する。また、外部負荷がＯＦＦである期間中（〜ｚ１，ｚ３〜）における燃料噴射量（Ｑｔ）の減少（ｅ）に対応して、新気量が低減するように、ＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）が増加する。これにより、いずれの場合においても、空燃比偏差（ΔＡ／Ｆ）を小さくして、実空燃比（実Ａ／Ｆ）を目標空燃比（Ａ／Ｆｓｏｌ）に収束させる空燃比制御が実現する。
【０１０１】
そして、外部負荷がＯＦＦからＯＮに切り換わった時点（ｚ１）から時点（ｚ２）までのトルク低減期間（Ｔ３０）中、及び外部負荷がＯＮからＯＦＦに切り換わった時点（ｚ３）から時点（ｚ４）までのトルク低減期間（Ｔ３０）中（ステップＳ７６，Ｓ８１，Ｓ８２，Ｓ７７）は、ＥＧＲフィードバック制御が抑制されるから（ステップＳ８３）、特に、後者の場合において、リタード期間（Ｔ３０）中に、図中鎖線で示すＥＧＲ量（ＥＧＲｔ）及び新気量が、符号（タ）、（チ）で示すように、オーバーシュートすることがなく、その結果、実空燃比（実Ａ／Ｆ）が目標空燃比（Ａ／Ｆｓｏｌ）ないしスモーク発生限界空燃比（Ａ）からリッチ側にずれて、スモークが発生するという不具合、及び、そもそも燃焼性が低下してスモークが発生し易いリタード期間（Ｔ３０）中に不活性成分である還流排ガスが過剰に供給されることを原因とするスモークの発生の問題、ないし失火の問題が抑制される。
【０１０２】
その場合に、特に、本実施形態においては、排気通路２０に、排気圧により回転されるターボ過給機３０のタービン２２が配設されているから、このタービン２２が排ガスの流れの抵抗となって、排気圧が高まり、ＥＧＲ量がいきおい増大しがちな環境となっている。したがって、ＥＧＲ量のフィードバック制御を抑制することにより、オーバーシュートし易く、またオーバーシュート量が大きくなる傾向にあるＥＧＲ量が効果的に抑制されて、ＮＯｘを抑制しつつ、スモークの発生増大、あるいは失火の問題が顕著に有効に防止されることになる。
【０１０３】
とりわけ、シフトアップ変速時は、変速前の回転数が高いから、排気圧がより高まり、ＥＧＲ量が一層増大しがちな環境となる。したがって、ＥＧＲ量のフィードバック制御を抑制する効果がより顕著に現われる。
【０１０４】
ここで、シフトアップ変速時（非加速時）は、シフトダウン変速時（加速時）に比べて、ステップＳ５７で、フィードバック制御ゲインが小さくされ（Ｋ２＜Ｋ１）、また、ステップＳ７４で、フィードフォワード制御量も小さくされているから（Ｃ４＜Ｃ３）、そもそもＥＧＲ量の急増が抑制されており、これにより、排気通路２０にターボ過給機３０のタービン２２が配設されていることに起因するＥＧＲ量の増大に対する対策が講じられている。
【０１０５】
なお、本実施形態においては、排気通路２０に設けたリニアＯ２センサ２１を用いてＥＧＲ量のフィードバック制御を行なうように構成したが（Ｏ２フィードバック）、これに代えて、吸気通路１０に設けたエアフローセンサ１１を用いてＥＧＲ量のフィードバック制御を行なうようにしてもよい（エアフローフィードバック）。同センサ１１は、前述したように、気筒２方向に向かう正常流のみならず、上流方向に逆流する戻り量も検出することができ、これによって、実際に燃焼室４に導入された新気量、あるいはＥＧＲ量が算出可能とされている。
【０１０６】
また、本実施形態においては、ディーゼルエンジンを例に説明したが、例えば、排ガス再循環を行なうリーンバーンエンジンにおいても本発明は同様に適用可能である。
【０１０７】
また、燃料噴射制御において、トルクダウン量（Ｃ１：ステップＳ１２，図１１、Ｓ２１，図１２）を空燃比に応じて変更してもよい。その場合は、特に、空燃比が大きいとき、つまりリーンのときは、トルク低減による影響が小さいから、トルクダウン量（Ｃ１）を大きくし、逆に、空燃比が小さいとき、つまりリッチなときは、トルク低減による影響が大きいから、トルクダウン量（Ｃ１）を小さくするように設定する。
【０１０８】
さらに、上記の各時刻（ｘ１），（ｘ２），（ｘ３），（ｙ１），（ｙ２），（ｙ３），（ｚ２），（ｚ４）や、各所定時間（Ｔ１０），（Ｔ２０），（Ｔ３０），（Ｔ４０），（Ｔ５０）等は、変速の種類、変速に関与する摩擦要素の種類、その締結又は解放動作のタイミング、あるいはショックの大きさ、発生時間、継続時間等の種々の条件によっていろいろに変更して設定することができる。
【０１０９】
また、本実施形態においては、燃料燃焼による騒音の防止と、高温排ガスによる触媒コンバータ２３の劣化の防止との両立が図られている。一般に、高回転、高負荷の運転領域は、燃料燃焼による騒音が発生する。このとき、燃料噴射時期のリタードを行なうと、燃焼騒音を低減することができる。しかしながら、リタードを行なうと、排ガス温度が著しく高くなり、ひいては、排気通路２０に配置した触媒コンバータ２３が劣化する。
【０１１０】
そこで、本実施形態におけるエンジン１においては、高回転、高負荷の運転領域においては、最初、リタードを行ない、これによりエンジン１の騒音の低減を図ると共に、触媒温度が劣化をもたらす温度にまで上昇した後は、リタードを中断して、触媒温度を低下させるように構成されている。そして、再び触媒温度が十分低下した後は、騒音防止のために、リタードを再開する。このようにして、騒音防止対策と触媒劣化対策との両立を図っている。
【０１１１】
さらに、本実施形態においては、エンジン始動時初期におけるエミッションの低減、特にＨＣの排出量の低減を図るように構成されている。
【０１１２】
前述したように、コモンレール６内の燃料圧力（コモンレール圧）は、エンジン１のクランク軸７により駆動されるポンプ８によって一定圧に保たれる。しかし、エンジン１の始動時は該ポンプ８の働きがまだ弱く、またコモンレール圧もエンジン１の停止中に低下しているから、インジェクタ５からの燃料噴射圧が低く、その結果、燃料の気化霧化が低下して、ＨＣ排出量が増加する傾向にある。
【０１１３】
そこで、次のように構成することによってコモンレール圧を早期に高めるようにしている。すなわち、通常は、気筒２内でピストン３が圧縮工程の上死点付近に至ったタイミングで燃料を噴射するが、その同じタイミングで異なる位相の別の気筒２、例えば吸気工程にある気筒２にも一定量燃料を予備的に噴射してその気筒２内で予め爆発燃焼させるようにするのである。
【０１１４】
これにより、燃焼室４内の燃焼圧力が高くなり、エンジン回転数が高くなる。その結果、コモンレール圧が早期に上昇して、燃料噴射圧力が高まり、燃料の気化霧化が促進されて、ＨＣ排出量が低減することになるのである。なお、このような動作が可能なのは、本実施形態において採用したインジェクタ５、及びコモンレール６ないしポンプ８等で構成される燃料噴射手段が、燃料噴射量及び燃料噴射時期を可変調整可能に構成されていることに依るものである。
【０１１５】
また、本実施形態においては、排気通路２０と吸気通路１０との間に配設したＥＧＲ通路４０を介して排ガスを燃焼室４に再循環させるＥＧＲ方式を採用したが、これに代えて、あるいはこれと共に、燃焼室４の吸気弁と排気弁との開閉のタイミングを可変とした所謂可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）を用いて排ガスの一部を燃焼室４内に残存させるようにしてもよい（内部ＥＧＲ）。
【０１１６】
すなわち、例えば、排気工程終了後、吸気工程のときに、排気バルブを開くようにすると、排気通路２０内の圧力の方が吸気通路１０内の圧力よりも高いから、排気通路２０内の排ガスの一部が燃焼室４内に逆流する。このように、吸気バルブと排気バルブとの開時間をオーバーラップさせることにより、ＥＧＲ通路４０を介しての排ガスの再循環と同様、排ガスの一部を燃焼室４に存在させることが可能となる。いずれにおいても、燃焼室４に排ガスの一部を供給する排ガス供給手段として同様に機能する。
【０１１７】
また、本実施形態においては、外部負荷がＯＦＦからＯＮへの移行時（ｚ１）に、燃料噴射時期（θｔ）をリタードさせたが、これに代えて、このＯＦＦからＯＮへの移行時（ｚ１）には、回転数の低下を防止するために、噴射時期（θｔ）を進角させるようにしてもよい。そのような場合であっても、外部負荷がＯＮからＯＦＦへの移行時（ｚ３）には、噴射時期（θｔ）がリタードされるから、そのときのスモークの発生が抑制できることになる。
【０１１８】
また、本実施形態においては、加速状態時に、ＥＧＲのフィードバック制御ゲインを大きくしたが、本発明は、加速状態か否かに拘らず、フィードバック制御ゲインを同一値とするものにおいても適応可能である。
【０１１９】
また、本実施形態においては、変速時のトルクダウンによる燃料の減量補正中の期間にわたって、フィードバック制御ゲインを小さくし、フィードフォワード制御を実行、あるいはフィードフォワード制御量を大きくするように構成したが、燃料の減量補正後、変速制御が終了して、燃料噴射量を復帰させるための増量時（例えば図１１における時点ｘ３）にだけ、あるいは、該復帰増量時から所定時間が経過する期間中だけ、そのようなフィードバック制御ゲインの減少や、フィードフォワード制御の増強を行なうようにしてもよい。これにより、燃料噴射量が復帰した直後において、早急にＥＧＲを減少させ、スモークの発生を防止することができる。
【０１２０】
また、本実施形態においては、変速時期や、外部負荷の作動、非作動の移行時に、トルクを低減させるものを対象に説明したが、本発明は、例えば、車輪のスリップ状態に応じてトルクを低減させるトラクションコントロール制御を行なうものや、車両姿勢制御を行なうものにも適応することが可能である。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、排ガスの一部を燃焼室に供給して空燃比を目標空燃比に制御するエンジンにおいて、スモークの発生あるいは失火の問題を抑制することができる。本発明は、排ガス供給量をフィードバック制御するように構成され、車両の走行環境に応じてトルクを一時的に低減させるように構成されたエンジン一般に広く好ましく適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係るエンジンの制御システム構成を含む全体構成図である。
【図２】  同エンジンの燃料噴射制御のフローチャートである。
【図３】  同じく排ガス還流量制御のフローチャートである。
【図４】  上記両制御で用いる特性図である。
【図５】  同じく上記両制御で用いる特性図である。
【図６】  特に燃料噴射制御で用いる特性図である。
【図７】  同じく燃料噴射制御で用いる特性図である。
【図８】  特に排ガス還流量制御で用いる特性図である。
【図９】  同じく排ガス還流量制御で用いる特性図である。
【図１０】  スモーク及びＮＯｘの発生量と空燃比との関係を示す特性図である。
【図１１】  シフトダウン変速時の各種データの経時変化を示すタイムチャートである。
【図１２】  シフトアップ変速時の各種データの経時変化を示すタイムチャートである。
【図１３】  アイドル運転時の各種データの経時変化を示すタイムチャートである。
【図１４】  本発明が解決しようとする課題の説明図である。
【図１５】  同じく課題の説明図である。
【符号の説明】
１          エンジン
４          燃焼室
５          インジェクタ
６          コモンレール
１０        吸気通路
１１        エアーフローセンサ
２０        排気通路
２１        リニアＯ２センサ
４０        排ガス還流通路
５０        排ガス還流量調整弁
５５        排ガス還流量制御用ソレノイド
６０        コントロールユニット
【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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【図１４】
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【図１５】
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