JP2000303860A

JP2000303860A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2000303860A
Application number: JP11112228A
Authority: JP
Inventors: Zenichiro Masuki; 善一郎益城
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2000-10-31
Also published as: FR2792682A1; FR2792682B1; DE10019013A1; DE10019013B4

Abstract

(57)【要約】【課題】機関運転状態の変化に伴い排気中の酸素濃度が
変化したとき、内燃機関の吸入ガスに含まれる酸素量が
要求される値からずれて燃焼状態が悪化し、エミッショ
ン悪化や失火が生じるのを防止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】エンジン１１の運転状態の変化に伴い排気
の酸素濃度が変化するとき、同酸素濃度変化後の再循環
排気を考慮して設定される目標スロットル開度へとスロ
ットルバルブ４３を制御すると、上記エンジン１１の運
転状態変化後もしばらくの間はＥＧＲ通路４２内に残留
する上記酸素濃度変化前の排気が再循環されることか
ら、エンジン１１の燃焼室１６に吸入されるガス全体の
酸素量が要求される値からずれる。しかし、上記のよう
に排気の酸素濃度が変化するとき、上記吸入ガスの酸素
量が要求値からずれることに伴う燃焼状態悪化を抑制す
べく、スロットルバルブ２３、又はＥＧＲバルブ４３の
開度調整が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気の一部を吸気
系に再循環させる排気再循環機構を備えた内燃機関の制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、燃費向上を意図して理論空燃比よ
りもリーンな空燃比で混合気を燃焼させる、いわゆる希
薄燃焼を実行することが可能な内燃機関が提案され、実
用化されている。こうした内燃機関としては、例えば特
開平８−１８９４０５号公報に記載されたものが知られ
ている。同公報に記載された内燃機関には、吸気通路を
介して燃焼室に吸入される空気の量を調節するためのス
ロットルバルブと、排気中における窒素酸化物（ＮＯx
）の増加を抑制するための排気再循環（ＥＧＲ）機構
とが設けられている。

【０００３】このＥＧＲ機構は、内燃機関の排気通路と
吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、同通路に設けられ
たＥＧＲバルブとを備え、ＥＧＲバルブを開度調整する
ことにより排気通路から吸気通路へ再循環される排気の
量を調節する。こうしたＥＧＲ機構によって排気の一部
が吸気通路に戻されると、同排気により燃焼室内の温度
が下がってＮＯx の生成が抑制され、排気中におけるＮ
Ｏx の増加が抑制されるようになる。

【０００４】また、上記内燃機関においては、排気再循
環量（ＥＧＲ量）及び吸入ガス量が機関運転状態に応じ
た適切な値となるように同機関運転状態に応じてＥＧＲ
バルブ及びスロットルバルブの開度制御が行われる。こ
うした開度制御は、機関運転状態に応じて目標ＥＧＲ開
度及び目標スロットル開度を設定し、ＥＧＲバルブ及び
スロットルバルブをそれぞれ上記目標ＥＧＲ開度及び目
標スロットル開度へと制御することによって行われる。
なお、目標ＥＧＲ開度は例えば内燃機関の運転状態が中
負荷域にあるとき最も開き側の値となるよう設定され、
目標スロットル開度はアクセル操作量が大きくなるほど
開き側に設定される。

【０００５】ところで、ＥＧＲ機構を備えた内燃機関に
おいては、燃焼室に吸入される空気に比べて酸素濃度が
低くなる排気の一部が吸気通路に再循環されるため、こ
の排気が再循環されることも考慮して上記目標スロット
ル開度の設定が行われる。排気においては、内燃機関の
運転状態が低負荷域にあるときには酸素濃度が低くな
り、同機関運転状態が高負荷側へ変化すると酸素濃度が
高くなる。このように排気中の酸素濃度を考慮して目標
スロットル開度を設定することで、排気が再循環される
ときにおいても燃焼室に吸入されるガス全体の酸素量が
要求される値へと調整される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内燃機
関の過渡運転時等における機関運転状態の変化に伴い排
気中の酸素濃度が変化したとき、ＥＧＲ通路内には同酸
素濃度変化前の排気が残留しており、しばらくの間は上
記ＥＧＲ通路内に残留した排気が吸気通路に入るように
なる。上記機関運転状態変化後の目標スロットル開度
は、上記機関運転状態の変化による酸素濃度の変化が生
じた後の排気中の酸素濃度を考慮して設定されるため、
同目標スロットル開度に基づきスロットル開度制御を行
うと燃焼室に吸入されるガス全体の酸素量が要求される
値からずれることとなる。

【０００７】そして、上記吸入ガスに含まれる酸素量が
要求される値よりも多くなると、排気中のＮＯx が増大
してエミッションが悪化する。また、上記吸入ガスに含
まれる酸素量が要求される値よりも少なくなると、点火
プラグによる混合気への点火時に酸素に対する燃料の割
合が過度に高い混合気が同プラグ周りに存在して失火が
生じるおそれがある。

【０００８】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、機関運転状態の変化に伴い
排気中の酸素濃度が変化したとき、内燃機関の吸入ガス
に含まれる酸素量が要求される値からずれて燃焼状態が
悪化し、エミッション悪化或いは失火が生じるのを防止
することのできる内燃機関の制御装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。上記
目的を達成するため、請求項１記載の発明では、内燃機
関における排気通路内の排気の一部をＥＧＲ通路を介し
て吸気通路に再循環させるとともに、同機関の吸気通路
に設けられたスロットルバルブを機関運転状態に基づき
求められる目標スロットル開度に制御することで同機関
の吸入ガス量を調整する内燃機関の制御装置において、
機関運転状態の変化に伴い排気中の酸素濃度が変化する
とき、前記目標スロットル開度に制御される前記スロッ
トルバルブの開度を、同目標スロットル開度よりも前記
機関運転状態変化前の目標スロットル開度側へ所定量だ
けずらすスロットル制御手段を備えた。

【００１０】機関運転状態の変化により排気中の酸素濃
度が変化しても、ＥＧＲ通路内に残留する上記酸素濃度
変化前の排気が吸気通路に入るため、機関運転状態変化
後の目標スロットル開度に応じてスロットル開度制御を
行うと、内燃機関の吸入ガス中における酸素量が不適切
な値になる。しかし、同構成によれば、上記のように機
関運転状態が変化するとき、スロットルバルブの開度が
上記目標スロットル開度よりも機関運転状態変化前の目
標スロットル開度側へ所定量だけずらされ、これにより
吸入ガスに含まれる酸素量が適正な値になる。そのた
め、吸入ガスに含まれる酸素量が要求される値からずれ
て燃焼状態が悪化し、エミッション悪化或いは失火が生
じるのを防止することができる。

【００１１】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記スロットル制御手段は、機関運転状
態の変化に伴い排気中の酸素濃度が低くなるとき、前記
スロットルバルブの開度を機関運転状態に基づき求めら
れる目標スロットル開度よりも所定量だけ閉じ側にすら
すよう制御するものとした。

【００１２】機関運転状態の変化により排気中の酸素濃
度が低くなるとき、ＥＧＲ通路内に残留する酸素濃度の
高い排気が吸気通路に入るようになる。しかし、同構成
によれば、上記のように運転状態が変化するとき、スロ
ットルバルブの開度が目標スロットル開度よりも閉じ側
へ所定量だけずらされ、これにより吸入ガスに含まれる
酸素量が減る。そのため、吸入ガスに含まれる酸素量が
要求される値よりも増加する側にずれて排気中のＮＯx
が増加し、エミッションが悪化するのを防止することが
できる。

【００１３】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明において、前記スロットル制御手段は、機関
運転状態の変化に伴い排気中の酸素濃度が高くなると
き、前記スロットルバルブの開度を機関運転状態に基づ
き求められる目標スロットル開度よりも所定量だけ開き
側にずらすよう制御するものとした。

【００１４】機関運転状態の変化により排気中の酸素濃
度が高くなるとき、ＥＧＲ通路内に残留する酸素濃度の
低い排気が吸気通路に入るようになる。しかし、同構成
によれば、上記のように機関運転状態が変化するとき、
スロットルバルブの開度が目標スロットル開度よりも所
定量だけ開き側にずらされ、これにより吸入ガスに含ま
れる酸素量が増える。そのため、吸入ガスに含まれる酸
素量が要求される値よりも減少する側にずれて点火プラ
グ周りに酸素に対する燃料の割合が過度に高い混合気が
存在し、失火が生じるのを防止することができる。

【００１５】請求項４記載の発明では、請求項１〜３の
いずれかに記載の発明において、前記スロットル制御手
段は、前記スロットルバルブの開度がずらされる前記所
定量を、内燃機関の燃焼室に吸入される全ガス中の酸素
量が要求される値となるよう設定するものとした。

【００１６】同構成によれば、機関運転状態の変化に伴
い排気中の酸素濃度が変化するとき、スロットルバルブ
の開度が目標スロットル開度から所定量だけずらされる
ことにより、内燃機関の吸入ガスに含まれる酸素量が的
確に要求される値となる。そのため、吸入ガスに含まれ
る酸素量が要求される値からずれて燃焼状態が悪化し、
エミッション悪化或いは失火が生じるのを的確に防止す
ることができる。

【００１７】請求項５記載の発明では、内燃機関におけ
る排気通路内の排気の一部をＥＧＲ通路を介して吸気通
路に再循環させるとともに、前記ＥＧＲ通路に設けられ
たＥＧＲバルブを機関運転状態に基づき求められる目標
ＥＧＲ開度に制御することで同機関の排気再循環量を調
整する内燃機関の制御装置において、機関運転状態の変
化に伴い排気中の酸素濃度が変化するとき、前記目標Ｅ
ＧＲ開度に制御される前記ＥＧＲバルブの開度を、同目
標ＥＧＲ開度よりも前記機関運転状態変化に伴い前記目
標ＥＧＲ開度が変化する方向へ所定量だけずらすＥＧＲ
制御手段を備えた。

【００１８】機関運転状態の変化により排気中の酸素濃
度が変化しても、ＥＧＲ通路内に残留する上記酸素濃度
変化前の排気が吸気通路に入るため、内燃機関のスロッ
トル開度等に応じて決まる同機関の吸入ガス中の酸素量
が不適切な値になる。しかし、同構成によれば、上記の
ように機関運転状態が変化するとき、ＥＧＲバルブの開
度が機関運転状態に応じた目標ＥＧＲ開度よりも、前記
機関運転状態変化に伴い前記目標ＥＧＲ開度が変化する
方向へ所定量だけずらされ、これにより吸入空気量が調
整されて吸入ガスに含まれる酸素量が適正な値になる。
そのため、吸入ガスに含まれる酸素量が要求される値か
らずれて燃焼状態が悪化し、エミッションの悪化或いは
失火が生じるのを防止することができる。

【００１９】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
発明において、前記ＥＧＲ制御手段は、機関運転状態の
変化に伴い排気中の酸素濃度が低くなるとき、前記ＥＧ
Ｒバルブの開度を機関運転状態に基づき求められる目標
ＥＧＲ開度よりも所定量だけ開き側の値となるよう制御
するものとした。

【００２０】機関運転状態の変化により排気中の酸素濃
度が低くなるとき、ＥＧＲ通路内に残留する酸素濃度の
高い排気が吸気通路に入り、内燃機関の吸入ガスに含ま
れる酸素量が要求される値よりも多くなる。しかし、同
構成によれば、上記のように機関運転状態が変化すると
き、ＥＧＲバルブの開度が目標ＥＧＲ開度よりも所定量
だけ開き側に制御され、これにより再循環される排気の
量が増加されて吸入ガスに含まれる酸素量が減る。その
ため、吸入ガスに含まれる酸素量が要求される値よりも
増加する側にずれて排気中のＮＯx が増加し、エミッシ
ョンが悪化するのを防止することができる。

【００２１】請求項７記載の発明では、請求項５又は６
記載の発明において、前記ＥＧＲ制御手段は、機関運転
状態の変化に伴い排気中の酸素濃度が高くなるとき、前
記ＥＧＲバルブの開度を機関運転状態に基づき求められ
る目標ＥＧＲ開度よりも所定量だけ閉じ側の値となるよ
う制御するものとした。

【００２２】機関運転状態の変化により排気中の酸素濃
度が高くなるとき、ＥＧＲ通路内に残留する酸素濃度の
低い排気が吸気通路に入り、内燃機関の吸入ガスに含ま
れる酸素量が要求される値よりも少なくなる。しかし、
同構成によれば、上記のように機関運転状態が変化する
とき、ＥＧＲバルブが目標ＥＧＲ開度よりも所定量だけ
閉じ側に制御され、これにより再循環される排気の量が
減少されて吸入ガスに含まれる酸素量が増える。そのた
め、吸入ガスに含まれる酸素量が要求される値よりも減
少する側にずれて点火プラグ周りに酸素に対する燃料の
割合が過度に高い混合気が存在し、失火が生じるのを防
止することができる。

【００２３】請求項８記載の発明では、請求項５〜７の
いずれかに記載の発明において、前記ＥＧＲ制御手段
は、前記ＥＧＲバルブの開度がずらされる前記所定量
を、内燃機関の燃焼室に吸入される全ガス中の酸素量が
要求される値となるよう設定するものとした。

【００２４】同構成によれば、機関運転状態の変化に伴
い排気中の酸素濃度が変化するとき、ＥＧＲバルブの開
度が目標ＥＧＲ開度が変化する方向へ所定量だけずらさ
れることにより、内燃機関の吸入ガスに含まれる酸素量
が的確に要求される値となる。そのため、吸入ガスに含
まれる酸素量が要求される値からずれて燃焼状態が悪化
し、エミッション悪化或いは失火が生じるのを的確に防
止することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
直列４気筒の自動車用ガソリンエンジンに適用した第１
実施形態を図１〜図１０に従って説明する。

【００２６】図１に示すように、エンジン１１は、その
シリンダブロック１１ａ内に往復移動可能に設けられた
合計四つのピストン１２（図１には一つのみ図示）を備
えている。これらピストン１２の頭部には、成層燃焼を
実行するのに必要な窪み１２ａが形成されている。ま
た、これらピストン１２は、コンロッド１３を介して出
力軸であるクランクシャフト１４に連結されている。そ
して、ピストン１２の往復移動は、上記コンロッド１３
によってクランクシャフト１４の回転へと変換されるよ
うになっている。

【００２７】クランクシャフト１４にはシグナルロータ
１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４
ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト
１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。ま
た、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクポジシ
ョンセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランク
シャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突
起１４ｂが順次クランクポジションセンサ１４ｃの側方
を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各
突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力
されるようになる。

【００２８】また、シリンダブロック１１ａの上端に
は、シリンダヘッド１５が設けられ、シリンダヘッド１
５とピストン１２との間には燃焼室１６が設けられてい
る。この燃焼室１６には、シリンダヘッド１５に設けら
れた吸気ポート１７と排気ポート１８とが連通してい
る。こうした吸気ポート１７及び排気ポート１８には、
それぞれ吸気バルブ１９及び排気バルブ２０が設けられ
ている。

【００２９】一方、シリンダヘッド１５には、上記吸気
バルブ１９及び排気バルブ２０を開閉駆動するための吸
気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２が回転可
能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト
２１，２２は、タイミングベルト及びギヤ（共に図示せ
ず）等を介してクランクシャフト１４に連結され、同ベ
ルト及びギヤ等によりクランクシャフト１４の回転が伝
達されるようになる。そして、吸気カムシャフト２１が
回転すると、吸気バルブ１９が開閉駆動されて、吸気ポ
ート１７と燃焼室１６とが連通・遮断される。また、排
気カムシャフト２２が回転すると、排気バルブ２０が開
閉駆動されて、排気ポート１８と燃焼室１６とが連通・
遮断される。

【００３０】また、シリンダヘッド１５において、吸気
カムシャフト２１の側方には、同シャフト２１の外周面
に設けられた突起２１ａを検出して検出信号を出力する
カムポジションセンサ２１ｂが設けられている。そし
て、吸気カムシャフト２１が回転すると、同シャフト２
１の突起２１ａがカムポジションセンサ２１ｂの側方を
通過する。この状態にあっては、カムポジションセンサ
２１ｂから上記突起２１ａの通過に対応して所定間隔毎
に検出信号が出力されるようになる。

【００３１】吸気ポート１７及び排気ポート１８には、
それぞれ吸気管３０及び排気管３１が接続されている。
この吸気管３０内及び吸気ポート１７内は吸気通路３２
となっており、排気管３１内及び排気ポート１８内は排
気通路３３となっている。

【００３２】この排気通路３３には、エンジン１１の排
気を浄化するための排気浄化触媒３３ａ，３３ｂと、同
排気中に含まれる酸素を検出して同酸素濃度に対応した
検出信号を出力する空燃比センサ３４とが設けられてい
る。一方、吸気通路３２の上流部分にはスロットルバル
ブ２３が設けられている。このスロットルバルブ２３
は、直流（ＤＣ）モータからなるスロットル用モータ２
４の駆動により回動されて開度調節がなされる。そし
て、スロットルバルブ２３の開度は、スロットルポジシ
ョンセンサ４４によって検出される。

【００３３】また、上記スロットル用モータ２４の駆動
は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル２５の踏
込量（アクセル踏込量）に基づき制御される。即ち、自
動車の運転者がアクセルペダル２５を踏込操作すると、
アクセル踏込量がアクセルポジションセンサ２６によっ
て検出され、同センサ２６の検出信号に基づきスロット
ル用モータ２４が駆動制御される。このスロットル用モ
ータ２４の駆動制御に基づくスロットルバルブ２３の開
度調節により、吸気通路３２の空気流通面積が変化して
燃焼室１６へ吸入される空気の量が調整されるようにな
る。

【００３４】吸気通路３２においてスロットルバルブ２
３の下流側に位置する部分には、同通路３２内の圧力を
検出するバキュームセンサ３６が設けられている。そし
て、バキュームセンサ３６は検出した吸気通路３２内の
圧力に対応した検出信号を出力する。

【００３５】また、図１に示すように、シリンダヘッド
１５には、燃焼室１６内に燃料を噴射供給する燃料噴射
弁４０と、燃焼室１６内に充填される燃料と空気とから
なる混合気に対して点火を行う点火プラグ４１とが設け
られている。この点火プラグ４１による上記混合気への
点火時期は、点火プラグ４１の上方に設けられたイグナ
イタ４１ａによって調整される。

【００３６】そして、燃料噴射弁４０から燃焼室１６内
へ燃料が噴射されると、同燃料が吸気通路３２を介して
燃焼室１６に吸入された空気と混ぜ合わされ、燃焼室１
６内で空気と燃料とからなる混合気が形成される。更
に、燃焼室１６内の混合気は点火プラグ４１によって点
火がなされて燃焼し、燃焼後の混合気は排気として排気
通路３３に送り出される。

【００３７】一方、吸気通路３２のスロットルバルブ２
３よりも下流側は、排気再循環（ＥＧＲ）通路４２を介
して排気通路３３と連通している。このＥＧＲ通路４２
の途中には、ステップモータ４３ａを備えたＥＧＲバル
ブ４３が設けられている。そして、ＥＧＲバルブ４３
は、ステップモータ４３ａを駆動制御することで開度調
節が行われる。こうしたＥＧＲバルブ４３の開度調節に
より、排気通路３３を介して吸気通路３２へ再循環する
排気の量（ＥＧＲ量）が調整されるようになる。そし
て、エンジン１１の排気が吸気通路３２に再循環される
ことで、燃焼室１６内の温度が下がって窒素酸化物（Ｎ
Ｏx ）の生成が抑制され、エミッションの低減が図られ
る。

【００３８】次に、本実施形態におけるエンジン１１の
制御装置の電気的構成を図２に基づいて説明する。この
制御装置は、燃料噴射量制御、燃料噴射時期制御、点火
時期制御、スロットル開度制御、及びＥＧＲ制御など、
エンジン１１の運転状態を制御するための電子制御ユニ
ット（以下「ＥＣＵ」という）９２を備えている。この
ＥＣＵ９２は、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及
びバックアップＲＡＭ９６等を備える論理演算回路とし
て構成されている。

【００３９】ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラム
や、それら各種制御プログラムを実行する際に参照され
るマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９４はＲ
ＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基
づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ
９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を
一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９
６はエンジン１１の停止時に保存すべきデータを記憶す
る不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰ
Ｕ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バ
ス９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回
路９８及び外部出力回路９９と接続されている。

【００４０】外部入力回路９８には、クランクポジショ
ンセンサ１４ｃ、カムポジションセンサ２１ｂ、アクセ
ルポジションセンサ２６、空燃比センサ３４、バキュー
ムセンサ３６、及びスロットルポジションセンサ４４等
が接続されている。一方、外部出力回路９９には、スロ
ットル用モータ２４、燃料噴射弁４０、イグナイタ４１
ａ、及びステップモータ４３ａ等が接続されている。

【００４１】このように構成されたＥＣＵ９２は、クラ
ンクポジションセンサ１４ｃからの検出信号に基づきエ
ンジン回転数ＮＥを求める。更に、アクセルポジション
センサ２６又はバキュームセンサ３６からの検出信号
と、上記エンジン回転数ＮＥとに基づきエンジン１１の
負荷を表す基本燃料噴射量Ｑbse を求める。ＥＣＵ９２
は、図３に示すように、均質ストイキ燃焼領域Ａ、均質
リーン燃焼領域Ｂ、弱成層燃焼領域Ｃ、及び成層燃焼領
域Ｄを備えたマップを参照し、エンジン回転数ＮＥ及び
基本燃料噴射量Ｑbse からエンジン１１の燃焼方式を決
定する。即ち、ＥＣＵ９２は、エンジン回転数ＮＥ及び
基本燃料噴射量Ｑbse が上記領域Ａ〜Ｄのいずれの領域
に位置する状態かにより、エンジン１１の燃焼方式を
「均質ストイキ燃焼」、「均質リーン燃焼」、「弱成層
燃焼」、及び「成層燃焼」に決定する。

【００４２】図３に示すマップから明らかなように、エ
ンジン１１の運転状態が高回転高負荷へと移行するに従
い、エンジン１１の燃焼方式は「成層燃焼」、「弱成層
燃焼」、「均質リーン燃焼」、「均質ストイキ燃焼」へ
と順次変化することとなる。このように燃焼方式を変化
させるのは、高出力が要求される高回転高負荷時には
「均質燃焼」とし混合気の空燃比を小さくしてエンジン
出力を高め、あまり高出力を必要としない低回転低負荷
時には「成層燃焼」とし空燃比を大きくして燃費の向上
を図るためである。

【００４３】ここで、各燃焼方式が実行されるときにＥ
ＣＵ９２を通じて実行される燃焼制御態様について、
「均質ストイキ燃焼」、「均質リーン燃焼」、「弱成層
燃焼」、及び「成層燃焼」の各燃焼方式毎にそれぞれ説
明する。

【００４４】・「均質ストイキ燃焼」エンジン１１の燃
焼方式が「均質ストイキ燃焼」に決定されると、ＥＣＵ
９２は、バキュームセンサ３６からの検出信号に基づき
求められる吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとに基づき
基本燃料噴射量Ｑbse を算出する。こうして算出された
基本燃料噴射量Ｑbse は、エンジン回転数ＮＥが高くな
るとともに、吸気圧ＰＭが高くなるほど大きい値にな
る。ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４０を駆動制御すること
により、上記基本燃料噴射量Ｑbse に基づき求められる
最終燃料噴射量Ｑfin に対応した量の燃料を、エンジン
１１の吸気行程中に燃料噴射弁４０から噴射させる。ま
た、ＥＣＵ９２は、燃料噴射量の空燃比フィードバック
補正を行って混合気の空燃比を理論空燃比へと制御す
る。

【００４５】また、ＥＣＵ９２は、アクセルポジション
センサ２６からの検出信号に基づきアクセル踏込量ＡＣ
ＣＰを求める。そして、ＥＣＵ９２は、スロットルポジ
ションセンサ４４からの検出信号に基づき求められる実
際のスロットル開度が、アクセル踏込量ＡＣＣＰとエン
ジン回転数ＮＥとに基づき算出される目標スロットル開
度ＴＲＴに近づくようスロットル用モータ２４を駆動制
御する。更に、ＥＣＵ９２は、吸気圧ＰＭとエンジン回
転数ＮＥとに基づき目標点火時期及び目標ＥＧＲ開度Ｅ
t を算出し、同目標点火時期及び目標ＥＧＲ開度Ｅt に
応じてイグナイタ４１ａ及びステップモータ４３ａを駆
動制御する。こうしてスロットル開度、点火時期、及び
ＥＧＲバルブ４３の開度（ＥＧＲ開度）が「均質ストイ
キ燃焼」に適したものになる。

【００４６】・「均質リーン燃焼」エンジン１１の燃焼
方式が「均質リーン燃焼」に決定されると、ＥＣＵ９２
は、アクセル踏込量ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとに
基づき基本燃料噴射量Ｑbse を算出する。こうして算出
された基本燃料噴射量Ｑbse は、エンジン回転数ＮＥが
高くなるととともに、アクセル踏込量ＡＣＣＰが大きく
なるほど大きい値になる。ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４
０を駆動制御することにより、上記基本燃料噴射量Ｑbs
e に基づき求められる最終燃料噴射量Ｑfin に対応した
量の燃料をエンジン１１の吸気行程中に燃料噴射弁４０
から噴射させる。こうした燃料噴射により燃焼室１６内
に形成される混合気においては、空燃比が理論空燃比よ
りも大きい値（例えば１５〜２３）とされる。

【００４７】また、ＥＣＵ９２は、実際のスロットル開
度が基本燃料噴射量Ｑbse とエンジン回転数ＮＥとに基
づき算出される目標スロットル開度ＴＲＴに近づくよう
スロットル用モータ２４を駆動制御する。更に、ＥＣＵ
９２は、基本燃料噴射量Ｑbse とエンジン回転数ＮＥと
に基づき目標点火時期及び目標ＥＧＲ開度Ｅt を算出
し、同目標点火時期及び目標ＥＧＲ開度Ｅt に応じてイ
グナイタ４１ａ及びステップモータ４３ａを駆動制御す
る。こうしてスロットル開度、点火時期、及びＥＧＲ開
度が「均質リーン燃焼」に適したものとされる。

【００４８】・「弱成層燃焼」エンジン１１の燃焼方式
が「弱成層燃焼」に決定されると、ＥＣＵ９２は、上記
と同様にアクセル踏込量ＡＣＣＰ及びエンジン回転数Ｎ
Ｅから基本燃料噴射量Ｑbse を算出する。ＥＣＵ９２
は、燃料噴射弁４０を駆動制御することにより、上記基
本燃料噴射量Ｑbse に基づき算出される最終燃料噴射量
Ｑfin に対応した量の燃料をエンジン１１の吸気行程と
圧縮行程とに噴射させる。こうした燃料噴射により燃焼
室１６内に形成される混合気においては、空燃比が「均
質リーン燃焼」時の空燃比よりもリーン側の値（例えば
２０〜２３）とされる。

【００４９】また、ＥＣＵ９２は、上記と同様に実際の
スロットル開度が基本燃料噴射量Ｑbse とエンジン回転
数ＮＥとに基づき算出される目標スロットル開度ＴＲＴ
に近づくようスロットル用モータ２４を駆動制御する。
更に、ＥＣＵ９２は、上記と同様に基本燃料噴射量Ｑbs
e とエンジン回転数ＮＥとに基づき目標点火時期及び目
標ＥＧＲ開度Ｅt を算出し、同目標点火時期及び目標Ｅ
ＧＲ開度Ｅt に応じてイグナイタ４１ａ及びステップモ
ータ４３ａを駆動制御する。こうしてスロットル開度、
点火時期、及びＥＧＲ開度が「弱成層燃焼」に適したも
のとされる。

【００５０】こうした「弱成層燃焼」時において、吸気
行程のときに噴射供給された燃料は空気に対して均等に
分散され、圧縮行程のときに噴射供給された燃料はピス
トン１２の頭部に設けられた窪み１２ａによって点火プ
ラグ４１の周りに集められる。上記のように吸気行程と
圧縮行程との二回に分けて燃料噴射を行うことで、上記
「均質リーン燃焼」と後述する「成層燃焼」との中間の
燃焼方式（弱成層燃焼）で混合気の燃焼が行われ、その
「弱成層燃焼」によって「均質リーン燃焼」と「成層燃
焼」との切り換え時のトルクショックが抑えられる。

【００５１】・「成層燃焼」エンジン１１の燃焼方式が
「成層燃焼」に決定されると、ＥＣＵ９２は、上記と同
様にアクセル踏込量ＡＣＣＰ及びエンジン回転数ＮＥか
ら基本燃料噴射量Ｑbse を算出する。ＥＣＵ９２は、上
記基本燃料噴射量Ｑbse に基づき算出される最終燃料噴
射量Ｑfin に対応した量の燃料をエンジン１１の圧縮行
程中に噴射させる。こうした燃料噴射により燃焼室１６
内に形成される混合気においては、空燃比が「弱成層燃
焼」時の空燃比よりもリーン側の値（例えば２５〜５
０）とされる。

【００５２】また、ＥＣＵ９２は、上記と同様に実際の
スロットル開度が基本燃料噴射量Ｑbse とエンジン回転
数ＮＥとに基づき算出される目標スロットル開度ＴＲＴ
に近づくようスロットル用モータ２４を駆動制御する。
更に、ＥＣＵ９２は、上記と同様に基本燃料噴射量Ｑbs
e とエンジン回転数ＮＥとに基づき目標点火時期及び目
標ＥＧＲ開度Ｅt を算出し、同目標点火時期及び目標Ｅ
ＧＲ開度Ｅt に応じてイグナイタ４１ａ及びステップモ
ータ４３ａを駆動制御する。こうしてスロットル開度、
点火時期、及びＥＧＲ開度が「成層燃焼」に適したもの
とされる。

【００５３】こうした「成層燃焼」時において、エンジ
ン１１の圧縮行程中に燃料噴射弁４０から噴射された燃
料は、ピストン１２の頭部に設けられた窪み１２ａ内に
入り込み、そのピストン１２の移動により上記燃料が点
火プラグ４１の周りに集められる。このように点火プラ
グ４１の周りに燃料を集めることによって、燃焼室１６
内の混合気全体の平均空燃比を「弱成層燃焼」時より大
きくしても、同プラグ４１周りの混合気の空燃比が着火
に適したものとされて良好な混合気への着火が行われ
る。

【００５４】上述した「均質リーン燃焼」、「弱成層燃
焼」、及び「成層燃焼」など、理論空燃比よりもリーン
側の空燃比にて混合気の燃焼が行われる、いわゆる希薄
燃焼では、混合気の平均空燃比を理論空燃比よりも大き
くすべくスロットルバルブ２３が「均質ストイキ燃焼」
の場合に比べて開き側に制御される。そのため、希薄燃
焼では、燃料噴射量が少なくなるとともにポンピングロ
スが低減され、エンジン１１の燃費が向上するようにな
る。

【００５５】ところで、エンジン１１においては、上記
のように機関運転状態に応じて目標スロットル開度ＴＲ
Ｔ及び目標ＥＧＲ開度Ｅt を設定し、それら目標開度Ｔ
ＲＴ，Ｅt へスロットルバルブ２３及びＥＧＲバルブ４
３を制御することで、吸入ガス量及びＥＧＲ量が機関運
転状態に応じた適切な値にされる。

【００５６】なお、上記ＥＧＲバルブ４３を開度制御す
るための目標ＥＧＲ開度Ｅt は、エンジン１１の運転状
態が中負荷領域にあるとき最も開き側の値となり、同中
負荷領域にて最もＥＧＲ量が多くなるようように設定さ
れる。また、スロットルバルブ２３を開度制御するため
の目標スロットル開度ＴＲＴは、後述する目標スロット
ル開度算出ルーチンによって算出される。

【００５７】次に、上記目標スロットル開度ＴＲＴの算
出手順について図４を参照して説明する。図４は、上記
目標スロットル開度算出ルーチンを示すフローチャート
である。この目標スロットル開度算出ルーチンは、ＥＣ
Ｕ９２を通じて所定時間毎の時間割り込みにて実行され
る。

【００５８】目標スロットル開度算出ルーチンにおい
て、ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０１の処理として基本
スロットル開度Ｔbse を算出する。この基本スロットル
開度Ｔbse は、「均質ストイキ燃焼」時にはアクセル踏
込量ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとに基づき算出さ
れ、「均質リーン燃焼」、「弱成層燃焼」、及び「成層
燃焼」時には基本燃料噴射量Ｑbse とエンジン回転数Ｎ
Ｅとに基づき算出される。

【００５９】続いてＥＣＵ９２は、ステップＳ１０２の
処理で、加速フラグＦ１として「１」がＲＡＭ９５の所
定領域に記憶されているか否かを判断する。この加速フ
ラグＦ１は、加速時などエンジン１１の運転状態が図５
における領域Ｌに位置する状態から領域Ｈに位置する状
態へと変化したか否かを判断するためのものである。そ
して、加速フラグＦ１が「０」から「１」に変化したと
き、エンジン１１の運転状態が領域Ｌに位置する状態か
ら領域Ｈに位置する状態へと変化したことになる。

【００６０】なお、図５において、領域Ｌと領域Ｈとの
境界上に位置する実線Ｌ１は、エンジン１１が搭載され
た自動車を等速で走行させるときのエンジン回転数ＮＥ
及び機関負荷（基本燃料噴射量Ｑbse ）の推移を示すも
のである。また、エンジン１１において、その運転状態
が上記領域Ｌ内に位置する状態のときには排気中の酸素
濃度が高くなり、上記領域Ｈ内に位置する状態のときに
は排気中の酸素濃度が低くなる。

【００６１】一方、上記ステップＳ１０２の処理で「Ｆ
１＝１」でない旨判断されると、ステップＳ１０３に進
む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０３の処理で、減速フ
ラグＦ２として「１」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶さ
れているか否かを判断する。この減速フラグＦ２は、減
速時などエンジン１１の運転状態が図５における領域Ｈ
に位置する状態から領域Ｌに位置する状態へと変化した
か否かを判断するためのものである。そして、減速フラ
グＦ２が「０」から「１」に変化したとき、エンジン１
１の運転状態が領域Ｈに位置する状態から領域Ｌに位置
する状態へと変化したことになる。

【００６２】このステップＳ１０３の処理でＮＯと判断
され、「Ｆ１＝１」でなく且つ「Ｆ２＝１」でもない場
合、即ちエンジン１１の運転が定常状態にある場合には
ステップＳ１０４に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１
０４の処理として、基本スロットル開度Ｔbse をそのま
ま目標スロットル開度ＴＲＴとして設定した後、この目
標スロットル開度算出ルーチンを一旦終了する。こうし
て目標スロットル開度ＴＲＴが算出されると、ＥＣＵ９
２は、別の処理によりスロットルポジションセンサ４４
からの検出信号に基づきスロットル用モータ２４を制御
し、スロットルバルブ２３を上記目標スロットル開度Ｔ
ＲＴへと制御する。

【００６３】上記基本スロットル開度Ｔbse （目標スロ
ットル開度ＴＲＴ）においては、ＥＧＲ通路４２を介し
て吸気通路３２に排気が再循環されることも考慮して算
出が行われる。即ち、排気中の酸素濃度はエンジン１１
の運転状態が高負荷領域（領域Ｈ）にあるとき低くな
り、低負荷領域（領域Ｌ）にあるときには高くなるが、
こうした排気中の酸素濃度を考慮して上記基本スロット
ル開度Ｔbse を算出する。そして、この基本スロットル
開度Ｔbse （目標スロットル開度ＴＲＴ）に基づくスロ
ットル開度制御が行われたとき、燃焼室１６内に吸入さ
れるガス全体に含まれる酸素量が要求される値となるよ
うにする。このようにスロットル開度制御を行うこと
で、排気の一部が吸気通路３２に再循環されたときに、
エンジン１１の吸入ガスに含まれる酸素の量が要求され
る値からずれることが防止される。

【００６４】しかし、エンジン１１の過渡運転時等に、
機関運転状態が例えば図５の領域Ｌと領域Ｈとの間で変
化すると、エンジン１１の排気中の酸素濃度が大きく変
化する。このようにエンジン１１の運転状態変化に基づ
き排気中の酸素濃度が変化しても、しばらくの間はＥＧ
Ｒ通路４２内に残留する上記酸素濃度変化前の排気が吸
気通路３２に入ることとなる。このとき、目標スロット
ル開度ＴＲＴは酸素濃度変化後の排気が吸気通路３２に
入ることを考慮して算出され、この算出される目標スロ
ットル開度ＴＲＴへとスロットルバルブ２３が制御され
る。

【００６５】その結果、酸素濃度変化後の排気中の酸素
濃度に対応した目標スロットル開度ＴＲＴに基づきスロ
ットル開度が調整されるにもかかわらず、実際には酸素
濃度変化前の排気が吸気通路３２に入る。そして、上記
酸素濃度変化前の再循環排気により、エンジン１１の吸
入ガスに含まれる酸素の量が要求される値からずれ、そ
のずれがエンジン１１の燃焼状態に悪影響を及ぼしてエ
ミッションの悪化や失火に繋がることとなる。

【００６６】そこで本実施形態では、エンジン１１の過
渡運転時等には、目標スロットル開度算出ルーチンのス
テップＳ１０５，Ｓ１０６の処理により、目標スロット
ル開度ＴＲＴを算出する際に、後述するスロットル補正
量Ｄに基づく修正を加える。こうした目標スロットル開
度ＴＲＴの修正によってスロットルバルブ２３の開度が
所定量だけずらされ、これによりエンジン１１の吸入ガ
スに含まれる酸素の量が要求される値（適正値）にな
る。

【００６７】加速時など、エンジン１１の運転状態が例
えば図５の領域Ｌに位置する状態から領域Ｈに位置する
状態へと変化すると、加速フラグＦ１が「０」から
「１」に変化し、ステップＳ１０２の処理でＹＥＳと判
断されてステップＳ１０６に進むようになる。ＥＣＵ９
２は、ステップＳ１０６の処理として、基本スロットル
開度Ｔbse からスロットル補正量Ｄを減算して目標スロ
ットル開度ＴＲＴを算出した後、この目標スロットル開
度算出ルーチンを一旦終了する。

【００６８】加速フラグＦ１が「０」から「１」に変化
したときには、機関運転状態の変化に伴い排気中の酸素
濃度が低くなるが、吸気通路３２にはＥＧＲ通路４２に
残留した酸素濃度の高い排気が入る。しかし、目標スロ
ットル開度ＴＲＴを算出する際にはスロットル補正量Ｄ
の分だけ閉じ側への修正が加えられ、スロットルバルブ
２３が同補正量Ｄに対応した所定量だけ閉じ側にずらさ
れる。これにより、エンジン１１の吸入ガスに含まれる
酸素の量が減らされる。そして、上記酸素濃度の高い排
気が再循環されることにより上記吸入ガスに含まれる酸
素量が要求される値よりも増加する側にずれて燃焼状態
が悪化し、排気中のＮＯx が増加してエミッションが悪
化するのを抑制することができる。

【００６９】また、減速時など、エンジン１１の運転状
態が例えば図５の領域Ｈに位置する状態から領域Ｌに位
置する状態へと変化すると、減速フラグＦ２が「０」か
ら「１」に変化し、ステップＳ１０３の処理でＹＥＳと
判断されてステップＳ１０５に進むようになる。ＥＣＵ
９２は、ステップＳ１０５の処理として、基本スロット
ル開度Ｔbse にスロットル補正量Ｄを加算して目標スロ
ットル開度ＴＲＴを算出した後、この目標スロットル開
度算出ルーチンを一旦終了する。

【００７０】減速フラグＦ２が「０」から「１」に変化
したときには、機関運転状態の変化に伴い排気中の酸素
濃度が高くなるが、吸気通路３２にはＥＧＲ通路４２に
残留した酸素濃度の低い排気が入る。しかし、目標スロ
ットル開度ＴＲＴを算出する際にはスロットル補正量Ｄ
の分だけ開き側への修正が加えられ、スロットルバルブ
２３が同補正量Ｄに対応した所定量だけ開き側にずらさ
れる。これにより、エンジン１１の吸入ガスに含まれる
酸素の量が増やされる。そして、上記酸素濃度の低い排
気が再循環されることにより上記吸入ガスに含まれる酸
素量が要求される値よりも減少する側にずれ、点火プラ
グ４１周りに酸素に対する燃料の割合が過度に高い混合
気が存在して燃焼状態が悪化し、失火が発生するのを防
止することができる。

【００７１】次に、スロットル補正量Ｄの算出について
説明する。エンジン１１の運転が定常状態にあるときに
は、基本スロットル開度Ｔbse がそのまま目標スロット
ル開度ＴＲＴとして設定されるが、この目標スロットル
開度ＴＲＴは燃料燃焼の際に要求される酸素量ＯＸreq
と吸入ガス中の全酸素量ＯＸall とが等しくなるよう設
定される。そして、吸入ガス中の酸素量ＯＸall は、吸
入空気中の酸素量ＯＸair と再循環される排気中の酸素
量ＯＸegr との和に等しいことから、上記のように目標
スロットル開度ＴＲＴが設定されることにより、下記の
式（１）に示す関係が成立する。

【００７２】

【数１】ＯＸreq ＝ＯＸall ＝ＯＸair ＋ＯＸegr …（１）ＯＸreq ：要求される酸素量ＯＸall ：全吸入ガス中の酸素量ＯＸair ：吸入空気中の酸素量ＯＸegr ：再循環される排気中の酸素量吸入ガス中の酸素量ＯＸall （要求される酸素量ＯＸre
q ）は、吸入ガスの酸素濃度Ｎall を「１００」で除算
した値を全吸入ガス量Ｇall に乗算することにより求め
られる。また、吸入空気中の酸素量ＯＸair は、空気の
酸素濃度Ｎairを「１００」で除算した値を吸入空気量
Ｇair に乗算することによって求められ、再循環される
排気中の酸素量ＯＸegr は排気の酸素濃度Ｎegr を「１
００」で除算した値をＥＧＲ量Ｇegr に乗算することに
より求められる。従って、上記式（１）は下記の式
（２）のように変形することができる。

【００７３】

【数２】Ｇall （Ｎall ／１００）＝Ｇair （Ｎair／１００）＋Ｇegr （Ｎegr／１００） …（２）Ｇall ：吸入ガス量Ｎall ：吸入ガスの酸素濃度Ｇair ：吸入空気量Ｎair ：空気の酸素濃度Ｇegr ：ＥＧＲ量Ｎegr ：再循環される排気の酸素濃度ここで、上記吸入ガス量Ｇall 、吸入空気量Ｇair 、及
びＥＧＲ量Ｇegr の関係を図６のグラフに示す。このグ
ラフにおいて、吸入ガス量Ｇall は、スロットル開度に
対応して変化するものであり、スロットル開度が開き側
の値になるほど大きい値になる。そして、吸入ガス量Ｇ
all の変化に対する吸入空気量Ｇair の推移傾向は図６
の各実線によって示され、これら実線から明らかなよう
にスロットル開度が開くほど（吸入ガス量Ｇall が大に
なるほど）吸入空気量Ｇair が大になる。また、吸入ガ
ス量Ｇall が一定である条件下においては、ＥＧＲ量Ｇ
egr が大きくなるほど吸入空気量Ｇair は小さくなる。

【００７４】なお、上記式（２）において、吸入ガス量
Ｇall は大気圧Ｐａ及び吸気圧ＰＭに基づき算出され
る。なお、大気圧Ｐａは、エンジン１１の始動時におけ
る吸気圧ＰＭに基づき算出することができる。更に、吸
入ガスの酸素濃度Ｎall は、上記吸入ガス量Ｇall にて
要求される酸素量ＯＸreq を得るのに必要な酸素濃度で
あって、エンジン１１の運転状態に応じて決定される。

【００７５】また、上記式（２）において、ＥＧＲ量Ｇ
egr は吸入ガス量Ｇall にＥＧＲ率ηを乗算することに
よって求められる。このＥＧＲ率ηは、基本燃料噴射量
Ｑbse 及びエンジン回転数ＮＥに基づき周知のマップを
参照して算出され、エンジン１１の運転状態が中負荷域
にあるときに最も大きい値になる。更に、再循環される
排気の酸素濃度Ｎair は機関運転状態に応じて変化する
値である。

【００７６】また、上記式（２）において、吸入空気量
Ｇair は吸入ガス量Ｇall からＥＧＲ量Ｇegr を減算す
ることによって求められ、空気の酸素濃度は固定値であ
って例えば２０％に設定される。

【００７７】ところで、今、例えばエンジン１１の運転
が図５の領域Ｌに位置する定常状態にあると仮定する
と、そのときの排気の酸素濃度ＮＬが上記式（２）にお
ける排気の酸素濃度Ｎegr に代入されるようになる。な
お、上記酸素濃度ＮＬは、空燃比センサ３４からの検出
信号に基づき算出される。このとき、酸素濃度ＮＬであ
る排気がＥＧＲ通路４２を介して吸気通路３２に入り、
こうした排気の酸素濃度を考慮して設定された目標スロ
ットル開度ＴＲＴへとスロットルバルブ２３が制御され
る。こうしたスロットル開度制御の結果として得られ
る、吸入ガス量Ｇall 、吸入空気量Ｇair 、及びＥＧＲ
量Ｇegr 等は、上記式（２）に示される関係を満たすも
のとなり、吸入ガス中の酸素量ＯＸall が要求される酸
素量ＯＸreqと一致するようになる。

【００７８】この状態にあって、エンジン１１の運転状
態が図５の領域Ｌに位置する状態から領域Ｈに位置する
状態へと変化したときには、そのときの排気の酸素濃度
ＮＨが上記運転状態変化前の酸素濃度ＮＬよりも低い値
になる。そのため、上記式（２）における排気の酸素濃
度Ｎegr には、上記酸素濃度ＮＨが代入されるようにな
る。しかし、上記のように機関運転状態が変化したとき
にはＥＧＲ通路４２内に酸素濃度ＮＬの排気が残留し、
上記機関運転状態変化後もしばらくの間は酸素濃度ＮＬ
の排気が吸気通路３２に入ることとなる。

【００７９】このとき、目標スロットル開度ＴＲＴは酸
素濃度ＮＨの排気が吸気通路３２に入ることを想定して
設定されるため、同目標スロットル開度ＴＲＴへのスロ
ットルバルブ２３の制御を行うと、同制御の結果として
得られる吸入ガス量Ｇall1′、吸入空気量Ｇair1′、及
びＥＧＲ量Ｇegr1′が上記式（２）に示される関係を満
たさなくなる。ＥＣＵ９２は、上記式（２）における排
気の酸素濃度Ｎegr に上記酸素濃度ＮＨを代入したと
き、同式（２）に示される関係を満たす吸入ガス量Ｇal
l1″、吸入空気量Ｇair1″、及びＥＧＲ量Ｇegr1″が得
られるようスロットル補正量Ｄを算出する。

【００８０】このスロットル補正量Ｄの分だけスロット
ル開度を閉じ側にずらすことにより、上記吸入ガス量Ｇ
all1″、吸入空気量Ｇair1″、及びＥＧＲ量Ｇegr1″が
得られるようになる。即ち、エンジン１１の運転状態が
上記領域Ｌに位置する状態から領域Ｈに位置する状態へ
と変化するとき、スロットル補正量Ｄの分だけスロット
ル開度を閉じる前の吸入ガス量Ｇall1′、吸入空気量Ｇ
air1′、及びＥＧＲ量Ｇegr1′が例えば図６のＰ１点に
位置する状態にあるとする。そして、上記のようにスロ
ットル補正量Ｄの分だけスロットル開度を閉じ側に制御
したときには、吸入ガス量Ｇall 、吸入空気量Ｇair 、
及びＥＧＲ量Ｇegr がＰ１点に位置する状態からＰ２点
に位置する状態へと変化し、上記吸入ガス量Ｇall1″、
吸入空気量Ｇair1″、及びＥＧＲ量Ｇegr1″になる。

【００８１】従って、上記のように算出されるスロット
ル補正量Ｄの分だけスロットル開度を閉じ側にずらすこ
とにより、上記式（２）に示す関係が満たされて吸入ガ
スの酸素量ＯＸall が要求される酸素量ＯＸreq と一致
する。そのため、上記ＥＧＲ通路４２に残留する酸素濃
度ＮＬである排気が吸気通路３２に入ったとき、吸入ガ
スの酸素量ＯＸall が要求される酸素量ＯＸreq よりも
増加側にずれて燃焼状態が悪化し、排気中のＮＯx が増
加してエミッションが悪化するのを抑制することができ
る。

【００８２】一方、エンジン１１の運転が図５の領域Ｈ
に位置する定常状態となる場合がある。この場合には、
そのときの排気の酸素濃度ＮＨが上記式（２）における
酸素濃度Ｎegr に代入されるようになる。このとき、酸
素濃度ＮＨである排気がＥＧＲ通路４２を介して吸気通
路３２に入り、こうした排気の酸素濃度を考慮して設定
された目標スロットル開度ＴＲＴへスロットルバルブ２
３が制御される。こうしたスロットル開度制御の結果と
して得られる。吸入ガス量Ｇall 、吸入空気量Ｇair 、
及びＥＧＲ量Ｇegr 等は、上記式（２）に示される関係
を満たすものとなり、吸入ガス中の酸素量ＯＸall が要
求される酸素量ＯＸreq と一致するようになる。

【００８３】この状態にあって、エンジン１１の運転状
態が図５の領域Ｈに位置する状態から領域Ｌに位置する
状態へと変化したときには、そのときの排気の酸素濃度
ＮＬが上記運転状態変化前の酸素濃度ＮＨよりも高い値
になる。そのため、上記式（２）における排気の酸素濃
度Ｎegr には、上記酸素濃度ＮＬが代入されるようにな
る。しかし、上記のように機関運転状態が変化したとき
にはＥＧＲ通路４２内に酸素濃度ＮＨの排気が残留し、
上記機関運転状態変化後もしばらくの間は酸素濃度ＮＨ
の排気が吸気通路３２に入ることとなる。

【００８４】このとき、目標スロットル開度ＴＲＴは酸
素濃度ＮＬの排気が吸気通路３２に入ることを想定して
設定されるため、同目標スロットル開度ＴＲＴへのスロ
ットルバルブ２３の制御を行うと、同制御の結果として
得られる吸入ガス量Ｇall2′、吸入空気量Ｇair2′、及
びＥＧＲ量Ｇegr2′ が上記式（２）に示される関係を
満たさなくなる。ＥＣＵ９２は、上記式（２）における
排気の酸素濃度Ｎegrに上記酸素濃度ＮＬを代入したと
き、同式（２）に示される関係を満たす吸入ガス量Ｇal
l2 ″、吸入空気量Ｇair2″、及びＥＧＲ量Ｇegr2″ が
得られるようスロットル補正量Ｄを算出する。

【００８５】このスロットル補正量Ｄの分だけスロット
ル開度を開き側にずらすことにより、上記吸入ガス量Ｇ
all2″、吸入空気量Ｇair2″、及びＥＧＲ量Ｇegr2″が
得られるようになる。即ち、エンジン１１の運転状態が
上記領域Ｈに位置する状態から領域Ｌに位置する状態へ
と変化するとき、スロットル補正量Ｄの分だけスロット
ル開度を開く前の吸入ガス量Ｇall2′、吸入空気量Ｇai
r2′、及びＥＧＲ量Ｇegr2′が例えば図７のＰ３点に位
置する状態にあるとする。そして、上記のようにスロッ
トル補正量Ｄの分だけスロットル開度を開き側に制御し
たときには、吸入ガス量Ｇall 、吸入空気量Ｇair 、及
びＥＧＲ量Ｇegr がＰ３点に位置する状態からＰ４点に
位置する状態へと変化し、上記吸入ガス量Ｇall2″、吸
入空気量Ｇair2″、及びＥＧＲ量Ｇegr2″になる。

【００８６】従って、上記のように算出されるスロット
ル補正量Ｄの分だけスロットル開度を開き側にずらすこ
とにより、上記式（２）に示す関係が満たされて吸入ガ
スの酸素量ＯＸall が要求される酸素量ＯＸreq と一致
する。そのため、上記ＥＧＲ通路４２に残留する酸素濃
度ＮＨである排気が吸気通路３２に入ったとき、吸入ガ
スの酸素量ＯＸall が要求される酸素量ＯＸreq よりも
減少側にずれ、点火プラグ４１周りに酸素に対する燃料
の割合が過度に高い混合気が存在して燃焼状態が悪化
し、失火が発生するのを防止することができる。

【００８７】次に、上記スロットル補正量Ｄの算出手順
について図８を参照して説明する。図８は、スロットル
補正量Ｄを算出するためのスロットル補正量算出ルーチ
ンを示すフローチャートである。このスロットル補正量
算出ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎
の時間割り込みにて実行される。

【００８８】スロットル補正量算出ルーチンにおいて、
ステップＳ２０１〜Ｓ２０４の処理は、加速フラグＦ１
及び減速フラグＦ２を「１」に設定するためのものであ
る。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０１の処理として、エ
ンジン１１の運転状態が図５の領域Ｌに位置する状態か
ら領域Ｈに位置する状態へと変化したが否かを判断す
る。そして、ＹＥＳならばステップＳ２０３の処理で加
速フラグＦ１として「１」をＲＡＭ９５の所定領域に記
憶した後、ステップＳ２０５に進む。また、ステップＳ
２０１の処理でＮＯと判断された場合にはステップＳ２
０２に進む。

【００８９】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０２の処理と
して、エンジン１１の運転状態が図５の領域Ｈに位置す
る状態から領域Ｌに位置する状態へと変化したか否かを
判断する。そして、ＹＥＳならばステップＳ２０４の処
理で減速フラグＦ２として「１」をＲＡＭ９５の所定領
域に記憶した後、ステップＳ２０５に進む。また、ステ
ップＳ２０４の処理でＮＯと判断された場合にはステッ
プＳ２０６に進む。

【００９０】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０５の処理と
して上述したようにスロットル補正量Ｄを算出し、続く
ステップＳ２０６の処理として現在のスロットル補正量
Ｄから所定値ａを減算した値を新たなスロットル補正量
Ｄとする。従って、スロットル補正量Ｄは、加速フラグ
Ｆ１若しくは減速フラグＦ２が「１」に設定されたとき
に算出が行われた後、所定値ａに応じて徐々に小さくさ
れるようになる。

【００９１】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０７の処理と
して、スロットル補正量Ｄが「０」未満であるか否かを
判断する。そして、「Ｄ＜０」でなければ当該スロット
ル補正量算出ルーチンを一旦終了し、「Ｄ＜０」であれ
ばステップＳ２０８に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ
２０８の処理で、加速フラグＦ１として「０」をＲＡＭ
９５の所定領域に記憶し、減速フラグＦ２として「０」
をＲＡＭ９５の所定領域に記憶する。従って、加速フラ
グＦ１及び減速フラグＦ２は、「０」から「１」に変化
した後、ステップＳ２０６の処理で徐々に小さくされる
スロットル補正量Ｄが「０」未満になったとき「０」に
戻される。

【００９２】上記のように加速フラグＦ１及び減速フラ
グＦ２を「０」に設定した後、ステップＳ２０９に進
む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０９の処理として、ス
ロットル補正量Ｄを「０」に設定した後、このスロット
ル補正量算出ルーチンを一旦終了する。

【００９３】最後に、本実施形態の制御装置による制御
態様について図９及び図１０のタイムチャートを参照し
て総括する。エンジン１１の運転が図５の領域Ｌに位置
する定常状態にあるとき、吸気通路３２には酸素濃度の
高い排気が入り、こうした排気の酸素濃度を考慮して設
定された目標スロットル開度ＴＲＴへとスロットルバル
ブ２３が制御される。そして、加速時など、エンジン１
１の運転状態が領域Ｌに位置する状態から領域Ｈに位置
する状態へと変化すると、図９（ａ）に示すように加速
フラグＦ１が「０」から「１」へと変化する。

【００９４】このとき、エンジン１１の排気の酸素濃度
が低くなり、同排気が再循環されることを想定して目標
スロットル開度ＴＲＴが図９（ｃ）に破線で示すように
設定されると、吸入ガスの酸素量ＯＸall が図９（ｄ）
に破線で示すように推移し、要求される酸素量ＯＸreq
よりも多くなる。これは、加速フラグＦ１が「０」から
「１」に変化したとき、しばらくはＥＧＲ通路４２内に
残留する酸素濃度の高い排気が吸気通路３２に入るにも
係わらず、酸素濃度の低い排気が再循環されることを想
定して目標スロットル開度ＴＲＴを設定することが原因
である。

【００９５】そこで本実施形態では、加速フラグＦ１が
「０」から「１」に変化するとき、スロットル補正量Ｄ
を図９（ｂ）に示すように「０」よりも大きい値として
算出し、同補正量Ｄの分だけスロットル開度を閉じ側、
即ち上記機関運転状態の変化前（加速前）の目標スロッ
トル開度ＴＲＴ側にずらす。これにより、吸入ガスの酸
素量ＯＸall が減って図９（ｄ）に実線で示すように推
移し、要求される酸素量ＯＸreq と速やかに一致するよ
うになる。従って、上記ＥＧＲ通路４２に残留する酸素
濃度の高い排気が吸気通路３２に入っても、吸入ガスの
酸素量ＯＸallが要求される酸素量ＯＸreq よりも増加
側にずれて燃焼状態が悪化し、排気中のＮＯx が増加し
てエミッションが悪化するのを抑制することができる。

【００９６】また、スロットル補正量Ｄは、「０」より
も大きい値として設定された後、徐々に小さくされる。
そのため、スロットルバルブ２３の開度においては、ス
ロットル補正量Ｄに基づく閉じ側への制御が徐々に小さ
くされ、最終的には上記閉じ側への制御量が「０」にさ
れて図９（ｃ）における破線の延長線上に位置すること
となる。

【００９７】一方、エンジン１１の運転が図５の領域Ｈ
に位置する定常状態にあるとき、吸気通路３２には酸素
濃度の低い排気が入り、こうした排気の酸素濃度を考慮
して設定された目標スロットル開度ＴＲＴへとスロット
ルバルブ２３が制御される。そして、減速時など、エン
ジン１１の運転状態が領域Ｈに位置する状態から領域Ｌ
に位置する状態へと変化すると、図１０（ａ）に示すよ
うに減速フラグＦ２が「０」から「１」へと変化する。

【００９８】このとき、エンジン１１の排気の酸素濃度
が高くなり、同排気が再循環されることを想定して目標
スロットル開度ＴＲＴが図１０（ｃ）に破線で示すよう
に設定されると、吸入ガスの酸素量ＯＸall が図１０
（ｄ）に破線で示すように推移し、要求される酸素量Ｏ
Ｘreq よりも少なくなる。これは、減速フラグＦ２が
「０」から「１」に変化したとき、しばらくはＥＧＲ通
路４２内に残留する酸素濃度の低い排気が吸気通路３２
に入るにも係わらず、酸素濃度の高い排気が再循環され
ることを想定して目標スロットル開度ＴＲＴを設定する
ことが原因である。

【００９９】そこで本実施形態では、減速フラグＦ２が
「０」から「１」に変化するとき、スロットル補正量Ｄ
を図１０（ｂ）に示すように「０」よりも大きい値とし
て算出し、同補正量Ｄの分だけスロットル開度を開き
側、即ち上記機関運転状態の変化前（減速前）の目標ス
ロットル開度ＴＲＴ側にずらす。これにより、吸入ガス
の酸素量ＯＸall が増えて図１０（ｄ）に実線で示すよ
うに推移し、要求される酸素量ＯＸreq と速やかに一致
するようになる。従って、上記ＥＧＲ通路４２に残留す
る酸素濃度の低い排気が吸気通路３２に入っても、吸入
ガスの酸素量ＯＸall が要求される酸素量ＯＸreq より
も減少側にずれ、点火プラグ４１周りに酸素に対する燃
料の割合が過度に高い混合気が存在して燃焼状態が悪化
し、失火が発生するのを防止することができる。

【０１００】また、スロットル補正量Ｄは、「０」より
も大きい値として設定された後、徐々に小さくされる。
そのため、スロットルバルブ２３の開度においては、ス
ロットル補正量Ｄに基づく開き側への制御が徐々に小さ
くされ、最終的には上記開き側への制御量が「０」にさ
れて図１０（ｃ）における破線の延長線上に位置するこ
ととなる。

【０１０１】以上詳述した処理が行われる本実施形態に
よれば、以下に示す効果が得られるようになる。（１）エンジン１１の運転が図５の領域Ｌに位置する状
態から領域Ｈに位置する状態へと変化して排気の酸素濃
度が低くなるとき、しばらくの間はＥＧＲ通路４２内に
残留する酸素濃度の高い排気が吸気通路３２に入るよう
になる。しかし、上記のようにエンジン１１の運転状態
が変化するときには、スロットル開度がスロットル補正
量Ｄの分だけ閉じ側にずらされ、これにより吸入ガスに
含まれる酸素量ＯＸall が的確に要求される酸素量ＯＸ
req と一致するようになる。従って、上記のようにＥＧ
Ｒ通路４２に残留する酸素濃度の高い排気が吸気通路３
２に入ることにより、吸入ガスに含まれる酸素量ＯＸal
l が要求される酸素量ＯＸreq よりも増加する側にずれ
て燃焼状態が悪化し、排気中のＮＯx が増加してエミッ
ションが悪化するのを防止することができる。

【０１０２】（２）エンジン１１の運転が図５の領域Ｈ
に位置する状態から領域Ｌに位置する状態へと変化して
排気の酸素濃度が高くなるとき、しばらくの間はＥＧＲ
通路４２内に残留する酸素濃度の低い排気が吸気通路３
２に入るようになる。しかし、上記のようにエンジン１
１の運転状態が変化するときには、スロットル開度がス
ロットル補正量Ｄの分だけ開き側にずらされ、これによ
り吸入ガスに含まれる酸素量ＯＸall が的確に要求され
る酸素量ＯＸreq と一致するようになる。従って、上記
のようにＥＧＲ通路４２に残留する酸素濃度の低い排気
が吸気通路３２に入ることにより、吸入ガスに含まれる
酸素量ＯＸall が要求される酸素量ＯＸreq よりも減少
する側にずれて点火プラグ４１周りに酸素に対する燃料
の割合の高い混合気が存在し、失火が生じるのを防止す
ることができる。

【０１０３】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態を図１１〜図１４に基づき説明する。なお、本実施
形態では、スロットルバルブ２３の開度をスロットル補
正量Ｄの分だけずらす代わりに、ＥＧＲバルブ４３の開
度を所定量だけずらして燃焼状態の悪化を防止する点が
第１実施形態と異なる。従って、本実施形態においては
第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実
施形態と同一部分については詳細な説明を省略する。

【０１０４】まず、本実施形態における目標ＥＧＲ開度
Ｅt の算出手順について図１１を参照して説明する。図
１１は、目標ＥＧＲ開度Ｅt を算出するための目標ＥＧ
Ｒ開度算出ルーチンを示すフローチャートである。この
目標ＥＧＲ開度算出ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例
えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。

【０１０５】目標ＥＧＲ量算出ルーチンにおいて、ＥＣ
Ｕ９２は、ステップＳ３０１の処理として基本ＥＧＲ開
度Ｅbse を算出する。この基本ＥＧＲ開度Ｅbse は、
「均質ストイキ燃焼」時には吸気圧ＰＭとエンジン回転
数ＮＥとに基づき算出され、「均質リーン燃焼」、「弱
成層燃焼」、及び「成層燃焼」時には基本燃料噴射量Ｑ
bse とエンジン回転数ＮＥとに基づき算出される。こう
して算出される基本ＥＧＲ開度Ｅbse は、エンジン１１
の運転状態が中負荷域にあるとき最も大きくなる。

【０１０６】続いてＥＣＵ９２は、ステップＳ３０２の
処理で、加速フラグＦ１として「１」がＲＡＭ９５の所
定領域に記憶されているか否かを判断し、「Ｆ１＝１」
でなければステップＳ３０３に進む。ＥＣＵ９２は、ス
テップＳ３０３の処理として、減速フラグＦ２として
「１」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶されているか否か
を判断し、「Ｆ２＝１」でなければステップＳ３０４に
進む。こうしてステップＳ３０４に進むのは、「Ｆ１＝
１」でなく且つ「Ｆ２＝１」でもない場合、即ちエンジ
ン１１の運転が定常状態にある場合である。

【０１０７】ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０４の処理と
して、基本ＥＧＲ開度Ｅbse をそのまま目標ＥＧＲ開度
Ｅt として設定した後、この目標ＥＧＲ開度算出ルーチ
ンを一旦終了する。こうして目標ＥＧＲ開度Ｅt が算出
されると、ＥＣＵ９２は、別の処理によりステップモー
タ４３ａを制御し、ＥＧＲバルブ４３を上記目標ＥＧＲ
開度Ｅt へと制御する。

【０１０８】上記目標ＥＧＲ開度Ｅt へのＥＧＲバルブ
４３の制御により、排気通路３３からＥＧＲ通路４２を
介して吸気通路３２に再循環される排気の量が調整され
る。このように再循環される排気の酸素濃度を考慮し
て、基本スロットル開度Ｔbse（目標スロットル開度Ｔ
ＲＴ）が目標スロットル開度算出ルーチンによって算出
されることとなる。なお、本実施形態の目標スロットル
開度算出ルーチンにおいては、第１実施形態における目
標スロットル開度算出ルーチンと異なり、スロットル補
正量Ｄに基づく修正が行われることはなく、基本スロッ
トル開度Ｔbse に基づき算出される。そして、この基本
スロットル開度Ｔbse （目標スロットル開度ＴＲＴ）に
基づきスロットル開度制御を行うことにより、燃焼室１
６内に吸入されるガス全体に含まれる酸素量が要求され
る値となる。

【０１０９】しかし、エンジン１１の運転状態が図５の
領域Ｌと領域Ｈとの間で変化する場合など、エンジン１
１における排気中の酸素濃度が大きく変化するときで
も、しばらくの間はＥＧＲ通路４２内に残留する上記酸
素濃度変化前の排気が吸気通路３２に入る。このとき、
目標スロットル開度ＴＲＴは、酸素濃度変化後の排気が
吸気通路３２に入ることを考慮して算出され、この算出
される目標スロットル開度ＴＲＴへとスロットルバルブ
２３が制御される。

【０１１０】その結果、酸素濃度変化後の排気の酸素濃
度に対応した目標スロットル開度ＴＲＴに基づきスロッ
トル開度が調整されるにもかかわらず、実際には酸素濃
度変化前の排気が吸気通路３２に入る。そして、上記酸
素濃度変化前の再循環排気により、エンジン１１の吸入
ガスに含まれる酸素の量が要求される値からずれ、その
ずれがエンジン１１の燃焼状態に悪影響を及ぼしてエミ
ッションの悪化や失火に繋がることとなる。

【０１１１】そこで本実施形態では、エンジン１１の過
度運転時等には、目標ＥＧＲ開度算出ルーチンのステッ
プＳ３０５，Ｓ３０６の処理により、目標ＥＧＲ開度Ｅ
t を算出する際に、後述するＥＧＲ補正量Ｊに基づく修
正を加える。こうした目標ＥＧＲ開度Ｅt の修正により
ＥＧＲバルブ４３の開度（ＥＧＲ開度）が所定量だけず
らされ、これによりＥＧＲ量が調整されて吸入ガスの酸
素量が要求される値からずれることが防止される。

【０１１２】加速時など、エンジン１１の運転状態が例
えば図５の領域Ｌに位置する状態から領域Ｈに位置する
状態へと変化すると、加速フラグＦ１が「０」から
「１」に変化し、ステップＳ３０２の処理でＹＥＳと判
断されてステップＳ３０６に進むようになる。ＥＣＵ９
２は、ステップＳ３０６の処理として、基本ＥＧＲ開度
Ｅbse にＥＧＲ補正量Ｊを加算して目標ＥＧＲ開度Ｅt
を算出した後、この目標ＥＧＲ開度算出ルーチンを一旦
終了する。

【０１１３】加速フラグＦ１が「０」から「１」に変化
したときには、機関運転状態の変化に伴い排気中の酸素
濃度が低くなるが、吸気通路３２にはＥＧＲ通路４２に
残留した酸素濃度の高い排気が入る。しかし、目標ＥＧ
Ｒ開度Ｅt を算出する際にはＥＧＲ補正量Ｊの分だけ開
き側への修正が加えられ、ＥＧＲバルブ４３が同ＥＧＲ
補正量Ｊに対応した所定量だけ開き側にずらされる。こ
れにより、上述したようにＥＧＲ量が多くなると吸入空
気量は少なくなり、吸入ガスに含まれる酸素の量は減少
する。そのため、上記酸素濃度の高い排気が再循環され
て上記吸入ガスに含まれる酸素量が要求される値よりも
増加する側にずれて燃焼状態が悪化し、排気中のＮＯx
が増加してエミッションが悪化するのを防止することが
できる。

【０１１４】また、減速時など、エンジン１１の運転状
態が例えば図５の領域Ｈに位置する状態から領域Ｌに位
置する状態へと変化すると、減速フラグＦ２が「０」か
ら「１」に変化し、ステップＳ３０３の処理でＹＥＳと
判断されてステップＳ３０５に進むようになる。ＥＣＵ
９２は、ステップＳ３０５の処理として、基本ＥＧＲ開
度Ｅbse からＥＧＲ補正量Ｊを減算して目標ＥＧＲ開度
Ｅt を算出した後、この目標ＥＧＲ開度算出ルーチンを
一旦終了する。

【０１１５】減速フラグＦ２が「０」から「１」に変化
したときには、機関運転状態の変化に伴い排気中の酸素
濃度が高くなるが、吸気通路３２にはＥＧＲ通路４２に
残留した酸素濃度の低い排気が入る。しかし、目標ＥＧ
Ｒ開度Ｅt を算出する際にはＥＧＲ補正量Ｊの分だけ閉
じ側への修正が加えられ、ＥＧＲバルブ４３が同補正量
Ｊに対応した所定量だけ閉じ側にずらされる。これによ
り、上述したようにＥＧＲ量が少なくなると吸入空気量
は多くなり、吸入ガスに含まれる酸素の量は増加する。
そのため、上記酸素濃度の低い排気が再循環されること
により上記吸入ガスに含まれる酸素量が要求される値よ
りも減少する側にずれ、点火プラグ４１周りに酸素に対
する燃料の割合が過度に高い混合気が存在して燃焼状態
が悪化し、失火が発生するのを防止することができる。

【０１１６】次に、上記ＥＧＲ補正量Ｊの算出手順につ
いて図１２を参照して説明する。図１２は、ＥＧＲ補正
量Ｊを算出するためのＥＧＲ補正量算出ルーチンを示す
フローチャートである。このＥＧＲ補正量算出ルーチン
は、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割り込
みにて実行される。

【０１１７】ＥＧＲ補正量算出ルーチンにおいて、ステ
ップＳ４０１〜Ｓ４０４の処理は、加速フラグＦ１及び
減速フラグＦ２を「１」に設定するためのものである。
ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０１の処理として、エンジ
ン１１の運転状態が図５の領域Ｌに位置する状態から領
域Ｈに位置する状態へと変化したが否かを判断する。そ
して、ＹＥＳならばステップＳ４０３の処理で加速フラ
グＦ１として「１」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶した
後、ステップＳ４０５に進む。また、ステップＳ４０１
の処理でＮＯと判断された場合にはステップＳ４０２に
進む。

【０１１８】ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０２の処理と
して、エンジン１１の運転状態が図５の領域Ｈに位置す
る状態から領域Ｌに位置する状態へと変化したか否かを
判断する。そして、ＹＥＳならばステップＳ４０４の処
理で減速フラグＦ２として「１」をＲＡＭ９５の所定領
域に記憶した後、ステップＳ４０５に進む。また、ステ
ップＳ４０４の処理でＮＯと判断された場合にはステッ
プＳ４０６に進む。

【０１１９】ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０５の処理
で、上述した式（２）に示される関係を満たす吸入ガス
量、吸入空気量、及びＥＧＲ量が得られるようＥＧＲ補
正量Ｊを算出する。ＥＣＵ９２は、続くステップＳ４０
６の処理として、加速フラグＦ１と減速フラグＦ２との
いずれかが「１」になってから所定時間が経過したか否
かを判断する。このステップＳ４０６の処理において、
ＮＯであれば当該ＥＧＲ補正量算出ルーチンを一旦終了
し、ＹＥＳであればステップＳ４０７に進む。

【０１２０】ＥＣＵ９２は、続くステップＳ４０７の処
理として、現在のＥＧＲ補正量Ｊから所定値ｂを減算し
た値を新たなＥＧＲ補正量Ｊとする。従って、ＥＧＲ補
正量Ｊは、加速フラグＦ１若しくは減速フラグＦ２が
「１」に設定されたときに算出が行われ、その後に所定
時間が経過してから所定値ｂに応じて徐々に小さくされ
るようになる。

【０１２１】ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０８の処理と
して、ＥＧＲ補正量Ｊが「０」未満であるか否かを判断
する。そして、「Ｊ＜０」でなければ当該スロットル補
正量算出ルーチンを一旦終了し、「Ｊ＜０」であればス
テップＳ４０９に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０
９の処理で、加速フラグＦ１として「０」をＲＡＭ９５
の所定領域に記憶し、減速フラグＦ２として「０」をＲ
ＡＭ９５の所定領域に記憶する。従って、加速フラグＦ
１及び減速フラグＦ２は、「０」から「１」に変化した
後、ステップＳ４０７の処理で徐々に小さくされるＥＧ
Ｒ補正量Ｊが「０」未満になったとき「０」に戻され
る。

【０１２２】上記のように加速フラグＦ１及び減速フラ
グＦ２を「０」に設定した後、ステップＳ４１０に進
む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ４１０の処理として、Ｅ
ＧＲ補正量Ｊを「０」に設定した後、このＥＧＲ補正量
算出ルーチンを一旦終了する。

【０１２３】最後に、本実施形態の制御装置による制御
態様について図１３及び図１４のタイムチャートを参照
して総括する。エンジン１１の運転が図５の領域Ｌに位
置する定常状態にあるとき、吸気通路３２には酸素濃度
の高い排気が入り、こうした排気の酸素濃度を考慮して
設定された目標スロットル開度ＴＲＴへとスロットルバ
ルブ２３が制御される。そして、加速時など、エンジン
１１の運転状態が領域Ｌに位置する状態から領域Ｈに位
置する状態へと変化すると、図１３（ａ）に示すように
加速フラグＦ１が「０」から「１」へと変化する。

【０１２４】このとき、エンジン１１の排気の酸素濃度
が低くなり、同排気が再循環されることを想定して目標
スロットル開度ＴＲＴが設定されると、吸入ガスの酸素
量ＯＸall が要求される酸素量ＯＸreq よりも多くな
る。これは、加速フラグＦ１が「０」から「１」に変化
したとき、しばらくはＥＧＲ通路４２内に残留する酸素
濃度の高い排気が吸気通路３２に入るにも係わらず、酸
素濃度の低い排気が再循環されることを想定して目標ス
ロットル開度ＴＲＴを設定することが原因である。

【０１２５】そこで本実施形態では、加速フラグＦ１が
「０」から「１」に変化するとき、ＥＧＲ補正量Ｊを図
１３（ｂ）に示すように「０」よりも大きい値として算
出する。そして、図１３（ｃ）に破線で示される、その
ときの機関運転状態に応じた目標ＥＧＲ開度Ｅt よりも
上記ＥＧＲ補正量Ｊの分だけＥＧＲ開度を開き側、即ち
上記機関運転状態の変化（加速）に伴い目標ＥＧＲ開度
Ｅt が変化する方向にずらす。これにより、ＥＧＲ量が
多くなって吸入空気量は少なくなり、吸入ガスに含まれ
る酸素の量が減るようになる。上記ＥＧＲ通路４２に残
留する酸素濃度の高い排気が再循環されて吸入ガスの酸
素量ＯＸall が要求される酸素量ＯＸreq よりも増加側
にずれて燃焼状態が悪化し、排気中のＮＯx が増加して
エミッションが悪化するのを抑制することができる。

【０１２６】また、ＥＧＲ補正量Ｊは、「０」よりも大
きい値として設定された後、所定時間が経過してから徐
々に小さくされる。そのため、ＥＧＲバルブ４３の開度
においては、ＥＧＲ補正量Ｊに基づく開き側への制御が
徐々に小さくされ、最終的には上記開き側への制御量が
「０」にされて図１３（ｃ）における破線の延長線上に
位置することとなる。

【０１２７】一方、エンジン１１の運転が図５の領域Ｈ
に位置する定常状態にあるとき、吸気通路３２には酸素
濃度の低い排気が入り、こうした排気の酸素濃度を考慮
して設定された目標スロットル開度ＴＲＴへとスロット
ルバルブ２３が制御される。そして、減速時など、エン
ジン１１の運転状態が領域Ｈに位置する状態から領域Ｌ
に位置する状態へと変化すると、図１４（ａ）に示すよ
うに減速フラグＦ２が「０」から「１」へと変化する。

【０１２８】このとき、エンジン１１の排気の酸素濃度
が高くなり、同排気が再循環されることを想定して目標
スロットル開度ＴＲＴが設定されると、吸入ガスの酸素
量ＯＸall が要求される酸素量ＯＸreq よりも少なくな
る。これは、減速フラグＦ２が「０」から「１」に変化
したとき、しばらくはＥＧＲ通路４２内に残留する酸素
濃度の低い排気が吸気通路３２に入るにも係わらず、酸
素濃度の高い排気が再循環されることを想定して目標ス
ロットル開度ＴＲＴを設定することが原因である。

【０１２９】そこで本実施形態では、減速フラグＦ２が
「０」から「１」に変化するとき、ＥＧＲ補正量Ｊを図
１４（ｂ）に示すように「０」よりも大きい値として算
出する。そして、図１４（ｃ）に破線で示される、その
ときの機関運転状態に応じた目標ＥＧＲ開度Ｅt よりも
上記ＥＧＲ補正量Ｊの分だけＥＧＲ開度を閉じ側、即ち
上記機関運転状態の変化（減速）に伴い目標ＥＧＲ開度
Ｅt が変化する方向にずらす。これにより、ＥＧＲ量が
少なくなって吸入空気量は多くなり、吸入ガスに含まれ
る酸素の量が増えるようになる。そのため、上記酸素濃
度の低い排気が再循環されることにより上記吸入ガスに
含まれる酸素量ＯＸall が要求される酸素量ＯＸreq よ
りも減少する側にずれ、点火プラグ４１周りに酸素に対
する燃料の割合が過度に高い混合気が存在して燃焼状態
が悪化し、失火が発生するのを防止することができる。

【０１３０】また、ＥＧＲ補正量Ｊは、「０」よりも大
きい値として設定された後、徐々に小さくされる。その
ため、ＥＧＲバルブ４３の開度においては、ＥＧＲ補正
量Ｊに基づく閉じ側への制御が徐々に小さくされ、最終
的には上記閉じ側への制御量が「０」にされて図１４
（ｃ）における破線の延長線上に位置することとなる。

【０１３１】以上詳述した処理が行われる本実施形態に
よれば、以下に示す効果が得られるようになる。（３）エンジン１１の運転が図５の領域Ｌに位置する状
態から領域Ｈに位置する状態へと変化して排気の酸素濃
度が低くなるとき、しばらくの間はＥＧＲ通路４２内に
残留する酸素濃度の高い排気が吸気通路３２に入るよう
になる。しかし、上記のようにエンジン１１の運転状態
が変化するときには、ＥＧＲ開度がＥＧＲ補正量Ｊの分
だけ開き側にずらされる。これにより、ＥＧＲ量が多く
なって吸入空気量は少なくなり、吸入ガスに含まれる酸
素の量が減るようになる。上記ＥＧＲ通路４２に残留す
る酸素濃度の高い排気が再循環されて吸入ガスの酸素量
ＯＸall が要求される酸素量ＯＸreq よりも増加側にず
れて燃焼状態が悪化し、排気中のＮＯx が増加してエミ
ッションが悪化するのを抑制することができる。

【０１３２】（４）エンジン１１の運転が図５の領域Ｈ
に位置する状態から領域Ｌに位置する状態へと変化して
排気の酸素濃度が高くなるとき、しばらくの間はＥＧＲ
通路４２内に残留する酸素濃度の低い排気が吸気通路３
２に入るようになる。しかし、上記のようにエンジン１
１の運転状態が変化するときには、ＥＧＲ開度がＥＧＲ
補正量Ｊの分だけ閉じ側にずらされる。これにより、Ｅ
ＧＲ量が少なくなって吸入空気量は多くなり、吸入ガス
に含まれる酸素の量が増えるようになる。そのため、上
記酸素濃度の低い排気が再循環されることにより上記吸
入ガスに含まれる酸素量ＯＸall が要求される酸素量Ｏ
Ｘreq よりも減少する側にずれ、点火プラグ４１周りに
酸素に対する燃料の割合が過度に高い混合気が存在して
燃焼状態が悪化し、失火が発生するのを防止することが
できる。

【０１３３】なお、上記各実施形態は、例えば以下のよ
うに変更することもできる。・第１実施形態において、
スロットル補正量Ｄを必ずしもエンジン１１の運転状態
に応じた可変値として算出する必要はない。

【０１３４】・また、第２実施形態において、ＥＧＲ補
正量Ｊを必ずしもエンジン１１の運転状態に応じた可変
値として算出する必要はなく、例えばＥＧＲ補正量Ｊを
固定値としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実際形態の制御装置が適用されるエンジン
全体を示す断面図。

【図２】同制御装置の電気的構成を示すブロック図。

【図３】燃焼方式を切り換える際に参照されるマップ。

【図４】第１実施形態における目標スロットル開度の算
出手順を示すフローチャート。

【図５】排気の酸素濃度が高くなるエンジンの運転領
域、及び排気の酸素濃度が低くなるエンジンの運転領域
を示す図。

【図６】吸入ガス量、吸入空気量、及びＥＧＲ量の関係
を示すグラフ。

【図７】吸入ガス量、吸入空気量、及びＥＧＲ量の関係
を示すグラフ。

【図８】第１実施形態におけるスロットル補正量の算出
手順を示すフローチャート。

【図９】加速時における加速フラグ、スロットル補正
量、スロットル開度、及び吸入ガスの酸素量の推移を示
すタイムチャート。

【図１０】減速時における減速フラグ、スロットル補正
量、スロットル開度、及び吸入ガスの酸素量の推移を示
すタイムチャート。

【図１１】第２実施形態における目標ＥＧＲ開度の算出
手順を示すフローチャート。

【図１２】第２実施形態におけるＥＧＲ補正量の算出手
順を示すフローチャート。

【図１３】加速時における加速フラグ、ＥＧＲ補正量、
及びＥＧＲ開度の推移を示すタイムチャート。

【図１４】減速時における減速フラグ、ＥＧＲ補正量、
及びＥＧＲ開度の推移を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１１…エンジン、１４ｃ…クランクポジションセンサ、
２３…スロットルバルブ、２４…スロットル用モータ、
２５…アクセルペダル、２６…アクセルポジションセン
サ、３２…吸気通路、３３…排気通路、３４…空燃比セ
ンサ、３６…バキュームセンサ、４０…燃料噴射弁、４
２…ＥＧＲ通路、４３…ＥＧＲバルブ、４３ａ…ステッ
プモータ、４４…スロットルポジションセンサ、９２…
電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G062 AA03 AA07 BA02 BA06 CA04 CA05 DA05 EA11 ED01 ED04 FA05 GA02 GA04 GA06 GA17 3G065 AA04 CA12 DA05 EA04 EA05 GA01 GA10 GA41 GA46 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 3G301 HA01 HA04 HA06 JA23 JA25 KA11 LA03 LB04 LC03 MA01 ND01 NE14 NE15 PA07Z PA11Z PD02Z PE01Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関における排気通路内の排気の一部
をＥＧＲ通路を介して吸気通路に再循環させるととも
に、同機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブを
機関運転状態に基づき求められる目標スロットル開度に
制御することで同機関の吸入ガス量を調整する内燃機関
の制御装置において、機関運転状態の変化に伴い排気中の酸素濃度が変化する
とき、前記目標スロットル開度に制御される前記スロッ
トルバルブの開度を、同目標スロットル開度よりも前記
機関運転状態変化前の目標スロットル開度側へ所定量だ
けずらすスロットル制御手段を備えることを特徴とする
内燃機関の制御装置。
【請求項２】前記スロットル制御手段は、機関運転状態
の変化に伴い排気中の酸素濃度が低くなるとき、前記ス
ロットルバルブの開度を機関運転状態に基づき求められ
る目標スロットル開度よりも所定量だけ閉じ側にすらす
よう制御する請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】前記スロットル制御手段は、機関運転状態
の変化に伴い排気中の酸素濃度が高くなるとき、前記ス
ロットルバルブの開度を機関運転状態に基づき求められ
る目標スロットル開度よりも所定量だけ開き側にずらす
よう制御する請求項１又は２記載の内燃機関の制御装
置。
【請求項４】前記スロットル制御手段は、前記スロット
ルバルブの開度がずらされる前記所定量を、内燃機関の
燃焼室に吸入される全ガス中の酸素量が要求される値と
なるよう設定する請求項１〜３のいずれかに記載の内燃
機関の制御装置。
【請求項５】内燃機関における排気通路内の排気の一部
をＥＧＲ通路を介して吸気通路に再循環させるととも
に、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブを機関運
転状態に基づき求められる目標ＥＧＲ開度に制御するこ
とで同機関の排気再循環量を調整する内燃機関の制御装
置において、機関運転状態の変化に伴い排気中の酸素濃度が変化する
とき、前記目標ＥＧＲ開度に制御される前記ＥＧＲバル
ブの開度を、同目標ＥＧＲ開度よりも前記機関運転状態
変化に伴い前記目標ＥＧＲ開度が変化する方向へ所定量
だけずらすＥＧＲ制御手段を備えることを特徴とする内
燃機関の制御装置。
【請求項６】前記ＥＧＲ制御手段は、機関運転状態の変
化に伴い排気中の酸素濃度が低くなるとき、前記ＥＧＲ
バルブの開度を機関運転状態に基づき求められる目標Ｅ
ＧＲ開度よりも所定量だけ開き側の値にずらすよう制御
する請求項５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】前記ＥＧＲ制御手段は、機関運転状態の変
化に伴い排気中の酸素濃度が高くなるとき、前記ＥＧＲ
バルブの開度を機関運転状態に基づき求められる目標Ｅ
ＧＲ開度よりも所定量だけ閉じ側の値にずらすよう制御
する請求項５又は６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】前記ＥＧＲ制御手段は、前記ＥＧＲバルブ
の開度がずらされる前記所定量を、内燃機関の燃焼室に
吸入される全ガス中の酸素量が要求される値となるよう
設定する請求項５〜７のいずれかに記載の内燃機関の制
御装置。