JP2002371889A - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減速状態での触媒が不活性状態にある場合に
は空燃比リッチ化処理を行わないようにして燃費の悪化
とＨＣ排出の増加を防止する。 【解決手段】 排気の空燃比がリーンのとき排気中のＮ
Ｏｘをトラップし、排気の空燃比が理論空燃比またはこ
れよりリッチのときトラップしたＮＯｘを浄化するＮＯ
ｘ触媒（６１）を排気通路（２）に備えるとともに、コ
ンロトールユニット（４１）が、車両の減速状態にある
かどうかを判定する減速状態判定手段と、触媒が活性状
態にあるかどうかを判定する活性状態判定手段と、これ
ら判定結果より車両が減速状態にありかつ触媒が活性状
態のとき、空燃比リッチ化処理を所定期間行い、その後
にフュエルカット処理に移行させる制御手段とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はディーゼルエンジ
ンの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排気の空燃比がリーンのとき排気中のＮ
Ｏｘをトラップし、排気の空燃比がリッチのときトラッ
プしたＮＯｘを浄化する（例えば脱離・還元する）ＮＯ
ｘ触媒を排気通路に備える場合に、減速フュエルカット
条件が成立したとき排気の空燃比がリーンであれば、空
燃比を理論空燃比あるいは理論空燃比よりリッチにする
処理（この空燃比の処理を以下「空燃比リッチ化処理」
という。）を減速フュエルカット条件の成立時点から所
定期間行い、これによりトラップしたＮＯｘを浄化し、
その後にフュエルカット処理に移行する技術が開示され
ている（特開平１１−３０３６６３号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では減速フュエルカット条件が成立すると常に空燃比
リッチ化処理が行われるため次のような問題があった。
すなわち、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率は触媒温度に大き
く依存し、触媒温度が低いときには浄化率が低下して触
媒の活性状態を保てない。そのため触媒が活性状態にな
い状態で空燃比リッチ化処理を行ってもＮＯｘの浄化が
行われない。ＮＯｘの浄化に使われなかった未燃ＨＣは
そのまま触媒下流に排出されてしまい、燃費も悪くな
る。

【０００４】一方、減速フュエルカット条件は減速状態
かつエンジン回転速度が所定の回転速度範囲にあるとき
に成立するので、減速状態にあってもエンジン回転速度
がこの所定回転速度範囲を外れている場合に空燃比リッ
チ化処理は行われない。この場合にあっても触媒が活性
状態にあればＮＯｘの浄化を行うことができるのである
から、従来装置では、フュエルカット条件に限定するあ
まり、空燃比リッチ化処理を行い得る機会をみすみす逃
してしまっている。

【０００５】そこで本発明は減速状態にありかつ触媒が
活性状態にある場合に限って所定の期間空燃比リッチ化
処理を行う。この場合、減速状態ではフュエルカット条
件が成立するときと成立しないときとがあるので、フュ
エルカット条件の成立時には、フュエルカットを中止し
て燃料噴射を行わせることにより、空燃比リッチ化処理
を実現し、これに対してフュエルカット条件の非成立時
（つまり燃料噴射中）には燃料量を大きくするかあるい
は燃料量はそのままにして空気量を減らすことにより空
燃比リッチ化処理を実現する。このようにして空燃比リ
ッチ化処理を実現することにより、空燃比リッチ化処理
を行い得る機会を広く用意するとともに、空燃比リッチ
化処理が無駄に行われることがないようにして燃費の悪
化とＨＣ排出の増加を防止することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、排気の空
燃比がリーンのとき排気中のＮＯｘをトラップし、排気
の空燃比が理論空燃比またはこれよりリッチのときトラ
ップしたＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒を排気通路に備え
るとともに、車両の減速状態にあるかどうかを判定する
減速状態判定手段と、触媒が活性状態にあるかどうかを
判定する活性状態判定手段と、これら判定結果より車両
が減速状態にありかつ触媒が活性状態のとき、空燃比リ
ッチ化処理を所定期間行う制御手段とを備える。

【０００７】第２の発明では、第１の発明において前記
活性状態判定手段が、所定の触媒浄化率を保つことので
きる触媒温度を維持し得る車速ＶＳＰＬ＃を超えている
とき触媒が活性状態にあると判定する（図７１のステッ
プ４参照）。

【０００８】第３の発明では、第１または第２の発明に
おいてＮＯｘ触媒の浄化時期になったかどうかを判定す
る浄化時期判定手段を備え、ＮＯｘ触媒の浄化時期にな
ったとき、フュエルカット処理が行われていればフュエ
ルカット処理を禁止して空燃比リッチ化処理を行う。

【０００９】第４の発明は、第１から第３までのいずれ
か一つの発明において高圧で燃料噴射を行う燃料噴射弁
を備え、空燃比リッチ化処理をこの燃料噴射弁によるメ
イン噴射で行う場合に、この燃料噴射弁によるメイン噴
射量Ｑｆｉｎを実吸入空気量Ｑａｃと目標当量比Ｔｆｂ
ｙａで設定する（図７３のステップ３参照）。目標当量
比そのものに代えて目標当量比相当値でもかまわない。

【００１０】第５の発明は、第４の発明においてＥＧＲ
装置を備え、目標当量比Ｔｆｂｙａを、目標空気過剰率
ＴｌａｍｂとＥＧＲ装置の制御値とで設定する（図２０
のステップ３参照）。ＥＧＲ装置の制御値とは例えば実
ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄや目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒである。

【００１１】第６の発明では、第４の発明において吸入
空気量調整手段（たとえば過給機や吸気絞り装置）と、
目標吸入空気量ｔＱａｃに応じて吸入空気量調整手段を
制御する手段とを備え、目標吸入空気量ｔＱａｃを基本
燃料噴射量Ｍｑｄｒｖと目標当量比Ｔｆｂｙａから設定
するか（図２０のステップ４参照）または運転パラメー
タ（例えばアクセル開度ＡＰＯとエンジン回転速度Ｎ
ｅ）と目標当量比Ｔｆｂｙａから設定する。

【００１２】第７の発明では、第６の発明において燃料
噴射弁からの燃料噴射を、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸
入空気量ｔＱａｃとの差が所定範囲内に入ったときに行
う（図７３のステップ２、３参照）。

【００１３】第８の発明では、第１の発明においてロッ
クアップ機構を有する自動変速機を備え、車両の減速状
態でロックアップ機構を作動させている場合に、車両が
減速状態にありかつ触媒が活性状態のときかつ前記空燃
比リッチ化処理の要求があるときロックアップ機構の作
動を禁止する。

【００１４】第９の発明では、第１の発明において車両
が減速状態にありかつ触媒が活性状態のときかつ前記空
燃比リッチ化処理の要求があるときフュエルカット処理
が行われていれば、ポスト噴射により空燃比リッチ化処
理を行う。

【００１５】第１０の発明では、第１の発明において車
両が減速状態にありかつ触媒が活性状態のときかつ前記
空燃比リッチ化処理の要求があるときフュエルカット処
理が行われていなければ、空燃比リッチ化処理を吸入空
気量調整手段（たとえば過給機や吸気絞り装置）または
ＥＧＲ装置を用いて空気過剰率を低下させることにより
行う。

【００１６】第１１の発明では、第６の発明においてＥ
ＧＲ装置を備え、空燃比リッチ化処理中に目標吸入空気
量ｔＱａｃが吸入空気量調整手段で達成しうる最低吸入
空気量以下となったとき、目標吸入空気量ｔＱａｃが得
られるようにＥＧＲ装置によりＥＧＲ量を増加補正する
かまたは目標吸入空気量ｔＱａｃとなるようにＥＧＲ量
をフィードバック制御する。なお、目標吸入空気量ｔＱ
ａｃが吸入空気量調整手段で達成しうる最低吸入空気量
以下となったかどうかの判定に代えて吸気管圧力が所定
値以下の低圧側になったかどうかの判定を行ってもよ
い。

【００１７】第１２の発明では、第６の発明において空
燃比リッチ化処理中に目標吸入空気量ｔＱａｃが吸入空
気量調整手段で達成しうる最低吸入空気量以下となりメ
イン噴射による空燃比リッチ化処理ではＨＣ供給量が要
求より不足するとき、その不足分（最低吸入空気量と目
標吸入空気量の差に相当するＨＣの不足分）のＨＣ供給
量をポスト噴射で達成するかまたはメイン噴射による空
燃比リッチ化処理をやめて要求のＨＣ供給量の総てをポ
スト噴射で達成する。なお、目標吸入空気量ｔＱａｃが
吸入空気量調整手段で達成しうる最低吸入空気量以下と
なったかどうかの判定に代えて吸気管圧力が所定値以下
の低圧側になったかどうかの判定を行ってもよい。

【００１８】

【発明の効果】第１、第２の発明では運転性への影響が
少ない減速状態にありかつ触媒が活性状態であるときに
限って空燃比リッチ化処理を行うので、当該処理により
多く発生するＨＣがＮＯｘ触媒の浄化に有効に使われ
る。その一方で触媒が活性状態にないときには空燃比リ
ッチ化処理が行われることがなく、これにより触媒が未
活性の状態で空燃比リッチ化処理が行われて触媒に使わ
れない未燃ＨＣがそのまま排出されることを回避するこ
とができる。

【００１９】また、減速状態であればフュエルカット条
件の成立、非成立に関係なく空燃比リッチ化処理が行わ
れるため、従来より空燃比リッチ化処理を行い得る機会
が増やされている。

【００２０】このようにして第１、第２の発明によれ
ば、減速状態かつ触媒が活性状態であるときに限ってフ
ュエルカット条件の成立に関係なく空燃比リッチ化処理
を行うことで、空燃比リッチ化処理を行い得る機会を拡
大し、さらに空燃比リッチ化処理が無駄に行われて未燃
ＨＣがそのまま排出されることを回避するとともに無駄
な燃料消費を抑制することができる。

【００２１】第３の発明によれば、フュエルカット処理
より空燃比リッチ化処理が優先されるので、確実にＮＯ
ｘ触媒を浄化できる。

【００２２】当量比はこの値が１．０のとき理論空燃比
に相当するので、第４の発明によれば目標当量比に適切
な値を与えることで、排気を必要以上にリッチ雰囲気に
してＨＣ、ＣＯの排出量を増加させたり、この逆に十分
なリッチ雰囲気が達成されずにＮＯｘの浄化が不十分と
なるといった事態を防止できる。

【００２３】第５の発明によれば、ＥＧＲ装置の制御値
をも用いて目標当量比を設定するので、過渡時にもＥＧ
Ｒ中の酸素濃度を考慮して目標当量比を設定することが
可能となり、特に空燃比リッチ化処理の開始直後のリッ
チ雰囲気のより速い達成と精度とを確保できる。

【００２４】第６の発明によれば、目標吸入空気量を目
標当量比と基本燃料噴射量（あるいは運転パラメータ）
により設定するため、目標当量比の得られる吸入空気量
を達成することができ、適切な空燃比で空燃比リッチ化
処理を行うことができる。

【００２５】実吸入空気量が目標吸入空気量より遅れ、
目標吸入空気より大きくなったり小さくなったりする過
渡時には実吸入空気量より演算される燃料噴射量が目標
吸入空気量が期待する燃料噴射量より多かったり少なか
ったりする。こうした現象が生じる過渡時にも実吸入空
気量に基づいて燃料噴射量を演算させたのでは、燃料を
噴射し過ぎて減速時なのにトルクショックを生じたり、
この逆にＮＯｘ触媒の浄化に不十分な量の燃料しか供給
されなかったりする事態が生じるのであるが、第７の発
明によれば、実吸入空気量が目標吸入空気量に十分近づ
いた後に燃料噴射弁からの燃料噴射を開始するため、こ
うした事態を防止することが可能となる。

【００２６】ロックアップ機構を有する自動変速機を備
える場合に、車両が減速状態にあるときロックアップ機
構を作動させるようにしているものでは、フュエルカッ
ト状態にあるため、車両が減速状態にありかつ触媒が活
性状態で空燃比リッチ化処理の要求があっても空燃比リ
ッチ化処理を行うことができないのであるが、第８の発
明では車両が減速状態にありかつ触媒が活性状態のとき
かつ空燃比リッチ化処理の要求があるとき、ロックアッ
プ機構の作動を禁止することで、エンジン回転速度が低
下して燃料リカバー状態となり空燃比リッチ化処理を行
わせることが可能となる。

【００２７】また、空燃比リッチ化処理要求のない減速
時にもロックアップ機構の作動を禁止したのでは、燃料
カットができず燃費効果が減少する上、減速からの再加
速のときにはロックアップ機構が作動へと切換わり、ロ
ックアップ機構の作動、非作動の切換の頻度が増加して
しまうことになるが、空燃比リッチ化処理要求のない減
速時にはロックアップ機構の作動が禁止されることはな
いので、こうしたロックアップ機構の不要な作動、非作
動を防止することができる。

【００２８】第９の発明によればフュエルカット処理が
行われていても、ポスト噴射により排気温度を上昇させ
つつＮＯｘ還元剤であるＨＣを触媒へと供給することが
できる。

【００２９】吸入空気量調整手段またはＥＧＲ装置を用
いて空燃比リッチ化処理を行うのであれば燃料噴射量を
増やすことが必要ないため、第１０の発明によれば不要
な燃料噴射を防止することができる。

【００３０】第１１の発明によれば、空燃比リッチ化処
理中に目標吸入空気量が吸入空気量調整手段で達成しう
る最低吸入空気量以下となったとき（または吸気管圧力
が所定値以下の低圧側になったとき）においても、目標
吸入空気量が得られるので、実際の吸入空気量が目標よ
りも極度に低くなったり吸入圧力が極度に低圧となるよ
うな状態になることを回避でき、これによって確実にリ
ッチ雰囲気を達成しつつトルクショックやブローバイガ
スの極度の増加を防止することができる。

【００３１】吸入空気量が目標まで低くならない場合は
空燃比リッチ化処理に最適な目標空気過剰率を達成でき
ないことになり、メイン噴射による空燃比リッチ化処理
では触媒を再生するためのＨＣ供給量が要求より不足す
るのであるが、第１２の発明によれば、空燃比リッチ化
処理中に目標吸入空気量が吸入空気量調整手段で達成し
うる最低吸入空気量以下となったとき（または吸気管圧
力が所定値以下の低圧側になったとき）においても確実
に要求のＨＣ供給量を触媒へと供給することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１に、熱発生率のパターンが単
段燃焼となる、いわゆる低温予混合燃焼を行わせるため
の構成を示す。なお、この構成そのものは特開平８−８
６２５１号公報などにより公知である。

【００３３】さて、ＮＯｘの生成は燃焼温度に大きく依
存し、その低減には燃焼温度の低温化が有効である。低
温予混合燃焼では、ＥＧＲによる酸素濃度の低減で、低
温燃焼を実現するため、排気通路２と吸気通路３のコレ
クタ部３ａとを結ぶＥＧＲ通路４に、圧力制御弁５から
の制御圧力に応動するダイヤフラム式のＥＧＲ弁６（Ｅ
ＧＲ装置）を備えている。

【００３４】圧力制御弁５は、コントロールユニット４
１からのデューティ制御信号により駆動されるもので、
これによって運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るよ
うにしている。たとえば、低回転低負荷域でＥＧＲ率を
最大の１００パーセントとし、回転速度、負荷が高くな
るに従い、ＥＧＲ率を減少させる。高負荷側では排気温
度が上昇するため、多量のＥＧＲガスを還流すると、吸
気温度の上昇によってＮＯｘ低減の効果が減少したり、
噴射燃料の着火遅れ期間が短くなって予混合燃焼が実現
できなくなる等のため、ＥＧＲ率を段階的に減少させて
いる。

【００３５】ＥＧＲ通路４の途中には、ＥＧＲガスの冷
却装置７を備える。これは、ＥＧＲ通路４の周りに形成
されエンジン冷却水の一部が循環されるウォータジャケ
ット８と、冷却水の導入口７ａに設けられ冷却水の循環
量を調整可能な流量制御弁９とからなり、コントロール
ユニット４１からの指令により、制御弁９を介して循環
量を増やすほどＥＧＲガスの冷却度が増す。

【００３６】燃焼促進のため吸気ポート近傍の吸気通路
に所定の切欠を有するスワールコントロールバルブ（図
示しない）を備える。コントロールユニット４１によ
り、このスワールコントロールバルブが低回転速度低負
荷域で閉じられると、燃焼室に吸入される吸気の流速が
高まり燃焼室にスワールが生成される。

【００３７】燃焼室は大径トロイダル燃焼室（図示しな
い）である。これは、ピストンキャビティを、入口を絞
らずピストンの冠面から底部まで円筒状に形成したもの
で、その底部中央には、圧縮行程後期にピストンキャビ
ティの外部から旋回しながら流れ込むスワールに抵抗を
与えないように、さらに空気と燃料の混合を良好にする
ため、円錐部が形成されている。この入口を絞らない円
筒状のピストンキャビティにより、前述のスワールバル
ブ等によって生成されたスワールは、燃焼過程でピスト
ンが下降していくのに伴い、ピストンキャビティ内から
キャビティ外に拡散され、キャビティ外でもスワールが
持続される。

【００３８】エンジンにはコモンレール式の燃料噴射装
置１０を備える。これを図２により概説する。

【００３９】この燃料噴射装置１０は、主に燃料タンク
１１、燃料供給通路１２、サプライポンプ１４、コモン
レール（蓄圧室）１６、気筒毎に設けられるノズル１７
（燃料噴射弁）からなり、サプライポンプ１４により加
圧された燃料は燃料供給通路１５を介して蓄圧室１６に
いったん蓄えられたあと、蓄圧室１６の高圧燃料が気筒
数分のノズル１７に分配される。

【００４０】ノズル１７は、針弁１８、ノズル室１９、
ノズル室１９への燃料供給通路２０、リテーナ２１、油
圧ピストン２２、針弁１８を閉弁方向（図で下方）に付
勢するリターンスプリング２３、油圧ピストン２２への
燃料供給通路２４、この通路２４に介装される三方弁
（電磁弁）２５などからなり、ノズル内の通路２０と２
４が連通して油圧ピストン２２上部とノズル室１９にと
もに高圧燃料が導かれる三方弁２５のＯＦＦ時（ポート
ＡとＢが連通、ポートＢとＣが遮断）には、油圧ピスト
ン２２の受圧面積が針弁１８の受圧面積より大きいこと
から、針弁１８が着座状態にあるが、三方弁２５がＯＮ
状態（ポートＡとＢが遮断、ポートＢとＣが連通）にな
ると、油圧ピストン２２上部の燃料が戻し通路２８を介
して燃料タンク１１に戻され、油圧ピストン２２に作用
する燃料圧力が低下する。これによって針弁１８が上昇
してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。三方弁２
５をふたたびＯＦＦ状態に戻せば、油圧ピストン２２に
蓄圧室１６の高圧燃料が導びかれて燃料噴射が終了す
る。つまり、三方弁２５のＯＦＦからＯＮへの切換時期
により燃料の噴射開始時期が、またＯＮ時間により燃料
噴射量が調整され、蓄圧室１６の圧力が同じであれば、
ＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。２６は
逆止弁、２７はオリフィスである。

【００４１】この燃料噴射装置１０にはさらに、蓄圧室
圧力を調整するため、サプライポンプ１４から吐出され
た燃料を戻す通路１３に圧力調整弁３１を備える。この
調整弁３１は通路１３の流路を開閉するもので、蓄圧室
１６への燃料吐出量を調整することにより蓄圧室圧力を
調整する。蓄圧室１６の燃料圧力（噴射圧）によって燃
料噴射率が変化し、蓄圧室１６の燃料圧力が高くなるほ
ど燃料噴射率が高くなる。

【００４２】アクセル開度センサ３３、エンジン回転速
度とクランク角度を検出するセンサ３４、気筒判別のた
めのセンサ３５、水温センサ３６からの信号が入力され
るコントロールユニット４１では、エンジン回転速度と
アクセル開度に応じて目標燃料噴射量と蓄圧室１６の目
標圧力を演算し、圧力センサ３２により検出される蓄圧
室圧力がこの目標圧力と一致するように圧力調整弁３１
を介して蓄圧室１６の燃料圧力をフィードバック制御す
る。

【００４３】また、演算した目標燃料噴射量に対応して
三方弁２５のＯＮ時間を制御するほか、三方弁２５のＯ
Ｎへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所
定の噴射開始時期を得るようにしている。たとえば、高
ＥＧＲ率の低回転速度低負荷側で噴射燃料の着火遅れ期
間が長くなるように燃料の噴射時期（噴射開始時期）を
ピストン上死点（ＴＤＣ）にまで遅延している。この遅
延により、着火時期の燃焼室内の温度を低温状態にし、
予混合燃焼比率を増大させることにより、高ＥＧＲ率域
でのスモークの発生を抑える。これに対して、回転速
度、負荷が高くなるにしたがい、噴射時期を進めてい
る。これは、着火遅れの時間が一定であっても、着火遅
れクランク角度（着火遅れの時間をクランク角度に換算
した値）がエンジン回転速度の増加に比例して大きくな
り、低ＥＧＲ率時に所定の着火時期を得るために、噴射
時期を進めるのである。

【００４４】図１に戻り、ＥＧＲ通路４の開口部下流の
排気通路２に可変容量ターボ過給機を備える。これは、
排気タービン５２のスクロール入口に、圧力アクチュエ
ータ５４により駆動される可変ノズル５３を設けたもの
で、コントロールユニット４１により、可変ノズル５３
は低回転速度域から所定の過給圧が得られるように、低
回転速度側では排気タービン５２に導入される排気の流
速を高めるノズル開度（傾動状態）に、高回転速度側で
は排気を抵抗なく排気タービン５２に導入させノズル開
度（全開状態）に制御する。

【００４５】上記の圧力アクチュエータ５４は、制御圧
力に応動して可変ノズル５３を駆動するダイヤフラムア
クチュエータ５５と、このアクチュエータ５５への制御
圧力を調整する圧力制御弁５６とからなり、可変ノズル
５３の開口割合が、後述するようにして得られる目標開
口割合Ｒｖｎｔとなるように、デューティ制御信号が作
られ、このデューティ制御信号が圧力制御弁５６に出力
される。

【００４６】さて、過給圧制御という観点からみると、
ＥＧＲ制御も、過給圧制御の役割を物理的に果たしてい
る。つまり、ＥＧＲ量を変化させることにより過給圧も
変化する。逆に、過給圧を変化させると、排気圧力が変
化するため、ＥＧＲ量も変化することになり、過給圧と
ＥＧＲ量とは独立に制御できない。また、ややもすると
お互いに制御上の外乱となっている。なお、一方を変化
させた場合に、制御精度を確保するには、他方を適合し
直すことであるが、他方を適合し直した後には、もう一
方を再適合しなければならなくなるので、この方法で
は、過渡時の制御精度を確保することが困難である。

【００４７】このように、過給圧とＥＧＲ量とはお互い
に影響を与え、ＥＧＲ量を変えると、ノズル開度を変え
る必要があるなど適切な適合が困難な上に、特に過渡時
は双方の制御精度が低下するので、コントロールユニッ
ト４１では、目標吸入空気量ｔＱａｃと目標ＥＧＲ量や
目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒに遅れ処理を施した値である実Ｅ
ＧＲ量Ｑｅｃや実ＧＲ率Ｍｅｇｒｄからターボ過給機の
作動目標値である可変ノズル５３の目標開口割合Ｒｖｎ
ｔを設定するほか、目標空気過剰率Ｔｌａｍｂと実ＥＧ
Ｒ率Ｍｅｇｒｄとから所定の演算式（後述する）により
目標当量比Ｔｆｂｙａを設定し、この目標当量比Ｔｆｂ
ｙａに基づいて上記の目標吸入空気量ｔＱａｃと最終目
標噴射量Ｑｆｉｎを演算し、これら目標吸入空気量ｔＱ
ａｃと最終目標噴射量Ｑｆｉｎが得られるように吸入空
気量と噴射量を制御するようにしている。

【００４８】排気タービン５２の下流の排気通路２には
ＮＯｘ触媒６１を備える。これは排気の空燃比がリーン
のとき排気中のＮＯｘをトラップし、排気の空燃比がリ
ッチのときトラップしたＮＯｘを浄化する（例えば脱離
・還元する）ものである。ＮＯｘがトラップされるほど
トラップ率が低下してくるので、コントロールユニット
４１では所定の条件となったとき空気過剰率が１．０を
超える空気過剰な雰囲気でエンジンを運転していればリ
ッチスパイク処理（空燃比リッチ化処理）を行う。

【００４９】ここで、所定の条件は基本的にフュエルカ
ットの行われる減速状態であり、本発明ではさらに触媒
が活性状態にあることを追加している。したがって、減
速フュエルカット条件が成立しても触媒が活性状態にあ
るかどうかを確かめ、触媒が活性状態にある場合に限っ
てリッチスパイク処理を所定の期間行い、所定の期間が
終了した時点でまだ減速状態にあればフュエルカット処
理に移行する。

【００５０】コントロールユニット４１で実行されるこ
のリッチスパイク処理、上記の過給圧とＥＧＲ量の協調
制御の内容を、また吸入空気量調整手段として過給機の
ほかに図示しない吸気絞り弁（吸気絞り装置）を吸気コ
ンプレッサ上流の吸気通路３に備えるので、この吸気絞
り弁開度の制御の内容を、以下のフローチャートにした
がって説明する。

【００５１】まず、図３は目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを演
算するためのもので、ＲＥＦ信号（クランク角の基準位
置信号で、４気筒エンジンでは１８０度毎、６気筒エン
ジンでは１２０度毎の各信号）の入力毎に実行する。

【００５２】ステップ１、２でエンジン回転速度Ｎｅと
アクセル開度ＡＰＯを読み込み、ステップ３では、これ
らＮｅとＡＰＯに基づいて、図４を内容とするマップを
検索すること等により、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを演
算し、ステップ４ではこの基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖに
対してエンジン冷却水温等による増量補正を行い、補正
後の値を目標燃料噴射量Ｑｓｏｌとして設定する。

【００５３】図５はＥＧＲ弁６の開口面積Ａｅｖを演算
するためのもので、ＲＥＦ信号の入力毎に実行する。ス
テップ１では目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋを演算する。このＴ
ｑｅｋの演算については図７のフローにより説明する。

【００５４】図７（図５ステップ１のサブルーチン）に
おいて、ステップ１、２では１シリンダ当たりの吸入空
気量Ｑａｃｎと目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算する。

【００５５】ここで、Ｑａｃｎの演算については図８の
フローにより、またＭｅｇｒの演算については図１１の
フローにより説明する。

【００５６】まず、図８において、ステップ１ではエン
ジン回転速度Ｎｅを読み込み、このエンジン回転速度Ｎ
ｅとエアフローメータより得られる吸入空気量Ｑａｓ０
とから

【００５７】

【数１】Ｑａｃ０＝（Ｑａｓ０／Ｎｅ）×ＫＣＯＮ＃、 ただし、ＫＣＯＮ＃：定数、 の式により１シリンダ当たりの吸入空気量Ｑａｃ０を演
算する。

【００５８】上記のエアフローメータ３９（図１参照）
は、コンプレッサ上流の吸気通路３に設けており、エア
フローメータ３９からコレクタ部３ａまでの輸送遅れ分
のディレイ処理を行うため、ステップ３ではＬ（ただし
Ｌは定数）回前のＱａｃ０の値をコレクタ入口部３ａ位
置における１シリンダ当たりの吸入空気量Ｑａｃｎとし
て求めている。そして、ステップ４ではこのＱａｃｎに
対して

【００５９】

【数２】Ｑａｃ＝Ｑａｃ_n-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯ
Ｌ）＋Ｑａｃｎ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ、 ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 Ｑａｃ_n-1：前回のＱａｃ、 の式（一次遅れの式）により吸気弁位置における１シリ
ンダ当たりの吸入空気量（この吸入空気量を、以下「シ
リンダ吸入空気量」で略称する。）Ｑａｃを演算する。
これはコレクタ入口部３ａから吸気弁までのダイナミク
スを補償するためのものである。

【００６０】上記数１式右辺の吸入空気量Ｑａｓ０の検
出については図９のフローにより説明する。図９のフロ
ーは４ｍｓ毎に実行する。

【００６１】ステップ１ではエアフローメータ３９の出
力電圧Ｕｓを読み込み、このＵｓからステップ２で図１
０を内容とする電圧−流量変換テーブルを検索すること
等により吸入空気量Ｑａｓ０ ｄを演算する。さらに、
ステップ３でこのＱａｓ０ ｄに対して加重平均処理を行
い、その加重平均処理値を吸入空気量Ｑａｓ０として設
定する。

【００６２】次に、図１１において、ステップ１ではエ
ンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、エンジ
ン冷却水温Ｔｗを読み込む。ステップ２ではエンジン回
転速度Ｎｅと目標燃料噴射量Ｑｓｏｌから図１２を内容
とするマップを検索すること等により基本目標ＥＧＲ率
Ｍｅｇｒｂを演算する。この場合、基本目標ＥＧＲ率
は、エンジンの使用頻度の高い領域、つまり低回転速
度、低負荷（低噴射量）になるほど大きくなり、スモー
クが発生しやすい高出力時には小さくする。

【００６３】次にステップ３で冷却水温Ｔｗから図１３
を内容とするテーブルを検索すること等により、基本目
標ＥＧＲ率の水温補正係数Ｋｅｇｒ ｔｗを演算する。
そして、ステップ４において、基本目標ＥＧＲ率とこの
水温補正係数とから、

【００６４】

【数３】Ｍｅｇｒ＝Ｍｅｇｒｂ×Ｋｅｇｒ ｔｗ の式により目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを算出する。

【００６５】ステップ５ではエンジンの状態が完爆状態
であるか否かを判定する。ただし、この完爆の判定は、
図１４のフローで後述する。

【００６６】ステップ６では完爆状態かどうかみて、完
爆状態のときは、今回の処理をそのまま終了し、完爆状
態でないと判定されたときは、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを
０として今回の処理を終了する。

【００６７】これにより、エンジンの完爆後にＥＧＲ制
御が行われ、完爆前は安定した始動性を確保するために
もＥＧＲは行われない。

【００６８】図１４はエンジンの完爆を判定するための
ものである。ステップ１でエンジン回転速度Ｎｅを読み
込み、このエンジン回転速度Ｎｅと完爆回転速度に相当
する完爆判定スライスレベルＮＲＰＭＫとをステップ２
において比較する。Ｎｅのほうが大きいときは完爆と判
断し、ステップ３に進む。ここでは、カウンタＴｍｒｋ
ｂと所定時間ＴＭＲＫＢＰとを比較し、カウンタＴｍｒ
ｋｂが所定時間よりも大きいときは、ステップ４に進
み、完爆したものとして処理を終了する。

【００６９】これに対して、ステップ２でＮｅのほうが
小さいときは、ステップ６に進み、カウンタＴｍｒｋｂ
をクリアし、ステップ７で完爆状態にはないものとして
処理を終了する。また、ステップ２でＮｅよりも大きい
ときでも、ステップ３でカウンタＴｍｒｋｂが所定時間
よりも小さいときは、ステップ５でカウンタをインクリ
メントし、完爆でないと判断する。

【００７０】これらにより、エンジン回転速度が所定値
（たとえば４００ｒｐｍ）以上であって、かつこの状態
が所定時間にわたり継続されたときに完爆したものと判
定するのである。

【００７１】このようにして図８によりシリンダ吸入空
気量Ｑａｃｎ、図１１により目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒの演
算を終了したら、図７のステップ３に戻り、両者から

【００７２】

【数４】Ｍｑｅｃ＝Ｑａｃｎ×Ｍｅｇｒ の式により要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃを演算する。

【００７３】ステップ４ではこのＭｑｅｃに対して、Ｋ
ＩＮ×ＫＶＯＬを加重平均係数とする

【００７４】

【数５】Ｒｑｅｃ＝Ｍｑｅｃ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ＋Ｒｑ
ｅｃ_n-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ）、 ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 Ｒｑｅｃ_n-1：前回の中間処理値、 の式により、中間処理値（加重平均値）Ｒｑｅｃを演算
し、このＲｑｅｃと要求ＥＧＲ量Ｍｑｅｃを用いてステ
ップ５で

【００７５】

【数６】Ｔｑｅｃ＝Ｍｑｅｃ×ＧＫＱＥＣ＋Ｒｑｅｃ
_n-1×（１−ＧＫＱＥＣ）、 ただし、ＧＫＱＥＣ：進み補正ゲイン、 の式により進み補正を行って、１シリンダ当たりの目標
ＥＧＲ量Ｔｑｅｃを演算する。要求値に対して吸気系の
遅れ（すなわちＥＧＲ弁６→コレクタ部３ａ→吸気マニ
ホールド→吸気弁の容量分の遅れ）があるので、ステッ
プ４、５はこの遅れ分の進み処理を行うものである。

【００７６】数６式の進み補正ゲインＧＫＱＥＣは目標
ＥＧＲ量の応答の時定数と逆数の関係にあり、進み補正
ゲインを大きくするほど応答の時定数が小さくなり（応
答が速くなり）、この逆に補正ゲインを小さくすると応
答の時定数が大きくなる（応答が遅くなる）。

【００７７】ステップ６では

【００７８】

【数７】Ｔｑｅｋ＝Ｔｑｅｃ×（Ｎｅ／ＫＣＯＮ＃）／
Ｋｑａｃ００ ただし、Ｋｑａｃ００：ＥＧＲ量フィードバック補正係
数、 ＫＣＯＮ＃：定数、 の式により単位変換（１シリンダ当たり→単位時間当た
り）を行って、目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋを求める。なお、
ＥＧＲ量フィードバック補正係数Ｋｑａｃ００の演算に
ついては後述する（図５４参照）。

【００７９】このようにして目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋの演
算を終了したら、図５のステップ２に戻り、ＥＧＲガス
（ＥＧＲ弁を流れるガス）の流速（このＥＧＲガスの流
速を以下、単に「ＥＧＲ流速」という）Ｃｑｅを演算
し、このＥＧＲ流速Ｃｑｅと目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋとか
ら

【００８０】

【数８】Ａｅｖ＝Ｔｑｅｋ／Ｃｑｅ の式でＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖを演算する。なお、ＥＧ
Ｒ流速Ｃｑｅの演算については後述する（図６３参
照）。

【００８１】このようにして得られたＥＧＲ弁開口面積
Ａｅｖは、図示しないフローにおいて図６を内容とする
テーブルを検索する等によりＥＧＲ弁６のリフト量に変
換され、このＥＧＲ弁リフト量になるように、圧力制御
弁５へのデューティ制御信号が作られ、このデューティ
制御信号が圧力制御弁５に出力される。

【００８２】次に、図１５、図１６はターボ過給機駆動
用の圧力制御弁５６に与える制御指令デューティ値Ｄｔ
ｙｖｎｔを演算するためのもので、一定時間毎（たとえ
ば１０ｍｓ毎）に実行する。

【００８３】図１５を第１実施形態、図１６を第２実施
形態とすると、２つの実施形態では可変ノズル５３の目
標開口割合Ｒｖｎｔを演算するのに用いるパラメータに
違いがある（図１５の第１実施形態では実ＥＧＲ量Ｑｅ
ｃに基づいて、また図１６の第２実施形態では実ＥＧＲ
率Ｍｅｇｒｄに基づいて可変ノズル５３の目標開口割合
Ｒｖｎｔを演算する）。

【００８４】なお、図１５、図１６はメインルーチン
で、制御の大きな流れは図示のステップに従うものであ
り、各ステップの処理に対してサブルーチンが用意され
ている。したがって、以下ではサブルーチンを中心に説
明していく。

【００８５】図１７（図１６のステップ２のサブルーチ
ン）は実ＥＧＲ率を演算するためのもので、１０ｍｓの
入力毎に実行する。ステップ１で目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ
（図１１で得ている）を読み込み、ステップ２でコレク
タ容量分の時定数相当値Ｋｋｉｎを演算する。このＫｋ
ｉｎの演算については図１８のフローにより説明する。

【００８６】図１８（図１７のステップ２のサブルーチ
ン）において、ステップ１でエンジン回転速度Ｎｅ、目
標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、後述する実ＥＧＲ率の前回値で
あるＭｅｇｒｄ_n-1［％］を読み込み、このうちＮｅと
Ｑｓｏｌからステップ２において図１９を内容とするマ
ップを検索すること等により体積効率相当基本値Ｋｉｎ
ｂを演算し、ステップ３では

【００８７】

【数９】Ｋｉｎ＝Ｋｉｎｂ×１／（１＋Ｍｅｇｒｄ_n-1
／１００） の式により体積効率相当値Ｋｉｎを演算する。これはＥ
ＧＲによって体積効率が減少するので、その分の補正を
行うようにしたものである。

【００８８】このようにして求めたＫｉｎに対し、ステ
ップ４において吸気系容積とシリンダ容積の比相当の定
数であるＫＶＯＬ（図８のステップ４参照）を乗じた値
をコレクタ容量分の時定数相当値Ｋｋｉｎとして演算す
る。

【００８９】このようにしてＫｋｉｎの演算を終了した
ら図１７のステップ３に戻り、このＫｋｉｎと目標ＥＧ
Ｒ率Ｍｅｇｒを用い、

【００９０】

【数１０】Ｍｅｇｒｄ＝Ｍｅｇｒ×Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×Ｋ
Ｅ２＃＋Ｍｅｇｒｄ_n-1×（１−Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×ＫＥ
２＃）、 ただし、Ｋｋｉｎ：Ｋｉｎ×ＫＶＯＬ＃、 ＫＥ２＃：定数、 Ｍｅｇｒｄ_n-1：前回のＭｅｇｒｄ、 の式で遅れ処理と単位変換（１シリンダ当たり→単位時
間当たり）を同時に行って吸気弁位置におけるＥＧＲ率
Ｍｅｇｒｄを演算する。数１０式の右辺のＮｅ×ＫＥ２
＃が単位変換のための値である。目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ
に対してこのＭｅｇｒｄは一次遅れで応答するため、こ
のＭｅｇｒｄを、以下「実ＥＧＲ率」という。

【００９１】図２０（図１５、図１６のステップ２のサ
ブルーチン）は目標吸入空気量ｔＱａｃを演算するため
のものである。ステップ１で実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ（図
１７で得ている）を読み込み、ステップ２で目標空気過
剰率Ｔｌａｍｂを演算する。この目標空気過剰率Ｔｌａ
ｍｂの演算については図２１のフローにより説明する。

【００９２】図２１において、ステップ１ではエンジン
回転速度Ｎｅ、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖ、水温Ｔｗ、
リッチスパイク実行フラグｆｒｓｐｋ（図７１により後
述する）を読み込む。リッチスパイク実行フラグｆｒｓ
ｐｋは、ｆｒｓｐｋ＝１のときリッチスパイク処理を実
行することを、これに対してｆｒｓｐｋ＝０のときリッ
チスパイク処理を実行しないことを意味する。ここで、
リッチスパイク処理とは空気過剰率を１以下にすること
をいう。

【００９３】ステップ２ではエンジン回転速度Ｎｅと基
本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖより図２２を内容とするマップ
を用いて目標空気過剰率基本値Ｔｌａｍｂｂを設定す
る。スモーク対策のため高負荷域でだけ空気過剰率に対
する制限値を設定するのではなく、図２２に示したよう
に全ての運転条件（Ｎｅ、Ｍｑｄｒｖ）で最適な空気過
剰率を設定している。すなわち、Ｔｌａｍｂｂの値はエ
ンジン回転速度が一定であれば基本燃料噴射量Ｍｑｄｒ
ｖが大きくなるほど小さくなり、またエンジン回転速度
が高いほど小さくなる特性である。

【００９４】続いてステップ３、４、５で、水温Ｔｗ、
吸気温Ｔａ、大気圧Ｐａより図２３、図６５、図６６を
内容とするテーブルを検索することにより水温補正係数
Ｋｌａｍｂ ｔｗ、吸気温補正係数Ｋｌａｍｂ ｔａ、
大気圧補正係数Ｋｌａｍｂ ｐａを設定し、リッチスパイ
ク実行フラグｆｒｓｐｋ＝０（リッチスパイク処理非実
行条件）のときにはステップ６よりステップ７に進み、
目標空気過剰率基本値Ｔｌａｍｂｂに対してこれら３つ
の補正係数Ｋｌａｍｂ ｔｗ、Ｋｌａｍｂ ｔａ、Ｋｌａ
ｍｂ Ｐａを乗じた値を目標空気過剰率Ｔｌａｍｂとし
て演算する。

【００９５】ここで、水温補正係数Ｋｌａｍｂ ｔｗは
低温時に増大するフリクションや燃焼の安定化のために
空気過剰率を大きくして空気量を増大させるためのもの
である。吸気温補正係数Ｋｌａｍｂ ｔａは吸気温Ｔａ
が高い領域（図では８０度以上）で空気過剰率を大きく
して空気密度が低い分の空気量を増大するとともに燃焼
温度を下げるためのもの、また大気圧補正係数Ｋｌａｍ
ｂ Ｐａも１気圧より低くなる高地で空気過剰率を大き
くして、空気密度が低くなる分の空気量を大きくするた
めのものである。

【００９６】一方、リッチスパイク実行フラグｆｒｓｐ
ｋ＝１（リッチスパイク処理実行条件）のときにはステ
ップ６よりステップ８に進み、目標空気過剰率Ｔｌａｍ
ｂを１．０以下の一定値ＴＬＡＭＲＣ＃とする。ここで
のリッチスパイク処理は還元剤としてのＨＣをＮＯｘ触
媒に供給することを目的としており、空気過剰率を１．
０以下の値とすることで、排気中のＨＣ濃度を高めるこ
とができる。

【００９７】このようにして目標空気過剰率Ｔｌａｍｂ
を設定したら図２０に戻り、ステップ３でこの目標空気
過剰率Ｔｌａｍｂと実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄとを用いて、 Ｔｆｂｙａ ＝｛Ｔｌａｍｂ＋Ｍｅｇｒｄ×（Ｔｌａｍｂ-１）｝／Ｔｌａｍｂ² ・・・（３１） の式で目標当量比Ｔｆｂｙａを演算する。

【００９８】上記の（３１）式は次のようにして導いた
ものである。

【００９９】空気過剰率λは吸入空気量と燃料量から定
まる供給空燃比を理論空燃比の１４．７で割った値（吸
入空気量と燃料量から定まる供給空燃比と理論空燃比と
の関係を表す値）であるから、Ｇａを吸入空気量（新気
量）、ＧｅをＥＧＲ量、Ｇｆを燃料量とすれば、定常状
態で次式が成立する。

【０１００】 λ＝｛Ｇａ＋Ｇｅ×（λ−１）／λ｝／（Ｇｆ×１４．７）・・・（３２） ここで、右辺の分子の第２項はＥＧＲ量の中に含まれる
新気量である。これは、空気過剰率は本来、 λ＝Ｇａ／（Ｇｆ×１４．７） ・・・（３３） の式により定義される値であるが、ディーゼルエンジン
では空気過多の状態で運転されＥＧＲガス中に多くの新
気量が含まれるため、本実施形態ではこの分を考慮した
ものである。（λ−１）／λはＥＧＲガス中の酸素割合
を示すのでＧｅにこの酸素割合を乗じることでＥＧＲ量
の中に含まれる新気量を求めている。

【０１０１】（３２）式を次のように変形する。

【０１０２】 λ＝Ｇａ｛１＋（Ｇｅ／Ｇａ）×（λ−１）／λ｝／（Ｇｆ×１４．７） ＝Ｇａ｛１＋ＥＧＲ率×（λ−１）／λ｝／（Ｇｆ×１４．７） ＝｛Ｇａ／（Ｇｆ×１４．７）｝×｛１＋ＥＧＲ率×（λ−１）／λ｝ ・・・（３４） ただし、ＥＧＲ率＝Ｇｅ／Ｇａである。

【０１０３】ここで、当量比と空気過剰率とは逆数の関
係にあり、 当量比＝Ｇｆ×１４．７／Ｇａ ・・・（３５） の式で定義されるので、（３４）式右辺のＧａ／（Ｇｆ
×１４．７）＝１／当量比であるから、これを（３４）
式に代入する。

【０１０４】 λ＝（１／当量比）×｛１＋ＥＧＲ率×（λ−１）／λ｝・・・（３６） （３６）式を当量比について整理すると次式を得る。

【０１０５】 当量比＝（１／λ）×｛１＋ＥＧＲ率×（λ−１）／λ｝ ＝（１／λ²）×｛λ＋ＥＧＲ率×（λ−１）｝ ・・・（３７） （３７）式の当量比、ＥＧＲ率にそれぞれ目標当量比Ｔ
ｆｂｙａ、実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄを代入すると、上記
（３１）式が得られる。

【０１０６】このようにして求められる目標空気過剰率
Ｔｌａｍｂと基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖとを用い、ステ
ップ４において ｔＱａｃ＝Ｍｑｄｒｖ×ＢＬＡＭＢ＃／Ｔｆｂｙａ ・・・（３８） ただし、ＢＬＡＭＢ＃：14.7、 の式により目標吸入空気量ｔＱａｃを演算する。

【０１０７】図２４(図１５のステップ３のサブルーチ
ン）は実ＥＧＲ量を演算するためのものである。ステッ
プ１でコレクタ入口部３ａ位置における１シリンダ当た
りの吸入空気量Ｑａｃｎ（図８のステップ３で得てい
る）、目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ、コレクタ容量分の時定数
相当値Ｋｋｉｎを読み込む。このうちＱａｃｎとＭｅｇ
ｒからステップ２で

【０１０８】

【数１１】Ｑｅｃ０＝Ｑａｃｎ×Ｍｅｇｒ の式によりコレクタ入口部３ａ位置における１シリンダ
当たりのＥＧＲ量Ｑｅｃ０を演算し、このＱｅｃ０とＫ
ｋｉｎを用いステップ３において、

【０１０９】

【数１２】Ｑｅｃ＝Ｑｅｃ０×Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×ＫＥ＃
＋Ｑｅｃ_n-1×（１−Ｋｋｉｎ×Ｎｅ×ＫＥ＃）、 ただし、Ｋｋｉｎ：Ｋｉｎ×ＫＶＯＬ、 ＫＥ＃：定数、 Ｑｅｃ_n-1：前回のＱｅｃ、 の式により、上記の数１０式と同様に遅れ処理と単位変
換（１シリンダ当たり→単位時間当たり）を同時に行っ
てシリンダ吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃを演算する。数１２式の
右辺のＮｅ×ＫＥ＃が単位変換のための値である。この
Ｑｅｃは目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋに対して一次遅れで応答
するため、以下このＱｅｃを「実ＥＧＲ量」という。ま
た、目標吸入空気量ｔＱａｃに対して一次遅れで応答す
る上記のＱａｃを、以下「実吸入空気量」という。

【０１１０】図２５（図１５のステップ４のサブルーチ
ン）、図２７（図１６のステップ３のサブルーチン）は
可変ノズル５３の目標開口割合Ｒｖｎｔを演算するため
のものである（図２５が第１実施形態、図２７が第２実
施形態）。

【０１１１】ここで、可変ノズル５３の開口割合とは、
可変ノズル５３の全開時のノズル面積に対する現在のノ
ズル面積の比のことである。したがって、可変ノズル５
３の全開時に開口割合は１００％、全閉時に開口割合は
０％となる。開口割合を採用する理由は汎用性を持たせ
る（ターボ過給機の容量と関係ない値とする）ためであ
る。もちろん、可変ノズルの開口面積を採用してもかま
わない。

【０１１２】なお、実施形態のターボ過給機は、全開時
に過給圧が最も小さく、全閉時に過給圧が最も高くなる
タイプのものであるため、開口割合が小さいほど過給圧
が高くなる。

【０１１３】まず、第１実施形態の図２５のほうから説
明すると、ステップ１で目標吸入空気量ｔＱａｃ、実Ｅ
ＧＲ量Ｑｅｃ、エンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量
Ｑｓｏｌを読み込む。

【０１１４】ステップ２、３では

【０１１５】

【数１３】ｔＱａｓ０＝（ｔＱａｃ＋Ｑｓｏｌ×ＱＦＧ
ＡＮ＃）×Ｎｅ／ＫＣＯＮ＃、 Ｑｅｓ０＝（Ｑｅｃ＋Ｑｓｏｌ×ＱＦＧＡＮ＃）×Ｎｅ
／ＫＣＯＮ＃、 ただし、ＱＦＧＡＮ＃：ゲイン、 ＫＣＯＮ＃：定数、 の２つの式により、目標開口割合を設定するための吸入
空気量相当値ｔＱａｓ０（以下、この吸入空気量相当値
を「設定吸入空気量相当値」という）と同じく目標開口
割合を設定するためのＥＧＲ量相当値Ｑｅｓ０（以下、
このＥＧＲ量相当値を「設定ＥＧＲ量相当値」という）
を演算する。数１３式において、ｔＱａｃ、ＱｅｃにＱ
ｓｏｌ×ＱＦＧＡＮ＃を加算しているのは、設定吸入空
気量相当値、設定ＥＧＲ量相当値に対して負荷補正を行
えるようにし、かつその感度をゲインＱＦＧＡＮ＃で調
整するようにしたものである。また、Ｎｅ／ＫＣＯＮ＃
は単位時間当たりの吸入空気量、ＥＧＲ量に変換するた
めの値である。

【０１１６】このようにして求めた設定吸入空気量相当
値ｔＱａｓ０と設定ＥＧＲ量相当値ｔＱｅｓ０からステ
ップ４ではたとえば図２６を内容とするマップを検索す
ることにより可変ノズル５３の目標開口割合Ｒｖｎｔを
設定する。

【０１１７】一方、第２実施形態の図２７のほうでは、
ステップ１で目標吸入空気量ｔＱａｃ、実ＥＧＲ率Ｍｅ
ｇｒｄ、エンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏ
ｌを読み込み、ステップ２において、上記数１３式のう
ち上段の式により設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０を演
算し、この設定吸入空気量相当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ
率Ｍｅｇｒｄからステップ３でたとえば図２８を内容と
するマップを検索することにより可変ノズル５３の目標
開口割合Ｒｖｎｔを設定する。

【０１１８】図２６、図２８に示した特性は燃費重視で
設定したものである。なお、排気重視で設定することも
可能である。ただし、排気重視の設定例との違いは具体
的な数値にしかないので、両者に共通する特性を先に説
明し、その後に両者の違いについて説明する。なお、図
２８の特性は、縦軸が図２６と相違するものの（図２６
において原点からの傾斜がＥＧＲ率を示す）、基本的に
図２６と変わるものでないため、図２６のほうで説明す
る。

【０１１９】図２６に示すように、設定吸入空気量相当
値ｔＱａｓ０の大きな右側の領域において設定ＥＧＲ量
相当値Ｑｅｓ０が増えるほど目標開口割合を小さくして
いる。これは次の理由からである。ＥＧＲ量が多くなる
と、そのぶん新気が減り、これによって空燃比がリッチ
側に傾くとスモークが発生する。そこで、ＥＧＲ量が多
くなるほど、目標開口割合を小さくして過給圧を高める
必要があるからである。

【０１２０】これに対して、ｔＱａｓ０の小さな左側の
領域では過給効果があまり得られない。この領域でｔＱ
ａｓ０が小さくなるほど目標開口割合を小さくしてい
る。これは次の理由からである。この領域でも目標開口
割合を大きくすると、排気圧が立ち上がりにくいのでこ
れを避けたいこと、また全開加速のためにはその初期に
おいて開口割合が小さいほうがよいことのためである。
このように、異なる２つの要求から図２６の特性が基本
的に定まっている。

【０１２１】さて、図２６で代表させた目標開口割合の
傾向は、燃費重視と排気重視に共通のもので、両者の違
いは具体的な数値にある。同図において「小」とある位
置の数値は、ターボ過給機が効率よく働く最小の値であ
るため、燃費重視の設定例、排気重視の設定例とも同じ
で、たとえば２０程度である。一方、「大」とある位置
の数値が両者で異なり、燃費重視の設定例の場合に６０
程度、排気重視の設定例になると３０程度になる。

【０１２２】なお、目標開口割合の設定は上記のものに
限られるものでない。第１実施形態では設定吸入空気量
相当値ｔＱａｓ０と設定ＥＧＲ量相当値ｔＱｅｓ０とか
ら目標開口割合を設定しているが、これに代えて、目標
吸入空気量ｔＱａｃと実ＥＧＲ量Ｑｅｃから設定しても
かまわない。さらに、これに代えて目標吸入空気量ｔＱ
ａｃと目標ＥＧＲ量（Ｑｅｃ０）から設定してもかまわ
ない。同様にして、第２実施形態では設定吸入空気量相
当値ｔＱａｓ０と実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄから目標開口割
合を設定しているが、これに代えて、目標吸入空気量ｔ
Ｑａｃと実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄから設定してもかまわな
い。さらに、これに代えて目標吸入空気量ｔＱａｃと目
標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒから設定してもかまわない。

【０１２３】図２９（図１５のステップ５、図１６のス
テップ４のサブルーチン）は、上記のようにして求めた
目標開口割合Ｒｖｎｔに対して、可変ノズル駆動用の圧
力アクチュエータ５４（圧力制御弁５６とダイヤフラム
アクチュエータ５５からなる）のダイナミクスを補償す
るため、進み処理を行うものである。これは、可変ノズ
ル５３のアクチュエータが圧力アクチュエータである場
合には、ステップモータである場合と異なり、無視でき
ないほどの応答遅れがあるためである。

【０１２４】ステップ１で目標開口割合Ｒｖｎｔを読み
込み、このＲｖｎｔと前回の予想開口割合であるＣａｖ
ｎｔ_n-1をステップ２において比較する。ここで、予想
開口割合Ｃａｖｎｔとは、すぐ後で述べるように、目標
開口割合Ｒｖｎｔの加重平均値である（ステップ１０参
照）。

【０１２５】Ｒｖｎｔ＞Ｃａｖｎｔ_n-1であれば（可変
ノズル５３を開く側に動かしているとき）、ステップ
３、４に進み、所定値ＧＫＶＮＴＯ＃を進み補正ゲイン
Ｇｋｖｎｔ、所定値ＴＣＶＮＴＯ＃を進み補正の時定数
相当値Ｔｃｖｎｔとして設定し、これに対して、Ｒｖｎ
ｔ＜Ｃａｖｎｔ_n-1であるとき（可変ノズル５３を閉じ
る側に動かしているとき）は、ステップ６、７に進み、
所定値ＧＫＶＮＴＣ＃を進み補正ゲインＧｋｖｎｔ、所
定値ＴＣＶＮＴＣ＃を進み補正の時定数相当値Ｔｃｖｎ
ｔとして設定する。また、ＲｖｎｔとＣａｖｎｔ_n-1が
同一であればステップ８、９に進み、前回の進み補正ゲ
イン、進み補正の時定数相当値を維持する。

【０１２６】可変ノズル５３を開き側に動かしていると
きと閉じ側に動かしているときとで進み補正ゲインＧｋ
ｖｎｔ、進み補正の時定数相当値Ｔｃｖｎｔを相違さ
せ、ＧＫＶＮＴＯ＃＜ＧＫＶＮＴＣ＃、ＴＣＶＮＴＯ＃
＜ＴＣＶＮＴＣ＃としている。これは、可変ノズル５３
を閉じ側に動かすときは、排気圧に抗する必要があるの
で、そのぶんゲインＧｋｖｎｔを大きくし、かつ時定数
を小さくする（時定数と逆数の関係にある時定数相当値
Ｔｃｖｎｔは大きくする）必要があるからである。

【０１２７】ステップ１０ではこのようにして求めた進
み補正の時定数相当値Ｔｃｖｎｔと目標開口割合Ｒｖｎ
ｔを用いて、

【０１２８】

【数１４】Ｃａｖｎｔ＝Ｒｖｎｔ×Ｔｃｖｎｔ＋Ｃａｖ
ｎｔ_n-1×（１−Ｔｃｖｎｔ）、 ただし、Ｃａｖｎｔ_n-1：前回のＣａｖｎｔ、 の式により予想開口割合Ｃａｖｎｔを演算し、この値と
目標開口割合Ｒｖｎｔからステップ１１において、

【０１２９】

【数１５】Ａｖｎｔ ｆ＝Ｇｋｖｎｔ×Ｒｖｎｔ−（Ｇ
ｋｖｎｔ−１）×Ｃａｖｎｔ_n-1、 ただし、Ｃａｖｎｔ_n-1：前回のＣａｖｎｔ、 の式により進み補正を行い、目標開口割合のフィードフ
ォワード量Ａｖｎｔ ｆを演算する。ステップ１０、１
１の進み処理そのものは、図７のステップ４、５に示し
た進み処理と基本的に同様である。

【０１３０】図３０（図１５のステップ６、図１６のス
テップ５の各サブルーチン）は目標開口割合のフィード
バック量Ａｖｎｔ ｆｂを演算するためのものである。
ステップ１で目標吸入空気量ｔＱａｃ、目標ＥＧＲ率Ｍ
ｅｇｒ、エンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏ
ｌ、実吸入空気量Ｑａｃを読み込み、ステップ２では目
標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒと所定値ＭＥＧＲＬＶ＃を比較す
る。

【０１３１】Ｍｅｇｒ≧ＭＥＧＲＬＶ＃であるとき（Ｅ
ＧＲの作動域であるとき）は、ステップ４において

【０１３２】

【数１６】ｄＱａｃ＝ｔＱａｃ／Ｑａｃ−１ の式により目標吸入空気量からの誤差割合ｄＱａｃを演
算する。ｄＱａｃの値は０を中心とし、実際値としての
Ｑａｃが目標値としてのｔＱａｃより小さいとき正の値
に、この逆にＱａｃがｔＱａｃより大きいとき負の値に
なる。

【０１３３】一方、Ｍｅｇｒ＜ＭＥＧＲＬＶ＃であると
き（ＥＧＲの非作動域であるとき）は、ステップ３に進
み、誤差割合ｄＱａｃ＝０とする（すなわち、フィード
バックを禁止する）。

【０１３４】ステップ５ではＮｅとＱｓｏｌから所定の
マップを検索することによりフィードバックゲインの補
正係数Ｋｈを演算し、この値をステップ６において各定
数（比例定数ＫＰＢ＃、積分定数ＫＩＢ＃、微分定数Ｋ
ＤＢ＃）に掛けることによってフィードバックゲインＫ
ｐ、Ｋｉ、Ｋｄを算出し、これらの値を用いて目標開口
割合のフィードバック量Ａｖｎｔ ｆｂをステップ７に
おいて演算する。このフィードバック量の演算方法は周
知のＰＩＤ処理である。

【０１３５】上記の補正係数Ｋｈは、運転条件（Ｎｅ、
Ｑｓｏｌ）により適正なフィードバックゲインが変化す
るのに対応して導入したもので、負荷および回転速度が
大きくなるほど大きくなる。

【０１３６】図３１（図１５のステップ７、図１６のス
テップ６の各サブルーチン）は、目標開口割合に対して
線型化処理を行うためのものである。ステップ１で目標
開口割合のフィードフォワード量Ａｖｎｔ ｆとフィー
ドバック量Ａｖｎｔ ｆｂを読み込み、この両者をステ
ップ２において加算した値を指令開口割合Ａｖｎｔとし
て算出する。ステップ３ではこの指令開口割合Ａｖｎｔ
からたとえば図３２を内容とするテーブル（線型化テー
ブル）を検索することにより指令開口割合線型化処理値
Ｒａｔｄｔｙを設定する。

【０１３７】この線型化処理は、図３２のように開口割
合（あるいは開口面積）に対して、ターボ過給機を駆動
するアクチュエータへの指令信号が非線型な特性を有す
る場合に必要となるものである。たとえば、図３３に示
したように空気量（過給圧）の変化幅が同じでも、空気
量の小さな領域と空気量の大きな領域とでは、開口面積
の変化幅がｄＡ０、ｄＡ１と大きく異なる（ただしＥＧ
Ｒなしのとき）。さらにＥＧＲの有無（図では「ｗ／ｏ
ＥＧＲ」がＥＧＲなし、「ｗ／ ＥＧＲ」がＥＧＲあり
を表す）によっても開口面積の変化幅が変わる。したが
って、運転条件に関係なく同じフィードバックゲインと
したのでは目標の吸入空気量（過給圧）が得られない。
そこで、フィードバックゲインの適合を容易にするた
め、上記のように運転条件に応じたフィードバックゲイ
ンの補正係数Ｋｈを導入しているのである。

【０１３８】図３４（図１５のステップ８、図１６のス
テップ７の各サブルーチン）は圧力制御弁５６に与える
ＯＮデューティ値（以下、単に「デューティ値」とい
う）である制御指令値Ｄｔｙｖｎｔを設定するためのも
のである。まず、ステップ１でエンジン回転速度Ｎｅ、
目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、指令開口割合線型化処理値Ｒ
ａｔｄｔｙ、進み補正の時定数相当値Ｔｃｖｎｔ、水温
Ｔｗを読み込む。

【０１３９】ステップ２ではデューティ選択信号フラグ
の設定を行う。このフラグ設定については図３５のフロ
ーより説明する。図３５において、ステップ１で指令開
口割合Ａｖｎｔと進み補正の時定数相当値Ｔｃｖｎｔを
読み込み、これらからステップ２において、

【０１４０】

【数１７】Ａｄｌｙｖｎｔ＝Ａｖｎｔ×Ｔｃｖｎｔ＋Ａ
ｄｌｙｖｎｔ_n-1×（１−Ｔｃｖｎｔ）、 ただし、Ａｄｌｙｖｎｔ_n-1：前回のＡｄｌｙｖｎｔ、 の式により遅れ処理を行って予想開口割合Ａｄｌｙｖｎ
ｔを演算し、この値と前回の予想開口割合のＭ（ただし
Ｍは定数）回前の値であるＡｄｌｙｖｎｔn-Mとをステ
ップ３において比較する。

【０１４１】Ａｄｌｙｖｎｔ≧Ａｄｌｙｖｎｔ_n-Mであ
るとき（増加傾向または定常状態にあるとき）は、増加
傾向または定常状態にあることを示すためステップ４で
作動方向指令フラグｆｖｎｔ＝１とし、それ以外ではス
テップ５で作動方向指令フラグｆｖｎｔ＝０とする。ス
テップ６ではさらに増加傾向である場合と定常状態とを
分離するため、ＡｄｌｙｖｎｔとＡｄｌｙｖｎｔ_n-Mを
比較し、Ａｄｌｙｖｎｔ＝Ａｄｌｙｖｎｔ_n-Mであると
きは、ステップ７でデューティ保持フラグｆｖｎｔ２＝
１とし、それ以外ではステップ８でデューティ保持フラ
グｆｖｎｔ２＝０とする。

【０１４２】このようにして２つのフラグｆｖｎｔ、ｆ
ｖｎｔ２の設定を終了したら、図３４のステップ３に戻
り、デューティ値の温度補正量Ｄｔｙ ｔを演算する。
この演算については図３６のフローより説明する。

【０１４３】図３６において、ステップ１でエンジン回
転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、水温Ｔｗを読み
込み、このうちＮｅとＱｓｏｌからステップ２において
たとえば図３７を内容とするマップを検索すること等に
より基本排気温度Ｔｅｘｈｂを演算する。ここで、Ｔｅ
ｘｈｂは暖機完了後の排気温度である。これに対して暖
機途中であれば暖機完了後の排気温度とは異なってくる
ため、ステップ３で水温Ｔｗよりたとえば図３８を内容
とするテーブルを検索すること等により排気温度の水温
補正係数Ｋｔｅｘｈ ｔｗを演算し、この値をステップ
４において上記の基本排気温度に乗算した値を排気温度
Ｔｅｘｈｉとして演算する。

【０１４４】ステップ５ではこの排気温度Ｔｅｘｈｉか
ら Ｔｅｘｈｄｌｙ＝Ｔｅｘｈｉ×ＫＥＸＨ＃＋Ｔｅｘｈｄ
ｌｙ_n-1×（１−ＫＥＸＨ＃）、 ただし、ＫＥＸＨ＃：定数、 Ｔｅｘｈｄｌｙ_n-1：前回のＴｅｘｈｄｌｙ、 の式により遅れ処理を行った値を実排気温度Ｔｅｘｈｄ
ｌｙとして演算する。これは、熱慣性分の遅れ処理を行
うものである。

【０１４５】ステップ６では基本排気温度Ｔｅｘｈｂと
この実排気温度Ｔｅｘｈｄｌｙとの差ｄＴｅｘｈを演算
し、この差ｄＴｅｘｈからステップ７においてたとえば
図３９を内容とするテーブルを検索すること等によりデ
ューティ値の温度補正量Ｄｔｙ ｔを演算する。ステッ
プ６、７は、後述するヒステリシス対応に用いるマップ
（Ｄｕｔｙ ｈ ｐ、Ｄｕｔｙ ｈ ｎ、Ｄｕｔｙ ｌ
ｐ、Ｄｕｔｙ ｌ ｎのマップ）を暖機完了後に対して
設定することを念頭に置き、その状態からの差分（つま
りｄＴｅｘｈ）に応じた補正量を持たせるものである。
なお、温度補正量Ｄｔｙ ｔによる補正は、雰囲気温度
による温度特性を有するターボ過給機駆動用アクチュエ
ータを使用する場合に必要となる処理である（図４０参
照）。

【０１４６】このようにして温度補正量Ｄｔｙ ｔの演
算が終了したら、図３４のステップ４に戻る。

【０１４７】図３４のステップ４〜９はヒステリシス処
理を行うものである。この処理を図４５を用いて先に説
明しておくと、これは、指令開口割合線型化処理値Ｒａ
ｔｄｔｙが増加傾向にあるときに上側の特性（Ｄｕｔｙ
ｌ ｐを可変ノズル全開時の指令信号、Ｄｕｔｙ ｈ
ｐを可変ノズル全閉時の指令信号とする直線特性）を
用いるのに対して、指令開口割合線型化処理値Ｒａｔｄ
ｔｙが減少傾向にあるときには、もう一つの下側の特性
（Ｄｕｔｙ ｌ ｎを可変ノズル全開時の指令信号、Ｄ
ｕｔｙ ｈ ｎを可変ノズル全閉時の指令信号とする直
線特性）を用いるものである。なお、Ｒａｔｄｔｙが１
に近い領域で２つの特性がひっくり返っている領域があ
るが、この領域が実際に使われることはない。

【０１４８】図３４に戻り、ステップ４でフラグｆｖｎ
ｔ１をみる。ｆｖｎｔ＝１のとき（すなわち開口割合が
増加傾向にあるかまたは定常状態にあるとき）は、ステ
ップ５、６に進み、たとえば図４１を内容とするマップ
（Ｄｕｔｙ ｈ ｐマップ）と図４２を内容とするマッ
プ(Ｄｕｔｙ ｌ ｐマップ）を検索することにより可
変ノズル全閉時のデューティ値Ｄｕｔｙ ｈと可変ノズ
ル全開時のデューティ値Ｄｕｔｙ ｌをそれぞれ設定す
る。一方、ｆｖｎｔ＝０のとき（すなわち開口割合が減
少傾向にあるとき）は、ステップ７、８に進み、たとえ
ば図４３を内容とするマップ（Ｄｕｔｙ ｈ ｎマッ
プ）と図４４を内容とするマップ(Ｄｕｔｙ ｌ ｎマ
ップ）を検索することにより可変ノズル全閉時のデュー
ティ値Ｄｕｔｙ ｈと可変ノズル全開時のデューティ値
Ｄｕｔｙ ｌをそれぞれ設定する。

【０１４９】このようにして設定した可変ノズル全閉時
のデューティ値Ｄｕｔｙ ｈ、可変ノズル全開時のデュ
ーティ値Ｄｕｔｙ ｌと上記の指令開口割合線型化処理
値Ｒａｔｄｔｙを用いステップ９において、

【０１５０】

【数１８】Ｄｔｙ ｈ＝（Ｄｕｔｙ ｈ−Ｄｕｔｙ
ｌ）×Ｒａｔｄｔｙ＋Ｄｕｔｙ ｌ＋Ｄｔｙ ｔ の式により線型補間計算を行って指令デューティ値基本
値Ｄｔｙ ｈを演算する。つまり、線型補間計算に用い
る直線の特性を、指令開口割合線型化処理値が増加傾向
にあるかまたは定常状態にあるときと指令開口割合線型
化処理値が減少傾向にあるときとで変更する（ヒステリ
シス処理を行う）ことで、指令開口割合線型化処理値が
同じであっても、指令開口割合線型化処理値が増加傾向
（または定常状態）にあるときのほうが、減少傾向にあ
るときより指令デューティ値基本値Ｄｔｙ ｈが大きく
なる。

【０１５１】ステップ１０ではもう一つのフラグｆｖｎ
ｔ２をみる。ｆｖｎｔ２＝１（すなわち指令開口割合線
型化処理値の変化がない）ときは、ステップ１１に進
み、前回の制御指令デューティ値（後述する）であるＤ
ｔｙｖｎｔn-1を通常指令デューティ値Ｄｔｙｖに入れ
（デューティ値をホールドし）、ｆｖｎｔ２＝０（すな
わち開口割合が減少傾向にある）ときは、ステップ１２
に進み、最新の演算値であるＤｔｙ ｈをＤｔｙｖとす
る。

【０１５２】ステップ１３では動作確認制御処理を行
う。この処理については図４６のフローより説明する。
図４６において、ステップ１で通常指令デューティ値Ｄ
ｔｙｖ、エンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏ
ｌ、水温Ｔｗを読み込む。

【０１５３】動作確認制御に入るための条件判定は、ス
テップ２、３、４、５の内容を一つずつチェックするこ
とにより行い、各項目のすべてが満たされたときにさら
に制御実行までの時間の計測に入る。すなわち、 ステップ２：Ｑｓｏｌが所定値ＱＳＯＬＤＩＺ＃未満
（つまり燃料カット時）である、 ステップ３：Ｎｅが所定値ＮＥＤＩＺ＃未満（つまり中
回転速度域）である、 ステップ４：Ｔｗが所定値ＴＷＤＩＺ＃未満（つまり暖
機完了前）である、 ステップ５：動作確認制御済みフラグｆｄｉｚ＝０であ
る（まだ動作確認制御を行っていない）、 とき、ステップ６で動作確認制御カウンタＣｔｒｄｉｚ
をインクリメントする。

【０１５４】ステップ７ではこの動作確認制御カウンタ
と所定値ＣＴＲＤＩＺＨ＃、ＣＴＲＤＩＺＬ＃を比較す
る。ここで、所定値ＣＴＲＤＩＺＬ＃、ＣＴＲＤＩＺＨ
＃は動作確認制御カウンタの下限リミット、上限リミッ
トをそれぞれ定めるもので、ＣＴＲＤＩＺＬ＃はたとえ
ば２秒程度、ＣＴＲＤＩＺＨ＃はたとえば７秒程度の値
である。したがって、動作確認制御カウンタが下限リミ
ットであるＣＴＲＤＩＺＬ＃と一致したタイミングよ
り、動作確認制御カウンタが上限リミットであるＣＴＲ
ＤＩＺＨ＃未満であるあいだ、ステップ９に進み、動作
確認制御指令デューティ値を設定する。つまり、ＣＴＲ
ＤＩＺＨ＃−ＣＴＲＤＩＺＬ＃が動作確認制御実行時間
となる。

【０１５５】動作確認制御指令デューティ値の設定につ
いては図４７のフローにより説明する。図４７において
ステップ１で動作確認制御カウンタＣｔｒｄｉｚ、エン
ジン回転速度Ｎｅを読み込み、ステップ２においてＣｔ
ｒｄｉｚ−ＣＴＲＤＩＺＬ＃（≧０）よりたとえば図４
８を内容とするテーブルを検索することにより制御パタ
ーンＤｕｔｙ ｐｕを設定する。これは、短い周期で可
変ノズル５３を全閉位置と全開位置とに動かすものであ
る。

【０１５６】ステップ３では、エンジン回転速度Ｎｅか
らたとえば図４９を内容とするテーブルを検索すること
によりデューティ値Ｄｕｔｙ ｐ ｎｅを設定し、この
Ｄｕｔｙ ｐ ｎｅにステップ４において上記の制御パ
ターンＤｕｔｙ ｐｕを乗じた値を制御指令デューティ
値Ｄｔｙｖｎｔとして演算する。図４９のように、制御
パターンＤｕｔｙ ｐｕに乗じるデューティ値Ｄｕｔｙ
ｐ ｎｅをエンジン回転速度Ｎｅに応じた値としてい
る。これは、エンジン回転速度により可変ノズル５３の
開閉動作を確認するデューティの指令値が異なることを
想定したものである。たとえば、可変ノズル５３は排気
圧に抗して閉じる必要があるが、その排気圧は高回転に
なるほど高くなるので、これに対応してデューティの指
令値を大きくしている。また、さらに高回転側では当制
御による悪影響を受けないようにその値を下げるように
している。

【０１５７】図４６に戻り、動作確認制御カウンタが下
限リミットとしてのＣＴＲＤＩＺＬ＃未満のときは、ス
テップ８よりステップ１５に進み、通常指令デューティ
値Ｄｔｙｖを制御指令デューティ値Ｄｔｙｖｎｔとす
る。

【０１５８】また、動作確認制御カウンタが上限リミッ
トとしてのＣＴＲＤＩＺＨ＃以上になると、ステップ７
よりステップ１０に進み、前回の動作確認制御カウンタ
であるＣｔｒｄｉｚ_n-1と上限リミットとしてのＣＴＲ
ＤＩＺＨ＃を比較する。Ｃｔｒｄｉｚ_n-1＜ＣＴＲＤＩ
ＺＨ＃であれば、動作確認制御カウンタが上限リミット
としてのＣＴＲＤＩＺＨ＃以上になった直後と判断し、
動作確認制御を終了するため、ステップ１１で制御指令
デューティ値Ｄｔｙｖｎｔ＝０とする。これは、動作確
認制御終了時に一度、可変ノズル５３を全開にして、通
常制御時の制御精度を確保するためである。ステップ１
２では、動作確認制御済みフラグｆｄｉｚ＝１として、
今回の処理を終了する。このフラグｆｄｉｚ＝１によ
り、次回以降ステップ６以降に進むことができないの
で、エンジンを始動した後に動作確認制御が２度行われ
ることはない。

【０１５９】動作確認制御カウンタが上限リミットとし
てのＣＴＲＤＩＺＨ＃以上になった直後でないときは、
ステップ１０よりステップ１４に進み、次回に備えるた
め動作確認制御カウンタＣｔｒｄｉｚ＝０とした後、ス
テップ１５の処理を実行する。

【０１６０】一方、Ｑｓｏｌが所定値ＱＳＯＬＤＩＺ＃
以上（燃料カット時でない）であるとき、Ｎｅが所定値
ＮＥＤＩＺ＃以上（高回転速度域）であるとき、Ｔｗが
所定値ＴＷＤＩＺ＃以上（暖機完了後）であるときは動
作確認制御を禁止するため、ステップ２、３、４よりス
テップ１３に進み、フラグｆｄｉｚ＝０としたあと、ス
テップ１４、１５の処理を実行する。

【０１６１】このように、特に低温時など、ターボ過給
機駆動用アクチュエータの動作が不安定な場合に動作確
認制御を行わせることで、可変ノズルの動きが滑らかと
なり、ターボ過給機駆動用アクチュエータの動作をより
確実にすることができる。

【０１６２】以上で、図１５、図１６の説明を終了す
る。

【０１６３】次に、図５０はＥＧＲ量の演算とＥＧＲ流
速の演算に用いる２つのフィードバック補正係数Ｋｑａ
ｃ００、Ｋｑａｃ０とＥＧＲ流速学習補正係数Ｋｑａｃ
を演算するためのもので、ＲＥＦ信号の入力毎に実行す
る。

【０１６４】まず、ステップ１で目標吸入空気量ｔＱａ
ｃ、実吸入空気量Ｑａｃ、エンジン回転速度Ｎｅ、目標
燃料噴射量Ｑｓｏｌを読み込む。ステップ２では、目標
吸入空気量ｔＱａｃから

【０１６５】

【数１９】ｔＱａｃｄ＝ｔＱａｃ×ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×
ＫＱＡ＃＋ｔＱａｃｄ_n-1×（１−ＫＩＮ×ＫＶＯＬ×
ＫＱＡ＃）、 ただし、ＫＩＮ：体積効率相当値、 ＫＶＯＬ：ＶＥ／ＮＣ／ＶＭ、 ＶＥ：排気量、 ＮＣ：気筒数、 ＶＭ：吸気系容積、 ＫＱＡ＃：定数、 ｔＱａｃｄ_n-1：前回のＱａｃｄ、 の式（一次遅れの式）により目標吸入空気量遅れ処理値
ｔＱａｃｄを演算する。これは、吸気系容積分の存在に
伴う空気の供給遅れのために、後述する２つのフィード
バック補正係数Ｋｑａｃ００、Ｋｑａｃ０や学習値Ｒｑ
ａｃが大きくならないように遅れ処理を施したものであ
る。

【０１６６】ステップ３ではフィードバック関連の各種
フラグを読み込む。これらの設定については図５１、図
５２、図５３のフローより説明する。

【０１６７】図５１、図５２、図５３は図５０と独立に
一定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）に実行する。

【０１６８】図５１はフィードバック許可フラグｆｅｆ
ｂを設定するためのものである。ステップ１でエンジン
回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、実ＥＧＲ率Ｍ
ｅｇｒｄ、水温Ｔｗを読み込む。

【０１６９】フィードバック許可条件の判定は、ステッ
プ２〜５、８の内容を一つずつチェックすることにより
行い、各項目のすべてが満たされたときにフィードバッ
クを許可し、一つでも反するときはフィードバックを禁
止する。すなわち、 ステップ２：Ｍｅｇｒｄが所定値ＭＥＧＲＦＢ＃を超え
ている（つまりＥＧＲの作動域）、 ステップ３：Ｔｗが所定値ＴＷＦＢＬ＃（たとえば３０
℃程度）を超えている、 ステップ４：Ｑｓｏｌが所定値ＱＳＯＬＦＢＬ＃を超え
ている（燃料カットしていない）、 ステップ５：Ｎｅが所定値ＮＥＦＢＬ＃を超えている
（エンストになる回転速度域でない）、 ステップ８：フィードバック開始カウンタＣｔｒｆｂが
所定値ＴＭＲＦＢ＃（たとえば１秒未満の値）を超えて
いる とき、ステップ９でフィードバックを許可するためフィ
ードバック許可フラグｆｅｆｂ＝１とし、そうでなけれ
ばステップ１０に移行し、フィードバックを禁止するた
めフィードバック許可フラグｆｅｆｂ＝０とする。

【０１７０】なお、フィードバック開始カウンタはステ
ップ２〜５の成立時にカウントアップし（ステップ
６）、ステップ２〜５の不成立時にフィードバック開始
カウンタをリセットする（ステップ７）。

【０１７１】図５２は学習値反映許可フラグｆｅｌｒｎ
２を設定するためのものである。ステップ１でエンジン
回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、実ＥＧＲ率Ｍ
ｅｇｒｄ、水温Ｔｗを読み込む。

【０１７２】学習値反映許可条件の判定も、ステップ２
〜５、８の内容を一つずつチェックすることにより行
い、各項目のすべてが満たされたときに学習値の反映を
許可し、一つでも反するときは学習値の反映を禁止す
る。すなわち、 ステップ２：Ｍｅｇｒｄが所定値ＭＥＧＲＬＮ２＃を超
えている（つまりＥＧＲの作動域）、 ステップ３：Ｔｗが所定値ＴＷＬＮＬ２＃（たとえば２
０℃程度）を超えている、 ステップ４：Ｑｓｏｌが所定値ＱＳＯＬＬＮＬ２＃を超
えている（燃料カットしていない）、 ステップ５：Ｎｅが所定値ＮＥＬＮＬ２＃を超えている
（エンストになる回転速度域でない）、 ステップ８：学習値反映カウンタＣｔｒｌｎ２が所定値
ＴＭＲＬＮ２＃（たとえば０．５秒程度）を超えている とき、ステップ９で学習値の反映を許可するため学習値
反映許可フラグｆｅｌｒｎ２＝１とし、そうでなければ
ステップ１０に移行し、学習値の反映を禁止するため学
習値反映許可フラグｆｅｌｒｎ２＝０とする。

【０１７３】なお、学習値反映カウンタはステップ２〜
５の成立時にカウントアップし（ステップ６）、ステッ
プ２〜５の不成立時にリセットする（ステップ７）。

【０１７４】図５３は学習許可フラグｆｅｌｒｎを設定
するためのものである。ステップ１でエンジン回転速度
Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ
ｄ、水温Ｔｗを読み込む。

【０１７５】学習許可条件の判定は、ステップ２〜７、
１０の内容を一つずつチェックすることにより行い、各
項目のすべてが満たされたときに学習を許可し、一つで
も反するときは学習を禁止する。すなわち、 ステップ２：Ｍｅｇｒｄが所定値ＭＥＧＲＬＮ＃を超え
ている（つまりＥＧＲの作動域）、 ステップ３：Ｔｗが所定値ＴＷＬＮＬ＃（たとえば７０
〜８０℃程度）を超えている、 ステップ４：Ｑｓｏｌが所定値ＱＳＯＬＬＮＬ＃を超え
ている（燃料カットしていない）、 ステップ５：Ｎｅが所定値ＮＥＬＮＬ＃を超えている
（エンストになる回転速度域でない）、 ステップ６：フィードバック許可フラグｆｅｆｂ＝１で
ある、 ステップ７：学習値反映許可フラグｆｅｌｒｎ２＝１で
ある、 ステップ１０：学習ディレイカウンタＣｔｒｌｎが所定
値ＴＭＲＬＮ＃（たとえば４秒程度）を超えている とき、ステップ１１で学習を許可するため学習許可フラ
グｆｅｌｒｎ＝１とし、そうでなければステップ１２に
移行し、学習を禁止するため学習許可フラグｆｅｌｒｎ
＝０とする。

【０１７６】なお、学習ディレイカウンタはステップ２
〜７の成立時にカウントアップし（ステップ８）、ステ
ップ２〜７の不成立時にリセットする（ステップ９）。

【０１７７】図５０に戻り、このようにして設定される
３つのフラグのうち、ステップ４でフィードバック許可
フラグｆｅｆｂをみる。ｆｅｆｂ＝１のときはステップ
５、６でＥＧＲ量のフィードバック補正係数Ｋｑａｃ０
０とＥＧＲ流速のフィードバック補正係数Ｋｑａｃ０を
演算する。一方、ｆｅｆｂ＝０のとき（フィードバック
を禁止するとき）はステップ４よりステップ７、８に進
み、Ｋｑａｃ００＝１、Ｋｑａｃ０＝１とする。

【０１７８】ここで、ＥＧＲ量フィードバック補正係数
Ｋｑａｃ００の演算については図５４のフローにより、
またＥＧＲ流速フィードバック補正係数Ｋｑａｃ０の演
算については図５７のフローにより説明する。

【０１７９】まず図５４（図５０のステップ５のサブル
ーチン）において、ステップ１で目標吸入空気量遅れ処
理値ｔＱａｃｄ、実吸入空気量Ｑａｃ、エンジン回転速
度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、水温Ｔｗを読み込
む。

【０１８０】ステップ２ではＮｅとＱｓｏｌからたとえ
ば図５５を内容とするマップを検索すること等によりＥ
ＧＲ流量の補正ゲインＧｋｆｂを、またステップ３では
補正ゲインの水温補正係数ＫｇｆｂｔｗをＴｗからたと
えば図５６を内容とするテーブルを検索すること等によ
りそれぞれ演算し、これらを用いステップ４において

【０１８１】

【数２０】Ｋｑａｃ００＝（ｔＱａｃｄ／Ｑａｃ−１）
×Ｇｋｆｂ×Ｋｇｆｂｔｗ＋１ の式によりＥＧＲ量フィードバック補正係数Ｋｑａｃ０
０を演算する。

【０１８２】この式の右辺第１項の（ｔＱａｃｄ／Ｑａ
ｃ−１）は目標吸入空気量遅れ処理値からの誤差割合で
あり、これに１を加えることで、Ｋｑａｃ００は１を中
心とする値になる。数２０式は、目標吸入空気量遅れ処
理値からの誤差割合に比例させてＥＧＲ量フィードバッ
ク補正係数Ｋｑａｃ００を演算するものである。

【０１８３】次に、図５７（図５０のステップ６のサブ
ルーチン）において、ステップ１で目標吸入空気量遅れ
処理値ｔＱａｃｄ、実吸入空気量Ｑａｃ、エンジン回転
速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、水温Ｔｗを読み込
む。

【０１８４】ステップ２ではＮｅとＱｓｏｌからたとえ
ば図５８を内容とするマップを検索すること等によりＥ
ＧＲ流速の補正ゲインＧｋｆｂｉを、またステップ３で
は補正ゲインの水温補正係数ＫｇｆｂｉｔｗをＴｗから
たとえば図５９を内容とするテーブルを検索すること等
によりそれぞれ演算し、これらを用いステップ４におい
て

【０１８５】

【数２１】Ｒｑａｃ０＝（ｔＱａｃｄ／Ｑａｃ−１）×
Ｇｋｆｂｉ×ｋＧｆｂｉｔｗ＋Ｒｑａｃ０_n-1、 ただし、Ｒｑａｃ０_n-1：前回のＲｑａｃ０、 の式により誤差割合Ｒｑａｃ０を更新し、この誤差割合
Ｒｑａｃ０に対してステップ５において１を加えた値を
ＥＧＲ流速フィードバック補正係数Ｋｑａｃ０として算
出する。

【０１８６】これは、目標吸入空気量遅れ処理値からの
誤差割合（ｔＱａｃｄ／Ｑａｃ−１）の積算値（積分
値）に比例させてＥＧＲ流速フィードバック補正係数Ｋ
ｑａｃ０を演算する（積分制御）ものである。

【０１８７】図５５、図５８のように、補正ゲインを運
転条件（Ｎｅ、Ｑｓｏｌ）に応じた値としたのは次の理
由による。同じゲインでも運転条件によりハンチングを
生じたり生じなかったりするので、ハンチングを生じる
領域では補正ゲインを小さくするためである。図５６、
図５９のように低水温のとき（暖機完了前）に値を小さ
くしているのは、エンジン回転の不安定な低水温域での
エンジンの安定化を図るためである。

【０１８８】このようにしてＥＧＲ量フィードバック補
正係数Ｋｑａｃ００とＥＧＲ流速フィードバック補正係
数Ｋｑａｃ０の演算を終了したら、図５０に戻り、ステ
ップ９で学習値反映許可フラグｆｅｌｒｎ２をみる。学
習反映許可フラグｆｅｌｒｎ２＝１のとき（学習値の反
映を許可するとき）は、ステップ１０に進み、ＮｅとＱ
ｓｏｌよりたとえば図６０の学習マップを検索すること
により誤差割合学習値Ｒｑａｃを読み出し、これに１を
足した値をＥＧＲ流速学習補正係数Ｋｑａｃとして演算
する。一方、学習反映許可フラグｆｅｌｒｎ２＝０のと
き（学習値の反映を禁止するとき）は、ステップ９より
ステップ１２に進み、ＥＧＲ流速学習補正係数Ｋｑａｃ
＝１とする。

【０１８９】続いてステップ１３では、学習許可フラグ
ｆｅｌｒｎをみる。学習許可フラグｆｅｌｒｎ＝１であ
れば（学習を許可するとき）、ステップ１４に進み、Ｅ
ＧＲ流速フィードバック補正係数Ｋｑａｃ０から１を減
算して誤差割合Ｒｑａｃｎとする。

【０１９０】このようにして求めた誤差割合Ｒｑａｃｎ
に基づいてステップ１６では誤差割合学習値Ｒｑａｃの
更新を行う。一方、学習許可フラグｆｅｌｒｎ＝０であ
るとき（学習を禁止するとき）は、ステップ１３よりス
テップ１５に進み、誤差割合Ｒｑａｃｎ＝０としたあと
に処理を終了する。

【０１９１】学習値の更新については図６１のフローに
より説明する。図６１（図５０のステップ１６のサブル
ーチン）において、ステップ１で誤差割合Ｒｑａｃｎ、
エンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌを読み
込む。ＮｅとＱｓｏｌからステップ２で学習速度Ｔｃｌ
ｒｎをたとえば図６２を内容とするマップを検索するこ
と等により演算する。ステップ３ではＮｅ、Ｑｓｏｌよ
り上記図６０の学習マップから誤差割合学習値Ｒｑａｃ
を読み出す。ステップ４で

【０１９２】

【数２２】Ｒｑａｃn＝Ｒｑａｃｎ×Ｔｃｌｒｎ＋Ｒｑ
ａｃ_n-1×（１−Ｔｃｌｒｎ）、 ただし、Ｒｑａｃn：更新後の誤差割合学習値、 Ｒｑａｃ_n-1：更新前の誤差割合学習値（＝学習値読み
出し値） 、の式により加重平均処理を行い、更新後の学習値をス
テップ５で図６０の学習マップにストアする（更新前の
値に対して更新後の値を上書きする）。

【０１９３】図６３（図５のステップ２のサブルーチ
ン）はＥＧＲ流速Ｃｑｅを演算するためのものである。

【０１９４】ステップ１、２で実ＥＧＲ量Ｑｅｃ、実Ｅ
ＧＲ率Ｍｅｇｒｄ、実吸入空気量Ｑａｃ、ＥＧＲ流速フ
ィードバック補正係数Ｋｑａｃ０、ＥＧＲ流速学習補正
係数Ｋｑａｃを読み込み、ステップ３において

【０１９５】

【数２３】Ｑｅｃ ｈ＝Ｑｅｃ×Ｋｑａｃ×Ｋｑａｃ０ の式により、Ｋｑａｃ０とＫｑａｃで実ＥＧＲ量Ｑｅｃ
を補正した値を補正実ＥＧＲ量Ｑｅｃ ｈとして算出
し、この補正実ＥＧＲ量Ｑｅｃ ｈと実ＥＧＲ率Ｍｅｇ
ｒｄよりステップ８において、たとえば図６４を内容と
するマップを検索することにより、ＥＧＲ流速Ｃｑｅを
演算する。なお、説明しなかったステップ４〜７は後述
する。

【０１９６】図６４のＥＧＲ流速の特性は、非線型性が
強く運転条件に応じてＥＧＲのフィードバックの感度が
相違することを示しているため、運転条件に対するフィ
ードバック量の差が小さくなるように、ＥＧＲ流速フィ
ードバック補正係数Ｋｑａｃ０は、流速マップの検索に
用いる実ＥＧＲ量Ｑｅｃへのフィードバックとしてい
る。

【０１９７】ただし、図６４において特性の傾きが急に
なる右端に近い部分は、マップの適合誤差が生じ勝ちな
領域であるため、適合誤差があると、その適合誤差の影
響を受けてＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖが変化してしまう。
つまり、ＥＧＲ弁開口面積Ａｅｖを演算する式であるＡ
ｅｖ＝Ｔｑｅｋ／ＣｑｅにおいてＣｑｅには適合誤差が
生じるのであるから、これに対処するには、目標ＥＧＲ
量Ｔｑｅｋに対しても流速誤差分の補正を行う必要があ
る。そのため新たに導入したのが上記のＥＧＲ量フィー
ドバック補正係数Ｋｑａｃ００で、このＫｑａｃ００に
より図７のステップ６で目標ＥＧＲ量Ｔｑｅｋを補正し
ている。

【０１９８】この場合、Ｋｑａｃ００を演算する式であ
る上記数２０式は、目標吸入空気量遅れ処理値からの誤
差割合に比例させてＫｑａｃ００を演算するので、この
比例制御により図６４のＥＧＲ流速マップの適合誤差に
対して即座に補正できることになる。たとえば、簡単の
ため数２０式において、補正ゲインＧｋｆｂ＝１かつ暖
機完了後で考えると、Ｋｑａｃ００＝（ｔＱａｃｄ／Ｑ
ａｃ−１）＋１となる。この場合に、目標値としてのｔ
Ｑａｃｄより実吸入空気量Ｑａｃが小さいと、Ｋｑａｃ
００が１より大きな値となり、これによってＴｑｅｃが
即座に減量される。目標ＥＧＲ量が即座に減量される
と、相対的に新気量（吸入空気量）が増え、これによっ
て実吸入空気量Ｑａｃが目標値としてのｔＱａｃｄへと
収束する。

【０１９９】説明しなかった図６３のステップ４〜７は
ＥＧＲの作動開始時の初期値を設定する部分である。具
体的には、ステップ４では補正実ＥＧＲ量Ｑｅｃ ｈと
０を比較する。Ｑｅｃ ｈ＝０（つまりＥＧＲの非作動
時）であるときは、ステップ５に進み、

【０２００】

【数２４】Ｑｅｃ ｈ＝Ｑａｃ×ＭＥＧＲＬ＃、 ただし、ＭＥＧＲＬ＃：定数、 の式により、補正実ＥＧＲ量Ｑｅｃ ｈを設定する。同
様にして、ステップ６では実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄと０を
比較し、Ｍｅｇｒｄ＝０のときはステップ７で

【０２０１】

【数２５】Ｍｅｇｒｄ＝ＭＥＧＲＬ＃ の式により実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄを設定する。

【０２０２】ＥＧＲ弁６の全閉時にＥＧＲ弁６を通過す
るＥＧＲ流速は当然のことながらゼロであるが、数２４
式、数２５式はＥＧＲの作動開始時のことを考えて、流
速の演算に用いるパラメータの初期値を設定する。ＭＥ
ＧＲＬ＃の値は前述したようにたとえば０．５である。
さらに述べると、運転条件によってＥＧＲの作動開始時
のＥＧＲ弁前後の差圧（したがってＥＧＲ流速も）が異
なるため、これに対処するものである。この場合、ＥＧ
Ｒの作動開始時のＥＧＲ弁前後の差圧は実吸入空気量Ｑ
ａｃに関係する。そこで、数２４式によりＱａｃに比例
してＱｅｃ ｈの初期値を与えることで、ＥＧＲの作動
開始時のＥＧＲ流速の演算精度が向上する。

【０２０３】図６７は吸気絞り弁開度を設定するための
もので、一定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）に実行す
る。ステップ１でエンジン回転速度Ｎｅ、目標ＥＧＲ率
Ｍｅｇｒ、目標吸入空気量ｔＱａｃを読み込む。これら
のうちエンジン回転速度Ｎｅからステップ２で図６８を
内容とするテーブルを検索することにより最大作動ガス
量Ｑｇｃｍｘを演算する。また目標吸入空気量ｔＱａｃ
と目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒとからステップ３で

【０２０４】

【数２６】Ｑｇｃ＝ｔＱａｃ×（１＋Ｍｅｇｒ） の式によりＥＧＲ量を含めた作動ガス量Ｑｇｃを計算
し、これら２つの値Ｑｇｃ、Ｑｇｃｍｘよりステップ４
で作動ガス割合ｔＱｈ０（＝Ｑｇｃ／Ｑｇｃｍｘ）を算
出する。

【０２０５】ステップ５、６はこの作動ガス割合ｔＱｈ
０（重量流量割合）を吸気絞り弁が制御できる体積流量
に変換する部分である。すなわちステップ５で作動ガス
割合ｔＱｈ０より図６９を内容とするテーブルを検索す
ることにより吸気量比ｔＤＮＶを演算し、これにステッ
プ６においてエンジン回転速度Ｎｅと排気量ＶＯＬ＃を
乗じて吸気絞り弁の目標開口面積ｔＡｔｖｏを算出す
る。そしてこの目標開口面積ｔＡｔｖｏからステップ７
において図７０を内容とするテーブルを検索することに
より吸気絞り弁開度ＴＶＯを演算する。

【０２０６】このようにして演算される吸気絞り弁開度
ＴＶＯとなるようにスロットルアクチュエータにより吸
気絞り弁が駆動される。

【０２０７】このように吸気絞りでも目標空気量ｔＱａ
ｃを得ようとするため、本実施形態では過給機と吸気絞
りの両方で目標空気量ｔＱａｃが達成される。このため
特に目標空気過剰率の急変時などの制御応答性（追従
性）が向上するというメリットが得られる。

【０２０８】図７１はリッチスパイク実行フラグｆｒｓ
ｐｋを設定するためのものである。まずステップ１でア
クセル開度ＡＰＯ、車速ＶＳＰ、水温Ｔｗを読み込む。
なお車速ＶＳＰは車速センサにより検出すればよい。

【０２０９】ステップ２、３、４はリッチスパイク許可
条件であるかどうかを判定する部分である。すなわち水
温Ｔｗが所定温度ＴＷＲＳＫ＃を超えているかどうか、
アクセル開度ＡＰＯが所定開度ＡＰＯＬ＃を下回ってい
るかどうか、車速ＶＳＰが所定車速ＶＳＰＬ＃を越えて
いるかどうかをみる。水温Ｔｗが所定温度ＴＷＲＳＫ＃
を超えており（エンジンの暖機が完了している）、かつ
アクセル開度ＡＰＯが所定開度ＡＰＯＬ＃を下回ってお
り、かつ車速ＶＳＰが所定車速ＶＳＰＬ＃を越えている
とき（リッチスパイク処理により供給されるＨＣを用い
て触媒にトラップしているＮＯｘを還元浄化できる温度
域にあるとき、したがって低負荷域のように排気温度が
低い領域は除く）、リッチスパイク許可条件にあると判
断し、ステップ５、６に進んでリッチスパイク終了フラ
グｆｒｓｐｋ１とリッチスパイク実行フラグの前回値で
あるｆｒｓｐｋ_n-1をみる。

【０２１０】ｆｒｓｐｋ１＝０かつｆｒｓｐｋ_n-1＝０
のとき（リッチスパイク実行フラグｆｒｓｐｋの０から
１への切換時）には、ステップ７、１２でリッチスパイ
ク実行カウンタＣｔｒｒｈを所定値ＴＭＲＲＳＫ＃（正
の値）に設定するとともに、リッチスパイク実行フラグ
ｆｒｓｐｋ＝１として今回の処理を終了する。上記の所
定値ＴＭＲＲＳＫ＃はリッチスパイク処理を実行する時
間を定めるもので、触媒の容量によって異なる値とす
る。

【０２１１】このフラグｆｒｓｐｋ＝１により次回から
もリッチスパイク許可条件にあればステップ５、６より
ステップ８に進み、リッチスパイク実行カウンタＣｔｒ
ｒｈをカウントダウンし、ステップ９でそのカウントダ
ウンしたリッチスパイク実行カウンタＣｔｒｒｈとゼロ
を比較する。

【０２１２】カウントダウンの開始当初はＣｔｒｒｈ＞
０であるので、ステップ１２の操作を行って今回の処理
を繰り返す。次回以降もリッチスパイク許可条件にあれ
ばステップ８、９の操作を繰り返す。やがてリッチスパ
イク実行カウンタＣｔｒｒｈ＝０となればリッチスパイ
クを終了させるためステップ１０、１３に進み、リッチ
スパイク終了フラグｆｒｓｐｋ１＝１とするとともにリ
ッチスパイク実行フラグｆｒｓｐｋ＝０として今回の処
理を終了する。

【０２１３】リッチスパイク終了フラグｆｒｓｐｋ１＝
１より次回にリッチスパイク許可条件であったとして
も、ステップ５よりステップ６以降に進むことができな
い。

【０２１４】一方、リッチスパイク許可条件でないとき
やリッチスパイク処理の途中でリッチスパイク許可条件
からはずれたときにはステップ２、３、４よりステップ
１１、１３に進んで、２つのフラグｆｒｓｐｋ１＝０、
ｆｒｓｐｋ＝０として今回の処理を終了する。

【０２１５】このように、リッチスパイク許可条件（運
転条件）が成立し、まだリッチスパイク処理を行ってい
ないときには所定時間リッチスパイク処理を実行して終
了し、その後はリッチスパイク許可条件が続いていても
リッチスパイク処理を行わず、一度、リッチスパイク許
可条件から外れて再びリッチスパイク条件が成立したと
きリッチスパイク処理をまた実行することで、不必要な
リッチスパイク処理が行われることを防止している。

【０２１６】図７２はリッチスパイク処理（空燃比リッ
チ化処理）を行うためのもので、ＲＥＦ信号の入力毎に
実行する。ステップ１でリッチスパイク実行フラグｆｒ
ｓｐｋをみる。ｆｒｓｐｋ＝１であればステップ２に進
み、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌと所定値ＱＳＯＬＦＣ＃を
比較する。所定値ＱＳＯＬＦＣ＃はフュエルカット状態
もしくはそれに近い燃料噴射量状態を表す値であるた
め、Ｑｓｏｌ＜ＱＳＯＬＦＣ＃（フュエルカット状態も
しくはそれに近い燃料噴射量状態）であるときには減速
状態にあると判断することができる。このときにはステ
ップ３に進み燃料リカバー制御を行う。この燃料リカバ
ー制御はリッチスパイク実行フラグｆｒｓｐｋ＝１かつ
減速時での最終燃料噴射量Ｑｆｉｎを設定するもので、
この最終燃料噴射量の設定については図７３のフローに
より説明する。

【０２１７】図７３においてステップ１では実吸入空気
量Ｑａｃ、目標当量比Ｔｆｂｙａ、目標吸入空気量ｔＱ
ａｃを読み込む。このうちステップ２で目標吸入空気量
ｔＱａｃと実吸入空気量Ｑａｃの差の絶対値と所定値ｅ
を比較する。所定値ｅは実吸入空気量Ｑａｃが過渡的に
目標吸入空気量ｔＱａｃより離れた場合に、過渡後期に
実吸入空気量Ｑａｃが目標吸入空気量ｔＱａｃに十分近
づいたかどうかを判定するためのものである。Ｑａｃと
ｔＱａｃの差（の絶対値）が所定値ｅ未満であるとき
（実吸入空気量が目標吸入空気量に十分近づいたとき）
ステップ３に進み、

【０２１８】

【数２７】Ｑｆｉｎ＝Ｑａｃ×Ｔｆｂｙａ／ＢＬＡＭＢ
＃、 ただし、ＢＬＡＭＢ＃：１４．７、 の式により最終燃料噴射量Ｑｆｉｎを演算する。求めら
れた最終目標燃料噴射量Ｑｆｉｎは図示しないフローに
より三方弁２５のＯＮ時間に変換されて三方弁２５へと
出力される。

【０２１９】ここで、数２７式の目標当量比Ｔｆｂｙａ
は図２０のステップ３において目標空気過剰率Ｔｌａｍ
ｂに基づいて演算される値であること、この場合リッチ
スパイク実行フラグｆｒｓｐｋ＝１のときには図２１の
ステップ８で目標空気過剰率Ｔｌａｍｂに１．０以下の
一定値ＴＬＡＭＲＣ＃が入ることから、数２７式左辺の
最終燃料噴射量Ｑｆｉｎをエンジンに供給したとき排気
中の空気過剰率が１．０以下となり、排気中のＨＣ濃度
が高められる。

【０２２０】一方、図７３のステップ２でＱａｃとｔＱ
ａｃの差の絶対値が所定値ｅ以上であるとき（実吸入空
気量が目標吸入空気量に十分近づいていない）にはステ
ップ４に進み目標燃料噴射量Ｑｓｏｌをそのまま最終燃
料噴射量ｔＱｆｉｎとする。このときのＱｓｏｌはＱｓ
ｏｌ＜ＱＳＯＬＦＣ＃を満足する値であり（図７２のス
テップ２、３参照）、したがって燃料カット状態もしく
はそれに近い燃料噴射量状態となる。

【０２２１】図７２に戻り、リッチスパイク実行フラグ
ｆｒｓｐｋ＝０のときやｆｒｓｐｋ＝１でも減速状態で
ないときにはステップ４に進み、通常制御を行う。通常
制御は通常運転時（リッチスパイク実行フラグｆｒｓｐ
ｋ＝１かつ減速時の条件を除く残りの運転条件）での最
終燃料噴射量Ｑｆｉｎを設定するもので、この最終燃料
噴射量の設定については図７４のフローにより説明す
る。図７４においてステップ１では実吸入空気量Ｑａ
ｃ、目標当量比Ｔｆｂｙａを読み込み、これらより

【０２２２】

【数２８】 Ｑｆｉｎ＝（Ｑａｃ／ＢＬＡＭＢ＃）×Ｔｆｂｙａ、 ただし、ＢＬＡＭＢ＃：１４．７、 の式で最終目標燃料噴射量Ｑｆｉｎを演算する。数２８
式に示す演算式は数２７式と全く同じである。ただし、
数２８式を用いるときには目標空気過剰率Ｔｌａｍｂが
１．０を越える値となるため目標空気過剰率Ｔｌａｍｂ
より演算される目標当量比Ｔｆｂｙａの値が数２７式の
場合と異なる。すなわち数２８式左辺の最終燃料噴射量
Ｑｆｉｎをエンジンに供給したとき排気中の空気過剰率
が１．０を越える大きな値となり、空気過剰な雰囲気で
エンジンが運転される。

【０２２３】ここで、本実施形態（第１、第２の２つの
実施形態）の作用を説明する。

【０２２４】コントロールユニット４１により所定の条
件となったとき空気過剰率が１．０を超える空気過剰な
雰囲気でエンジンを運転していればリッチスパイク処理
（空燃比リッチ化処理）が所定の期間行われ、所定の期
間が終了した時点でまだ減速状態にあればフュエルカッ
ト処理に移行している。

【０２２５】ここで、所定の条件は減速状態であるだけ
でなく触媒が活性状態にあることである。すなわちコン
トロールユニット４１により運転性への影響が少ない減
速状態にありかつ触媒が活性状態であるときに限って空
燃比リッチ化処理が行われるので、当該処理により多く
発生するＨＣがＮＯｘ触媒の浄化に有効に使われること
になり、未燃ＨＣがそのまま排出されることを回避する
とともに無駄な燃料消費を抑制することができる。

【０２２６】なお、所定の触媒浄化率を保つことのでき
る触媒温度を維持し得る車速ＶＳＰＬ＃を超えていると
き触媒が活性状態にあると判定している（図７１のステ
ップ４参照）。この場合、車速を検出するための車速セ
ンサを備える車両にあっては新たにセンサを設ける必要
がない。

【０２２７】また、リッチスパイク実行フラグｆｒｓｐ
ｋ（浄化時期判定手段）を備え、リッチスパイク実行フ
ラグｆｒｓｐｋ＝１のとき（ＮＯｘ触媒の浄化時期にな
ったとき）、減速状態にあっても（フュエルカット条件
であっても）リッチスパイク処理を優先させる（フュエ
ルカット処理を禁止してリッチスパイク処理を行う）の
で、確実にＮＯｘ触媒を浄化できる。

【０２２８】また、高圧で燃料噴射を行う燃料噴射弁と
してのノズル１７を備え、リッチスパイク処理をこのノ
ズル１７により燃料噴射（メイン噴射）を行う場合に、
このノズル１７からの最終燃料噴射量Ｑｆｉｎ（メイン
噴射量）を実吸入空気量Ｑａｃと目標当量比Ｔｆｂｙａ
で設定している（図７３のステップ３参照）。当量比は
この値が１．０のとき理論空燃比に相当するので、目標
当量比Ｔｆｂｙａに適切な値を与えることで、排気を必
要以上にリッチ雰囲気にしてＨＣ、ＣＯの排出量を増加
させたり、この逆に十分なリッチ雰囲気が達成されずに
ＮＯｘの浄化が不十分となるといった事態を防止でき
る。

【０２２９】また、ＥＧＲ装置を備え、目標当量比Ｔｆ
ｂｙａを、目標空気過剰率Ｔｌａｍｂと実ＥＧＲ率Ｍｅ
ｇｒｄ（ＥＧＲ装置の制御値）とで設定するので（図２
０のステップ３参照）、過渡時にもＥＧＲ中の酸素濃度
を考慮して目標当量比を設定することが可能となり、特
にリッチスパイク処理の開始直後のリッチ雰囲気のより
速い達成と精度とを確保できる。

【０２３０】また、ターボ過給機および吸気絞り弁（い
ずれも吸入空気量調整手段）と、目標吸入空気量ｔＱａ
ｃに応じて過給機の可変ノズル開口割合と吸気絞り弁開
度とを制御するコントロールユニット４１とを備え、目
標吸入空気量ｔＱａｃを基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖと目
標当量比Ｔｆｂｙａから設定するため（図２０のステッ
プ４参照）、目標当量比Ｔｆｂｙａの得られる吸入空気
量を達成することができ、適切な空燃比でリッチスパイ
ク処理を行うことができる。

【０２３１】また、リッチスパイク処理のための燃料噴
射を、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気量ｔＱａｃと
の差が所定範囲内に入ったときに行っている（図７３の
ステップ２、３参照）。実吸入空気量Ｑａｃが目標吸入
空気量ｔＱａｃより遅れ、目標吸入空気ｔＱａｃより大
きくなったり小さくなったりする過渡時には実吸入空気
量Ｑａｃより演算される最終燃料噴射量ｔＱｆｉｎが、
目標吸入空気量ｔＱａｃが期待する燃料噴射量より多か
ったり少なかったりする。こうした現象が生じる過渡時
にも実吸入空気量Ｑａｃに基づいて最終燃料噴射量ｔＱ
ｆｉｎを演算させたのでは、燃料を噴射し過ぎて減速時
なのにトルクショックを生じたり、この逆にＮＯｘ触媒
の浄化に不十分な量の燃料しか供給されなかったりする
事態が生じるのであるが、本実施形態によれば、実吸入
空気量Ｑａｃが目標吸入空気量ｔＱａｃに十分近づいた
後に燃料噴射を開始するため、こうした事態を防止する
ことが可能となる。

【０２３２】図７５のフローは第３実施形態のリッチス
パイク処理を行うためのもの、図７６のフローは同じく
第３実施形態の吸気絞り弁開度を設定するためのもので
ある。この実施形態では図７５に示したように図７２に
対してステップ１１が追加されている。すなわち減速時
にリッチスパイク実行フラグｆｒｓｐｋ＝１であるとき
（リッチスパイク要求があるとき）にはロックアップ機
構の作動を禁止している。ロックアップ機構はトルクコ
ンバータを備える場合にトルクコンバータの入力軸と出
力軸の間を直結状態にする（例えばロックアップクラッ
チを接続する）機構のことである。減速時にロックアッ
プ機構が働いているということは、減速時のエンジン回
転速度を上昇させもしくは高い状態に維持して燃料カッ
トを行っている可能性があることを意味し、燃料カット
状態では空燃比をリッチにすることができない。この場
合に、ロックアップ機構の作動を禁止するとエンジン回
転速度が下降して燃料リカバー状態となるため、空燃比
をリッチにすることができる。

【０２３３】このようにロックアップ機構を有する自動
変速機を備える場合に、車両が減速状態にあるときロッ
クアップ機構を作動させるようにしているものでは、車
両が減速状態にありかつ触媒が活性状態でリッチスパイ
ク要求があってもリッチスパイク処理を行うことができ
ないのであるが、第３実施形態では車両が減速状態にあ
りかつ触媒が活性状態でリッチスパイク要求があると
き、ロックアップ機構の作動を禁止することで、リッチ
スパイク処理を行わせることが可能となる。

【０２３４】また、リッチスパイク要求のない減速時に
もロックアップ機構の作動を禁止したのでは、燃料カッ
トができず燃費効果が減少する上、減速からの再加速の
ときにはロックアップ機構が作動へと切換わり、ロック
アップ機構の作動、非作動の切換の頻度が増加してしま
うことになるが、リッチスパイク要求のない減速時には
ロックアップ機構の作動が禁止されることはないので、
こうしたロックアップ機構の不要な作動、非作動を防止
することができる。

【０２３５】図７６に示したように図６７に対してステ
ップ１１〜１４の吸気管圧力を制限する処理が追加され
ている。すなわちステップ１１ではエンジン回転速度Ｎ
ｅより図７７を内容とするテーブルを検索することによ
り作動ガス割合下限値ｔＱｈ０ｍｉｎを演算し、ステッ
プ１２でこれと作動ガス割合ｔＱｈ０を比較する。作動
ガス割合ｔＱｈ０が作動ガス割合下限値ｔＱｈ０ｍｉｎ
以下であるとき（吸気管圧力リミット条件）にはステッ
プ１３に進み作動ガス割合ｔＱｈ０を下限値ｔＱｈ０ｍ
ｉｎに制限する。

【０２３６】また、吸気管圧力を制限するときにはステ
ップ１４でフィードバック許可フラグｆｅｆｂ＝１とす
る。このフラグｆｅｆｂ＝１のとき図６７で前述したよ
うに２つのフィードバック補正係数Ｋｑａｃ００、Ｋｑ
ａｃ０が演算され（ステップ４、５、６参照）、一方の
補正係数Ｋｑａｃ００を用いてＥＧＲ量が、他方の補正
係数Ｋｑａｃ０を用いてＥＧＲ流速がフィードバック制
御される（図７のステップ６と図６３のステップ３参
照）。

【０２３７】このように、リッチスパイク処理中に作動
ガス割合ｔＱｈ０がその下限値ｔＱｈ０ｍｉｎ以下とな
ったとき、作動ガス割合ｔＱｈ０を下限値ｔＱｈ０ｍｉ
ｎに制限し、目標吸入量ｔＱａｃとなるようにＥＧＲ量
をフィードバック制御することにより、リッチスパイク
処理中に目標吸入空気量ｔＱａｃが吸気絞り弁で達成し
うる最低吸入空気量以下となったときにおいても目標吸
入空気量ｔＱａｃが得られるので、実際の吸入空気量が
目標よりも極度に低くなることを回避でき、これによっ
て確実にリッチ雰囲気を達成しつつトルクショックやブ
ローバイガスの極度の増加を防止することができる。

【０２３８】なお、図７５、図７６はそれぞれ図７２、
図６７と置き換わるものであるため、図７２、図６７と
同一部分には同一のステップ番号を付けており、それら
の説明は省略する。

【０２３９】図７８のフローは第４実施形態のリッチス
パイク処理を行うためのものである。第１、第２の実施
形態ではリッチスパイク実行フラグｆｒｓｐｋ＝１かつ
減速時に排気中の空気過剰率を１．０以下として過濃な
混合気を作り出すのにメイン噴射で行ったが、この実施
形態はメイン噴射に代えてメイン噴射の終了後の膨張行
程や排気行程で小量の燃料を噴射する、いわゆるポスト
噴射で行うことにより排気中の空気過剰率を１．０以下
として過濃な混合気を作り出すようにしたものである。
このため、図７８のステップ３のみ図７２と相違する。
このステップ３でのポスト噴射制御については図７９に
示したように数２７式の最終燃料噴射量ｔＱｆｉｎをポ
スト噴射量ｔＱｐｏｓｔとして算出するだけのものであ
る。

【０２４０】この実施形態によっても第１、第２実施形
態と同様の作用効果が得られる。

【０２４１】ポスト噴射の使い方はこれに限られない。
例えば、車両が減速状態にありかつ触媒が活性状態のと
きかつリッチスパイク実行フラグｆｒｓｐｋ＝１のとき
（燃料リカバー制御の要求があるとき）フュエルカット
処理が行われていれば、ポスト噴射により燃料リカバー
制御（空燃比リッチ化処理）を行うことで、フュエルカ
ット処理が行われていても、ポスト噴射により排気温度
を上昇させつつＮＯｘ還元剤であるＨＣを触媒へと供給
することができる。

【０２４２】さらに、燃料リカバー制御中に作動ガス割
合ｔＱｈ０が下限値ｔＱｈ０ｍｉｎ以下となり（目標吸
入空気量ｔＱａｃが吸気絞り装置で達成しうる最低吸入
空気量以下となり）、メイン噴射による燃料リカバー制
御（空燃比リッチ化処理）ではＨＣ供給量が要求より不
足するとき、その不足分（最低吸入空気量と目標吸入空
気量の差に相当するＨＣの不足分）のＨＣ供給量をポス
ト噴射で達成するかまたはメイン噴射による燃料リカバ
ー制御をやめて要求のＨＣ供給量の総てをポスト噴射で
達成するようにしてもかまわない。吸入空気量が目標ま
で低くならない場合は燃料リカバー制御に最適な目標空
気過剰率を達成できないことになり、メイン噴射による
燃料リカバー制御では触媒を再生するためのＨＣ供給量
が要求より不足するのであるが、このようにポスト噴射
を利用することで、メイン噴射による燃料リカバー制御
中に目標吸入空気量が吸入空気量調整手段で達成しうる
最低吸入空気量以下となったときにおいても確実に要求
のＨＣ供給量を触媒へと供給することができる。なお、
目標吸入空気量ｔＱａｃが吸入空気量調整手段で達成し
うる最低吸入空気量以下となったかどうかの判定に代え
て吸気管圧力が所定値以下の低圧側になったかどうかの
判定を行ってもよい。

【０２４３】実施形態では目標当量比Ｔｆｂｙａを、目
標空気過剰率Ｔｌａｍｂと実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ（ＥＧ
Ｒ装置の制御値）とで設定する場合で説明したが（図２
０のステップ３参照）、実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄに代え
て、図１１の目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを用いてもかまわな
い。

【０２４４】実施形態では、基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖ
に比例して目標吸入空気量ｔＱａｃを設定する場合で説
明したが（図２０のステップ４参照）、基本燃料噴射量
Ｍｑｄｒｖはアクセル開度ＡＰＯとエンジン回転速度Ｎ
ｅに応じて設定するので（図４参照）、アクセル開度Ａ
ＰＯとエンジン回転速度Ｎｅ（これらは運転パラメー
タ）に応じて目標吸入空気量ｔＱａｃを設定するように
してもかまわない。

【０２４５】第３実施形態では燃料リカバー制御中（空
燃比リッチ化処理中）に作動ガス割合ｔＱｈ０がその下
限値ｔＱｈ０ｍｉｎ以下となったとき（目標吸入空気量
ｔＱａｃが吸気絞り装置で達成しうる最低吸入空気量以
下となったときに相当する）、作動ガス割合ｔＱｈ０を
下限値ｔＱｈ０ｍｉｎに制限し（目標吸入空気量ｔＱａ
ｃを最低吸入空気量に制限することに相当する）、目標
吸入空気量ｔＱａｃとなるようにＥＧＲ装置によりＥＧ
Ｒ量およびＥＧＲ流速をフィードバック制御する場合で
説明したが（図７６のステップ１２、１３、１４、図７
のステップ６参照）、目標吸入空気量ｔＱａｃが最低吸
入空気量以下となったとき、目標吸入空気量ｔＱａｃを
最低吸入空気量に制限することなく目標吸入空気量ｔＱ
ａｃとなるようにＥＧＲ量をフィードバック制御するよ
うにしてもかまわない。また、フィードバックしなくて
も目標吸入空気量ｔＱａｃが得られるようにＥＧＲ量を
増加補正するようにしてもかまわない。目標吸入空気量
ｔＱａｃが最低吸入空気量以下となったかどうかの判定
を、吸気管圧力が所定値以下の低圧側になったかどうか
の判定に代えてもかまわない。

【０２４６】実施例では空燃比リッチ化処理を、空気に
対して相対的に燃料の量を多くすることにより行わせる
場合で説明したが、これに限らず燃料に対して相対的に
空気（新気）の量を減らせたりあるいはＥＧＲ量を増や
することによっても行うことができる。すなわち、吸入
空気量調整手段（たとえば過給機や吸気絞り弁）または
ＥＧＲ装置を用いて空気過剰率を低下させることによっ
ても空燃比リッチ化処理を行うことができ、この場合に
は、燃料噴射量を増やすことは必要ないので、不要な燃
料噴射を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の制御システム図。

【図２】コモンレール式燃料噴射装置の概略構成図。

【図３】目標燃料噴射量の演算を説明するためのフロー
チャート。

【図４】基本燃料噴射量のマップ特性図。

【図５】ＥＧＲ弁開口面積の演算を説明するためのフロ
ーチャート。

【図６】ＥＧＲ弁開口面積に対するＥＧＲ弁駆動信号の
特性図。

【図７】目標ＥＧＲ量の演算を説明するためのフローチ
ャート。

【図８】シリンダ吸入空気量の演算を説明するためのフ
ローチャート。

【図９】吸入空気量の検出を説明するためのフローチャ
ート。

【図１０】エアフローメータ出力電圧に対する吸入空気
量の特性図。

【図１１】目標ＥＧＲ率の演算を説明するためのフロー
チャート。

【図１２】基本目標ＥＧＲ率のマップ特性図。

【図１３】水温補正係数のテーブル特性図。

【図１４】完爆判定を説明するためのフローチャート。

【図１５】第１実施形態の圧力制御弁に与える制御指令
デューティ値の演算を説明するためのフローチャート。

【図１６】第２実施形態の圧力制御弁に与える制御指令
デューティ値の演算を説明するためのフローチャート。

【図１７】実ＥＧＲ率の演算を説明するためのフローチ
ャート。

【図１８】コレクタ容量分の時定数相当値の演算を説明
するためのフローチャート。

【図１９】体積効率相当基本値のマップ特性図。

【図２０】目標吸入空気量の演算を説明するためのフロ
ーチャート。

【図２１】目標空気過剰率の演算を説明するためのフロ
ーチャート。

【図２２】目標空気過剰率基本値のマップ特性図。

【図２３】目標空気過剰率の水温補正係数のテーブル特
性図。

【図２４】実ＥＧＲ量の演算を説明するためのフローチ
ャート。

【図２５】第１実施形態の目標開口割合の演算を説明す
るためのフローチャート。

【図２６】目標開口割合のマップ特性図。

【図２７】第２実施形態の目標開口割合の演算を説明す
るためのフローチャート。

【図２８】目標開口割合のマップ特性図。

【図２９】目標開口割合のフィードフォワード量の演算
を説明するためのフローチャート。

【図３０】目標開口割合のフィードバック量の演算を説
明するためのフローチャート。

【図３１】線型化処理を説明するためのフローチャー
ト。

【図３２】線型化のテーブル特性図。

【図３３】開口面積と過給圧の関係を示す特性図。

【図３４】信号変換を説明するためのフローチャート。

【図３５】デューティ選択信号フラグの設定を説明する
ためのフローチャート。

【図３６】デューティ値の温度補正量の演算を説明する
ためのフローチャート。

【図３７】基本排気温度のマップ特性図。

【図３８】水温補正係数のテーブル特性図。

【図３９】温度補正量のテーブル特性図。

【図４０】ターボ過給機駆動用アクチュエータの温度特
性図。

【図４１】可変ノズル全閉時のデューティ値のマップ特
性図。

【図４２】可変ノズル全開時のデューティ値のマップ特
性図。

【図４３】可変ノズル全閉時のデューティ値のマップ特
性図。

【図４４】可変ノズル全開時のデューティ値のマップ特
性図。

【図４５】指令開口割合線型化処理値をデューティ値に
変換するときのヒステリシス図。

【図４６】動作確認制御を説明するためのフローチャー
ト。

【図４７】動作確認制御指令デューティ値の設定を説明
するためのフローチャート。

【図４８】制御パターンのテーブル特性図。

【図４９】動作確認制御時のデューティ値のテーブル特
性図。

【図５０】ＥＧＲ制御の２つのフィードバック補正係数
と学習補正係数の演算を説明するためのフローチャー
ト。

【図５１】フィードバック許可フラグの設定を説明する
ためのフローチャート。

【図５２】学習値反映許可フラグの設定を説明するため
のフローチャート。

【図５３】学習許可フラグの設定を説明するためのフロ
ーチャート。

【図５４】ＥＧＲ量フィードバック補正係数の演算を説
明するためのフローチャート。

【図５５】ＥＧＲ流量の補正ゲインのマップ特性図。

【図５６】水温補正係数のテーブル特性図。

【図５７】ＥＧＲ流速フィードバック補正係数の演算を
説明するためのフローチャート。

【図５８】ＥＧＲ流速の補正ゲインのマップ特性図。

【図５９】水温補正係数のテーブル特性図。

【図６０】誤差割合学習値の学習マップの表図。

【図６１】学習値の更新を説明するためのフローチャー
ト。

【図６２】学習速度のマップ特性図。

【図６３】ＥＧＲ流速の演算を説明するためのフローチ
ャート。

【図６４】ＥＧＲ流速のマップ特性図。

【図６５】目標空気過剰率の吸気温補正係数のテーブル
特性図。

【図６６】目標空気過剰率の大気圧補正係数のテーブル
特性図。

【図６７】吸気絞り弁開度の設定を説明するためのフロ
ーチャート。

【図６８】作動ガス最大値のテーブル特性図。

【図６９】吸気量比のテーブル特性図。

【図７０】吸気絞り弁開度のテーブル特性図。

【図７１】リッチスパイク実行フラグの設定を説明する
ためのフローチャート。

【図７２】リッチスパイク処理を説明するためのフロー
チャート。

【図７３】燃料リカバー制御を説明するためのフローチ
ャート。

【図７４】通常制御を説明するためのフローチャート。

【図７５】第３実施形態のリッチスパイク処理を説明す
るためのフローチャート。

【図７６】第３実施形態の吸気絞り弁開度の設定を説明
するためのフローチャート。

【図７７】作動ガス割合下限値のテーブル特性図。

【図７８】第４実施形態のリッチスパイク処理を説明す
るためのフローチャート。

【図７９】ポスト噴射制御を説明するためのフローチャ
ート。

【符号の説明】

４ ＥＧＲ通路 ６ ＥＧＲ弁（ＥＧＲ装置） １７ ノズル（燃料噴射弁） ４１ コントロールユニット ５２ 排気タービン ６１ ＮＯｘ触媒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｋ 41/06 Ｆ０１Ｎ 3/08 Ａ ３Ｇ０９３ Ｆ０１Ｎ 3/08 3/20 Ｂ ３Ｇ３０１ 3/20 3/24 Ｒ 3/24 Ｓ 3/28 ３０１Ｃ 3/28 ３０１ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｄ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ ３０１Ｅ 29/00 Ｈ 29/00 41/38 Ｂ 41/38 45/00 ３１２Ｆ 45/00 ３１２ ３１４Ｚ ３１４ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｇ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ ５７０Ｊ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ １０１Ｂ (72)発明者 相河 隆伸 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D041 AA19 AA21 AA22 AB01 AC02 AC03 AC09 AC15 AD02 AD04 AD05 AD09 AD10 AD14 AE07 AE22 AF01 3G062 AA01 AA05 BA02 BA04 CA05 DA01 EA08 ED08 3G084 BA05 BA09 BA13 BA15 BA20 BA21 CA03 CA06 CA09 DA02 DA10 DA11 EA07 EA11 EB12 EB13 EB19 EB25 EC06 FA07 FA10 FA13 FA19 FA20 FA26 FA27 FA33 FA37 FA38 FA39 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AA28 AB06 BA14 BA32 BA33 CA13 CB02 CB03 CB07 CB08 CB09 DA08 DB06 DB07 DB08 DB09 DB10 DC01 DC02 EA00 EA01 EA02 EA05 EA07 EA16 EA26 EA39 FA05 FB10 FB11 FB12 FC02 FC04 GA06 HB03 HB05 HB06 3G092 AA10 AA17 AA18 BA04 BB06 BB10 BB13 CB05 DC06 DC08 EA04 EA05 EA09 EA14 EA17 EB01 EB09 EC02 EC05 EC07 EC08 EC09 FA04 FA18 FA24 GA05 GA13 GA17 HA01Z HA06X HA15X HB01X HB02X HB03Z HC07Z HD02 HD05Z HD07 HD07X HE01Z HE03Z HE05Z HE08Z HF08Z HF21Z 3G093 AA05 BA02 BA19 BA20 CA06 CA10 DA01 DA02 DA05 DA06 DA07 DA08 DA09 DA11 DB09 DB23 EA04 EA05 EA06 EA09 FA05 FA09 FA11 FA14 FB03 FB05 3G301 HA11 HA13 HA17 JA02 JA04 JA24 JA26 KA08 KA16 KA24 KA26 LA03 LA05 MA01 MA18 MA23 MA24 MA25 NA02 NA08 NB11 NB15 NC02 ND02

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気の空燃比がリーンのとき排気中のＮＯ
   ｘをトラップし、排気の空燃比が理論空燃比またはこれ
   よりリッチのときトラップしたＮＯｘを浄化するＮＯｘ
   触媒を排気通路に備えるとともに、 車両の減速状態にあるかどうかを判定する減速状態判定
   手段と、 触媒が活性状態にあるかどうかを判定する活性状態判定
   手段と、 これら判定結果より車両が減速状態にありかつ触媒が活
   性状態のとき、空燃比リッチ化処理を所定期間行う制御
   手段とを備えることを特徴とするディーゼルエンジンの
   制御装置。
2. 【請求項２】前記活性状態判定手段は、所定の触媒浄化
   率を保つことのできる触媒温度を維持し得る車速を超え
   ているとき触媒が活性状態にあると判定することを特徴
   とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御装
   置。
3. 【請求項３】ＮＯｘ触媒の浄化時期になったかどうかを
   判定する浄化時期判定手段を備え、ＮＯｘ触媒の浄化時
   期になったとき、フュエルカット処理が行われていれば
   フュエルカット処理を禁止して空燃比リッチ化処理を行
   うことを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼ
   ルエンジンの制御装置。
4. 【請求項４】高圧で燃料噴射を行う燃料噴射弁を備え、
   空燃比リッチ化処理をこの燃料噴射弁によるメイン噴射
   で行う場合に、この燃料噴射弁によるメイン噴射量を実
   吸入空気量と目標当量比で設定することを特徴とする請
   求項１から３までのいずれか一つに記載のディーゼルエ
   ンジンの制御装置。
5. 【請求項５】ＥＧＲ装置を備え、目標当量比を、目標空
   気過剰率とＥＧＲ装置の制御値とで設定することを特徴
   とする請求項４に記載のディーゼルエンジンの制御装
   置。
6. 【請求項６】吸入空気量調整手段と、目標吸入空気量に
   応じて吸入空気量調整手段を制御する手段とを備え、目
   標吸入空気量を基本燃料噴射量と目標当量比から設定す
   るかまたは運転パラメータと目標当量比から設定するこ
   とを特徴とする請求項４に記載のディーゼルエンジンの
   制御装置。
7. 【請求項７】燃料噴射弁からの燃料噴射を、実吸入空気
   量と目標吸入空気量との差が所定範囲内に入ったときに
   行うことを特徴とする請求項６に記載のディーゼルエン
   ジンの制御装置。
8. 【請求項８】ロックアップ機構を有する自動変速機を備
   え、車両の減速状態でロックアップ機構を作動させてい
   る場合に、車両が減速状態にありかつ触媒が活性状態の
   ときかつ前記空燃比リッチ化処理の要求があるときロッ
   クアップ機構の作動を禁止することを特徴とする請求項
   １に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
9. 【請求項９】車両が減速状態にありかつ触媒が活性状態
   のときかつ前記空燃比リッチ化処理の要求があるときフ
   ュエルカット処理が行われていれば、ポスト噴射により
   空燃比リッチ化処理を行うことを特徴とする請求項１に
   記載のディーゼルエンジンの制御装置。
10. 【請求項１０】車両が減速状態にありかつ触媒が活性状
    態のときかつ前記空燃比リッチ化処理の要求があるとき
    フュエルカット処理が行われていなければ、空燃比リッ
    チ化処理を吸入空気量調整手段またはＥＧＲ装置を用い
    て空気過剰率を低下させることにより行うことを特徴と
    する請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
11. 【請求項１１】ＥＧＲ装置を備え、空燃比リッチ化処理
    中に目標吸入空気量が吸入空気量調整手段で達成しうる
    最低吸入空気量以下となったとき、目標吸入空気量が得
    られるようにＥＧＲ装置によりＥＧＲ量を増加補正する
    かまたは目標吸入空気量となるようにＥＧＲ量をフィー
    ドバック制御することを特徴とする請求項６に記載のデ
    ィーゼルエンジンの制御装置。
12. 【請求項１２】空燃比リッチ化処理中に目標吸入空気量
    が吸入空気量調整手段で達成しうる最低吸入空気量以下
    となりメイン噴射による空燃比リッチ化処理ではＨＣ供
    給量が要求より不足するとき、その不足分のＨＣ供給量
    をポスト噴射で達成するかまたはメイン噴射による空燃
    比リッチ化処理をやめて要求のＨＣ供給量の総てをポス
    ト噴射で達成することを特徴とする請求項６に記載のデ
    ィーゼルエンジンの制御装置。