JP2004108329A - 内燃機関の排気再循環制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＥＧＲ学習値の学習を行う際に排気再循環が行われることによる燃焼状態の悪化を抑制しつつ、ＥＧＲ学習値を適切な値として学習するのに必要な学習機会を確保することのできる内燃機関の排気再循環制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＧＲ学習値の学習は、低負荷でのエンジン定常運転となる減速時に実行されるフューエルカット中に行われることとなる。ＥＧＲ学習値の学習時にはＥＧＲバルブ１９が所定開度に制御されて排気再循環が行われるが、フューエルカット中には混合気の燃焼が行われないため、同排気再循環が燃焼状態に悪影響を及ぼすことはない。また、フューエルカットが行われる減速という低負荷でのエンジン定常運転は、エンジン運転中（走行中）に頻繁に生じるため、学習機会が少なくなってＥＧＲ学習値の学習が困難になることもない。
【選択図】 図１
【解決手段】ＥＧＲ学習値の学習は、低負荷でのエンジン定常運転となる減速時に実行されるフューエルカット中に行われることとなる。ＥＧＲ学習値の学習時にはＥＧＲバルブ１９が所定開度に制御されて排気再循環が行われるが、フューエルカット中には混合気の燃焼が行われないため、同排気再循環が燃焼状態に悪影響を及ぼすことはない。また、フューエルカットが行われる減速という低負荷でのエンジン定常運転は、エンジン運転中（走行中）に頻繁に生じるため、学習機会が少なくなってＥＧＲ学習値の学習が困難になることもない。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気再循環制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車載用エンジン等の内燃機関においては、エミッション改善等を意図して排気の一部を吸気系に再循環させるＥＧＲ機構を備えたものが知られている。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バルブとを備えている。そして、ＥＧＲバルブの開度を調整することで、排気通路から吸気通路へ再循環される排気の量（ＥＧＲ量）が調整される。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窒素酸化物（ＮＯｘ ）の生成が抑制され、排気中におけるＮＯｘ の増加が抑制されるようになる。
【０００３】
ただし、上記のような排気再循環によって燃焼室内には混合気の燃焼に寄与しない排気が入ることになるため、ＥＧＲ量の増加に伴い混合気の燃焼状態は悪化する傾向にある。このため、エミッション改善等のための排気再循環を行うにしても、それに伴い燃焼状態を過度に悪化させないようＥＧＲ量、即ちＥＧＲバルブの開度を制御する必要がある。こうしたＥＧＲバルブの開度制御として、燃焼状態の悪化を招くことなく必要なＥＧＲ量が得られるよう、機関運転状態に基づきＥＧＲバルブの開度調整が行われる。
【０００４】
しかし、ＥＧＲ機構においては、排気に含まれるカーボン等の未燃物がＥＧＲバルブやＥＧＲ通路内に付着し易く、使用期間が長くなるにつれて未燃物の付着量が多くなり、排気流通面積が使用初期と比較して徐々に小さくなってゆく。こうしたＥＧＲ機構の経時変化により、ＥＧＲバルブを所定の開度に制御したときの排気流通面積が使用期間に応じて異なるものとなる。このため、ＥＧＲ機構が常に未燃物等の付着のない初期状態にあることを前提として、ＥＧＲ量を調整するためのＥＧＲバルブの開度制御を行うと、経時変化による排気流通面積の変化の分だけＥＧＲ量が適正値からずれ、エミッション改善に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００５】
このため、ＥＧＲ機構の経時変化（ＥＧＲ量のずれ）をＥＧＲ学習値として学習し、そのＥＧＲ学習値をＥＧＲバルブの開度制御を行う際の開度補正に用いることにより、上記経時変化に伴いＥＧＲ量が適正値からずれるのを抑制することも考えられている。なお、上記ＥＧＲ学習値の学習については、内燃機関の吸気圧がＥＧＲ機構における排気流通面積の影響を受けて変化することを利用し、例えば以下の（１）〜（３）に示される手順に従って行われる。
【０００６】
（１）ＥＧＲバルブが所定開度に制御され、且つ内燃機関の定常運転時となっているとき、バキュームセンサ等により同機関の吸気圧（実吸気圧）を検出するとともに、そのときの機関運転での理論上の吸気圧、即ちＥＧＲ機構の使用初期の吸気圧（理論吸気圧）を機関運転状態から求める。
【０００７】
（２）実吸気圧が理論吸気圧に近づくようＥＧＲバルブの開度を補正する。
（３）実吸気圧と理論吸気圧との差が許容値未満になったときのＥＧＲバルブの開度補正量を、ＥＧＲ機構の経時変化（ＥＧＲ量のずれ）に対応した値であるＥＧＲ学習値として記憶する。
【０００８】
ところで、上記学習では機関定常運転時の吸気圧を利用しているため、同学習を適切に完了させるためには内燃機関の定常運転が継続される必要がある。このように機関定常運転が継続される状況としては、例えば減速時やアイドル時といった機関運転状態が低負荷領域にある状況をあげることができる。従って、特許文献１に示されるように、ディーゼルエンジンにおいて減速時に上記学習を行うことも提案されている。こうした減速は比較的頻繁に行われるものであることから、上記のように減速時に学習を行うことで学習機会を多くすることができ、上記ＥＧＲ学習値を適切な値として学習するのに必要な学習機会を確保することができるようになる。
【０００９】
【特許文献１】
特公平８−１６４６６号公報 （第４頁右欄８〜２１行）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＥＧＲ学習値の学習が行われる際には、ＥＧＲバルブが所定開度に制御されて排気の再循環が行われるため、燃焼室内に燃焼に寄与しない排気が入ることは避けられない。ディーゼルエンジンにおいては、その燃焼形態の関係から、減速時といった低負荷時に、上記学習を行うことに起因して排気再循環が行われたとしても燃焼状態が過度に悪化することはなく、上記学習を燃焼状態の大きな悪化を招くことなく行うことができる。
【００１１】
しかし、燃料と空気とが均等に混合された均質混合気を燃焼させる火花点火式の内燃機関にあっては、低負荷時に上記学習を行うことに起因して排気再循環が行われると、混合気の燃焼状態に悪影響を及ぼすこととなる。これは、上記内燃機関にあっては、排気再循環を行うことにより均質混合気に対し燃焼に寄与しない排気が均等に混合されるとともに、減速時など低負荷時には燃焼室内に存在する均質混合気の量が少なくなって同混合気に混合される上記排気の割合が高くなるためである。
【００１２】
また、上記問題を考慮して学習の実行を高負荷時に限定してしまうと、低負荷時での同学習による燃焼状態の悪化は抑制されるものの、高負荷時には機関定常運転が継続するという状況は希であることから、ＥＧＲ学習値の学習機会が極端に少なくなって同学習値を適切な値として学習することが困難になる。このため、ＥＧＲ学習値を用いてＥＧＲバルブの開度補正を行ったとしても、その補正がＥＧＲ機構の経時変化に対応したものにならず、ＥＧＲ量が適正値からずれてエミッション改善に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１３】
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、ＥＧＲ学習値の学習を行う際に排気再循環が行われることによる燃焼状態の悪化を抑制しつつ、ＥＧＲ学習値を適切な値として学習するのに必要な学習機会を確保することのできる内燃機関の排気再循環制御装置を提供することにある。
【００１４】
【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、排気系から吸気系に排気を再循環させるＥＧＲ機構を備えるとともに均質燃焼を行う火花点火式内燃機関に適用され、前記ＥＧＲ機構の経時変化をＥＧＲ学習値として学習し、そのＥＧＲ学習値を用いて前記ＥＧＲ機構の駆動によって調整される排気再循環量を補正する内燃機関の排気再循環制御装置において、内燃機関のフューエルカット中に所定の駆動量をもって前記ＥＧＲ機構を駆動した後、内燃機関の実際の吸気圧がそのときの機関運転での理論上の吸気圧に近づくよう前記ＥＧＲ機構の駆動量を補正し、前記実際の吸気圧が前記理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいたときの前記駆動量の補正量を前記ＥＧＲ学習値として学習するＥＧＲ学習手段を備えた。
【００１５】
内燃機関のフューエルカットは、低負荷での機関定常運転となる減速時に実行される。このフューエルカット中には混合気の燃焼が行われないため、ＥＧＲ学習値の学習を行うために所定の駆動量をもってＥＧＲ機構が駆動され、排気再循環が行われたとしても、低負荷時の上記排気再循環が燃焼状態に悪影響を及ぼすことはない。また、フューエルカットが行われる減速という低負荷での機関定常運転は機関運転中に頻繁に生じるため、ＥＧＲ学習値の学習機会が少なくなってＥＧＲ学習値の学習完了が困難になることもない。従って、そのＥＧＲ学習値を適切な値として学習することができ、不適切なＥＧＲ学習値で排気再循環量を補正することによる燃焼状態の悪化を抑制することができる。
【００１６】
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ＥＧＲ機構は、内燃機関の排気系から吸気系に排気を流すＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の排気流通面積を変更すべく開閉動作するＥＧＲバルブとを備え、同ＥＧＲバルブの開度変更に基づき排気再循環量を調整するものであり、前記ＥＧＲ学習手段は、内燃機関のフューエルカット中に前記ＥＧＲバルブを所定開度に駆動した後、内燃機関の実際の吸気圧がそのときの機関運転での理論上の吸気圧に近づくよう前記ＥＧＲバルブの開度を補正し、前記実際の吸気圧が前記理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいたときのＥＧＲバルブの開度補正量を前記ＥＧＲ学習値として学習するものとした。
【００１７】
ＥＧＲバルブにはカーボン等が付着して経時変化が生じ易いが、この経時変化をＥＧＲ学習値として的確に学習することができる。そして、排気再循環量を調整するためのＥＧＲバルブの開度制御において、同ＥＧＲバルブの開度を上記ＥＧＲ学習値で補正することにより、上記経時変化に関係なく排気再循環量を適切なものとすることができる。
【００１８】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記ＥＧＲ学習手段は、前記ＥＧＲバルブをフューエルカット中に前記所定開度とした状態での内燃機関のスロットル開度と吸気圧との相関関係を利用して、同機関のスロットル開度に基づき前記理論上の吸気圧を求めるものとした。
【００１９】
内燃機関においてはスロットル開度と吸気圧とに相関関係が存在するが、これを利用することによってスロットル開度に基づき的確に理論上の吸気圧を求めることができる。
【００２０】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、内燃機関のスロットル開度は、同機関の吸気系の経時変化に応じて補正されるものであって、前記ＥＧＲ学習手段は、内燃機関の使用初期におけるスロットル開度と吸気圧との相関関係を利用して、同機関のスロットル開度に基づき前記理論上の吸気圧を求めるものであり、前記理論上の吸気圧を求めるためのスロットル開度としては、同機関の現在のスロットル開度から前記吸気系の経時変化による影響分を除去して得られるものが用いられることを要旨とした。
【００２１】
吸気系の経時変化に応じてスロットル開度が補正される内燃機関にあっては、仮に現在のスロットル開度に基づき理論上の吸気圧を求めると、吸気系での異物の付着といった吸気系の経時変化による影響分を含んだスロットル開度に基づき理論上の吸気圧が求められる。理論上の吸気圧は内燃機関の使用初期におけるスロットル開度と吸気圧との相関関係を利用して求められることから、上記のように吸気系の経時変化による影響分を含んだスロットル開度に基づき求められた理論上の吸気圧は不適切なものとなり、ＥＧＲ学習値の学習に悪影響を及ぼすこととなる。しかし、理論上の吸気圧を求めるためのスロットル開度として、現在のスロットル開度から吸気系の経時変化による影響分を除去して得られるものを用いることにより、上記のような不具合が生じるのを回避することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明において、前記内燃機関においては、アイドル運転時にエンジン回転速度が目標値に近づくよう前記スロットル開度を調整するアイドル回転速度制御が実行され、前記スロットル開度における前記吸気系の経時変化による影響分は、現在のアイドル運転時のスロットル開度から、内燃機関の使用初期におけるアイドル運転時のスロットル開度を減算することによって求められるものとした。
【００２３】
アイドル回転速度制御が実行される内燃機関にあっては、吸気系に経時変化が生じると、アイドル運転時のスロットル開度がアイドル回転速度制御によって上記経時変化による影響を受ける。従って、現在のアイドル運転時のスロットル開度から、内燃機関の使用初期におけるアイドル運転時のスロットル開度を減算することにより、スロットル開度における吸気系の経時変化による影響分を求めることができる。そして、この影響分を現在のスロットル開度から除去したものを理論上の吸気圧の算出に用いることで、当該理論上の吸気圧を適切なものとすることができる。
【００２４】
請求項６記載の発明では、請求項５記載の発明において、前記内燃機関の使用初期におけるアイドル運転時のスロットル開度は、同機関の使用初期にアイドル回転速度制御を行ったときのスロットル開度を記憶したものが用いられることを要旨とした。
【００２５】
現在のアイドル運転時のスロットル開度から上記のように記憶された値を減算することにより、スロットル開度における吸気系の経時変化による影響分を適正に求めることができる。
【００２６】
請求項７記載の発明では、請求項５記載の発明において、前記内燃機関の使用初期におけるアイドル運転時のスロットル開度は、同機関の使用初期に前記ＥＧＲバルブを全閉とした状態でアイドル運転を行って同機関の実際の吸気圧がそのときの機関運転状態での理論上の吸気圧に近づくようスロットル開度を調整し、前記実際の吸気圧が前記理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいたときのスロットル開度を記憶したものが用いられることを要旨とした。
【００２７】
現在のアイドル運転時のスロットル開度から上記のように記憶された値を減算することにより、スロットル開度における吸気系の経時変化による影響分を適正に求めることができる。
【００２８】
請求項８記載の発明では、請求項３〜７のいずれかに記載の発明において、前記ＥＧＲ学習手段は、求めた理論上の吸気圧に対し大気圧補正を施したものをＥＧＲ学習値の学習に用いることを要旨とした。
【００２９】
内燃機関の吸気圧は大気圧の影響を受けるため、スロットル開度と吸気圧との相関関係は大気圧に応じて異なるものとなる。従って、理論上の吸気圧を求めるのに利用されるスロットル開度と吸気圧との相関関係が成立するときの大気圧と、その相関関係を利用して理論上の吸気圧を求めるときの大気圧とが食い違うと、求められた理論上の吸気圧が不適正なものとなる。しかし、求められた理論上の吸気圧に対し大気圧補正を施すことにより、当該理論上の吸気圧をＥＧＲ学習に用いるのに適正な値とすることができる。
【００３０】
請求項９記載の発明では、請求項３〜８のいずれかに記載の発明において、前記ＥＧＲ学習手段は、求めた理論上の吸気圧に対し大気温補正を施したものをＥＧＲ学習値の学習に用いることを要旨とした。
【００３１】
内燃機関の吸気圧は大気温度の変化による吸入空気の密度変化に影響を受けるため、スロットル開度と吸気圧との相関関係は大気温度に応じて異なるものとなる。従って、理論上の吸気圧を求めるのに利用されるスロットル開度と吸気圧との相関関係が成立するときの大気温度と、その相関関係を利用して理論上の吸気圧を求めるときの大気温度とが食い違うと、求められた理論上の吸気圧が不適正なものとなる。しかし、求められた理論上の吸気圧に対し大気温補正を施すことにより、当該理論上の吸気圧をＥＧＲ学習に用いるのに適正な値とすることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車用の火花点火式エンジンに適用した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００３３】
図１に示されるエンジン１においては、吸気行程で燃料噴射弁２から燃焼室３内に燃料が噴射供給されると、吸気通路４から燃焼室３に吸入される空気と上記燃料とが混合され、燃焼室３内には空気に対し燃料が均等に分布する均質混合気が形成される。この均質混合気の空燃比は、燃料噴射弁２から噴射される燃料の量によって調整され、例えば理論空燃比とされるようになる。そして、上記均質混合気に対し点火プラグ５による点火が行われることにより同混合気が燃焼し、いわゆる均質燃焼が実行される。上記のように混合気が燃焼するときの燃焼エネルギによりピストン６が往復移動する。また、燃焼後の混合気は排気として排気通路７に送り出される。
【００３４】
ピストン６の往復移動は、コネクティングロッド８によってエンジン１の出力軸であるクランクシャフト９の回転へと変換される。そして、クランクシャフト９が回転すると、その回転に対応した信号がクランクポジションセンサ１０から出力されるとともに、同回転が変速機等を介して自動車のタイヤに伝達されるようになる。また、上記のようにエンジン１が駆動されるときには冷却水によってエンジン１が冷却されるが、その冷却水の温度は水温センサ１１によって検出される。
【００３５】
吸気通路４において、その上流部分には燃焼室３に吸入される空気の量（吸入空気量）を調節すべく開閉動作するスロットルバルブ１２が設けられ、スロットルバルブ１２よりも下流には吸気通路４内の圧力（吸気圧）を検出するためのバキュームセンサ１３が設けられている。上記スロットルバルブ１２の開度（スロットル開度）は、自動車の運転者によって操作されるアクセルペダル１４の踏込量（アクセル踏込量）に応じて調整される。なお、アクセル踏込量はアクセルポジションセンサ１５によって検出され、スロットル開度はスロットルポジションセンサ１６によって検出される。
【００３６】
また、エンジン１には、吸気系から排気系に排気を再循環させるＥＧＲ機構１７が設けられている。このＥＧＲ機構１７は、排気通路７内の排気を吸気通路４に流すＥＧＲ通路１８と、同通路１８の排気流通面積を変更すべく開閉動作するＥＧＲバルブ１９とを備えている。そして、ＥＧＲバルブ１９の開度を制御することによってＥＧＲ通路１８を通じて排気通路７から吸気通路４に再循環される排気の量（ＥＧＲ量）が調節される。こうした排気の再循環は、例えば燃料の燃焼温度を低下させて窒素酸化物（ＮＯｘ ）の生成を抑制し、エンジン１のＮＯｘ エミッションの低減を図るといった目的のもとに実行される。
【００３７】
次に、上記エンジン１における排気再循環制御装置の電気的構成について説明する。
上記排気再循環制御装置は、エンジン１における燃料噴射弁２からの燃料の噴射量、スロットルバルブ１２の開度、及びＥＧＲバルブ１９の開度等を制御する電子制御装置２０を備えている。また、電子制御装置２０には、上述したクランクポジションセンサ１０、バキュームセンサ１３、アクセルポジションセンサ１５、スロットルポジションセンサ１６、及び水温センサ１１、並びに大気温度を検出するための大気温センサ２１といった各種センサからの検出信号が入力される。
【００３８】
ここで、燃料噴射量制御、スロットルバルブ１２の開度制御、及びＥＧＲバルブ１９の開度制御について各制御毎に説明する。
［燃料噴射量制御］
エンジン１の燃料噴射量制御は、電子制御装置２０を通じて燃料噴射弁２が駆動されることによって実現される。即ち、電子制御装置２０は、エンジン運転状態に応じて噴射量指令値Ｑｆｉｎ を算出し、この噴射量指令値Ｑｆｉｎ に基づき燃料噴射弁２を駆動制御することで、実際の燃料噴射量が噴射量指令値Ｑｆｉｎ となるようにする。こうした燃料噴射量制御によって燃料噴射弁２から噴射された燃料と燃焼室３内の空気とによって混合気が形成され、当該混合気を燃焼させることによってエンジン１が駆動されるようになる。また、所定車速以上での減速時などエンジン１の駆動が必要ない状況のもとでは、エンジン１の燃費改善を図るために噴射量指令値Ｑｆｉｎ が「０」とされ、これにより燃料噴射を停止する、いわゆるフューエルカットが実行される。
【００３９】
［スロットルバルブの開度制御］
スロットルバルブ１２は、電子制御装置２０を通じてスロットル開度指令値ＴＡｔに基づき開度制御される。こうしたスロットル開度制御によってエンジン１の吸入空気量が調整され、同吸入空気量に対応した量の燃料が上記燃料噴射量制御によって燃料噴射弁２から噴射されることにより、燃焼室３内に充填される混合気の量が調整されてエンジン出力の調整が行われる。なお、エンジン１のアイドル運転時には、アイドル回転速度が予め定められた目標値に近づくようスロットルバルブ１２の開度を調整するアイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）が実行される。
【００４０】
スロットル開度制御に用いられる上記スロットル開度指令値ＴＡｔは、以下の式（１）に基づき算出される。
ＴＡｔ＝ＴＡｂｓｅ ＋Ｑｃａｌ ・ｋｔ …（１）
ＴＡｂｓｅ ：基本スロットル開度
Ｑｃａｌ ：ＩＳＣ補正量
ｋｔ ：変換係数
上記式（１）において、基本スロットル開度ＴＡｂｓｅ は、アクセルポジションセンサ１５からの検出信号に基づき求められるアクセル踏込量ＡＣＣＰ、及びクランクポジションセンサ１０からの検出信号に基づき求められるエンジン回転速度ＮＥ等に基づき算出される値である。
【００４１】
この基本スロットル開度ＴＡｂｓｅ については、エンジン１のアイドル運転時には例えば「０」とされる。従って、アイドル運転時のスロットル開度指令値ＴＡｔは、式（１）における「Ｑｃａｌ ・ｋｔ」という項によって決定されることになる。この「Ｑｃａｌ ・ｋｔ」という項において、ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ はアイドル回転速度を調整すべく増減する無次元のパラメータであり、変換係数ｋｔは当該ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ をスロットル開度というパラメータに変換するためのものである。
【００４２】
ここで、アイドルスピードコントロールに用いられる上記ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ の算出手順について、ＩＳＣ補正量算出ルーチンを示す図２のフローチャートを参照して説明する。このＩＳＣ補正量算出ルーチンは、電子制御装置２０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。
【００４３】
ＩＳＣ補正量算出ルーチンにおいては、まずエンジン１がアイドル運転中であるか否かが、アクセル踏込量ＡＣＣＰが「０」であるか否か等に基づいて判断される（Ｓ１０１）。更に、水温センサ１１からの検出信号に基づき求められるエンジン１の冷却水温ｔｈｗに基づき、エンジン１が暖機完了状態にあるか否かが判断される（Ｓ１０２）。これらステップＳ１０１，Ｓ１０２で共に肯定判定であれば、フィードバック補正項ｑｉ、ＩＳＣ学習値ｑｇ、水温補正項ｑｔｈｗ、その他の補正項Ｘが順次算出され（Ｓ１０３〜Ｓ１０６）、その後に以下の式（２）に基づきＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が算出される（Ｓ１０７）。
【００４４】
Ｑｃａｌ ＝ｑｉ＋ｑｇ＋ｑｔｈｗ＋Ｘ …（２）
ｑｉ ：フィードバック補正項
ｑｇ ：ＩＳＣ学習値
ｑｔｈｗ：水温補正項
Ｘ ：その他の補正項
上記フィードバック補正項ｑｉは、ステップＳ１０３の処理で、エンジン回転速度ＮＥがエンジン１の電気負荷等に応じて設定される目標値に近づくよう増減される。即ち、エンジン回転速度ＮＥが目標値よりも小さい場合には、フィードバック補正項ｑｉが大きくされてＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が大きくされる。これにより、スロットル開度指令値ＴＡｔが大となってスロットルバルブ１２が開き側に制御され、それに伴い燃焼室３内に充填される混合気の量が多くなることから、エンジン回転速度ＮＥが上昇して目標値に近づくようになる。また、エンジン回転速度ＮＥが目標値よりも大きい場合には、フィードバック補正項ｑｉが小さくされてＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が小さくされる。これにより、スロットル開度指令値ＴＡｔが小となってスロットルバルブ１２が閉じ側に制御され、それに伴い燃焼室３内に充填される混合気の量が少なくなることから、エンジン回転速度ＮＥが低下して目標値に近づくようになる。
【００４５】
また、上記ＩＳＣ学習値ｑｇは、ステップＳ１０４の処理で、フィードバック補正項ｑｉが所定範囲内に収束するよう増減される。即ち、フィードバック補正項ｑｉが上記所定範囲に対し増大側に外れている場合には、ＩＳＣ学習値ｑｇが大きくされてＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が大きくされる。その結果、それまで同ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ を大きくしていたフィードバック補正項ｑｉが、上記ステップＳ１０３の処理によって上記所定範囲に向けて小さくされる。また、フィードバック補正項ｑｉが上記所定範囲に対し減少側に外れている場合には、ＩＳＣ学習値ｑｇが小さくされてＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が小さくされる。その結果、それまで同ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ を小さくしていたフィードバック補正項ｑｉが、上記ステップＳ１０３の処理によって上記所定範囲に向けて大きくされる。
【００４６】
従って、例えばスロットルバルブ１２に異物が付着してエンジン１の吸気系における空気流通面積が小さくなるといった経時変化が同吸気系に生じると、エンジン１の吸入空気量が適正よりも少なくなるとともに、燃焼室３内に充填される混合気の量も少なくなる。その結果、アイドル運転時等のエンジン回転速度ＮＥが低下し、その低下分を補償すべくフィードバック補正項ｑｉが大きくされるとともに、同フィードバック補正項ｑｉが所定範囲内に収束するようＩＳＣ学習値ｑｇも大きくされる。
【００４７】
そして、フィードバック補正項ｑｉが所定範囲内に収束したときのＩＳＣ学習値ｑｇは、エンジン１の吸気系の経時変化（吸入空気量の適正値からのずれ）に対応した値となる。このＩＳＣ学習値ｑｇは式（２）で用いられ、式（２）に基づき算出されるＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ は式（１）で用いられることから、式（１）に基づき算出されるスロットル開度指令値ＴＡｔは上記経時変化を加味した値として算出されることとなる。
【００４８】
一方、式（２）における水温補正項ｑｔｈｗは、ステップＳ１０５の処理で、エンジン１の冷却水温ｔｈｗに基づいて同水温ｔｈｗが低くなるほど大きくなるように算出される。これは、エンジン１の冷却水温ｔｈｗが低くなるほど、安定したアイドル運転を行う上で、ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ を大きくしてスロットル開度ＴＡを開き気味にし、アイドル運転時に燃焼室３内に充填される混合気の量を多くすることが好ましいためである。
【００４９】
また、式（２）におけるその他の補正項Ｘとしては、上記以外の各種補正項、例えば目標アイドル回転速度変化分の補正項、エアコン補正項、オルタネータ負荷補正項、電気負荷補正項、回転変動量補正項、パワステ負荷補正項、シフト位置補正項、及びパージ分補正項等があげられる。これら補正項は、ステップＳ１０６の処理でその他の補正項Ｘとして算出される。
【００５０】
［ＥＧＲバルブの開度制御］
ＥＧＲバルブ１９は、電子制御装置２０を通じてＥＧＲ開度指令値Ｅに基づき開度制御される。このＥＧＲ開度制御によって、エンジン１のＮＯｘ エミッションの低減が図られるよう、且つ燃焼状態を過度に悪化させないようＥＧＲ量が調整される。なお、こうした排気再循環は、理論空燃比での均質燃焼時であって且つアイドル運転中などの軽負荷時という状況下で行われることはない。これは、上記のような状況下で排気再循環を行うと、燃焼室３内の均質混合気に対し燃焼に寄与しない排気が均等に混合されるとともに、低負荷時には燃焼室３内に存在する均質混合気の量が少なくなって同混合気に混合される上記排気の割合が高くなり、混合気の燃焼状態に悪影響を及ぼすためである。
【００５１】
ＥＧＲ開度制御に用いられる上記ＥＧＲ開度指令値Ｅは、以下の式（３）に基づき算出される。
Ｅ＝Ｅｂｓｅ ＋Ｅｇ …（３）
Ｅｂｓｅ ：基本ＥＧＲ開度
Ｅｇ ：ＥＧＲ学習値
上記式（３）において、基本ＥＧＲ開度Ｅｂｓｅ は、エンジン負荷及びエンジン回転速度ＮＥ等に基づき、そのときの機関運転に適したＥＧＲ量が得られるようになる理論上の値として算出される。なお、ここでのエンジン負荷は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン１の吸入空気量に関係するパラメータに基づき求められる。また、吸入空気量に関係するパラメータとしては、上述したアクセル踏込量ＡＣＣＰや、バキュームセンサ１３からの検出信号に基づき求められる実吸気圧ＰＭｒ、及びスロットルポジションセンサ１６からの検出信号に基づき求められるスロットル開度ＴＡ等が用いられる。
【００５２】
ＥＧＲ機構１７においては、排気に含まれるカーボン等の未燃物がＥＧＲバルブ１９やＥＧＲ通路１８に付着し易く、使用期間が長くなるにつれて未燃物の付着量が多くなり、排気流通面積が使用初期と比較して徐々に小さくなってゆく。こうしたＥＧＲ機構１７の経時変化が生じた状態でＥＧＲ開度制御を行うと、ＥＧＲ量が当該経時変化による排気流通面積の変化分だけ適正値からずれ、エミッション改善に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００５３】
上記式（３）におけるＥＧＲ学習値Ｅｇは、こうしたＥＧＲ機構１７の経時変化（ＥＧＲ量のずれ）に対応した値として学習され、電子制御装置２０の不揮発性メモリに記憶されるものである。このＥＧＲ学習値Ｅｇを加味して算出されるＥＧＲ開度指令値Ｅに基づきＥＧＲ開度制御を行うことで、ＥＧＲバルブ１９の開度がＥＧＲ学習値Ｅｇに対応した分だけ補正され、上記ＥＧＲ機構１７の経時変化に伴いＥＧＲ量が適正値からずれることは抑制されるようになる。
【００５４】
なお、上記ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習については、バキュームセンサ１３の検出信号から求められるエンジン１の実吸気圧ＰＭｒがＥＧＲ機構１７の排気流通面積の影響を受けて変化することを利用して行われる。即ち、エンジン１の定常運転時にＥＧＲバルブ１９が所定開度に制御され、そのときのエンジン運転状態での理論上のエンジン吸気圧、つまりエンジン１（ＥＧＲ機構１７）の使用初期の吸気圧である理論吸気圧ＰＭｖに対し、実吸気圧ＰＭｒが近づくようＥＧＲバルブ１９の開度を増減補正する。そして、実吸気圧ＰＭｒが理論吸気圧ＰＭｖに対し許容レベルまで近づいたときのＥＧＲバルブ１９の開度補正量をＥＧＲ学習値Ｅｇとして学習する。
【００５５】
ところで、上記ＥＧＲ学習値Ｅｇはエンジン１の定常運転時の吸気圧を利用して学習されるため、同学習を適切に完了させるためにはエンジン１の定常運転が継続される必要がある。このように定常運転が継続される状況としては、例えば減速時やアイドル時といったエンジン運転状態が低負荷領域にある状況をあげることができる。こうしたエンジン１の低負荷運転は通常の走行中に比較的頻繁に行われるものであることから、低負荷時にＥＧＲ学習値Ｅｇの学習を行うことで学習機会を多くすることができ、同ＥＧＲ学習値Ｅｇを適切な値として学習するのに必要な学習機会を確保することが可能となる。
【００５６】
ただし、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が行われる際には、ＥＧＲバルブ１９が所定開度に制御されて排気の再循環が行われるため、燃焼室３内に燃焼に寄与しない排気が入ることは避けられない。理論空燃比となる均質混合気を燃焼させるエンジン１にあっては、低負荷時に上記学習を行うことに起因して排気再循環が行われると、混合気の燃焼状態に悪影響を及ぼすこととなる。これは、理論空燃比での均質燃焼時には、排気再循環を行うことにより均質混合気に対し燃焼に寄与しない排気が均等に混合されるとともに、低負荷時には燃焼室３内に存在する均質混合気の量が少なくなって同混合気に混合される上記排気の割合が高くなるためであることは上述したとおりである。
【００５７】
また、上記問題を考慮してＥＧＲ学習値Ｅｇの学習の実行を高負荷時に限定してしまうと、低負荷時での同学習による燃焼状態の悪化は抑制されるものの、高負荷時には定常運転が継続するという状況は希であることから、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習機会が極端に少なくなる。その結果、ＥＧＲ学習値Ｅｇを適切な値として学習することが困難になり、ＥＧＲバルブ１９の開度をＥＧＲ学習値Ｅｇに対応した分だけ補正したとしても、その補正がＥＧＲ機構１７の経時変化に対応したものにならず、ＥＧＲ量が適正値からずれてエミッション改善に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００５８】
そこで本実施形態では、低負荷でのエンジン定常運転となる減速時に実行されるフューエルカット中にＥＧＲ学習値Ｅｇの学習を行う。フューエルカット中には混合気の燃焼が行われないため、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習のためにＥＧＲバルブ１９が所定開度に制御されて排気の再循環が行われたとしても、低負荷時の上記排気再循環が燃焼状態に悪影響を及ぼすことはない。また、フューエルカットが行われる減速という低負荷でのエンジン定常運転は、エンジン運転中（走行中）に頻繁に生じるため、学習機会が少なくなってＥＧＲ学習値Ｅｇの学習完了が困難になることもない。従って、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習を行う際に排気再循環が行われることによる燃焼状態の悪化を抑制しつつ、ＥＧＲ学習値Ｅｇを適切な値として学習するのに必要な学習機会を確保することができる。
【００５９】
次に、本実施形態のＥＧＲ学習値Ｅｇの学習手順について図３〜図５を参照して詳しく説明する。なお、図３及び図４は、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習を行うためのＥＧＲ学習ルーチンを示すフローチャートである。このＥＧＲ学習ルーチンは、電子制御装置２０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。また、図５は、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が行われる際のフューエルカットの実行態様、並びに、ＥＧＲバルブ１９の開度、吸気圧、及びＥＧＲバルブ１９の開度補正量の推移を示すタイムチャートである。
【００６０】
ＥＧＲ学習ルーチンにおいては、まずステップＳ２０１（図３）の処理として、フューエルカット中であるか否かが判断される。ここで肯定判定であれば、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が開始されているか否かを判断するためのＥＧＲ学習開始フラグＦが「０（未開始）」であること（Ｓ２０２：ＹＥＳ）を条件に、ステップＳ２０３の処理でＥＧＲバルブ１９が所定開度ａに制御される（図５のタイミングＴ１）。続いてステップＳ２０４の処理として、上記ＥＧＲ学習開始フラグＦが「１（開始済）」とされる。
【００６１】
フューエルカット開始から所定時間ｂ（例えば２秒）が経過すると（図５のＴ２）、ステップＳ２０５で肯定判定がなされ、電子制御装置２０の不揮発性メモリに記憶された現在のＥＧＲ学習値Ｅｇが、ＥＧＲバルブ１９の開度補正に用いられるＥＧＲ補正量Ｈとして設定される（Ｓ２０６）。ただし、以前にＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が一度も完了していない場合には、ＥＧＲ補正量ＨとしてＥＧＲ学習値Ｅｇの初期値（例えば「０」）が用いられることとなる。その後、実吸気圧ＰＭｒと理論吸気圧ＰＭｖとの差ΔＰＭが算出される（Ｓ２０７）。
【００６２】
理論吸気圧ＰＭｖは、エンジン１のスロットル開度と吸気圧との相対関係をエンジン回転速度毎に規定したマップを参照し、スロットル開度及びエンジン回転速度に基づき求められるものであって、現在のスロットル開度によって得られると推測される理論上の吸気圧である。なお、上記マップは、エンジン１の使用初期に標準大気圧状態のもとで、且つフューエルカット中にＥＧＲバルブ１９を所定開度ａに制御した状態のもとで、スロットル開度と吸気圧との相関関係をエンジン回転速度毎に規定したものである。このマップを用いて求められた理論吸気圧ＰＭｖは、ＥＧＲバルブ１９を所定開度ａに制御したときに例えば図５（ｃ）に二点鎖線で示されるように推移する。
【００６３】
一方、実吸気圧ＰＭｒはバキュームセンサ１３からの検出信号に基づき求められる実測値であって、ＥＧＲバルブ１９を所定開度ａに制御したときに例えば図５（ｃ）に実線で示されるように推移する。この実吸気圧ＰＭｒは、エンジン運転状態一定のもとでは、ＥＧＲバルブ１９やＥＧＲ通路１８へのカーボン等の未燃物の付着といったＥＧＲ機構１７の経時変化が進むにつれて低い値になる。これは、ＥＧＲ機構１７へのカーボンの付着量が多くなるほど排気流通面積が小さくなり、ＥＧＲ量が適正値から低下側にずれるとともにエンジン１の吸気抵抗が増すためである。
【００６４】
従って、上記差ΔＰＭについては、ＥＧＲ機構１７の経時変化が進むほど、実吸気圧ＰＭｒが理論吸気圧ＰＭｖに対し低い値になることから、小さい値（図５においては負の値）をとるようになる。ステップＳ２０６で設定されたＥＧＲ補正量Ｈは、図４のステップＳ２０８〜Ｓ２１１の処理によって、上記差ΔＰＭが許容レベルとなるように増減させられる。
【００６５】
即ち、ＥＧＲ補正量Ｈについては、差ΔＰＭが所定値「ｃ」以上であるとき（Ｓ２０８：ＹＥＳ）にはＥＧＲ学習ルーチンの実行周期毎に所定値ｄずつ減量され（Ｓ２０９）、差ΔＰＭが所定値「−ｃ」以下であるとき（Ｓ２１０：ＹＥＳ）には上記実行周期毎に所定値ｄずつ増量される（Ｓ２１１）。以上のように増減するＥＧＲ補正量Ｈ分だけＥＧＲバルブ１９の開度が補正され（Ｓ２１２）、これにより差ΔＰＭが所定範囲（「−ｃ〜ｃ」）内に収束するようになる。
【００６６】
図５の例では、タイミングＴ２以降にＥＧＲ補正量Ｈが（ｄ）に示されるように所定値ｄずつ増量され、それに伴いＥＧＲバルブ１９がＥＧＲ補正量Ｈによって（ｂ）に示されるように所定量ｄずつ開き側に補正される。このようにＥＧＲバルブ１９が開き側に補正されることで、実吸気圧ＰＭｒが図５（ｃ）に実線で示されるように推移し、例えばタイミングＴ３にて理論吸気圧ＰＭｖに対し許容レベルまで近づくことになる。このとき、上記差ΔＰＭは所定範囲（「−ｃ〜ｃ」）内に収束する。
【００６７】
そして、差ΔＰＭが上記所定範囲内に収束した状態が所定時間ｅ（例えば３秒）以上継続してタイミングＴ４に達すると、図４のＥＧＲ学習ルーチンにおけるステップＳ２１３で肯定判定がなされる。続いて、ステップＳ２１４の処理として、そのときのＥＧＲ補正量ＨがＥＧＲ学習値Ｅｇとして設定され、こうしてＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が完了することとなる。この学習完了後のＥＧＲ学習値Ｅｇは、ＥＧＲ機構１７の経時変化（ＥＧＲ量の適正値からのずれ）に対応した値となり、電子制御装置２０の不揮発性メモリに記憶される。
【００６８】
次に、上記理論吸気圧ＰＭｖの算出手順について、理論吸気圧算出ルーチンを示す図６のフローチャートを参照して説明する。この理論吸気圧算出ルーチンは、電子制御装置２０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。
【００６９】
理論吸気圧ＰＭｖは、上述したようにエンジン使用初期でのスロットル開度と吸気圧との相関関係を規定したマップを参照して、スロットル開度等に基づき算出される。この理論吸気圧ＰＭｖ算出用のスロットル開度としては、スロットルポジションセンサ１６による実測値であるスロットル開度ＴＡや、スロットル開度制御を行う際のスロットル開度の指令値であるスロットル開度指令値ＴＡｔを用いることが考えられる。
【００７０】
ただし、これらスロットル開度ＴＡ及びスロットル開度指令値ＴＡｔは、スロットルバルブ１２への異物の付着といった吸気系の経時変化に対応した値であるＩＳＣ学習値ｑｇの大きさが反映され、これにより当該経時変化による吸入空気量やエンジン回転速度への影響を補償可能な値となっている。即ち、スロットル開度ＴＡ及びスロットル開度指令値ＴＡｔは、吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分を含んだ値ということになる。
【００７１】
従って、エンジン使用初期のスロットル開度と吸気圧との関係を規定した上記マップを参照して、スロットル開度ＴＡやスロットル開度指令値ＴＡｔ等に基づき理論吸気圧ＰＭｖを算出すると、同理論吸気圧ＰＭｖが吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分だけ適正値からずれることになる。このように理論吸気圧ＰＭｖが適正値からずれると、理論吸気圧ＰＭｖを用いて行われるＥＧＲ学習値Ｅｇの学習に悪影響を及ぼし、学習したＥＧＲ学習値Ｅｇが不適切な値となるおそれがある。
【００７２】
上記理論吸気圧算出ルーチンでは、現在のスロットル開度から吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分を除去し、その除去後の値が理論吸気圧ＰＭｖの算出に用いられる。従って、算出される理論吸気圧ＰＭｖが適正値からずれるのを抑制し、そのずれによってＥＧＲ学習値Ｅｇが不適切な値になるのを抑制することができる。
【００７３】
理論吸気圧算出ルーチンにおいては、まず現在のアイドル運転時におけるスロットル開度ＴＡｉが、現在のＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ に変換係数ｋｔを乗算することによって算出される（Ｓ３０１）。同スロットル開度ＴＡｉについては、その算出に上述したＩＳＣ学習値ｑｇを含むＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が用いられるため、吸気系の経時変化の影響を受けた値になる。
【００７４】
続いて、エンジン使用初期のアイドル運転におけるスロットル開度ＴＡｓが電子制御装置２０の読み出し専用メモリから読み出される（Ｓ３０２）。このメモリには、実験等によって設定された上記スロットル開度ＴＡｓが予め記憶されている。スロットル開度ＴＡｓについては、エンジン使用初期の吸気系に経時変化のないときのアイドル運転時のスロットル開度ということになる。
【００７５】
従って、スロットル開度ＴＡｉからスロットル開度ＴＡｓを減算することにより、吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分ΔＡが算出される（Ｓ３０３）。この影響分ΔＡをスロットルポジションセンサ１６の検出信号に基づき求められるスロットル開度ＴＡから減算することにより、現在のスロットル開度から上記経時変化の影響を除去した値である除去後スロットル開度ＴＡｊが算出される（Ｓ３０４）。
【００７６】
そして、除去後スロットル開度ＴＡｊ、及びエンジン回転速度ＮＥを徐変処理した値に基づき、上記マップを参照して理論吸気圧ＰＭｖが算出される（Ｓ３０５）。このマップは、標準大気状態のもとで且つエンジン使用初期のスロットル開度と吸気圧との相関関係を規定したものであることから、理論吸気圧ＰＭｖ算出用のスロットル開度として除去後スロットル開度ＴＡｊを用いることで、上記経時変化による理論吸気圧ＰＭｖの適正値からのずれは抑制される。
【００７７】
ただし、エンジン１の吸気圧は大気圧や大気温度によって影響を受けるため、スロットル開度と吸気圧との相関関係も大気圧や大気温度によって影響を受けることとなる。なお、大気温度がエンジン１の吸気圧に影響を及ぼすのは、同吸気圧が大気温度の変化による吸入空気の密度変化の影響を受けるためである。上記マップは標準大気状態、即ち標準大気圧及び標準大気温度でのスロットル開度と吸気圧との相関関係を規定したものである。このため、理論吸気圧ＰＭｖを算出するときの大気圧や大気温度が標準大気圧や標準大気温度と食い違うと、算出された理論吸気圧ＰＭｖがＥＧＲ学習値Ｅｇの学習に用いる上で不適切な値になる。
【００７８】
こうした不具合を回避するため、続くステップＳ３０６の処理では、ステップＳ３０５で算出された理論吸気圧ＰＭｖに対し、大気圧補正及び大気温正が施される。即ち、現在の大気圧が標準大気圧であるとき「１．０」になるとともに標準大気圧よりも低い所定値以下になるとき例えば「０．９」となる大気圧補正係数ｋＰＡ、及び現在の大気温度が低くなるにつれて小さくなる大気温補正係数ｋＴＡが上記理論吸気圧ＰＭｖに乗算される。そして、この乗算後の値（「ＰＭｖ・ｋＰＡ・ｋＴＡ」）が新たな理論吸気圧ＰＭｖとして設定される。
【００７９】
なお、現在の大気圧としては、例えばエンジン１の始動開始前におけるバキュームセンサ１３の検出信号から求められる吸気圧を用いることができる。また、現在の大気温度は、大気温センサ２１の検出信号に基づき求められる。
【００８０】
以上の大気圧補正及び大気温補正により、大気圧及び大気圧といった大気状態に関係なく、理論吸気圧ＰＭｖをＥＧＲ学習値Ｅｇの学習に用いる値として適切なものとすることができる。
【００８１】
次に、電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶されたスロットル開度ＴＡｓの設定手順について説明する。なお、スロットル開度ＴＡｓの設定の仕方としては、アイドル回転速度制御を利用するものやスロットル学習制御を利用するものが考えられる。以下、設定の仕方毎にスロットル開度ＴＡｓの設定手順を詳しく説明する。
【００８２】
［アイドル回転速度制御を利用した設定］
この設定の仕方では、まずエンジン１の出荷時に暖気完了状態で、且つ理論空燃比での均質燃焼によるアイドル運転が行われ、アイドル回転速度制御が実行される。そして、エンジン回転速度ＮＥが目標値に達しており、且つＩＳＣ学習値ｑｇが所定範囲内に収束している状態が所定時間以上継続しているときのスロットル開度指令値ＴＡｔが、エンジン使用初期のスロットル開度であるスロットル開度ＴＡｓとして電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶される。
【００８３】
［スロットル学習制御を利用した設定］
この設定の仕方では、まずエンジン１の出荷時に暖気完了状態で、且つ理論空燃比での均質燃焼によるアイドル運転が行われ、そのときのスロットル開度ＴＡ及びエンジン回転速度ＮＥに基づき所定のマップを参照して、そのときのエンジン運転での理論上の吸気圧を算出する。なお、上記所定のマップは、エンジン使用初期でのアイドル運転時にＥＧＲバルブ１９を全閉とした状態でのスロットル開度と吸気圧との相関関係をエンジン回転速度毎に規定したものである。こうして算出された理論上の吸気圧に対し実吸気圧ＰＭｒが許容レベルまで近づくようにスロットルバルブ１２が開度補正される。そして、実吸気圧ＰＭｒが理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいた状態が所定時間以上継続すると、そのときのスロットルバルブ１２の開度指令値が上記スロットル開度ＴＡｓとして電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶される。
【００８４】
なお、このスロットル開度ＴＡｓの設定の仕方を用いた場合、上記アイドル回転速度制御を利用した設定の仕方に比べ、スロットル開度ＴＡｓがエンジン使用初期のアイドル運転時におけるスロットル開度として不正確になりにくい。即ち、アイドル回転速度制御を利用した設定の仕方の場合、同制御を行う際のエンジン回転速度の目標値がエンジン１に対する電気負荷等に応じて変化し、この変化する目標値に対応して正確にエンジン回転速度ＮＥを合わせ込むことが難しくなる。アイドル回転速度制御において、エンジン回転速度ＮＥを正確に目標値に合わせ込むことができないと、エンジン使用初期のスロットル開度として設定されたスロットル開度ＴＡｓに誤差が生じるおそれがある。この誤差が生じるおそれがない分だけ、スロットル学習制御を利用したスロットル開度ＴＡｓの設定では、同開度ＴＡｓをエンジン使用初期のアイドル運転時におけるスロットル開度として正確なものとすることができる。
【００８５】
以上詳述した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）ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習は、低負荷でのエンジン定常運転となる減速時に実行されるフューエルカット中に行われる。このフューエルカット中には混合気の燃焼が行われないため、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習のためにＥＧＲバルブ１９が所定開度に制御されて排気の再循環が行われたとしても、低負荷時の上記排気再循環が燃焼状態に悪影響を及ぼすことはない。また、フューエルカットが行われる減速という低負荷でのエンジン定常運転は、エンジン運転中（走行中）に頻繁に生じるため、学習機会が少なくなってＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が困難になることもない。従って、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習を行う際に排気再循環が行われることによる燃焼状態の悪化を抑制しつつ、ＥＧＲ学習値Ｅｇを適切な値として学習するのに必要な学習機会を確保することができる。また、不適切なＥＧＲ学習値Ｅｇを用いてＥＧＲバルブ１９の開度補正を行うことによる燃焼状態の悪化を抑制することができる。
【００８６】
（２）ＥＧＲ機構１７においては、ＥＧＲバルブ１９にカーボン等が付着して経時変化が生じやすいが、この経時変化をＥＧＲ学習ルーチンを通じてＥＧＲ学習値Ｅｇとして的確に学習することができる。そして、ＥＧＲ開度制御に用いられるＥＧＲ開度指令値Ｅに上記ＥＧＲ学習値Ｅｇを反映させることで、ＥＧＲバルブ１９の開度がＥＧＲ学習値Ｅｇの分だけ補正され、上記経時変化に関係なくＥＧＲ量を適切なものとすることができる。
【００８７】
（３）エンジン１においては、スロットル開度と吸気圧とに相関関係が存在するが、この相関関係を規定したマップを用いることによってスロットル開度に基づき的確に理論吸気圧ＰＭｖを求めることができる。
【００８８】
（４）上記マップは、エンジン１の使用初期におけるスロットル開度と吸気圧との相関関係を規定したものである。このため、吸気系での異物の付着といった吸気系の経時変化に応じてスロットル開度が補正されている現在のスロットル開度ＴＡに基づき理論吸気圧ＰＭｖを算出すると、現在のスロットル開度ＴＡに含まれる上記吸気系の経時変化による影響分だけ理論吸気圧ＰＭｖが適正値からずれることになる。しかし、理論吸気圧ＰＭｖの算出に用いられるスロットル開度としては、現在のスロットル開度ＴＡから吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分ΔＡを除去した除去後スロットル開度ＴＡｊが用いられるため、上記のような不具合が生じるのを回避することができる。
【００８９】
（５）アイドル回転速度制御が行われるエンジン１にあっては、アイドル運転時におけるスロットル開度が吸気系の経時変化による影響を受ける。従って、現在のアイドル運転時におけるスロットル開度ＴＡｉから、エンジン使用初期のアイドル運転時におけるスロットル開度ＴＡｓを減算することによって、上記影響分ΔＡを的確な値として求めることができる。そして、この影響分ΔＡを現在のスロットル開度ＴＡから除去して得られる除去後スロットル開度ＴＡｊを理論吸気圧ＰＭｖの算出に用いることで、当該理論吸気圧ＰＭｖを適切なものとすることができる。
【００９０】
（６）上記エンジン始動初期のアイドル運転時におけるスロットル開度ＴＡｓは電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶されるが、このスロットル開度ＴＡｓはエンジン使用初期にアイドル回転速度制御やスロットル学習制御を利用して設定される。即ち、エンジン１の出荷時（使用初期）にアイドル回転速度制御を行ったときのスロットル開度がスロットル開度ＴＡｓとして設定され、電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶される。或いは、エンジン１の工場出荷時にＥＧＲバルブ１９を全閉とした状態でアイドル運転を行って実吸気圧ＰＭｒがそのときのエンジン運転での理論上の吸気圧に近づくようスロットルバルブ１２の開度が補正される。そして、実吸気圧ＰＭｒが理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいた状態が所定時間以上継続したときのスロットル開度がスロットル開度ＴＡｓとして設定され、電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶される。このように記憶されたスロットル開度ＴＡｓを現在のスロットル開度ＴＡから減算することにより、上記影響分ΔＡを適正に求めることができる。
【００９１】
（７）スロットル開度と吸気圧との相関関係は大気圧に応じて異なるものとなる。従って、理論吸気圧ＰＭｖを求めるためのマップによって規定されたスロットル開度と吸気圧との相関関係が成立するときの大気圧（標準大気圧）と、上記マップを参照して理論吸気圧ＰＭｖを求めるときの大気圧とが食い違うと、求められた理論吸気圧ＰＭｖが不適切なものとなる。しかし、求められた理論吸気圧ＰＭｖに対し大気圧補正係数ｋＰＡによる大気圧補正を施すことにより、大気圧補正後の理論吸気圧ＰＭｖをＥＧＲ学習値Ｅｇの学習に用いるのに適正な値とすることができる。
【００９２】
（８）更に、スロットル開度と吸気圧との相関関係は大気温度に応じても異なるものとなる。従って、理論吸気圧ＰＭｖを求めるためのマップによって規定されたスロットル開度と吸気圧との相関関係が成立するときの大気圧（標準大気温度）と、上記マップを参照して理論吸気圧ＰＭｖを求めるときの大気温度とが食い違うと、求められた理論吸気圧ＰＭｖが不適切なものとなる。しかし、求められた理論吸気圧ＰＭｖに対し大気圧補正係数ｋＰＡによる大気温補正を施すことにより、大気温補正後の理論吸気圧ＰＭｖをＥＧＲ学習値Ｅｇの学習に用いるのに適正な値とすることができる。
【００９３】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・大気圧補正係数ｋＰＡを現在の大気圧に応じてリニアに変化させてもよい。この場合、マップを参照して求められる理論吸気圧ＰＭｖに対し、一層綿密な大気圧補正を施すことができる。
【００９４】
・除去後スロットル開度ＴＡｊを算出する際、吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分ΔＡを、現在のスロットル開度の実測値であるスロットル開度ＴＡから減算したが、このスロットル開度ＴＡに代えてスロットル開度指令値ＴＡｔを用いてもよい。
【００９５】
・エンジン初期状態でのアイドル運転時におけるスロットル開度ＴＡｓを設定する際にアイドル回転速度制御を利用する場合、スロットル開度ＴＡｓとして設定するスロットル開度としてスロットル開度指令値ＴＡｔを用いたが、これに代えて現在のスロットル開度の実測値であるスロットル開度ＴＡを用いてもよい。
【００９６】
・理論吸気圧ＰＭｖをマップを参照して求めたが、これに代えて所定の計算式を用いて求めるようにしてもよい。
・本発明を燃焼室３内に直接燃料を噴射供給する火花点火式のエンジン１適用したが、吸気通路４内に燃料を噴射供給する火花点火式のエンジン１に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の排気再循環制御装置が適用されるエンジン全体を示す略図。
【図２】ＩＳＣ補正量の算出手順を示すフローチャート。
【図３】ＥＧＲ学習値の学習手順を示すフローチャート。
【図４】ＥＧＲ学習値の学習手順を示すフローチャート。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、ＥＧＲ学習値の学習が行われる際のフューエルカットの実行態様、並びに、ＥＧＲバルブの開度、吸気圧、及びＥＧＲバルブの開度補正量の推移を示すタイムチャート。
【図６】理論吸気圧の算出手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン、２…燃料噴射弁、３…燃焼室、４…吸気通路、５…点火プラグ、６…ピストン、７…排気通路、８…コネクティングロッド、９…クランクシャフト、１０…クランクポジションセンサ、１１…水温センサ、１２…スロットルバルブ、１３…バキュームセンサ、１４…アクセルペダル、１５…アクセルポジションセンサ、１６…スロットルポジションセンサ、１７…ＥＧＲ機構、１８…ＥＧＲ通路、１９…ＥＧＲバルブ、２０…電子制御装置（ＥＧＲ学習手段）、２１…大気温センサ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気再循環制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車載用エンジン等の内燃機関においては、エミッション改善等を意図して排気の一部を吸気系に再循環させるＥＧＲ機構を備えたものが知られている。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バルブとを備えている。そして、ＥＧＲバルブの開度を調整することで、排気通路から吸気通路へ再循環される排気の量（ＥＧＲ量）が調整される。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窒素酸化物（ＮＯｘ ）の生成が抑制され、排気中におけるＮＯｘ の増加が抑制されるようになる。
【０００３】
ただし、上記のような排気再循環によって燃焼室内には混合気の燃焼に寄与しない排気が入ることになるため、ＥＧＲ量の増加に伴い混合気の燃焼状態は悪化する傾向にある。このため、エミッション改善等のための排気再循環を行うにしても、それに伴い燃焼状態を過度に悪化させないようＥＧＲ量、即ちＥＧＲバルブの開度を制御する必要がある。こうしたＥＧＲバルブの開度制御として、燃焼状態の悪化を招くことなく必要なＥＧＲ量が得られるよう、機関運転状態に基づきＥＧＲバルブの開度調整が行われる。
【０００４】
しかし、ＥＧＲ機構においては、排気に含まれるカーボン等の未燃物がＥＧＲバルブやＥＧＲ通路内に付着し易く、使用期間が長くなるにつれて未燃物の付着量が多くなり、排気流通面積が使用初期と比較して徐々に小さくなってゆく。こうしたＥＧＲ機構の経時変化により、ＥＧＲバルブを所定の開度に制御したときの排気流通面積が使用期間に応じて異なるものとなる。このため、ＥＧＲ機構が常に未燃物等の付着のない初期状態にあることを前提として、ＥＧＲ量を調整するためのＥＧＲバルブの開度制御を行うと、経時変化による排気流通面積の変化の分だけＥＧＲ量が適正値からずれ、エミッション改善に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００５】
このため、ＥＧＲ機構の経時変化（ＥＧＲ量のずれ）をＥＧＲ学習値として学習し、そのＥＧＲ学習値をＥＧＲバルブの開度制御を行う際の開度補正に用いることにより、上記経時変化に伴いＥＧＲ量が適正値からずれるのを抑制することも考えられている。なお、上記ＥＧＲ学習値の学習については、内燃機関の吸気圧がＥＧＲ機構における排気流通面積の影響を受けて変化することを利用し、例えば以下の（１）〜（３）に示される手順に従って行われる。
【０００６】
（１）ＥＧＲバルブが所定開度に制御され、且つ内燃機関の定常運転時となっているとき、バキュームセンサ等により同機関の吸気圧（実吸気圧）を検出するとともに、そのときの機関運転での理論上の吸気圧、即ちＥＧＲ機構の使用初期の吸気圧（理論吸気圧）を機関運転状態から求める。
【０００７】
（２）実吸気圧が理論吸気圧に近づくようＥＧＲバルブの開度を補正する。
（３）実吸気圧と理論吸気圧との差が許容値未満になったときのＥＧＲバルブの開度補正量を、ＥＧＲ機構の経時変化（ＥＧＲ量のずれ）に対応した値であるＥＧＲ学習値として記憶する。
【０００８】
ところで、上記学習では機関定常運転時の吸気圧を利用しているため、同学習を適切に完了させるためには内燃機関の定常運転が継続される必要がある。このように機関定常運転が継続される状況としては、例えば減速時やアイドル時といった機関運転状態が低負荷領域にある状況をあげることができる。従って、特許文献１に示されるように、ディーゼルエンジンにおいて減速時に上記学習を行うことも提案されている。こうした減速は比較的頻繁に行われるものであることから、上記のように減速時に学習を行うことで学習機会を多くすることができ、上記ＥＧＲ学習値を適切な値として学習するのに必要な学習機会を確保することができるようになる。
【０００９】
【特許文献１】
特公平８−１６４６６号公報 （第４頁右欄８〜２１行）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＥＧＲ学習値の学習が行われる際には、ＥＧＲバルブが所定開度に制御されて排気の再循環が行われるため、燃焼室内に燃焼に寄与しない排気が入ることは避けられない。ディーゼルエンジンにおいては、その燃焼形態の関係から、減速時といった低負荷時に、上記学習を行うことに起因して排気再循環が行われたとしても燃焼状態が過度に悪化することはなく、上記学習を燃焼状態の大きな悪化を招くことなく行うことができる。
【００１１】
しかし、燃料と空気とが均等に混合された均質混合気を燃焼させる火花点火式の内燃機関にあっては、低負荷時に上記学習を行うことに起因して排気再循環が行われると、混合気の燃焼状態に悪影響を及ぼすこととなる。これは、上記内燃機関にあっては、排気再循環を行うことにより均質混合気に対し燃焼に寄与しない排気が均等に混合されるとともに、減速時など低負荷時には燃焼室内に存在する均質混合気の量が少なくなって同混合気に混合される上記排気の割合が高くなるためである。
【００１２】
また、上記問題を考慮して学習の実行を高負荷時に限定してしまうと、低負荷時での同学習による燃焼状態の悪化は抑制されるものの、高負荷時には機関定常運転が継続するという状況は希であることから、ＥＧＲ学習値の学習機会が極端に少なくなって同学習値を適切な値として学習することが困難になる。このため、ＥＧＲ学習値を用いてＥＧＲバルブの開度補正を行ったとしても、その補正がＥＧＲ機構の経時変化に対応したものにならず、ＥＧＲ量が適正値からずれてエミッション改善に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１３】
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、ＥＧＲ学習値の学習を行う際に排気再循環が行われることによる燃焼状態の悪化を抑制しつつ、ＥＧＲ学習値を適切な値として学習するのに必要な学習機会を確保することのできる内燃機関の排気再循環制御装置を提供することにある。
【００１４】
【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、排気系から吸気系に排気を再循環させるＥＧＲ機構を備えるとともに均質燃焼を行う火花点火式内燃機関に適用され、前記ＥＧＲ機構の経時変化をＥＧＲ学習値として学習し、そのＥＧＲ学習値を用いて前記ＥＧＲ機構の駆動によって調整される排気再循環量を補正する内燃機関の排気再循環制御装置において、内燃機関のフューエルカット中に所定の駆動量をもって前記ＥＧＲ機構を駆動した後、内燃機関の実際の吸気圧がそのときの機関運転での理論上の吸気圧に近づくよう前記ＥＧＲ機構の駆動量を補正し、前記実際の吸気圧が前記理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいたときの前記駆動量の補正量を前記ＥＧＲ学習値として学習するＥＧＲ学習手段を備えた。
【００１５】
内燃機関のフューエルカットは、低負荷での機関定常運転となる減速時に実行される。このフューエルカット中には混合気の燃焼が行われないため、ＥＧＲ学習値の学習を行うために所定の駆動量をもってＥＧＲ機構が駆動され、排気再循環が行われたとしても、低負荷時の上記排気再循環が燃焼状態に悪影響を及ぼすことはない。また、フューエルカットが行われる減速という低負荷での機関定常運転は機関運転中に頻繁に生じるため、ＥＧＲ学習値の学習機会が少なくなってＥＧＲ学習値の学習完了が困難になることもない。従って、そのＥＧＲ学習値を適切な値として学習することができ、不適切なＥＧＲ学習値で排気再循環量を補正することによる燃焼状態の悪化を抑制することができる。
【００１６】
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ＥＧＲ機構は、内燃機関の排気系から吸気系に排気を流すＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の排気流通面積を変更すべく開閉動作するＥＧＲバルブとを備え、同ＥＧＲバルブの開度変更に基づき排気再循環量を調整するものであり、前記ＥＧＲ学習手段は、内燃機関のフューエルカット中に前記ＥＧＲバルブを所定開度に駆動した後、内燃機関の実際の吸気圧がそのときの機関運転での理論上の吸気圧に近づくよう前記ＥＧＲバルブの開度を補正し、前記実際の吸気圧が前記理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいたときのＥＧＲバルブの開度補正量を前記ＥＧＲ学習値として学習するものとした。
【００１７】
ＥＧＲバルブにはカーボン等が付着して経時変化が生じ易いが、この経時変化をＥＧＲ学習値として的確に学習することができる。そして、排気再循環量を調整するためのＥＧＲバルブの開度制御において、同ＥＧＲバルブの開度を上記ＥＧＲ学習値で補正することにより、上記経時変化に関係なく排気再循環量を適切なものとすることができる。
【００１８】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記ＥＧＲ学習手段は、前記ＥＧＲバルブをフューエルカット中に前記所定開度とした状態での内燃機関のスロットル開度と吸気圧との相関関係を利用して、同機関のスロットル開度に基づき前記理論上の吸気圧を求めるものとした。
【００１９】
内燃機関においてはスロットル開度と吸気圧とに相関関係が存在するが、これを利用することによってスロットル開度に基づき的確に理論上の吸気圧を求めることができる。
【００２０】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、内燃機関のスロットル開度は、同機関の吸気系の経時変化に応じて補正されるものであって、前記ＥＧＲ学習手段は、内燃機関の使用初期におけるスロットル開度と吸気圧との相関関係を利用して、同機関のスロットル開度に基づき前記理論上の吸気圧を求めるものであり、前記理論上の吸気圧を求めるためのスロットル開度としては、同機関の現在のスロットル開度から前記吸気系の経時変化による影響分を除去して得られるものが用いられることを要旨とした。
【００２１】
吸気系の経時変化に応じてスロットル開度が補正される内燃機関にあっては、仮に現在のスロットル開度に基づき理論上の吸気圧を求めると、吸気系での異物の付着といった吸気系の経時変化による影響分を含んだスロットル開度に基づき理論上の吸気圧が求められる。理論上の吸気圧は内燃機関の使用初期におけるスロットル開度と吸気圧との相関関係を利用して求められることから、上記のように吸気系の経時変化による影響分を含んだスロットル開度に基づき求められた理論上の吸気圧は不適切なものとなり、ＥＧＲ学習値の学習に悪影響を及ぼすこととなる。しかし、理論上の吸気圧を求めるためのスロットル開度として、現在のスロットル開度から吸気系の経時変化による影響分を除去して得られるものを用いることにより、上記のような不具合が生じるのを回避することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明において、前記内燃機関においては、アイドル運転時にエンジン回転速度が目標値に近づくよう前記スロットル開度を調整するアイドル回転速度制御が実行され、前記スロットル開度における前記吸気系の経時変化による影響分は、現在のアイドル運転時のスロットル開度から、内燃機関の使用初期におけるアイドル運転時のスロットル開度を減算することによって求められるものとした。
【００２３】
アイドル回転速度制御が実行される内燃機関にあっては、吸気系に経時変化が生じると、アイドル運転時のスロットル開度がアイドル回転速度制御によって上記経時変化による影響を受ける。従って、現在のアイドル運転時のスロットル開度から、内燃機関の使用初期におけるアイドル運転時のスロットル開度を減算することにより、スロットル開度における吸気系の経時変化による影響分を求めることができる。そして、この影響分を現在のスロットル開度から除去したものを理論上の吸気圧の算出に用いることで、当該理論上の吸気圧を適切なものとすることができる。
【００２４】
請求項６記載の発明では、請求項５記載の発明において、前記内燃機関の使用初期におけるアイドル運転時のスロットル開度は、同機関の使用初期にアイドル回転速度制御を行ったときのスロットル開度を記憶したものが用いられることを要旨とした。
【００２５】
現在のアイドル運転時のスロットル開度から上記のように記憶された値を減算することにより、スロットル開度における吸気系の経時変化による影響分を適正に求めることができる。
【００２６】
請求項７記載の発明では、請求項５記載の発明において、前記内燃機関の使用初期におけるアイドル運転時のスロットル開度は、同機関の使用初期に前記ＥＧＲバルブを全閉とした状態でアイドル運転を行って同機関の実際の吸気圧がそのときの機関運転状態での理論上の吸気圧に近づくようスロットル開度を調整し、前記実際の吸気圧が前記理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいたときのスロットル開度を記憶したものが用いられることを要旨とした。
【００２７】
現在のアイドル運転時のスロットル開度から上記のように記憶された値を減算することにより、スロットル開度における吸気系の経時変化による影響分を適正に求めることができる。
【００２８】
請求項８記載の発明では、請求項３〜７のいずれかに記載の発明において、前記ＥＧＲ学習手段は、求めた理論上の吸気圧に対し大気圧補正を施したものをＥＧＲ学習値の学習に用いることを要旨とした。
【００２９】
内燃機関の吸気圧は大気圧の影響を受けるため、スロットル開度と吸気圧との相関関係は大気圧に応じて異なるものとなる。従って、理論上の吸気圧を求めるのに利用されるスロットル開度と吸気圧との相関関係が成立するときの大気圧と、その相関関係を利用して理論上の吸気圧を求めるときの大気圧とが食い違うと、求められた理論上の吸気圧が不適正なものとなる。しかし、求められた理論上の吸気圧に対し大気圧補正を施すことにより、当該理論上の吸気圧をＥＧＲ学習に用いるのに適正な値とすることができる。
【００３０】
請求項９記載の発明では、請求項３〜８のいずれかに記載の発明において、前記ＥＧＲ学習手段は、求めた理論上の吸気圧に対し大気温補正を施したものをＥＧＲ学習値の学習に用いることを要旨とした。
【００３１】
内燃機関の吸気圧は大気温度の変化による吸入空気の密度変化に影響を受けるため、スロットル開度と吸気圧との相関関係は大気温度に応じて異なるものとなる。従って、理論上の吸気圧を求めるのに利用されるスロットル開度と吸気圧との相関関係が成立するときの大気温度と、その相関関係を利用して理論上の吸気圧を求めるときの大気温度とが食い違うと、求められた理論上の吸気圧が不適正なものとなる。しかし、求められた理論上の吸気圧に対し大気温補正を施すことにより、当該理論上の吸気圧をＥＧＲ学習に用いるのに適正な値とすることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車用の火花点火式エンジンに適用した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００３３】
図１に示されるエンジン１においては、吸気行程で燃料噴射弁２から燃焼室３内に燃料が噴射供給されると、吸気通路４から燃焼室３に吸入される空気と上記燃料とが混合され、燃焼室３内には空気に対し燃料が均等に分布する均質混合気が形成される。この均質混合気の空燃比は、燃料噴射弁２から噴射される燃料の量によって調整され、例えば理論空燃比とされるようになる。そして、上記均質混合気に対し点火プラグ５による点火が行われることにより同混合気が燃焼し、いわゆる均質燃焼が実行される。上記のように混合気が燃焼するときの燃焼エネルギによりピストン６が往復移動する。また、燃焼後の混合気は排気として排気通路７に送り出される。
【００３４】
ピストン６の往復移動は、コネクティングロッド８によってエンジン１の出力軸であるクランクシャフト９の回転へと変換される。そして、クランクシャフト９が回転すると、その回転に対応した信号がクランクポジションセンサ１０から出力されるとともに、同回転が変速機等を介して自動車のタイヤに伝達されるようになる。また、上記のようにエンジン１が駆動されるときには冷却水によってエンジン１が冷却されるが、その冷却水の温度は水温センサ１１によって検出される。
【００３５】
吸気通路４において、その上流部分には燃焼室３に吸入される空気の量（吸入空気量）を調節すべく開閉動作するスロットルバルブ１２が設けられ、スロットルバルブ１２よりも下流には吸気通路４内の圧力（吸気圧）を検出するためのバキュームセンサ１３が設けられている。上記スロットルバルブ１２の開度（スロットル開度）は、自動車の運転者によって操作されるアクセルペダル１４の踏込量（アクセル踏込量）に応じて調整される。なお、アクセル踏込量はアクセルポジションセンサ１５によって検出され、スロットル開度はスロットルポジションセンサ１６によって検出される。
【００３６】
また、エンジン１には、吸気系から排気系に排気を再循環させるＥＧＲ機構１７が設けられている。このＥＧＲ機構１７は、排気通路７内の排気を吸気通路４に流すＥＧＲ通路１８と、同通路１８の排気流通面積を変更すべく開閉動作するＥＧＲバルブ１９とを備えている。そして、ＥＧＲバルブ１９の開度を制御することによってＥＧＲ通路１８を通じて排気通路７から吸気通路４に再循環される排気の量（ＥＧＲ量）が調節される。こうした排気の再循環は、例えば燃料の燃焼温度を低下させて窒素酸化物（ＮＯｘ ）の生成を抑制し、エンジン１のＮＯｘ エミッションの低減を図るといった目的のもとに実行される。
【００３７】
次に、上記エンジン１における排気再循環制御装置の電気的構成について説明する。
上記排気再循環制御装置は、エンジン１における燃料噴射弁２からの燃料の噴射量、スロットルバルブ１２の開度、及びＥＧＲバルブ１９の開度等を制御する電子制御装置２０を備えている。また、電子制御装置２０には、上述したクランクポジションセンサ１０、バキュームセンサ１３、アクセルポジションセンサ１５、スロットルポジションセンサ１６、及び水温センサ１１、並びに大気温度を検出するための大気温センサ２１といった各種センサからの検出信号が入力される。
【００３８】
ここで、燃料噴射量制御、スロットルバルブ１２の開度制御、及びＥＧＲバルブ１９の開度制御について各制御毎に説明する。
［燃料噴射量制御］
エンジン１の燃料噴射量制御は、電子制御装置２０を通じて燃料噴射弁２が駆動されることによって実現される。即ち、電子制御装置２０は、エンジン運転状態に応じて噴射量指令値Ｑｆｉｎ を算出し、この噴射量指令値Ｑｆｉｎ に基づき燃料噴射弁２を駆動制御することで、実際の燃料噴射量が噴射量指令値Ｑｆｉｎ となるようにする。こうした燃料噴射量制御によって燃料噴射弁２から噴射された燃料と燃焼室３内の空気とによって混合気が形成され、当該混合気を燃焼させることによってエンジン１が駆動されるようになる。また、所定車速以上での減速時などエンジン１の駆動が必要ない状況のもとでは、エンジン１の燃費改善を図るために噴射量指令値Ｑｆｉｎ が「０」とされ、これにより燃料噴射を停止する、いわゆるフューエルカットが実行される。
【００３９】
［スロットルバルブの開度制御］
スロットルバルブ１２は、電子制御装置２０を通じてスロットル開度指令値ＴＡｔに基づき開度制御される。こうしたスロットル開度制御によってエンジン１の吸入空気量が調整され、同吸入空気量に対応した量の燃料が上記燃料噴射量制御によって燃料噴射弁２から噴射されることにより、燃焼室３内に充填される混合気の量が調整されてエンジン出力の調整が行われる。なお、エンジン１のアイドル運転時には、アイドル回転速度が予め定められた目標値に近づくようスロットルバルブ１２の開度を調整するアイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）が実行される。
【００４０】
スロットル開度制御に用いられる上記スロットル開度指令値ＴＡｔは、以下の式（１）に基づき算出される。
ＴＡｔ＝ＴＡｂｓｅ ＋Ｑｃａｌ ・ｋｔ …（１）
ＴＡｂｓｅ ：基本スロットル開度
Ｑｃａｌ ：ＩＳＣ補正量
ｋｔ ：変換係数
上記式（１）において、基本スロットル開度ＴＡｂｓｅ は、アクセルポジションセンサ１５からの検出信号に基づき求められるアクセル踏込量ＡＣＣＰ、及びクランクポジションセンサ１０からの検出信号に基づき求められるエンジン回転速度ＮＥ等に基づき算出される値である。
【００４１】
この基本スロットル開度ＴＡｂｓｅ については、エンジン１のアイドル運転時には例えば「０」とされる。従って、アイドル運転時のスロットル開度指令値ＴＡｔは、式（１）における「Ｑｃａｌ ・ｋｔ」という項によって決定されることになる。この「Ｑｃａｌ ・ｋｔ」という項において、ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ はアイドル回転速度を調整すべく増減する無次元のパラメータであり、変換係数ｋｔは当該ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ をスロットル開度というパラメータに変換するためのものである。
【００４２】
ここで、アイドルスピードコントロールに用いられる上記ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ の算出手順について、ＩＳＣ補正量算出ルーチンを示す図２のフローチャートを参照して説明する。このＩＳＣ補正量算出ルーチンは、電子制御装置２０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。
【００４３】
ＩＳＣ補正量算出ルーチンにおいては、まずエンジン１がアイドル運転中であるか否かが、アクセル踏込量ＡＣＣＰが「０」であるか否か等に基づいて判断される（Ｓ１０１）。更に、水温センサ１１からの検出信号に基づき求められるエンジン１の冷却水温ｔｈｗに基づき、エンジン１が暖機完了状態にあるか否かが判断される（Ｓ１０２）。これらステップＳ１０１，Ｓ１０２で共に肯定判定であれば、フィードバック補正項ｑｉ、ＩＳＣ学習値ｑｇ、水温補正項ｑｔｈｗ、その他の補正項Ｘが順次算出され（Ｓ１０３〜Ｓ１０６）、その後に以下の式（２）に基づきＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が算出される（Ｓ１０７）。
【００４４】
Ｑｃａｌ ＝ｑｉ＋ｑｇ＋ｑｔｈｗ＋Ｘ …（２）
ｑｉ ：フィードバック補正項
ｑｇ ：ＩＳＣ学習値
ｑｔｈｗ：水温補正項
Ｘ ：その他の補正項
上記フィードバック補正項ｑｉは、ステップＳ１０３の処理で、エンジン回転速度ＮＥがエンジン１の電気負荷等に応じて設定される目標値に近づくよう増減される。即ち、エンジン回転速度ＮＥが目標値よりも小さい場合には、フィードバック補正項ｑｉが大きくされてＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が大きくされる。これにより、スロットル開度指令値ＴＡｔが大となってスロットルバルブ１２が開き側に制御され、それに伴い燃焼室３内に充填される混合気の量が多くなることから、エンジン回転速度ＮＥが上昇して目標値に近づくようになる。また、エンジン回転速度ＮＥが目標値よりも大きい場合には、フィードバック補正項ｑｉが小さくされてＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が小さくされる。これにより、スロットル開度指令値ＴＡｔが小となってスロットルバルブ１２が閉じ側に制御され、それに伴い燃焼室３内に充填される混合気の量が少なくなることから、エンジン回転速度ＮＥが低下して目標値に近づくようになる。
【００４５】
また、上記ＩＳＣ学習値ｑｇは、ステップＳ１０４の処理で、フィードバック補正項ｑｉが所定範囲内に収束するよう増減される。即ち、フィードバック補正項ｑｉが上記所定範囲に対し増大側に外れている場合には、ＩＳＣ学習値ｑｇが大きくされてＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が大きくされる。その結果、それまで同ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ を大きくしていたフィードバック補正項ｑｉが、上記ステップＳ１０３の処理によって上記所定範囲に向けて小さくされる。また、フィードバック補正項ｑｉが上記所定範囲に対し減少側に外れている場合には、ＩＳＣ学習値ｑｇが小さくされてＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が小さくされる。その結果、それまで同ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ を小さくしていたフィードバック補正項ｑｉが、上記ステップＳ１０３の処理によって上記所定範囲に向けて大きくされる。
【００４６】
従って、例えばスロットルバルブ１２に異物が付着してエンジン１の吸気系における空気流通面積が小さくなるといった経時変化が同吸気系に生じると、エンジン１の吸入空気量が適正よりも少なくなるとともに、燃焼室３内に充填される混合気の量も少なくなる。その結果、アイドル運転時等のエンジン回転速度ＮＥが低下し、その低下分を補償すべくフィードバック補正項ｑｉが大きくされるとともに、同フィードバック補正項ｑｉが所定範囲内に収束するようＩＳＣ学習値ｑｇも大きくされる。
【００４７】
そして、フィードバック補正項ｑｉが所定範囲内に収束したときのＩＳＣ学習値ｑｇは、エンジン１の吸気系の経時変化（吸入空気量の適正値からのずれ）に対応した値となる。このＩＳＣ学習値ｑｇは式（２）で用いられ、式（２）に基づき算出されるＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ は式（１）で用いられることから、式（１）に基づき算出されるスロットル開度指令値ＴＡｔは上記経時変化を加味した値として算出されることとなる。
【００４８】
一方、式（２）における水温補正項ｑｔｈｗは、ステップＳ１０５の処理で、エンジン１の冷却水温ｔｈｗに基づいて同水温ｔｈｗが低くなるほど大きくなるように算出される。これは、エンジン１の冷却水温ｔｈｗが低くなるほど、安定したアイドル運転を行う上で、ＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ を大きくしてスロットル開度ＴＡを開き気味にし、アイドル運転時に燃焼室３内に充填される混合気の量を多くすることが好ましいためである。
【００４９】
また、式（２）におけるその他の補正項Ｘとしては、上記以外の各種補正項、例えば目標アイドル回転速度変化分の補正項、エアコン補正項、オルタネータ負荷補正項、電気負荷補正項、回転変動量補正項、パワステ負荷補正項、シフト位置補正項、及びパージ分補正項等があげられる。これら補正項は、ステップＳ１０６の処理でその他の補正項Ｘとして算出される。
【００５０】
［ＥＧＲバルブの開度制御］
ＥＧＲバルブ１９は、電子制御装置２０を通じてＥＧＲ開度指令値Ｅに基づき開度制御される。このＥＧＲ開度制御によって、エンジン１のＮＯｘ エミッションの低減が図られるよう、且つ燃焼状態を過度に悪化させないようＥＧＲ量が調整される。なお、こうした排気再循環は、理論空燃比での均質燃焼時であって且つアイドル運転中などの軽負荷時という状況下で行われることはない。これは、上記のような状況下で排気再循環を行うと、燃焼室３内の均質混合気に対し燃焼に寄与しない排気が均等に混合されるとともに、低負荷時には燃焼室３内に存在する均質混合気の量が少なくなって同混合気に混合される上記排気の割合が高くなり、混合気の燃焼状態に悪影響を及ぼすためである。
【００５１】
ＥＧＲ開度制御に用いられる上記ＥＧＲ開度指令値Ｅは、以下の式（３）に基づき算出される。
Ｅ＝Ｅｂｓｅ ＋Ｅｇ …（３）
Ｅｂｓｅ ：基本ＥＧＲ開度
Ｅｇ ：ＥＧＲ学習値
上記式（３）において、基本ＥＧＲ開度Ｅｂｓｅ は、エンジン負荷及びエンジン回転速度ＮＥ等に基づき、そのときの機関運転に適したＥＧＲ量が得られるようになる理論上の値として算出される。なお、ここでのエンジン負荷は、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン１の吸入空気量に関係するパラメータに基づき求められる。また、吸入空気量に関係するパラメータとしては、上述したアクセル踏込量ＡＣＣＰや、バキュームセンサ１３からの検出信号に基づき求められる実吸気圧ＰＭｒ、及びスロットルポジションセンサ１６からの検出信号に基づき求められるスロットル開度ＴＡ等が用いられる。
【００５２】
ＥＧＲ機構１７においては、排気に含まれるカーボン等の未燃物がＥＧＲバルブ１９やＥＧＲ通路１８に付着し易く、使用期間が長くなるにつれて未燃物の付着量が多くなり、排気流通面積が使用初期と比較して徐々に小さくなってゆく。こうしたＥＧＲ機構１７の経時変化が生じた状態でＥＧＲ開度制御を行うと、ＥＧＲ量が当該経時変化による排気流通面積の変化分だけ適正値からずれ、エミッション改善に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００５３】
上記式（３）におけるＥＧＲ学習値Ｅｇは、こうしたＥＧＲ機構１７の経時変化（ＥＧＲ量のずれ）に対応した値として学習され、電子制御装置２０の不揮発性メモリに記憶されるものである。このＥＧＲ学習値Ｅｇを加味して算出されるＥＧＲ開度指令値Ｅに基づきＥＧＲ開度制御を行うことで、ＥＧＲバルブ１９の開度がＥＧＲ学習値Ｅｇに対応した分だけ補正され、上記ＥＧＲ機構１７の経時変化に伴いＥＧＲ量が適正値からずれることは抑制されるようになる。
【００５４】
なお、上記ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習については、バキュームセンサ１３の検出信号から求められるエンジン１の実吸気圧ＰＭｒがＥＧＲ機構１７の排気流通面積の影響を受けて変化することを利用して行われる。即ち、エンジン１の定常運転時にＥＧＲバルブ１９が所定開度に制御され、そのときのエンジン運転状態での理論上のエンジン吸気圧、つまりエンジン１（ＥＧＲ機構１７）の使用初期の吸気圧である理論吸気圧ＰＭｖに対し、実吸気圧ＰＭｒが近づくようＥＧＲバルブ１９の開度を増減補正する。そして、実吸気圧ＰＭｒが理論吸気圧ＰＭｖに対し許容レベルまで近づいたときのＥＧＲバルブ１９の開度補正量をＥＧＲ学習値Ｅｇとして学習する。
【００５５】
ところで、上記ＥＧＲ学習値Ｅｇはエンジン１の定常運転時の吸気圧を利用して学習されるため、同学習を適切に完了させるためにはエンジン１の定常運転が継続される必要がある。このように定常運転が継続される状況としては、例えば減速時やアイドル時といったエンジン運転状態が低負荷領域にある状況をあげることができる。こうしたエンジン１の低負荷運転は通常の走行中に比較的頻繁に行われるものであることから、低負荷時にＥＧＲ学習値Ｅｇの学習を行うことで学習機会を多くすることができ、同ＥＧＲ学習値Ｅｇを適切な値として学習するのに必要な学習機会を確保することが可能となる。
【００５６】
ただし、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が行われる際には、ＥＧＲバルブ１９が所定開度に制御されて排気の再循環が行われるため、燃焼室３内に燃焼に寄与しない排気が入ることは避けられない。理論空燃比となる均質混合気を燃焼させるエンジン１にあっては、低負荷時に上記学習を行うことに起因して排気再循環が行われると、混合気の燃焼状態に悪影響を及ぼすこととなる。これは、理論空燃比での均質燃焼時には、排気再循環を行うことにより均質混合気に対し燃焼に寄与しない排気が均等に混合されるとともに、低負荷時には燃焼室３内に存在する均質混合気の量が少なくなって同混合気に混合される上記排気の割合が高くなるためであることは上述したとおりである。
【００５７】
また、上記問題を考慮してＥＧＲ学習値Ｅｇの学習の実行を高負荷時に限定してしまうと、低負荷時での同学習による燃焼状態の悪化は抑制されるものの、高負荷時には定常運転が継続するという状況は希であることから、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習機会が極端に少なくなる。その結果、ＥＧＲ学習値Ｅｇを適切な値として学習することが困難になり、ＥＧＲバルブ１９の開度をＥＧＲ学習値Ｅｇに対応した分だけ補正したとしても、その補正がＥＧＲ機構１７の経時変化に対応したものにならず、ＥＧＲ量が適正値からずれてエミッション改善に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００５８】
そこで本実施形態では、低負荷でのエンジン定常運転となる減速時に実行されるフューエルカット中にＥＧＲ学習値Ｅｇの学習を行う。フューエルカット中には混合気の燃焼が行われないため、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習のためにＥＧＲバルブ１９が所定開度に制御されて排気の再循環が行われたとしても、低負荷時の上記排気再循環が燃焼状態に悪影響を及ぼすことはない。また、フューエルカットが行われる減速という低負荷でのエンジン定常運転は、エンジン運転中（走行中）に頻繁に生じるため、学習機会が少なくなってＥＧＲ学習値Ｅｇの学習完了が困難になることもない。従って、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習を行う際に排気再循環が行われることによる燃焼状態の悪化を抑制しつつ、ＥＧＲ学習値Ｅｇを適切な値として学習するのに必要な学習機会を確保することができる。
【００５９】
次に、本実施形態のＥＧＲ学習値Ｅｇの学習手順について図３〜図５を参照して詳しく説明する。なお、図３及び図４は、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習を行うためのＥＧＲ学習ルーチンを示すフローチャートである。このＥＧＲ学習ルーチンは、電子制御装置２０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。また、図５は、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が行われる際のフューエルカットの実行態様、並びに、ＥＧＲバルブ１９の開度、吸気圧、及びＥＧＲバルブ１９の開度補正量の推移を示すタイムチャートである。
【００６０】
ＥＧＲ学習ルーチンにおいては、まずステップＳ２０１（図３）の処理として、フューエルカット中であるか否かが判断される。ここで肯定判定であれば、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が開始されているか否かを判断するためのＥＧＲ学習開始フラグＦが「０（未開始）」であること（Ｓ２０２：ＹＥＳ）を条件に、ステップＳ２０３の処理でＥＧＲバルブ１９が所定開度ａに制御される（図５のタイミングＴ１）。続いてステップＳ２０４の処理として、上記ＥＧＲ学習開始フラグＦが「１（開始済）」とされる。
【００６１】
フューエルカット開始から所定時間ｂ（例えば２秒）が経過すると（図５のＴ２）、ステップＳ２０５で肯定判定がなされ、電子制御装置２０の不揮発性メモリに記憶された現在のＥＧＲ学習値Ｅｇが、ＥＧＲバルブ１９の開度補正に用いられるＥＧＲ補正量Ｈとして設定される（Ｓ２０６）。ただし、以前にＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が一度も完了していない場合には、ＥＧＲ補正量ＨとしてＥＧＲ学習値Ｅｇの初期値（例えば「０」）が用いられることとなる。その後、実吸気圧ＰＭｒと理論吸気圧ＰＭｖとの差ΔＰＭが算出される（Ｓ２０７）。
【００６２】
理論吸気圧ＰＭｖは、エンジン１のスロットル開度と吸気圧との相対関係をエンジン回転速度毎に規定したマップを参照し、スロットル開度及びエンジン回転速度に基づき求められるものであって、現在のスロットル開度によって得られると推測される理論上の吸気圧である。なお、上記マップは、エンジン１の使用初期に標準大気圧状態のもとで、且つフューエルカット中にＥＧＲバルブ１９を所定開度ａに制御した状態のもとで、スロットル開度と吸気圧との相関関係をエンジン回転速度毎に規定したものである。このマップを用いて求められた理論吸気圧ＰＭｖは、ＥＧＲバルブ１９を所定開度ａに制御したときに例えば図５（ｃ）に二点鎖線で示されるように推移する。
【００６３】
一方、実吸気圧ＰＭｒはバキュームセンサ１３からの検出信号に基づき求められる実測値であって、ＥＧＲバルブ１９を所定開度ａに制御したときに例えば図５（ｃ）に実線で示されるように推移する。この実吸気圧ＰＭｒは、エンジン運転状態一定のもとでは、ＥＧＲバルブ１９やＥＧＲ通路１８へのカーボン等の未燃物の付着といったＥＧＲ機構１７の経時変化が進むにつれて低い値になる。これは、ＥＧＲ機構１７へのカーボンの付着量が多くなるほど排気流通面積が小さくなり、ＥＧＲ量が適正値から低下側にずれるとともにエンジン１の吸気抵抗が増すためである。
【００６４】
従って、上記差ΔＰＭについては、ＥＧＲ機構１７の経時変化が進むほど、実吸気圧ＰＭｒが理論吸気圧ＰＭｖに対し低い値になることから、小さい値（図５においては負の値）をとるようになる。ステップＳ２０６で設定されたＥＧＲ補正量Ｈは、図４のステップＳ２０８〜Ｓ２１１の処理によって、上記差ΔＰＭが許容レベルとなるように増減させられる。
【００６５】
即ち、ＥＧＲ補正量Ｈについては、差ΔＰＭが所定値「ｃ」以上であるとき（Ｓ２０８：ＹＥＳ）にはＥＧＲ学習ルーチンの実行周期毎に所定値ｄずつ減量され（Ｓ２０９）、差ΔＰＭが所定値「−ｃ」以下であるとき（Ｓ２１０：ＹＥＳ）には上記実行周期毎に所定値ｄずつ増量される（Ｓ２１１）。以上のように増減するＥＧＲ補正量Ｈ分だけＥＧＲバルブ１９の開度が補正され（Ｓ２１２）、これにより差ΔＰＭが所定範囲（「−ｃ〜ｃ」）内に収束するようになる。
【００６６】
図５の例では、タイミングＴ２以降にＥＧＲ補正量Ｈが（ｄ）に示されるように所定値ｄずつ増量され、それに伴いＥＧＲバルブ１９がＥＧＲ補正量Ｈによって（ｂ）に示されるように所定量ｄずつ開き側に補正される。このようにＥＧＲバルブ１９が開き側に補正されることで、実吸気圧ＰＭｒが図５（ｃ）に実線で示されるように推移し、例えばタイミングＴ３にて理論吸気圧ＰＭｖに対し許容レベルまで近づくことになる。このとき、上記差ΔＰＭは所定範囲（「−ｃ〜ｃ」）内に収束する。
【００６７】
そして、差ΔＰＭが上記所定範囲内に収束した状態が所定時間ｅ（例えば３秒）以上継続してタイミングＴ４に達すると、図４のＥＧＲ学習ルーチンにおけるステップＳ２１３で肯定判定がなされる。続いて、ステップＳ２１４の処理として、そのときのＥＧＲ補正量ＨがＥＧＲ学習値Ｅｇとして設定され、こうしてＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が完了することとなる。この学習完了後のＥＧＲ学習値Ｅｇは、ＥＧＲ機構１７の経時変化（ＥＧＲ量の適正値からのずれ）に対応した値となり、電子制御装置２０の不揮発性メモリに記憶される。
【００６８】
次に、上記理論吸気圧ＰＭｖの算出手順について、理論吸気圧算出ルーチンを示す図６のフローチャートを参照して説明する。この理論吸気圧算出ルーチンは、電子制御装置２０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。
【００６９】
理論吸気圧ＰＭｖは、上述したようにエンジン使用初期でのスロットル開度と吸気圧との相関関係を規定したマップを参照して、スロットル開度等に基づき算出される。この理論吸気圧ＰＭｖ算出用のスロットル開度としては、スロットルポジションセンサ１６による実測値であるスロットル開度ＴＡや、スロットル開度制御を行う際のスロットル開度の指令値であるスロットル開度指令値ＴＡｔを用いることが考えられる。
【００７０】
ただし、これらスロットル開度ＴＡ及びスロットル開度指令値ＴＡｔは、スロットルバルブ１２への異物の付着といった吸気系の経時変化に対応した値であるＩＳＣ学習値ｑｇの大きさが反映され、これにより当該経時変化による吸入空気量やエンジン回転速度への影響を補償可能な値となっている。即ち、スロットル開度ＴＡ及びスロットル開度指令値ＴＡｔは、吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分を含んだ値ということになる。
【００７１】
従って、エンジン使用初期のスロットル開度と吸気圧との関係を規定した上記マップを参照して、スロットル開度ＴＡやスロットル開度指令値ＴＡｔ等に基づき理論吸気圧ＰＭｖを算出すると、同理論吸気圧ＰＭｖが吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分だけ適正値からずれることになる。このように理論吸気圧ＰＭｖが適正値からずれると、理論吸気圧ＰＭｖを用いて行われるＥＧＲ学習値Ｅｇの学習に悪影響を及ぼし、学習したＥＧＲ学習値Ｅｇが不適切な値となるおそれがある。
【００７２】
上記理論吸気圧算出ルーチンでは、現在のスロットル開度から吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分を除去し、その除去後の値が理論吸気圧ＰＭｖの算出に用いられる。従って、算出される理論吸気圧ＰＭｖが適正値からずれるのを抑制し、そのずれによってＥＧＲ学習値Ｅｇが不適切な値になるのを抑制することができる。
【００７３】
理論吸気圧算出ルーチンにおいては、まず現在のアイドル運転時におけるスロットル開度ＴＡｉが、現在のＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ に変換係数ｋｔを乗算することによって算出される（Ｓ３０１）。同スロットル開度ＴＡｉについては、その算出に上述したＩＳＣ学習値ｑｇを含むＩＳＣ補正量Ｑｃａｌ が用いられるため、吸気系の経時変化の影響を受けた値になる。
【００７４】
続いて、エンジン使用初期のアイドル運転におけるスロットル開度ＴＡｓが電子制御装置２０の読み出し専用メモリから読み出される（Ｓ３０２）。このメモリには、実験等によって設定された上記スロットル開度ＴＡｓが予め記憶されている。スロットル開度ＴＡｓについては、エンジン使用初期の吸気系に経時変化のないときのアイドル運転時のスロットル開度ということになる。
【００７５】
従って、スロットル開度ＴＡｉからスロットル開度ＴＡｓを減算することにより、吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分ΔＡが算出される（Ｓ３０３）。この影響分ΔＡをスロットルポジションセンサ１６の検出信号に基づき求められるスロットル開度ＴＡから減算することにより、現在のスロットル開度から上記経時変化の影響を除去した値である除去後スロットル開度ＴＡｊが算出される（Ｓ３０４）。
【００７６】
そして、除去後スロットル開度ＴＡｊ、及びエンジン回転速度ＮＥを徐変処理した値に基づき、上記マップを参照して理論吸気圧ＰＭｖが算出される（Ｓ３０５）。このマップは、標準大気状態のもとで且つエンジン使用初期のスロットル開度と吸気圧との相関関係を規定したものであることから、理論吸気圧ＰＭｖ算出用のスロットル開度として除去後スロットル開度ＴＡｊを用いることで、上記経時変化による理論吸気圧ＰＭｖの適正値からのずれは抑制される。
【００７７】
ただし、エンジン１の吸気圧は大気圧や大気温度によって影響を受けるため、スロットル開度と吸気圧との相関関係も大気圧や大気温度によって影響を受けることとなる。なお、大気温度がエンジン１の吸気圧に影響を及ぼすのは、同吸気圧が大気温度の変化による吸入空気の密度変化の影響を受けるためである。上記マップは標準大気状態、即ち標準大気圧及び標準大気温度でのスロットル開度と吸気圧との相関関係を規定したものである。このため、理論吸気圧ＰＭｖを算出するときの大気圧や大気温度が標準大気圧や標準大気温度と食い違うと、算出された理論吸気圧ＰＭｖがＥＧＲ学習値Ｅｇの学習に用いる上で不適切な値になる。
【００７８】
こうした不具合を回避するため、続くステップＳ３０６の処理では、ステップＳ３０５で算出された理論吸気圧ＰＭｖに対し、大気圧補正及び大気温正が施される。即ち、現在の大気圧が標準大気圧であるとき「１．０」になるとともに標準大気圧よりも低い所定値以下になるとき例えば「０．９」となる大気圧補正係数ｋＰＡ、及び現在の大気温度が低くなるにつれて小さくなる大気温補正係数ｋＴＡが上記理論吸気圧ＰＭｖに乗算される。そして、この乗算後の値（「ＰＭｖ・ｋＰＡ・ｋＴＡ」）が新たな理論吸気圧ＰＭｖとして設定される。
【００７９】
なお、現在の大気圧としては、例えばエンジン１の始動開始前におけるバキュームセンサ１３の検出信号から求められる吸気圧を用いることができる。また、現在の大気温度は、大気温センサ２１の検出信号に基づき求められる。
【００８０】
以上の大気圧補正及び大気温補正により、大気圧及び大気圧といった大気状態に関係なく、理論吸気圧ＰＭｖをＥＧＲ学習値Ｅｇの学習に用いる値として適切なものとすることができる。
【００８１】
次に、電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶されたスロットル開度ＴＡｓの設定手順について説明する。なお、スロットル開度ＴＡｓの設定の仕方としては、アイドル回転速度制御を利用するものやスロットル学習制御を利用するものが考えられる。以下、設定の仕方毎にスロットル開度ＴＡｓの設定手順を詳しく説明する。
【００８２】
［アイドル回転速度制御を利用した設定］
この設定の仕方では、まずエンジン１の出荷時に暖気完了状態で、且つ理論空燃比での均質燃焼によるアイドル運転が行われ、アイドル回転速度制御が実行される。そして、エンジン回転速度ＮＥが目標値に達しており、且つＩＳＣ学習値ｑｇが所定範囲内に収束している状態が所定時間以上継続しているときのスロットル開度指令値ＴＡｔが、エンジン使用初期のスロットル開度であるスロットル開度ＴＡｓとして電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶される。
【００８３】
［スロットル学習制御を利用した設定］
この設定の仕方では、まずエンジン１の出荷時に暖気完了状態で、且つ理論空燃比での均質燃焼によるアイドル運転が行われ、そのときのスロットル開度ＴＡ及びエンジン回転速度ＮＥに基づき所定のマップを参照して、そのときのエンジン運転での理論上の吸気圧を算出する。なお、上記所定のマップは、エンジン使用初期でのアイドル運転時にＥＧＲバルブ１９を全閉とした状態でのスロットル開度と吸気圧との相関関係をエンジン回転速度毎に規定したものである。こうして算出された理論上の吸気圧に対し実吸気圧ＰＭｒが許容レベルまで近づくようにスロットルバルブ１２が開度補正される。そして、実吸気圧ＰＭｒが理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいた状態が所定時間以上継続すると、そのときのスロットルバルブ１２の開度指令値が上記スロットル開度ＴＡｓとして電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶される。
【００８４】
なお、このスロットル開度ＴＡｓの設定の仕方を用いた場合、上記アイドル回転速度制御を利用した設定の仕方に比べ、スロットル開度ＴＡｓがエンジン使用初期のアイドル運転時におけるスロットル開度として不正確になりにくい。即ち、アイドル回転速度制御を利用した設定の仕方の場合、同制御を行う際のエンジン回転速度の目標値がエンジン１に対する電気負荷等に応じて変化し、この変化する目標値に対応して正確にエンジン回転速度ＮＥを合わせ込むことが難しくなる。アイドル回転速度制御において、エンジン回転速度ＮＥを正確に目標値に合わせ込むことができないと、エンジン使用初期のスロットル開度として設定されたスロットル開度ＴＡｓに誤差が生じるおそれがある。この誤差が生じるおそれがない分だけ、スロットル学習制御を利用したスロットル開度ＴＡｓの設定では、同開度ＴＡｓをエンジン使用初期のアイドル運転時におけるスロットル開度として正確なものとすることができる。
【００８５】
以上詳述した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）ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習は、低負荷でのエンジン定常運転となる減速時に実行されるフューエルカット中に行われる。このフューエルカット中には混合気の燃焼が行われないため、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習のためにＥＧＲバルブ１９が所定開度に制御されて排気の再循環が行われたとしても、低負荷時の上記排気再循環が燃焼状態に悪影響を及ぼすことはない。また、フューエルカットが行われる減速という低負荷でのエンジン定常運転は、エンジン運転中（走行中）に頻繁に生じるため、学習機会が少なくなってＥＧＲ学習値Ｅｇの学習が困難になることもない。従って、ＥＧＲ学習値Ｅｇの学習を行う際に排気再循環が行われることによる燃焼状態の悪化を抑制しつつ、ＥＧＲ学習値Ｅｇを適切な値として学習するのに必要な学習機会を確保することができる。また、不適切なＥＧＲ学習値Ｅｇを用いてＥＧＲバルブ１９の開度補正を行うことによる燃焼状態の悪化を抑制することができる。
【００８６】
（２）ＥＧＲ機構１７においては、ＥＧＲバルブ１９にカーボン等が付着して経時変化が生じやすいが、この経時変化をＥＧＲ学習ルーチンを通じてＥＧＲ学習値Ｅｇとして的確に学習することができる。そして、ＥＧＲ開度制御に用いられるＥＧＲ開度指令値Ｅに上記ＥＧＲ学習値Ｅｇを反映させることで、ＥＧＲバルブ１９の開度がＥＧＲ学習値Ｅｇの分だけ補正され、上記経時変化に関係なくＥＧＲ量を適切なものとすることができる。
【００８７】
（３）エンジン１においては、スロットル開度と吸気圧とに相関関係が存在するが、この相関関係を規定したマップを用いることによってスロットル開度に基づき的確に理論吸気圧ＰＭｖを求めることができる。
【００８８】
（４）上記マップは、エンジン１の使用初期におけるスロットル開度と吸気圧との相関関係を規定したものである。このため、吸気系での異物の付着といった吸気系の経時変化に応じてスロットル開度が補正されている現在のスロットル開度ＴＡに基づき理論吸気圧ＰＭｖを算出すると、現在のスロットル開度ＴＡに含まれる上記吸気系の経時変化による影響分だけ理論吸気圧ＰＭｖが適正値からずれることになる。しかし、理論吸気圧ＰＭｖの算出に用いられるスロットル開度としては、現在のスロットル開度ＴＡから吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分ΔＡを除去した除去後スロットル開度ＴＡｊが用いられるため、上記のような不具合が生じるのを回避することができる。
【００８９】
（５）アイドル回転速度制御が行われるエンジン１にあっては、アイドル運転時におけるスロットル開度が吸気系の経時変化による影響を受ける。従って、現在のアイドル運転時におけるスロットル開度ＴＡｉから、エンジン使用初期のアイドル運転時におけるスロットル開度ＴＡｓを減算することによって、上記影響分ΔＡを的確な値として求めることができる。そして、この影響分ΔＡを現在のスロットル開度ＴＡから除去して得られる除去後スロットル開度ＴＡｊを理論吸気圧ＰＭｖの算出に用いることで、当該理論吸気圧ＰＭｖを適切なものとすることができる。
【００９０】
（６）上記エンジン始動初期のアイドル運転時におけるスロットル開度ＴＡｓは電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶されるが、このスロットル開度ＴＡｓはエンジン使用初期にアイドル回転速度制御やスロットル学習制御を利用して設定される。即ち、エンジン１の出荷時（使用初期）にアイドル回転速度制御を行ったときのスロットル開度がスロットル開度ＴＡｓとして設定され、電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶される。或いは、エンジン１の工場出荷時にＥＧＲバルブ１９を全閉とした状態でアイドル運転を行って実吸気圧ＰＭｒがそのときのエンジン運転での理論上の吸気圧に近づくようスロットルバルブ１２の開度が補正される。そして、実吸気圧ＰＭｒが理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいた状態が所定時間以上継続したときのスロットル開度がスロットル開度ＴＡｓとして設定され、電子制御装置２０の読み出し専用メモリに記憶される。このように記憶されたスロットル開度ＴＡｓを現在のスロットル開度ＴＡから減算することにより、上記影響分ΔＡを適正に求めることができる。
【００９１】
（７）スロットル開度と吸気圧との相関関係は大気圧に応じて異なるものとなる。従って、理論吸気圧ＰＭｖを求めるためのマップによって規定されたスロットル開度と吸気圧との相関関係が成立するときの大気圧（標準大気圧）と、上記マップを参照して理論吸気圧ＰＭｖを求めるときの大気圧とが食い違うと、求められた理論吸気圧ＰＭｖが不適切なものとなる。しかし、求められた理論吸気圧ＰＭｖに対し大気圧補正係数ｋＰＡによる大気圧補正を施すことにより、大気圧補正後の理論吸気圧ＰＭｖをＥＧＲ学習値Ｅｇの学習に用いるのに適正な値とすることができる。
【００９２】
（８）更に、スロットル開度と吸気圧との相関関係は大気温度に応じても異なるものとなる。従って、理論吸気圧ＰＭｖを求めるためのマップによって規定されたスロットル開度と吸気圧との相関関係が成立するときの大気圧（標準大気温度）と、上記マップを参照して理論吸気圧ＰＭｖを求めるときの大気温度とが食い違うと、求められた理論吸気圧ＰＭｖが不適切なものとなる。しかし、求められた理論吸気圧ＰＭｖに対し大気圧補正係数ｋＰＡによる大気温補正を施すことにより、大気温補正後の理論吸気圧ＰＭｖをＥＧＲ学習値Ｅｇの学習に用いるのに適正な値とすることができる。
【００９３】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・大気圧補正係数ｋＰＡを現在の大気圧に応じてリニアに変化させてもよい。この場合、マップを参照して求められる理論吸気圧ＰＭｖに対し、一層綿密な大気圧補正を施すことができる。
【００９４】
・除去後スロットル開度ＴＡｊを算出する際、吸気系の経時変化によるスロットル開度への影響分ΔＡを、現在のスロットル開度の実測値であるスロットル開度ＴＡから減算したが、このスロットル開度ＴＡに代えてスロットル開度指令値ＴＡｔを用いてもよい。
【００９５】
・エンジン初期状態でのアイドル運転時におけるスロットル開度ＴＡｓを設定する際にアイドル回転速度制御を利用する場合、スロットル開度ＴＡｓとして設定するスロットル開度としてスロットル開度指令値ＴＡｔを用いたが、これに代えて現在のスロットル開度の実測値であるスロットル開度ＴＡを用いてもよい。
【００９６】
・理論吸気圧ＰＭｖをマップを参照して求めたが、これに代えて所定の計算式を用いて求めるようにしてもよい。
・本発明を燃焼室３内に直接燃料を噴射供給する火花点火式のエンジン１適用したが、吸気通路４内に燃料を噴射供給する火花点火式のエンジン１に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の排気再循環制御装置が適用されるエンジン全体を示す略図。
【図２】ＩＳＣ補正量の算出手順を示すフローチャート。
【図３】ＥＧＲ学習値の学習手順を示すフローチャート。
【図４】ＥＧＲ学習値の学習手順を示すフローチャート。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、ＥＧＲ学習値の学習が行われる際のフューエルカットの実行態様、並びに、ＥＧＲバルブの開度、吸気圧、及びＥＧＲバルブの開度補正量の推移を示すタイムチャート。
【図６】理論吸気圧の算出手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン、２…燃料噴射弁、３…燃焼室、４…吸気通路、５…点火プラグ、６…ピストン、７…排気通路、８…コネクティングロッド、９…クランクシャフト、１０…クランクポジションセンサ、１１…水温センサ、１２…スロットルバルブ、１３…バキュームセンサ、１４…アクセルペダル、１５…アクセルポジションセンサ、１６…スロットルポジションセンサ、１７…ＥＧＲ機構、１８…ＥＧＲ通路、１９…ＥＧＲバルブ、２０…電子制御装置（ＥＧＲ学習手段）、２１…大気温センサ。
Claims (9)
- 排気系から吸気系に排気を再循環させるＥＧＲ機構を備えるとともに均質燃焼を行う火花点火式内燃機関に適用され、前記ＥＧＲ機構の経時変化をＥＧＲ学習値として学習し、そのＥＧＲ学習値を用いて前記ＥＧＲ機構の駆動によって調整される排気再循環量を補正する内燃機関の排気再循環制御装置において、
内燃機関のフューエルカット中に所定の駆動量をもって前記ＥＧＲ機構を駆動した後、内燃機関の実際の吸気圧がそのときの機関運転での理論上の吸気圧に近づくよう前記ＥＧＲ機構の駆動量を補正し、前記実際の吸気圧が前記理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいたときの前記駆動量の補正量を前記ＥＧＲ学習値として学習するＥＧＲ学習手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の排気再循環制御装置。 - 前記ＥＧＲ機構は、内燃機関の排気系から吸気系に排気を流すＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路の排気流通面積を変更すべく開閉動作するＥＧＲバルブとを備え、同ＥＧＲバルブの開度変更に基づき排気再循環量を調整するものであり、
前記ＥＧＲ学習手段は、内燃機関のフューエルカット中に前記ＥＧＲバルブを所定開度に駆動した後、内燃機関の実際の吸気圧がそのときの機関運転での理論上の吸気圧に近づくよう前記ＥＧＲバルブの開度を補正し、前記実際の吸気圧が前記理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいたときのＥＧＲバルブの開度補正量を前記ＥＧＲ学習値として学習する
請求項１記載の内燃機関の排気再循環制御装置。 - 前記ＥＧＲ学習手段は、前記ＥＧＲバルブをフューエルカット中に前記所定開度とした状態での内燃機関のスロットル開度と吸気圧との相関関係を利用して、同機関のスロットル開度に基づき前記理論上の吸気圧を求めるものである
請求項２記載の内燃機関の排気再循環制御装置。 - 内燃機関のスロットル開度は、同機関の吸気系の経時変化に応じて補正されるものであって、
前記ＥＧＲ学習手段は、内燃機関の使用初期におけるスロットル開度と吸気圧との相関関係を利用して、同機関のスロットル開度に基づき前記理論上の吸気圧を求めるものであり、
前記理論上の吸気圧を求めるためのスロットル開度としては、同機関の現在のスロットル開度から前記吸気系の経時変化による影響分を除去して得られるものが用いられる
請求項３記載の内燃機関の排気再循環制御装置。 - 前記内燃機関においては、アイドル運転時にエンジン回転速度が目標値に近づくよう前記スロットル開度を調整するアイドル回転速度制御が実行され、
前記スロットル開度における前記吸気系の経時変化による影響分は、現在のアイドル運転時のスロットル開度から、内燃機関の使用初期におけるアイドル運転時のスロットル開度を減算することによって求められる
請求項４記載の内燃機関の排気再循環制御装置。 - 前記内燃機関の使用初期におけるアイドル運転時のスロットル開度は、同機関の使用初期にアイドル回転速度制御を行ったときのスロットル開度を記憶したものが用いられる
請求項５記載の内燃機関の排気再循環制御装置。 - 前記内燃機関の使用初期におけるアイドル運転時のスロットル開度は、同機関の使用初期に前記ＥＧＲバルブを全閉とした状態でアイドル運転を行って同機関の実際の吸気圧がそのときの機関運転状態での理論上の吸気圧に近づくようスロットル開度を調整し、前記実際の吸気圧が前記理論上の吸気圧に許容レベルまで近づいたときのスロットル開度を記憶したものが用いられる
請求項５記載の内燃機関の排気再循環制御装置。 - 前記ＥＧＲ学習手段は、求めた理論上の吸気圧に対し大気圧補正を施したものをＥＧＲ学習値の学習に用いる
請求項３〜７のいずれかに記載の内燃機関の排気再循環制御装置。 - 前記ＥＧＲ学習手段は、求めた理論上の吸気圧に対し大気温補正を施したものをＥＧＲ学習値の学習に用いる
請求項３〜８のいずれかに記載の内燃機関の排気再循環制御装置。
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| JP2002274995A JP2004108329A (ja) | 2002-09-20 | 2002-09-20 | 内燃機関の排気再循環制御装置 |
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|---|---|---|---|---|
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