JP3900861B2 - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents
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Description
【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）ＮＯｘ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、かつ高圧で燃料噴射を行う燃料噴射弁と、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Ｎｅ）と目標当量比Ｔｆｂｙａから設定する手段と、この設定した目標吸入空気量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、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気量ｔＱａｃとの差が所定値以上であるときには燃料カット状態またはそれに近い燃料噴射量を燃料噴射弁によるメイン噴射量ｔＱｆｉｎとして設定し（図７３のステップ２、４参照）、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気量ｔＱａｃとの差が所定値未満であるとき、このときの実吸入空気量Ｑａｃと目標当量比Ｔｆｂｙａで燃料噴射弁によるメイン噴射量ｔＱｆｉｎを設定し（図７３のステップ２、３参照）、前記空燃比リッチ化処理をこれら設定した２つのメイン噴射量ｔＱｆｉｎにより前記燃料噴射弁によるメイン噴射を行う。第２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、かつ高圧で燃料噴射を行う燃料噴射弁と、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Ｎｅ）と目標当量比Ｔｆｂｙａから設定する手段と、この設定した目標吸入空気量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、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気量ｔＱａｃとの差が所定値以上であるときには燃料カット状態またはそれに近い燃料噴射量を燃料噴射弁によるポスト噴射量ｔＱｐｏｓｔとして設定し、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気量ｔＱａｃとの差が所定値未満であるとき、このときの実吸入空気量Ｑａｃと目標当量比Ｔｆｂｙａで燃料噴射弁によるポスト噴射量ｔＱｐｏｓｔを設定し、前記空燃比リッチ化処理をこれら設定した２つのポスト噴射量ｔＱｐｏｓｔにより前記燃料噴射弁によるポスト噴射を行う。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。
【０００７】
第３の発明では、第１または第２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４の発明では、第１から第３までのいずれか一つの発明において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。
【００１０】
第５の発明は、第１または第２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。
【００１３】
第６の発明では、第１または第２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７の発明では、第１または第２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８の発明では、第１または第２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９の発明では、第１または第２の発明においてＥＧＲ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、第３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、第３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。
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１または第２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。
また、第１または第２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。
また、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１または第２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。
【００２１】
第４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ＮＯｘ触媒を浄化できる。
【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。
【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６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７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８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９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。
【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８−８６２５１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（ＥＧＲ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４１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２４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２５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ＯＮ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ＥＧＲ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Ｒｖｎｔを設定するほか、目標空気過剰率Ｔｌａｍｂと実ＥＧＲ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Ｔｆｂｙａ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ｔＱａｃ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Ｔｑｅｋ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Ｎｅ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】
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１０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Ｔｍｒｋｂと所定時間ＴＭＲＫＢＰとを比較し、カウンタＴｍｒｋｂ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、ＫＩＮ×ＫＶＯＬを加重平均係数とする
【００７４】
【数５】
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】
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、ＥＧＲ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Ｄｔｙｖｎｔ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Ｑｅｃ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Ｋｋｉｎ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Ｍｅｇｒｄn-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Ｋｉｎｂを演算し、ステップ３では
【００８７】
【数９】
Ｋｉｎ＝Ｋｉｎｂ×１／（１＋Ｍｅｇｒｄn-1／１００）
の式により体積効率相当値Ｋｉｎを演算する。これはＥＧＲ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ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを用い、
【００９０】
【数１０】
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Ｔｌａｍｂ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ｆｒｓｐｋ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Ｍｑｄｒｖ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、Ｋｌａｍｂ 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Ｋｌａｍｂ 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ｆｒｓｐｋ＝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Ｔｌａｍｂ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、
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】
【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】
（３７）式の当量比、ＥＧＲ率にそれぞれ目標当量比Ｔｆｂｙａ、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Ｍｅｇｒ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Ｋｋｉｎを用いステップ３において、
【０１０９】
【数１２】
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５３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ＥＧＲ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】
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Ｑｓｏｌ×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Ｍｅｇｒｄ、エンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ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ｔＱａｓ０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ｔＱａｃ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ｔＱａｃ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Ｃａｖｎｔn-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＞Ｃａｖｎｔn-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、Ｒｖｎｔ＜Ｃａｖｎｔn-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Ｔｃｖｎｔとして設定する。また、ＲｖｎｔとＣａｖｎｔn-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Ｇｋｖｎｔ、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Ｒｖｎｔを用いて、
【０１２８】
【数１４】
Ｃａｖｎｔ＝Ｒｖｎｔ×Ｔｃｖｎｔ＋Ｃａｖｎｔn-1×（１−Ｔｃｖｎｔ）、
ただし、Ｃａｖｎｔn-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】
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、１１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Ｍｅｇｒ、エンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、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（ＥＧＲ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ＫＤＢ＃）に掛けることによってフィードバックゲインＫｐ、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ＥＧＲ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Ｒａｔｄｔｙ、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】
の式により遅れ処理を行って予想開口割合Ａｄｌｙｖｎｔ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≧Ａｄｌｙｖｎｔn-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Ａｄｌｙｖｎｔn-Mを比較し、Ａｄｌｙｖｎｔ＝Ａｄｌｙｖｎｔn-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、ｆｖｎｔ２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、Ｔｅｘｈｂ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
の式により遅れ処理を行った値を実排気温度Ｔｅｘｈｄｌｙ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Ｒａｔｄｔｙ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Ｒａｔｄｔｙ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、Ｄｕｔｙ 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ｆｖｎｔ１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】
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ｆｖｎｔ２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Ｄｔｙｖｎｔn-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Ｄｔｙｖ、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。
【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ＣＴＲＤＩＺＨ＃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、ＣＴＲＤＩＺＨ＃−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Ｃｔｒｄｉｚ−ＣＴＲＤＩＺＬ＃（≧０）よりたとえば図４８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Ｃｔｒｄｉｚn-1と上限リミットとしてのＣＴＲＤＩＺＨ＃を比較する。Ｃｔｒｄｉｚn-1＜ＣＴＲＤＩＺＨ＃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１２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Ｋｑａｃ００、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ｔＱａｃ、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】
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Ｒｑａｃ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ｆｅｆｂ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Ｍｅｇｒｄ、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ｆｅｌｒｎ２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Ｍｅｇｒｄ、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２０℃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Ｍｅｇｒｄ、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Ｋｑａｃ００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ＥＧＲ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Ｋｑａｃ００を演算する。
【０１８２】
この式の右辺第１項の（ｔＱａｃｄ／Ｑａｃ−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ＥＧＲ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】
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Ｋｑａｃ０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Ｑｓｏｌ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、ＥＧＲ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Ｔｃｌｒｎ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】
、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ＥＧＲ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Ｍｅｇｒｄ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Ａｅｖ＝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／Ｑａｃ−１）＋１となる。この場合に、目標値としてのｔＱａｃｄより実吸入空気量Ｑａｃが小さいと、Ｋｑａｃ００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。ＭＥＧＲＬ＃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、ＥＧＲの作動開始時のＥＧＲ弁前後の差圧は実吸入空気量Ｑａｃ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ｔＱｈ０（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ｔＱａｃ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ｆｒｓｐｋ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ｆｒｓｐｋn-1をみる。
【０２１０】
ｆｒｓｐｋ１＝０かつｆｒｓｐｋn-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Ｃｔｒｒｈ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ｆｒｓｐｋ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ｔＱａｃ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Ｔｌａｍｂ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ｔＱａｃ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Ｑｓｏｌ＜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ｆｒｓｐｋ＝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Ｑａｃ、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ｆｒｓｐｋ（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Ｔｆｂｙａを、目標空気過剰率Ｔｌａｍｂと実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ（ＥＧＲ装置の制御値）とで設定するので（図２０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ｔＱａｃ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ｔＱｆｉｎ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Ｎｅ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ｔＱｈ０ｍｉｎ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、Ｋｑａｃ０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ｔＱｈ０ｍｉｎ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（ＥＧＲ装置の制御値）とで設定する場合で説明したが（図２０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Ｎｅに応じて設定するので（図４参照）、アクセル開度ＡＰＯ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ｔＱａｃ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ＥＧＲ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ｔＱａｃ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
【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）ＮＯｘ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、かつ高圧で燃料噴射を行う燃料噴射弁と、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Ｎｅ）と目標当量比Ｔｆｂｙａから設定する手段と、この設定した目標吸入空気量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、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気量ｔＱａｃとの差が所定値以上であるときには燃料カット状態またはそれに近い燃料噴射量を燃料噴射弁によるメイン噴射量ｔＱｆｉｎとして設定し（図７３のステップ２、４参照）、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気量ｔＱａｃとの差が所定値未満であるとき、このときの実吸入空気量Ｑａｃと目標当量比Ｔｆｂｙａで燃料噴射弁によるメイン噴射量ｔＱｆｉｎを設定し（図７３のステップ２、３参照）、前記空燃比リッチ化処理をこれら設定した２つのメイン噴射量ｔＱｆｉｎにより前記燃料噴射弁によるメイン噴射を行う。第２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、かつ高圧で燃料噴射を行う燃料噴射弁と、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Ｎｅ）と目標当量比Ｔｆｂｙａから設定する手段と、この設定した目標吸入空気量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、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気量ｔＱａｃとの差が所定値以上であるときには燃料カット状態またはそれに近い燃料噴射量を燃料噴射弁によるポスト噴射量ｔＱｐｏｓｔとして設定し、実吸入空気量Ｑａｃと目標吸入空気量ｔＱａｃとの差が所定値未満であるとき、このときの実吸入空気量Ｑａｃと目標当量比Ｔｆｂｙａで燃料噴射弁によるポスト噴射量ｔＱｐｏｓｔを設定し、前記空燃比リッチ化処理をこれら設定した２つのポスト噴射量ｔＱｐｏｓｔにより前記燃料噴射弁によるポスト噴射を行う。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。
【０００７】
第３の発明では、第１または第２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４の発明では、第１から第３までのいずれか一つの発明において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。
【００１０】
第５の発明は、第１または第２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。
【００１３】
第６の発明では、第１または第２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７の発明では、第１または第２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８の発明では、第１または第２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９の発明では、第１または第２の発明においてＥＧＲ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、第３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、第３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。
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１または第２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。
また、第１または第２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。
また、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１または第２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。
【００２１】
第４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ＮＯｘ触媒を浄化できる。
【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。
【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６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７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８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９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。
【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８−８６２５１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（ＥＧＲ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４１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２４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２５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ＯＮ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ＥＧＲ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Ｒｖｎｔを設定するほか、目標空気過剰率Ｔｌａｍｂと実ＥＧＲ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Ｔｆｂｙａ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ｔＱａｃ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Ｔｑｅｋ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Ｎｅ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】
【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１０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Ｔｍｒｋｂと所定時間ＴＭＲＫＢＰとを比較し、カウンタＴｍｒｋｂ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、ＫＩＮ×ＫＶＯＬを加重平均係数とする
【００７４】
【数５】
【００７５】
【数６】
【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、ＥＧＲ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Ｄｔｙｖｎｔ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Ｑｅｃ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Ｋｋｉｎ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Ｍｅｇｒｄn-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Ｋｉｎｂを演算し、ステップ３では
【００８７】
【数９】
Ｋｉｎ＝Ｋｉｎｂ×１／（１＋Ｍｅｇｒｄn-1／１００）
の式により体積効率相当値Ｋｉｎを演算する。これはＥＧＲ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ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを用い、
【００９０】
【数１０】
【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Ｔｌａｍｂ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ｆｒｓｐｋ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Ｍｑｄｒｖ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、Ｋｌａｍｂ 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Ｋｌａｍｂ 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ｆｒｓｐｋ＝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Ｔｌａｍｂ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、
【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】
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】
【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Ｍｅｇｒ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Ｋｋｉｎを用いステップ３において、
【０１０９】
【数１２】
【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５３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ＥＧＲ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】
【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Ｍｅｇｒｄ、エンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ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ｔＱａｓ０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ｔＱａｃ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ｔＱａｃ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Ｃａｖｎｔn-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＞Ｃａｖｎｔn-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、Ｒｖｎｔ＜Ｃａｖｎｔn-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Ｔｃｖｎｔとして設定する。また、ＲｖｎｔとＣａｖｎｔn-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Ｇｋｖｎｔ、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Ｒｖｎｔを用いて、
【０１２８】
【数１４】
Ｃａｖｎｔ＝Ｒｖｎｔ×Ｔｃｖｎｔ＋Ｃａｖｎｔn-1×（１−Ｔｃｖｎｔ）、
ただし、Ｃａｖｎｔn-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】
【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Ｍｅｇｒ、エンジン回転速度Ｎｅ、目標燃料噴射量Ｑｓｏｌ、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（ＥＧＲ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ＫＤＢ＃）に掛けることによってフィードバックゲインＫｐ、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ＥＧＲ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Ｒａｔｄｔｙ、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】
【０１４１】
Ａｄｌｙｖｎｔ≧Ａｄｌｙｖｎｔn-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Ａｄｌｙｖｎｔn-Mを比較し、Ａｄｌｙｖｎｔ＝Ａｄｌｙｖｎｔn-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、ｆｖｎｔ２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、Ｔｅｘｈｂ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
【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Ｒａｔｄｔｙ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Ｒａｔｄｔｙ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、Ｄｕｔｙ 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ｆｖｎｔ１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】
【０１５１】
ステップ１０ではもう一つのフラグｆｖｎｔ２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Ｄｔｙｖｎｔn-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Ｄｔｙｖ、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。
【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ＣＴＲＤＩＺＨ＃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、ＣＴＲＤＩＺＨ＃−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Ｃｔｒｄｉｚ−ＣＴＲＤＩＺＬ＃（≧０）よりたとえば図４８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Ｃｔｒｄｉｚn-1と上限リミットとしてのＣＴＲＤＩＺＨ＃を比較する。Ｃｔｒｄｉｚn-1＜ＣＴＲＤＩＺＨ＃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１２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Ｋｑａｃ００、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ｔＱａｃ、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】
【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ｆｅｆｂ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Ｍｅｇｒｄ、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ｆｅｌｒｎ２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Ｍｅｇｒｄ、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２０℃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Ｍｅｇｒｄ、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Ｋｑａｃ００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ＥＧＲ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Ｋｑａｃ００を演算する。
【０１８２】
この式の右辺第１項の（ｔＱａｃｄ／Ｑａｃ−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ＥＧＲ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】
【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Ｋｑａｃ０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Ｑｓｏｌ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、ＥＧＲ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Ｔｃｌｒｎ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】
【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ＥＧＲ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Ｍｅｇｒｄ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Ａｅｖ＝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／Ｑａｃ−１）＋１となる。この場合に、目標値としてのｔＱａｃｄより実吸入空気量Ｑａｃが小さいと、Ｋｑａｃ００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。ＭＥＧＲＬ＃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、ＥＧＲの作動開始時のＥＧＲ弁前後の差圧は実吸入空気量Ｑａｃ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ｔＱｈ０（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ｔＱａｃ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ｆｒｓｐｋ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ｆｒｓｐｋn-1をみる。
【０２１０】
ｆｒｓｐｋ１＝０かつｆｒｓｐｋn-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Ｃｔｒｒｈ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ｆｒｓｐｋ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ｔＱａｃ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Ｔｌａｍｂ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ｔＱａｃ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Ｑｓｏｌ＜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ｆｒｓｐｋ＝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Ｑａｃ、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ｆｒｓｐｋ（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Ｔｆｂｙａを、目標空気過剰率Ｔｌａｍｂと実ＥＧＲ率Ｍｅｇｒｄ（ＥＧＲ装置の制御値）とで設定するので（図２０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ｔＱａｃ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ｔＱｆｉｎ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Ｎｅ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ｔＱｈ０ｍｉｎ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、Ｋｑａｃ０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ｔＱｈ０ｍｉｎ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（ＥＧＲ装置の制御値）とで設定する場合で説明したが（図２０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Ｎｅに応じて設定するので（図４参照）、アクセル開度ＡＰＯ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ｔＱａｃ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ＥＧＲ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ｔＱａｃ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
Claims (9)
- 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、かつ
高圧で燃料噴射を行う燃料噴射弁と、
吸入空気量調整手段と、
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手段と、
この設定した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、
実吸入空気量と目標吸入空気量との差が所定値以上であるときには燃料カット状態またはそれに近い燃料噴射量を燃料噴射弁によるメイン噴射量として設定し、実吸入空気量と目標吸入空気量との差が所定値未満であるとき、このときの実吸入空気量と目標当量比で燃料噴射弁によるメイン噴射量を設定し、前記空燃比リッチ化処理をこれら設定した２つのメイン噴射量により前記燃料噴射弁によるメイン噴射を行う
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 - 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、かつ
高圧で燃料噴射を行う燃料噴射弁と、
吸入空気量調整手段と、
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手段と、
この設定した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、
実吸入空気量と目標吸入空気量との差が所定値以上であるときには燃料カット状態またはそれに近い燃料噴射量を燃料噴射弁によるポスト噴射量として設定し、実吸入空気量と目標吸入空気量との差が所定値未満であるとき、このときの実吸入空気量と目標当量比で燃料噴射弁によるポスト噴射量を設定し、前記空燃比リッチ化処理をこれら設定した２つのポスト噴射量により前記燃料噴射弁によるポスト噴射を行う
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 - 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または２に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
- 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。
- 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１または２に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
- 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または２に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
- 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または２に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
- 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または２に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
- 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１または２に記載のディーゼルエンジンの制御装置。
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