JP5332714B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、過給機付きエンジンに排気ガス再循環（ＥＧＲ）を適用した内燃機関の制御装置に関するものである。

過給機付きエンジンに排気ガス再循環を適用したものとして、触媒コンバータの下流側の排気ガスを過給機の上流側の吸気系に再循環させるものが知られている（特許文献１）。

この機関では、吸気が加圧される前の過給機の上流側に排気ガスを再循環させるので、過給圧が高くなる高負荷側の運転領域であっても多量の再循環ガスを安定して導入することができ、高負荷側運転領域において燃焼温度を抑制できるという利点がある。

特開平５−２９６０９５号公報

しかしながら、過給機の上流側の吸気系に排気ガスを再循環させる構成では、例えばドライバが減速を意図してアクセルを緩めたことに伴ってスロットルバルブが閉状態へ移行した場合に、スロットルバルブが閉じられる一方で再循環させた排気ガスは過給機により押し込まれるため、吸気系に排気ガスが多量に残留することとなる。

そして、この残留する排気ガス量は運転条件などによってバラツキ、しかも正確に把握できないため、次に再加速のためにスロットルバルブが開状態となったときや、アイドル運転が開始されたときに残留した排気ガスがシリンダに供給されるので、再循環排気ガス量を正確に制御できないという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、過給機の上流側の吸気通路に排気ガスを再循環させるシステムにおいて、再加速時やアイドル運転の再開時であっても再循環させる排気ガス量を適切に制御できる内燃機関の制御装置を提供することである。

本発明は、吸気を過給する過給機と、排気ガスの一部を前記過給機の上流側の吸気通路に再循環させる、再循環バルブを有する排気ガス再循環手段と、吸気通路の過給機の下流側と上流側とを連通する還流通路及びこの還流通路を開閉する還流バルブと、を備えたシステムにおいて、排気ガス再循環手段が作動状態から停止した場合に所定時間だけ再循環バルブと還流バルブを開状態に制御する。

これにより、通常であればスロットルバルブが閉じられることで、再循環させた排気ガスが過給機により押し込まれてスロットルバルブと過給機との間に多量に残留するが、所定時間だけ再循環バルブ及び還流バルブを開くように制御するので吸気通路に残留する排気ガスが、還流通路から再循環通路を通って除去される。そして、再加速時やアイドル運転の再開時には残留した排気ガスの影響がないため、再加速時やアイドル運転の再開時にはそのときの運転状態に応じた排気ガス量を適切に制御することができる。

本発明の一実施の形態を適用した内燃機関の制御装置を示すブロック図である。 図１の内燃機関の吸気弁の可変動弁機構を示す斜視図である。 図２の可変動弁機構の位相可変機構によるバルブリフト特性の位相変化を示す特性図である。 図２の可変動弁機構のリフト・作動角可変機構を示す断面図である。 図２の可変動弁機構のリフト・作動角可変機構によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図である。 図１の制御装置による制御手順を示すフローチャートである。 図１の制御装置によるＥＧＲ制御を示す領域マップである。 図１の制御装置による制御を示すタイミングチャートである。

以下、本発明を内燃機関の制御装置に適用した場合の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態を適用した内燃機関の制御装置を示すブロック図であり、内燃機関１の吸気通路１１には、エアーフィルタ１２、吸入空気流量を検出するエアフローメータ１３、吸入空気流量を制御する第１スロットルバルブ１４、第２スロットルバルブ７２、圧力センサ７３およびコレクタ１５が設けられている。

第１スロットルバルブ１４には、当該スロットルバルブ１４の開度を検出するスロットルセンサと、第１スロットルバルブ１４の開度をＤＣモータ等のアクチュエータにより制御することができるスロットルバルブ制御装置とが設けられている。このスロットルバルブ制御装置は、運転者のアクセルペダル操作量等に基づき演算される要求トルクを達成するように、コントロールユニット５０からの駆動信号に基づき、第１スロットルバルブ１４の開度を電子制御する。

これに対して、吸気通路１１のエアフローメータ１３の下流に設けられた第２スロットルバルブ７２は主として排気ガス再循環機構４０による再循環量を調節するバルブであり、図７に示す過給域Ｂ１，Ｂ２，Ｃにおいて、第２スロットルバルブ７２を絞ることで第２スロットルバルブ７２とコンプレッサホイール３４との間の吸気通路１１の圧力と排気通路２１とに差圧を設け、これにより排気通路２１からの排気ガスの再循環量を制御する。

また、第２スロットルバルブ７２は排気ガスに含まれる燃料成分がエアフローメータ１３に付着するのを防止する機能もある。第２スロットルバルブ７２は、コントロールユニット５０からの駆動信号に基づき、その開度が電子制御される。

圧力センサ７３は、第２スロットルバルブ７２とコンプレッサホイール３４との間の吸気通路１１の圧力を検出し、その検出信号をコントロールユニット５０へ出力する。圧力センサ７３により検出される圧力は、残留ガスのパージ処理の終了タイミングを判断することに利用される。

内燃機関１の各気筒の燃焼室１６に臨ませて、燃料噴射バルブ１７が設けられている。燃料噴射バルブ１７は、コントロールユニット５０において設定される駆動パルス信号によって開弁駆動され、燃料ポンプ（不図示）から圧送されてプレッシャレギュレータ（不図示）により所定圧力に制御された燃料を燃焼室１６内に直接噴射する。

点火プラグ２０は、各気筒の燃焼室１６に臨んで装着され、コントロールユニット５０からの点火信号に基づいて吸入混合気に対して点火を行う。

一方、排気通路２１には、排気を浄化するための排気浄化触媒２４が設けられている。この排気浄化触媒２４としては、ストイキ（理論空燃比，λ＝１、空気重量／燃料重量＝１４．７）近傍において排気中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣを酸化するとともに、窒素酸化物ＮＯｘの還元を行って排気を浄化することができる三元触媒、或いは排気中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣの酸化を行う酸化触媒を用いることができる。

また、排気通路２１の排気浄化触媒２４の下流側には、排気ガスの圧力を検出する排気圧センサ２５が設けられ、その検出信号はコントロールユニット５０へ出力される。排気圧センサ２５により検出される圧力は、上述した圧力センサ７３により検出された圧力とともに、残留ガスのパージ処理の終了タイミングを判断することに利用される。

なお、図１において２３はマフラである。

本実施形態の内燃機関１は過給機３０を有する機関であり、図示する過給機３０は、排気通路２１に設けられたタービンホイール３２と、ロータシャフト３３を介してタービンホイールに直結されたコンプレッサホイール３４とを備え、排気ガスによりタービンホイール３２を回転させ、これにより回転するコンプレッサホイール３４によって吸気を圧縮してコレクタ１５へ送り込む。

過給機３０のタービン側には、燃焼室１６からの排気ガスの一部または全部が、タービンホイール３２を迂回して排気浄化触媒２４に至る迂回路３５が設けられ、この迂回路３５を通過する排気ガス量を制御するウェイストゲートバルブ３１が当該迂回路３５に設けられている。ウェイストゲートバルブ３１は、エンジンの運転状態に応じて目標過給圧となるように、排気ガスの一部または全部を迂回路３５側へ逃がすように開閉制御する。

吸気通路１１の過給機３０（コンプレッサ側）の下流とスロットルバルブ１４との間には、過給機３０のコンプレッサによって圧縮されて高温となった吸気を冷却するインタークーラ３６が設けられている。このインタークーラ３６は空冷式または水冷式のいずれをも用いることができる。

吸気通路１１のコンプレッサホイール３４の上流とインタークーラ３６の下流との間には、インタークーラ３６を迂回する還流通路７０が設けられ、この還流通路７０に還流バルブ７１が設けられている。還流バルブ７１はコントロールユニット５０からの駆動信号に基づいて還流通路７０を開閉する。これについては後述する。

本実施形態の内燃機関１は、排気浄化触媒２４の下流側の排気ガスを過給機３０の上流側の吸気通路１１に再循環させる排気ガス再循環機構４０を備え、所定の運転条件（たとえば高負荷領域）においては、吸気が加圧される前の過給機３０の上流に排気ガスを再循環させるので、過給圧が高い場合であっても多量の再循環ガスを吸気通路１１へ安定して導入できる。これにより排気ガス温度の低下や燃費向上を図ることができる。

一方、詳細は後述するが、上記所定の運転条件以外（たとえば低負荷領域）においては、排気ガス再循環機構４０を停止するとともに、後述する吸排気弁のオーバーラップ制御により燃焼室１６内に排気ガスを残留させる、いわゆる内部ＥＧＲを行い、残留した高温の排気ガスに含まれる未燃ＨＣの再酸化を行うことでエミッションを低減する。

本例の排気ガス再循環機構４０は、排気浄化触媒２４の下流の排気通路２１と、過給機３０の上流の吸気通路１１とを連通する再循環通路４１と、当該再循環通路４１に設けられ、再循環する排気ガスの流量を調節すべく開閉する再循環バルブ４２とを備える。再循環バルブ４２はコントロールユニット５０からの制御信号によりその開閉動作が制御される。

また、再循環させる排気ガスを冷却する冷媒が矢印４３に示すように循環し、排気ガスとの間で熱交換を行うことにより冷却した排気ガスを吸気通路１１へ再循環させる。

本実施形態の内燃機関１は、吸排気バルブのオーバーラップを変更できる可変動弁機構６０を備える機関であり、可変動弁機構６０の一例を、図２〜図５を参照しながら説明する。

図２は、内燃機関１の吸気弁側可変動弁機構６０の一例を示す斜視図であり、本例の可変動弁機構６０は、吸気弁（不図示）のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構６１と、そのリフトの中心角の位相（クランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構６２とが組み合わされて構成されている。

位相可変機構６２は、同図に示すように、駆動軸６２１の前端部に設けられたスプロケット６２２と、このスプロケット６２２と駆動軸６２１とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用油圧アクチュエータ６２４とから構成されている。

スプロケット６２３は、図示しないタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトの駆動に連動する。位相制御用油圧アクチュエータ６２４への油圧供給は、コントロールユニット５０からの制御信号に基づき制御される。

この位相制御用油圧アクチュエータ６２４への油圧制御によって、スプロケット６２３と駆動軸６２１とが相対的に回転し、図３に示すように、リフト中心角が遅進する。図３は、位相可変機構６２によるバルブリフト特性の位相変化を示す特性図である。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化は連続的に得ることができる。

なお、位相可変機構６２としては、同図に示す油圧式のものに限られず、電磁式アクチュエータを利用したものなど、種々の構成が可能である。

次に、図４は、リフト・作動角可変機構６１のみを示す断面図であり、図２および図４に基づいて、リフト・作動角可変機構６１の概要を説明する。

本例のリフト・作動角可変機構６１は、シリンダヘッド１６１に図示しないバルブガイドを介して摺動自在に設けられた吸気弁１６２に対し、シリンダヘッド１６１上部のカムブラケット１６３に回転自在に支持された中空状の駆動軸６２１と、この駆動軸６２１に、圧入等により固定された偏心カム６１１と、駆動軸６２１の上方位置に同じカムブラケット１６３に回転自在に支持されるとともに駆動軸６２１と平行に配置された制御軸６１２と、この制御軸６１２の偏心カム部６１２ａに揺動自在に支持されたロッカアーム６１３と、各吸気弁１６２の上端部に配置されたタペット１６４に当接する揺動カム６１４と、を備える。

偏心カム６１１とロッカアーム６１３とはリンクアーム６１５によって連結されており、ロッカアーム６１３と揺動カム６１４とは、リンク部材６１６によって連結されている。

駆動軸６２１は、既述したとおりタイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動される。

偏心カム６１１は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸６２１の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム６１５の環状部６１５ａが回転可能に嵌合している。

ロッカアーム６１３は、略中央部が偏心カム部６１２ａによって支持され、その一端部に、リンクアーム６１５の延長部６１５ｂが連結するとともに、他端部に、リンク部材６１６の上端部が連結している。偏心カム部６１２ａは、制御軸６１２の軸心から偏心しており、従って、制御軸６１２の角度位置に応じてロッカアーム６１３の揺動中心は変化する。

揺動カム６１４は、駆動軸６２１の外周に嵌合して回転自在に支持され、側方へ延びた端部６１４ａに、リンク部材６１６の下端部が連結している。この揺動カム６１４の下面には、駆動軸６２１と同心状の円弧をなす基円面６１７ａと、該基円面６１７ａから上記端部６１４ａへと所定の曲線を描いて延びるカム面６１７ｂと、が形成されており、これらの基円面６１７ａならびにカム面６１７ｂが、揺動カム６１４の揺動位置に応じてタペット１６４の上面に当接するようになっている。

すなわち、基円面６１７ａはベースサークル区間として、リフト量が０となる区間であり、揺動カム６１４が揺動してカム面６１７ｂがタペット１６４に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。

制御軸６１２は、図２に示すように、一端部に設けられたリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ６１８によって所定回転角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ６１８への油圧供給は、コントロールユニット５０からの制御信号に基づき制御される。なお、アクチュエータ６１８は、このアクチュエータ６１８の駆動電源がＯＦＦの条件において、吸気弁１６２を小リフト・小作動角側に付勢するよう構成されている。

本例のリフト・作動角可変機構６１の作用を説明すると、駆動軸６２１が回転すると、偏心カム６１１のカム作用によってリンクアーム６１５が上下動し、これに伴ってロッカアーム６１３が揺動する。このロッカアーム６１３の揺動は、リンク部材６１６を介して揺動カム６１４へ伝達され、該揺動カム６１４が揺動する。この揺動カム６１４のカム作用によって、タペット１６４が押圧され、吸気弁１６２がリフトする。

ここで、リフト・作動角制御用油圧アクチュエータ６１８を介して制御軸６１２の角度が変化すると、ロッカアーム６１３の初期位置が変化し、ひいては揺動カム６１４の初期揺動位置が変化する。

たとえば、偏心カム部６１２ａが図の上方へ位置しているとすると、ロッカアーム６１３は全体として上方へ位置し、揺動カム６１４の端部６１４ａが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム６１４の初期位置は、そのカム面６１７ｂがタペット１６４から離れる方向に傾く。したがって、駆動軸６２１の回転に伴って揺動カム６１４が揺動した際に、基円面６１７ａが長くタペット１６４に接触し続け、カム面６１７ｂがタペット１６４に接触する期間は短くなる。この結果、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲、つまり作動角も縮小する。

逆に、偏心カム部６１２ａが図の下方へ位置しているとすると、ロッカアーム６１３は全体として下方へ位置し、揺動カム６１４の端部６１４ａが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム６１４の初期位置は、そのカム面６１７ｂがタペット１６４に近付く方向に傾く。したがって、駆動軸６２１の回転に伴って揺動カム６１４が揺動した際に、タペット１６４と接触する部位が基円面６１７ａからカム面６１７ｂへと直ちに移行する。この結果、リフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。

上記の偏心カム部６１２ａの位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、図５に示すように連続的に変化する。図５は、リフト・作動角可変機構６１によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図である。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができる。特に、このものでは、リフト・作動角の大小変化に伴い、吸気弁１６２の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。

なお、本発明に係る制御において吸排気弁のオーバーラップを大きく制御する場合に、上述した位相可変機構６２とリフト・作動角可変機構６２の両方を備える必要はなく、オーバーラップを調節できる動弁機構であればよいので、何れか一方の機構６１，６２を省略することもできる。

図１へ戻り、内燃機関１のクランク軸にはクランク角センサ２７が設けられ、コントロールユニット５０は、クランク角センサ２７から機関回転と同期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウントすることで、又は、クランク基準角信号の周期を計測することで、機関回転速度Ｎｅを検出することができる。

また、運転者により操作されるアクセルペダルには、その踏込み量に相当するアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２６が設けられ、その検出信号はコントロールユニット５０へ出力される。

さらに、内燃機関１の負荷に相当する駆動系のトルクを検出するトルクセンサ２８が駆動系統に設けられ、その検出信号はコントロールユニット５０へ出力される。

既述したように、各種センサ類１３，１４，２６，２７，２８，３１，４２，７３からの検出信号は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェース等を含んで構成されるマイクロコンピュータからなるコントロールユニット５０に入力され、当該コントロールユニット５０は、センサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じて、第１スロットルバルブ１４の開度を制御し、燃料噴射バルブ１７を駆動して燃料噴射量を制御し、点火時期を設定して当該点火時期で点火プラグ２０を点火させる制御を行う。

なお、排気ガス再循環機構４０が本発明の排気ガス再循環手段、コントロールユニット５０が本発明の制御手段にそれぞれ対応する。

次に、本実施形態に係る制御手順を説明する。

図６は、図１のコントロールユニット５０による制御手順を示すフローチャート、図７は、同じくコントロールユニット５０によるＥＧＲ制御を示す領域マップ、図８は、同じくコントロールユニット５０による制御を示すタイミングチャートである。

本例のコントロールユニット５０は、図７に示すエンジン回転速度−エンジントルクマップの領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃにおいて排気ガス再循環機構４０を作動させて排気ガスを吸気通路１１へ還流させるものとし、同図の領域Ａにおいては排気ガス再循環機構４０を停止し、可変動弁機構６０によって吸排気弁のオーバーラップを大きく設定することでいわゆる内部ＥＧＲにより排気ガスを残留させるものとする。また、領域Ａ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ以外の領域では排ガス再循環は行わないものとする。

ただし、同図に示す領域マップは本発明を理解するための一例であってこれに限定する趣旨ではない。また、領域Ａと領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃとのトルク閾値Ｔ１はたとえば１２０Ｎｍ、領域Ａ，Ｂ１，Ｃの最左端の回転数閾値Ｎ１はたとえば１２００ｒｐｍといった数値を例示できるがこれに限定されず、適宜変更することができる。

なお、トルクＴ１より高い高負荷領域にあたる領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃは、たとえば領域Ｂ１，Ｂ２のＥＧＲ率（再循環ガスが筒内全ガス量に対して占める割合）を２０％、領域ＣのＥＧＲ率を３０％として区別するものとする。

以下のフローでは、主として、同図の領域Ｃの運転状態Ｘ、すなわち比較的高回転・高負荷の状態Ｘから、矢印に示すように領域Ａより左側の低回転・低負荷の状態Ｙに移行する場合を説明する。

上述したとおり、本例のような第１スロットルバルブ１４の上流側の吸気通路１１に排気ガスを再循環させる構成では、ドライバの減速要求に従ってスロットルバルブ１４が開状態から閉状態へ移行した場合に、再循環させた排気ガスが吸気通路１１に残留する。厳密に言えば、図１の再循環バルブ４２の出口から第１スロットルバルブ１４までの吸気通路１１に再循環ガスが残留することになる。本例ではこの再循環ガスをパージし、次にアクセルが踏まれた場合のＥＧＲを含めたエンジン制御を適切に行えるようにする。

図６のステップＳ１では、現在の運転状態が図７に示す領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃであるか否かを判定する。上述したとおり、運転状態が領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃのいずれかにある場合は排気ガス再循環機構４０を作動させるので、上述した再循環ガスの残留問題が生じることがある。これに対し、運転状態が領域Ａにある場合は、図２〜図５に示す可変動弁機構６０を駆動して吸排気バルブのオーバーラップ量を調節し、これにより内部ＥＧＲ制御を実行する。このとき排気ガス再循環機構４０は停止するので、上述した再循環ガスの残留問題は生じない。

ステップＳ１で運転状態が領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃのいずれかである場合はステップＳ２へ進み、これら領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃ以外の場合はステップＳ１を繰り返す。この状態では再循環バルブ４２は開状態である。

図示は省略するが、運転状態が領域Ｂ１，Ｂ２，Ｃのいずれかにある場合は、図１に示す排気ガス再循環機構４０の再循環バルブ４２を開き（領域Ｂ１，Ｂ２と領域Ｃとで開度を変える）、排気通路２１の排気ガスの一部を冷却しつつ吸気通路１１の過給機３０の上流側に再循環させる。これにより、排気ガス温度の低下や燃費向上を図ることができる。

ステップＳ２では、アクセル開度ＡＰＯをアクセル開度センサ２６から読み込み、ステップＳ３にて当該アクセル開度がゼロか否かを判定する。ステップＳ３にてアクセル開度ＡＰＯがゼロでない場合はステップＳ１へ戻るが、アクセル開度ＡＰＯがゼロの場合はステップＳ４へ進み、第１スロットルバルブ１４の開度ＴＶＯをゼロではないアイドル開度に設定する。

またステップＳ５では、アクセル開度ＡＰＯがゼロになったことに伴って燃料噴射バルブ１７からの燃料噴射をカットする。

さらにステップＳ６及びＳ７では、第２スロットルバルブ７２を全閉にするとともに、還流バルブ７１を全開にする。なお、排気ガス再循環機構４０の再循環バルブ４２は開状態を維持する。以上が図８の時間ｔ１〜ｔ２に相当する。
このように、高負荷ＥＧＲ領域（過給域でもある）からアクセル開度がゼロになると、通常制御によれば第１スロットルバルブ１４が閉状態に移行するので上述した吸気通路１１への再循環ガスの残留が生じる。しかしながら、本例ではステップＳ６及びＳ７にて第２スロットルバルブ７２を全閉にするとともに還流バルブ７１を全開にし、再循環バルブ４２を開状態に維持するので、過給されたコンプレッサホイール３４から第１スロットルバルブ１４までの間の吸気通路１１に残留した再循環ガスは、還流通路７０を介して開状態の再循環バルブ４２から排気通路２１へパージされることになる。
勿論、過給されていないコンプレッサホイール３４の上流側もこれにより高圧となるので、再循環バルブ４２を介して排気通路２１へパージされる。また、第２スロットルバルブ７２が全閉状態とされているので、再循環ガスに含まれた燃料成分がエアフローメータ１３に付着することも防止される。

ステップＳ８では、再加速の要求があるか否かを判定する。この再加速要求はアクセル開度ＡＰＯがゼロでない正の値になったか否か、すなわち運転者によりアクセルが再度踏まれたか否かで判定する。
ステップＳ８にて再加速の要求がない場合はステップＳ９へ進み、圧力センサ７３により検出される吸気通路１１の圧力と排気圧センサ２５により検出される排気通路２１の圧力を比較し、吸気通路１１の圧力が排気通路２１の圧力に等しくなるまで上述した制御を継続する。以上が図８の時間ｔ２〜ｔ３に相当する。

ステップＳ９にて吸気通路１１の圧力が降下し、排気通路２１の圧力と等しくなったらステップＳ１０へ進み、再循環バルブ４２を全閉する。また、ステップＳ１１及びステップＳ１２にて還流バルブ７１を全閉にするとともに第２スロットルバルブ７２を全開にする。これにより、排気通路２１から再循環通路４１を介して再循環ガスが逆流することを防止しつつ、パージ処理を終了する。ステップＳ１３では燃料噴射を再開し、ステップＳ１４にてアイドル状態を維持する。以上が図８の時間ｔ３〜ｔ４に相当する。
一方、ステップＳ８にて再加速の要求があった場合はステップＳ１５へ進み、再循環バルブ４２を全閉にする。また、ステップＳ１６及びステップＳ１７にて還流バルブ７１を全閉にするとともに第２スロットルバルブ７２を全開にする。
そして、ステップＳ１８にてアクセル開度ＡＰＯ等に応じた第１スロットルバルブ１４の開度ＴＶＯを通常の制御フローにて演算し設定する。またステップＳ１９にて燃料噴射バルブ１７からの燃料カットを中止し、運転要求に応じた燃料噴射量を通常の制御フローにしたがって演算し設定する。
ステップＳ２０では、低負荷領域Ａにおける排気ガスの再循環運転、たとえば上述した可変動弁機構６０を駆動して吸排気弁のオーバーラップ量を調整する内部ＥＧＲを実行する。

以上のとおり、本実施形態の内燃機関の制御装置によれば、第１スロットルバルブ１４が閉じる条件であって、排気ガス再循環機構４０が停止した場合であっても、所定のパージ時間だけ還流バルブ７１を開くとともに第２スロットルバルブ７２を閉じるので、第１スロットルバルブ１４と再循環バルブ４２との間の吸気通路１１に残留する再循環ガスを排気通路２１へパージすることができる。この結果、再加速など次の運転制御時の吸気制御を正確に実行することができる。

なお、上述した実施形態に係る過給機は、タービンホイールによりコンプレッサホイールを回転させる、いわゆる排気タービン駆動式過給機を適用したが、クランクシャフトの駆動力により機械的にコンプレッサを回転させる、いわゆる機械駆動式過給機を用いることもできる。

１…内燃機関
１１…吸気通路
１２…エアーフィルタ
１３…エアフローメータ
１４…第１スロットルバルブ
１５…コレクタ
１６…燃焼室
１７…燃料噴射バルブ
２０…点火プラグ
２１…排気通路
２３…マフラ
２４…排気浄化触媒
２５…排気圧センサ
２６…アクセル開度センサ
２７…クランク角センサ
２８…トルクセンサ
３０…過給機
３１…ウェイストゲートバルブ
３２…タービンホイール
３３…ロータシャフト
３４…コンプレッサホイール
３５…迂回路
３６…インタークーラ
４０…排気ガス再循環機構（排気ガス再循環手段）
４１…再循環通路
４２…再循環バルブ（再循環バルブ）
４３…冷媒
５０…コントロールユニット（制御手段）
６０…可変動弁機構（可変動弁手段）
７０…還流通路
７１…還流バルブ
７２…第２スロットルバルブ
７３…圧力センサ

Claims (9)

1. 吸気通路に設けられて要求負荷に応じた吸気量に調節する第１スロットルバルブと、
   前記吸気通路に設けられて吸気を過給する過給機と、
   排気通路の排気ガスの一部を前記吸気通路の前記過給機の上流側に再循環させる再循環通路および前記再循環通路を開閉する再循環バルブを有する排気ガス再循環手段と、
   前記吸気通路の前記過給機の下流側と上流側とを連通する還流通路と、
   前記還流通路を開閉する還流バルブと、を備えた内燃機関の制御装置において、
   前記排気ガス再循環手段が作動する運転状態から非作動の運転状態に移行した場合であって前記第１スロットルバルブが閉方向に制御される場合に、前記再循環バルブ及び前記還流バルブを開状態にする制御信号を所定時間だけ出力する制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
   前記吸気通路に設けられたエアフローメータと、前記吸気通路の前記エアフローメータと前記過給機との間に設けられた第２スロットルバルブと、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記排気ガス再循環手段が作動する運転状態から非作動の運転状態に移行した場合に、前記第２スロットルバルブを閉状態にする制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記吸気通路の前記第２スロットルバルブと前記過給機との間の圧力を検出する圧力センサをさらに備え、
   前記制御手段は、前記圧力センサにより検出された前記吸気通路の圧力が前記排気通路の圧力と等しくなった場合に、前記再循環バルブを閉状態にする制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御手段は、前記圧力センサにより検出された前記吸気通路の圧力が前記排気通路の圧力と等しくなった場合に、前記第２スロットルバルブを開状態にする制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御手段は、前記圧力センサにより検出された前記吸気通路の圧力が前記排気通路の圧力と等しくなった場合に、前記還流バルブを閉状態にする制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記排気ガス再循環手段は、前記排気通路に設けられた排気浄化触媒の下流側の排気ガスを前記過給機の上流側の前記吸気通路に再循環させ、
   前記制御手段は、前記排気ガス再循環手段が作動する運転状態において、排気ガスの目標再循環量に応じて前記第２スロットルバルブの開度を調節する制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。
7. 請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御手段は、前記内燃機関の回転数と出力トルクがそれぞれ所定値以上の高過給域において、前記排気ガス再循環手段を作動させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
8. 請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御手段は、前記高過給域以外の場合に、前記排気ガス再循環手段を非作動にするとともに、前記吸排気バルブのバルブオーバーラップを制御して内部ＥＧＲを実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御手段は、前記再循環バルブ及び前記還流バルブを開状態にする信号を出力中に再加速の要求があった場合に、前記再循環バルブ及び前記還流バルブを閉状態にするとともに前記第２スロットルバルブを開状態にする制御信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。

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