JP6641405B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、燃料噴射量の制御機能及びＥＧＲ装置の診断機能を備えたエンジン制御装置に関する。
例えば自動車用のエンジンにおいて、排ガスの一部を吸気管内に還流させる排ガス再循環（ＥＧＲ）を行うことが知られている。
エンジンに導入される燃焼用空気（新気）に、実質的に不活性ガスである排ガスを混合することによって、部分負荷時のスロットルバルブ開度を大きくしてポンプ損失を低減するとともに、ＥＧＲによりノッキング耐性が向上するため点火時期を進角させることができ、熱効率を改善して燃費を向上することができる。
また、燃焼温度を低下させることによって、排ガス中のＮＯＸを低減するとともに、冷却損失も抑制することができる。
ＥＧＲ装置は、排気ガスを吸気装置に導入するＥＧＲ流路と、ＥＧＲ流路に設けられ排ガス（ＥＧＲガス）の流量を制御する調量弁であるＥＧＲバルブを有する。
このようなＥＧＲバルブに、固着等の故障が発生したり、デポジットの堆積等の経年劣化により制御目標通りのＥＧＲガス流量が得られなくなったりした場合、燃費や排ガス処理性能への悪影響が懸念されることから、自動車用のエンジンでは通常ＥＧＲ装置（ＥＧＲバルブ）の診断機能を備えている。
ＥＧＲ装置の診断は、例えば、車両が惰行状態であり燃料カットが行われているときに、ＥＧＲバルブの開度をステップ状に増加させ、その際の吸気管内圧力の変化に基づいて行われる。
例えば、ＥＧＲバルブの開度指示値を変化させたにも関わらず、吸気管内圧力が所定の変化を示さない（感度がない）場合には、ＥＧＲ装置の故障が判定される。
上述したＥＧＲ装置（ＥＧＲバルブ）の診断、及び、診断後の燃料噴射再開時の制御等に関する従来技術として、例えば特許文献１には、内燃機関のフューエルカット中にＥＧＲバルブの開度を通常よりも開き側に変化させた際の吸気圧の変化に基づいてＥＧＲ機構の状態を推定するとともに、ＥＧＲバルブの開度が通常よりも大きい状態でフューエルカットが停止された場合には、通常時に対して点火時期を大きく遅角させるとともに、燃料噴射量が増量補正されることが記載されている。
特許第５０７７２８１号
上述したＥＧＲ装置の診断中においては、スロットルバルブが実質的に全閉であり、エアフローメータにより検出される吸入空気量（新気流量）は少ないが、ＥＧＲバルブの開度が通常時よりも大きくなることから、排気系から吸気管内へ空気が流入し、インテークマニホールド内の吸気圧力は比較的大きくなる。
このような状態で燃料噴射を再開した場合、エアフローメータが検出する吸入空気量に基づいて燃料噴射量を設定すると、空燃比がリーンとなって、最悪の場合失火が懸念される。
また、リーン失火が発生せず燃焼が可能な程度に燃料噴射量を増量すると、過大なトルクが発生して車体にショックが発生し、ドライバビリティ（運転しやすいさ）や快適性が損なわれる。
このような問題に対し、上述した引用文献１に記載された技術は、燃料カット状態でＥＧＲ装置の診断を行った後、燃料噴射を再開するときに、ＥＧＲバルブ開度に応じた燃料噴射量の増量及び点火時期の遅角を行なうことによって、リーン失火の防止及びトルクの抑制を図っている。
しかし、例えばＥＧＲバルブの開度が同じであっても、ＥＧＲバルブの個体差や、デポジットの堆積等により、吸気管内の圧力（空気量）は変化することから、燃料噴射再開時に燃焼室内に導入される空気量は一定とはならず、事前に設定されている燃料増量補正や点火時期遅角補正を行っても、補正不足や過補正となってトルクの急変を十分に抑制できないことが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、ＥＧＲ装置の診断終了後に燃料噴射を再開する際におけるトルクの急変を抑制したエンジン制御装置を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、エアフローメータが検出する吸入空気量に基づいて第１の燃料噴射量を演算する第１の燃料噴射量演算部と、吸気圧センサが検出する吸気管内の圧力に基づいて第２の燃料噴射量を演算する第２の燃料噴射量演算部と、エンジンの燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御部と、前記エンジンの排ガスを前記吸気管に導入するＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブを制御するＥＧＲバルブ制御部と、燃料噴射を停止した状態で前記ＥＧＲバルブの開度を変化させた際の吸気管内の圧力に基づいて前記ＥＧＲバルブを診断するＥＧＲバルブ診断部と、前記エンジンの点火時期を設定する点火制御部と、を備えるエンジン制御装置であって、前記燃料噴射制御部は、前記ＥＧＲバルブ診断部による前記ＥＧＲバルブの診断が実行されていない場合、前記第１の燃料噴射量に基づいて前記燃料噴射装置を制御し、前記ＥＧＲバルブ診断部による前記ＥＧＲバルブの診断を実行した後、燃料噴射を再開する際に、前記第１の燃料噴射量及び前記第２の燃料噴射量にそれぞれ所定の重み係数を乗じて演算した燃料噴射量に基づいて前記燃料噴射装置を制御する機能を有し、前記燃料噴射の再開後、前記第２の燃料噴射量の重み係数を増加させ、その後、前記第２の燃料噴射量の重み係数が低下しかつ前記第１の燃料噴射量の重み係数が増加するよう各重み係数を徐変させ、前記点火制御部は、前記ＥＧＲバルブ診断部による前記ＥＧＲバルブの診断を実行した後、燃料噴射を再開する際に、前記吸気圧センサが検出する前記吸気管内の圧力に基づいて設定されるリタード量だけ点火時期を前記ＥＧＲバルブの診断を行わない場合に対して遅角させ、前記リタード量は、前記ＥＧＲバルブの非診断時の現在のスロットルバルブの開度から想定される前記吸気管内の圧力と、前記吸気圧センサが検出する前記吸気管内の圧力と、の差圧に所定の係数を乗じて設定されることを特徴とするエンジン制御装置である。
ＥＧＲバルブの診断が、終了又は中断された状態においては、通常時よりもＥＧＲバルブが開かれた状態となっており、吸気管内の内部には比較的高圧の空気が貯留された状態となっている。このような状態では、エアフローメータが検出する吸入空気量と、燃焼室内（シリンダ内）に導入される空気量との相関が小さくなる。
この点、本発明によれば、燃料噴射の再開直後には、吸気管内の圧力に基づいて演算される第２の燃料噴射量の重み係数を増加させることによって、実際に燃焼室に導入される空気量に対して適切な燃料噴射を行うことができ、空燃比が過度にリーンあるいはリッチとなってエンジンの出力トルクが急変したり、失火によりエンジンストールが発生することを防止できる。
また、空燃比をストイキ（理論空燃比）近傍に維持することにより、排ガス性状の悪化も抑制することができる。
なお、燃料噴射の再開直後には、第１の燃料噴射量の重み係数を０として、実質的に第２の燃料噴射量をそのまま燃料噴射制御における基本噴射量としてもよい。
また、燃料噴射の再開後、第１の燃料噴射量の重み係数が増加し第２の燃料噴射量の重み係数が減少するよう、各重み係数を徐変させることによって、エンジンの通常運転時に一般的に用いられるエアフローメータを用いた燃料噴射制御に穏やかに移行させることができる。
また、ＥＧＲバルブの診断後の燃料噴射の再開時に、吸気管内に貯留されている多量の空気が燃焼室内に導入されることによる過度なトルクの発生を抑制し、車体にショックが発生することを防止してドライバビリティ及び快適性を確保することができる。
さらに、点火時期のリタード量が徐変する変化速度を適切に設定し、エンジンの出力トルク変化を穏やかとしてスムースに通常時の点火時期に移行させることができる。
請求項２に係る発明は、前記燃料噴射制御部は、前記第２の燃料噴射量の重み係数と前記第１の燃料噴射量の重み係数とを、前記吸気管内の圧力の変化と連動させて徐変させることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、第１、第２の燃料噴射量の各重み係数が徐変する変化速度を適切に設定し、スムースに通常時の制御に移行させることができる。
以上説明したように、本発明によれば、ＥＧＲ装置の診断終了後に燃料噴射を再開する際におけるトルクの急変を抑制したエンジン制御装置を提供することができる。
本発明を適用したエンジン制御装置の実施形態を有するエンジンの構成を模式的に示す図である。 実施形態のエンジン制御装置におけるＥＧＲバルブ診断及びその後の燃料噴射再開時の制御を示すフローチャートである。 実施形態のエンジン制御装置におけるＥＧＲバルブ診断後における各パラメータの推移を示すタイミングチャートである。
以下、本発明を適用したエンジン制御装置の実施形態について説明する。
実施形態のエンジン制御装置は、例えば、乗用車等の自動車に走行用動力源として搭載される水平対向４気筒のガソリン直噴ターボ過給エンジンに設けられるものである。
図１は、実施形態のエンジン制御装置を有するエンジンの構成を模式的に示す図である。
エンジン１は、クランクシャフト１０、シリンダブロック２０、シリンダヘッド３０、ターボチャージャ４０、インテークシステム５０、エキゾーストシステム６０、キャニスタ７０、ＥＧＲ装置８０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００等を有して構成されている。
クランクシャフト１０は、エンジン１の出力軸となる回転軸である。
クランクシャフト１０の一方の端部には、図示しない変速機等の動力伝達機構が接続されている。
クランクシャフト１０には、図示しないコンロッドを介してピストンが連結されている。
クランクシャフト１０の端部には、クランクシャフトの角度位置を検出するクランク角センサ１１が設けられている。
クランク角センサ１１の出力は、ＥＣＵ１００に伝達される。
シリンダブロック２０は、クランクシャフト１０を、車体に縦置き搭載する場合における左右方向から挟みこむように二分割として構成されている。
シリンダブロック２０の中央部には、クランクシャフト１０を収容するとともに、クランクシャフト１０を回転可能に支持するメインベアリングを有するクランクケース部が設けられている。
クランクケース部を挟んで左右に配置されるシリンダブロック２０の左右バンクの内部には、ピストンが挿入され内部で往復するシリンダが例えば２気筒ずつ（４気筒の場合）形成されている。
シリンダヘッド３０は、シリンダブロック２０のクランクシャフト１０とは反対側の端部（左右端部）にそれぞれ設けられている。
シリンダヘッド３０は、燃焼室３１、点火プラグ３２、吸気ポート３３、排気ポート３４、吸気バルブ３５、排気バルブ３６、吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８、インジェクタ３９等を備えて構成されている。
燃焼室３１は、シリンダヘッド３０のピストン冠面と対向する箇所を、例えばペントルーフ状に凹ませて形成されている。
点火プラグ３２は、燃焼室３１の中央に設けられ、ＥＣＵ１００からの点火信号に応じてスパークを発生し、混合気に点火するものである。
吸気ポート３３は、燃焼用空気（新気）を燃焼室３１に導入する流路である。
排気ポート３４は、燃焼室３１から既燃ガス（排ガス）を排出する流路である。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、吸気ポート３３、排気バルブ３４を所定のバルブタイミングで開閉するものである。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、各気筒に例えば２本ずつ設けられる。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、クランクシャフト１０の１／２の回転数で同期して回転する吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８によって開閉される。
吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８のカムスプロケット部には、各カムシャフトの位相を進角・遅角させて各バルブの開弁時期、閉弁時期を変化させる図示しないバルブタイミング可変機構が設けられている。
インジェクタ３９は、図示しない高圧燃料ポンプから加圧された燃料（ガソリン）が供給され、ＥＣＵ１００が発する開弁信号に応じて、燃焼室３１内に燃料を噴射して混合気を形成する直噴インジェクタである。
ターボチャージャ４０は、エンジン１の排気が有するエネルギを利用して、燃焼用空気（新気）を圧縮し、過給する過給機である。
ターボチャージャ４０は、タービン４１、コンプレッサ４２、エアバイパス流路４３、エアバイパスバルブ４４、ウエストゲート流路４５、ウエストゲートバルブ４６等を備えている。
タービン４１は、エンジン１の排ガスによって回転駆動される。
コンプレッサ４２は、タービン４１に同軸に取り付けられ、タービン４１によって回転駆動され空気を圧縮する。
エアバイパス流路４３は、コンプレッサ４２の下流側から空気の一部を抽出し、コンプレッサ４２の上流側に還流させるものである。
エアバイパスバルブ４４は、エアバイパス流路４３に設けられ、ＥＣＵ１００からの指令に応じてエアバイパス流路４３を実質的に閉塞する閉状態と、エアバイパス流路４３を空気が通過可能な開状態とを、二段階に切換えるものである。
エアバイパスバルブ４４は、電動アクチュエータによって開閉駆動される弁体を有する電動バルブとなっている。
エアバイパスバルブ４４は、例えば、スロットルバルブ５６を急激に閉じた場合等に、ターボチャージャ４０のサージング防止やブレードの保護等を図るため開状態とされ、コンプレッサ４２よりも下流側の吸気管内の空気をコンプレッサ４２の上流側に還流させ、余剰圧力を低減させる。
また、エアバイパスバルブ４４は、過給時におけるキャニスタ７０からのパージガスの流量を増加させるため、過給時に開状態としてコンプレッサ４２の入口部の負圧を大きくするためにも用いられる。
ウエストゲート流路４５は、過給圧制御や触媒の昇温等を目的として、タービン４１の上流側から排ガスの一部を抽出し、タービン４１の下流側にバイパスさせるものである。
ウエストゲート流路４５は、タービン４１のハウジングに一体に形成されている。
ウエストゲートバルブ４６は、ウエストゲート流路４５に設けられ流路を開閉する弁体を有し、ウエストゲート流路４５を通過する排ガスの流量を制御するものである。
ウエストゲートバルブ４６は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて弁体を開閉駆動する電動アクチュエータを有する電動ウエストゲートバルブである。
ウエストゲートバルブ４６は、全開状態と全閉状態とを切換可能であるとともに、これらの中間位置においても任意の開度設定が可能となっている。
インテークシステム５０は、空気を導入して吸気ポート３３に導入するものである。
インテークシステム５０は、インテークダクト５１、チャンバ５２、エアクリーナ５３、エアフローメータ５４、インタークーラ５５、スロットルバルブ５６、インテークマニホールド５７、吸気圧センサ５８等を備えて構成されている。
インテークダクト５１は、外気を導入して吸気ポート３３に導入する流路である。
チャンバ５２は、インテークダクト５１の入口部近傍に連通して設けられた空間部である。
エアクリーナ５３は、インテークダクト５１におけるチャンバ５２との連通箇所の下流側に設けられ、空気を濾過してダスト等を取り除くものである。
エアフローメータ５４は、エアクリーナ５３の出口近傍に設けられ、インテークダクト５１内に新たに導入される吸入空気量（新気流量）を計測するものである。
エアフローメータ５４の出力は、ＥＣＵ１００に伝達される。
ターボチャージャ４０のコンプレッサ４２は、エアフローメータ５４の下流側に設けられている。
インタークーラ５５は、インテークダクト５１におけるコンプレッサ４２の下流側に設けられ、例えば走行風等との熱交換によって、圧縮され高温となった空気を冷却する熱交換器である。
スロットルバルブ５６は、インテークダクト５１におけるインタークーラ５５の下流側に設けられ、空気の流量を調節してエンジン１の出力を制御するバタフライバルブである。
スロットルバルブ５６は、ドライバによるアクセルペダル操作等に応じて、図示しないスロットルアクチュエータによって開閉駆動される。
また、スロットルバルブ５６には、その開度を検出するスロットルセンサが設けられ、その出力はＥＣＵ１００に伝達される。
インテークマニホールド５７は、スロットルバルブ５６の下流側に設けられた吸気管であって、空気を各気筒の吸気ポート３３に分配する分岐管である。
吸気圧センサ５８は、インテークマニホールド５７内の空気の圧力（吸気圧力）を検出するものである。
吸気圧センサ５８の出力は、ＥＣＵ１００に伝達される。
エキゾーストシステム６０は、排気ポート３４から排出された排ガスを外部に排出するものである。
エキゾーストシステム６０は、エキゾーストマニホールド６１、エキゾーストパイプ６２、フロント触媒６３、リア触媒６４、サイレンサ６５、空燃比センサ６６、リアＯ２センサ６７等を有して構成されている。
エキゾーストマニホールド６１は、各気筒の排気ポート３４から出た排ガスを集合させる集合管である。
ターボチャージャ４０のタービン４１は、エキゾーストマニホールド６１の下流側に配置されている。
エキゾーストパイプ６２は、タービン４１から出た排ガスを外部に排出する管路である。
フロント触媒６３、リア触媒６４は、エキゾーストパイプ６２の中間部分に設けられ、排ガス中のＨＣ、ＮＯｘ、ＣＯ等を浄化する三元触媒をそれぞれ備えている。
フロント触媒６３は、タービン４１の出口に隣接して設けられ、リア触媒６４はフロント触媒の出口側に設けられている。
サイレンサ６５は、エキゾーストパイプ６２の出口近傍に設けられ、排ガスの音響エネルギを低減するものである。
空燃比センサ６６は、タービン４１の出口とフロント触媒６３の入口との間に設けられている。
リアＯ２センサ６７は、フロント触媒６３の出口とリア触媒６４の入口との間に設けられている。
空燃比センサ６６、リアＯ２センサ６７は、ともに排ガス中の酸素濃度に応じた出力電圧を発生することによって、排ガス中の酸素量を検出するものである。
空燃比センサ６６は、リアＯ２センサ６７に対してより広範囲の空燃比における酸素濃度を検出可能なリニア出力センサとなっている。
空燃比センサ６６、リアＯ２センサ６７の出力は、ともにＥＣＵ１００に伝達される。
キャニスタ（チャコールキャニスタ）７０は、エンジン１の燃料として用いられるガソリンが貯留される図示しない燃料タンクで発生した燃料蒸発ガス（エバポ）が導入され、一時的に吸蔵されるものである。
キャニスタ７０は、燃料蒸発ガスを一時的に吸着可能な活性炭を、樹脂製の筐体であるキャニスタケース内に収容して構成されている。
キャニスタ７０は、主に非過給時用のパージライン７１、パージコントロールバルブ７２、及び、主に過給時用のパージライン７３、パージコントロールバルブ７４等を備えて構成されている。
パージライン７１は、両端部がキャニスタ７０、及び、インテークマニホールド５７にそれぞれ接続され、これらの内部間を連通させる流路である。
パージライン７１は、インテークマニホールド５７内が負圧となる非過給時に、キャニスタ７０から放出された燃料蒸発ガスからなるパージガスを、インテークマニホールド５７内に導入するものである。
パージコントロールバルブ（ＰＣＶ）７２は、パージライン７１の途中に設けられたデューティ制御ソレノイドバルブである。
ＰＣＶ７２は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて、開状態と閉状態との切換、及び、開状態における開度の設定が可能となっている。
パージライン７３は、両端部がキャニスタ７０、及び、インテークダクト５１におけるコンプレッサ４２の入口部に隣接する領域に接続され、これらの内部間を連通させる流路である。
パージライン７３は、インテークマニホールド５７内が正圧となり、パージライン７１によるパージガスの導入が困難となる過給時に、パージガスをコンプレッサ４２よりも上流側のインテークダクト５１内に導入するものである。
パージコントロールバルブ（ＰＣＶ）７４は、パージライン７３の途中に設けられた電磁弁である。
ＰＣＶ７４は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて、開状態と閉状態との切換が可能となっている。
ＥＧＲ装置８０は、エキゾーストマニホールド６１から排ガスの一部をＥＧＲガスとして抽出し、インテークマニホールド５７内に導入する排ガス再循環（ＥＧＲ）を行うものである。
ＥＧＲ装置８０は、ＥＧＲ流路８１、ＥＧＲクーラ８２、ＥＧＲバルブ８３等を備えている。
ＥＧＲ流路８１は、エキゾーストマニホールド６１からインテークマニホールド５７に排ガス（ＥＧＲガス）を導入する管路である。なお、このような構成に代えて、シリンダヘッド３０の排気ポート３４から排気を抽出する構成としてもよい。
ＥＧＲクーラ８２は、ＥＧＲ流路８１の途中に設けられ、ＥＧＲ流路８１を流れるＥＧＲガスを、エンジン１の冷却水との熱交換によって冷却するものである。
ＥＧＲバルブ８３は、ＥＧＲ流路８１におけるＥＧＲクーラ８２の下流側に設けられ、ＥＧＲ流路８１内を通過するＥＧＲガスの流量を調節する調量弁である。
ＥＧＲバルブ８３は、ソレノイド等の電動アクチュエータによって駆動される弁体を有し、エンジン制御ユニット１００によって、実際のＥＧＲ率（ＥＧＲガス流量／新気流量）が所定の目標ＥＧＲ率に近づくよう開度をフィードバック制御される。
エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、エンジン１及びその補機類を統括的に制御するものである。
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を備えて構成されている。
また、ＥＣＵ１００には、ドライバによる図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ１０１が設けられている。
ＥＣＵ１００は、アクセルペダルセンサ１０１の出力等に基づいて、ドライバ要求トルクを設定する機能を備えている。
ＥＣＵ１００は、エンジン１が実際に発生するトルクが、設定されたドライバ要求トルクに近づくよう、スロットルバルブ開度、過給圧、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、バルブタイミング、ＥＧＲバルブ開度等を制御する。
ＥＣＵ１００は、エアフローメータ５４が検出する吸入空気量に応じて第１の燃料噴射量を演算する第１の燃料噴射量演算部、吸気圧センサ５８が検出するインテークマニホールド５７の内圧に基づいて第２の燃料噴射量を演算する第２の燃料噴射量演算部、燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御部としての機能を有する。
燃料噴射制御部は、第１、第２の燃料噴射量にそれぞれ所定の重み係数を乗じた値を加算して合成した値を基本噴射量として燃料噴射制御を行う機能を有する。
さらに、ＥＧＲ１００は、点火時期を設定する点火制御部としての機能も有する。
ＥＣＵ１００は、通常運転時（非診断時）において、エアフローメータ５４が検出する吸入空気量に応じて目標ＥＧＲ率を設定し、ＥＧＲガスの流量の吸入空気量に対する比（実際のＥＧＲ率）が目標ＥＧＲ率に近づくようＥＧＲバルブ８３の開度を制御するＥＧＲバルブ制御部としても機能する。
また、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ８３の機能を診断するＥＧＲバルブ診断部としての機能を有する。
ＥＣＵ１００は、例えばエンジン１の始動直後や高負荷時のように増量補正（空燃比リッチ化）が行われる場合を除き、通常運転時においては、筒内での空燃比が三元触媒の活性範囲内（実質的にストイキ）となるように、燃料噴射量を制御する。
ＥＣＵ１００は、通常時（ＥＧＲバルブの診断を行っていない場合）には、エアフローメータ５４が検出する吸入空気量に基づいて基本噴射量（第１の燃料噴射量）を設定するとともに、空燃比センサ６６の出力に基づいて、実際の空燃比が三元触媒の活性範囲内となるように補正する空燃比フィードバック制御を行う。
このように、新たにインテークシステム５０に導入される吸入空気量に基づいて制御を行うことによって、吸気管路内に多量のＥＧＲガスが導入されている場合であっても、適切な空燃比制御をおこなうことが可能となっている。
また、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブの診断を実行し、診断が完了又は中断した後に燃料噴射を再開する際に、吸気圧センサ５８が検出する吸気管内圧力（インテークマニホールド５７の内圧）に基づいて基本噴射量（第２の燃料噴射量）の設定を行う。
第２の燃料噴射量は、例えば、以下の式１によって算出される空気量に基づいて算出することができる。

空気量＝体積効率×インテークマニホールド内圧×定数／吸気温度 ・・（式１）

吸気温度は、図示しない吸気温センサにより検出される。
燃料噴射の再開時には、まず第２の燃料噴射量を基本噴射量として噴射を開始した後、第２の燃料噴射量の重み係数が減少し、第１の燃料噴射量の重み係数が増加するよう、インテークマニホールド５７の内圧と連動して各重み係数を徐変させ、最終的には第１の燃料噴射量のみを基本噴射量とする通常時の制御に移行する。
この点について、以下より詳細に説明する。
図２は、実施形態のエンジン制御装置におけるＥＧＲバルブ診断及びその後の燃料噴射再開時の制御を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
＜ステップＳ０１：ＥＧＲバルブ診断条件充足判断＞
ＥＣＵ１００は、現在のエンジン１の運転状態が、予め設定されたＥＧＲ装置（ＥＧＲバルブ）の診断条件を充足しているか否かを判別する。
診断条件として、例えば、ドライバ要求トルクが実質的にゼロ（アクセルオフ）であり所定の燃料カット条件が充足していること、及び、従前のＥＧＲ装置診断から所定以上の時間が経過していること等があげられる。
診断条件が充足している場合はステップＳ０２に進み、充足していない場合はステップＳ０１の処理を繰り返す。
＜ステップＳ０２：スロットル全閉・燃料カット開始＞
ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ５６を実質的に全閉にするとともに、インジェクタ３９からの燃料噴射を停止する燃料カットを開始する。
これにより、エンジン１は、惰行中の車両の駆動系から入力されるトルクによりクランクシャフト１０が回転し、燃料噴射、燃焼は行われない状態となる。
その後、ステップＳ０３に進む。
＜ステップＳ０３：ＥＧＲバルブ全閉＞
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ８３に対して、その開度を全閉とする指示値を与える。
その後、ステップＳ０４に進む。
＜ステップＳ０４：吸気圧データ取得＞
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ８３が開度指示値を受けてから、指示値に応じた開度となるまで作動した後に、吸気圧センサ５８が検出するインテークマニホールド５７の内圧（吸気圧）の履歴に関するデータを、診断用のデータとして取得し、保持する。
その後、ステップＳ０５に進む。
＜ステップＳ０５：ＥＧＲバルブ診断データ取得完了判断＞
ＥＣＵ１００は、今回のＥＧＲバルブ診断において、ステップＳ０４において取得された吸気圧のデータが診断を完了するのに十分なものであるか否かを判別する。
例えば、データ取得が予定された全ての開度状態におけるデータが取得済みである場合や、すでに取得されたデータだけで異常判定が成立する場合には、さらなる吸気圧のデータ取得は不要であるとして、ＥＧＲバルブ診断データを取得完了したものと判断する。
ＥＧＲバルブ診断データを取得完了した場合はステップＳ０８に進み、その他の場合はステップＳ０６に進む。
＜ステップＳ０６：ＥＧＲバルブ診断条件充足維持判断＞
ＥＣＵ１００は、ステップＳ０１において充足を判断したＥＧＲバルブ診断条件が引き続き充足されているか否かを判別する。
ＥＧＲバルブ診断条件の充足が維持されている場合は、ＥＧＲバルブ診断を続行するためにステップＳ０７に進む。
ＥＧＲバルブ診断条件が充足しなくなっている場合（例えば、ドライバがアクセルペダルを踏み込んだ場合等）は、ＥＧＲバルブ診断を中断するためステップＳ０８に進む。
＜ステップＳ０７：ＥＧＲバルブ開度増加＞
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ８３に対して、現状の開度よりも１ステップ増加させた新たな開度に係る指示値を与え、ＥＧＲバルブ８３の開度を増加させる。
その後、ステップＳ０４に戻り、以降の処理を繰り返す。
＜ステップＳ０８：ＥＧＲバルブ診断終了＞
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ診断を終了（完了または中断）する。
ＥＧＲバルブ診断が完了しかつＥＧＲバルブの異常が検出された場合には、ＥＣＵ１００はエラーメッセージを出力し、乗員に対して異常を報知する。
その後、ステップＳ０９に進む。
＜ステップＳ０９：燃料噴射再開＞
ＥＣＵ１００は、インジェクタ３９に開弁信号を与えて燃料噴射を再開する。
このとき、開弁時間や、図示しない高圧燃料ポンプの吐出圧力（燃圧）設定の根拠となる目標燃料噴射量は、実質的に吸気圧センサ５８が検出する吸気管内圧力（インテークマニホールド内圧）に基づく第２の燃料噴射量を基本噴射量として設定され、エアフローメータ５４が検出する吸入空気量に基づく第１の燃料噴射量は用いられない。
すなわち、第１の燃料噴射量、第２の燃料噴射量の重み係数の比（吸入空気量に基づく燃料噴射制御と吸気圧に基づく燃料噴射制御との制御分担比）は、０：１００となる。
その後、ステップＳ１０に進む。
＜ステップＳ１０：点火リタード開始＞
ＥＣＵ１００は、各気筒の点火プラグ３２により混合気に点火する点火時期（クランクシャフト１０の角度位置）を、通常運転時における点火時期に対して遅延（遅角）させる点火リタードを開始させる。
通常運転時においては、点火時期は、最大トルクが得られるＭＢＴ近傍に設定されるが、ＥＧＲバルブ診断を終了した直後には、インテークマニホールド５７内の圧力がスロットルバルブ５６の開度に対して比較的大きくなるため、燃焼室３１内へ導入される空気量が多くなり、ＭＢＴで点火した場合には過大なトルクが発生してしまう。
そこで、本実施形態においては、吸気圧センサ５８が検出するインテークマニホールド５７の内圧に応じて、点火時期のリタード量を設定し、燃料噴射再開直後のトルクを抑制するようにしている。
点火時期のリタード量は、リタード開始時においては、例えば、アクセルペダルセンサ１０１の出力に基づいて設定される現在のドライバ要求トルクと、エンジン１の実際の出力トルクとが実質的に一致するよう設定することが好ましい。
例えば、通常運転時（ＥＧＲバルブ８３の通常開度時）に現在のスロットルバルブ５６の開度から想定されるインテークマニホールド５７の内圧に対して、実際のインテークマニホールド５７の内圧が超過している差圧に、所定の係数を乗じて初期のリタード量を設定するようにしてもよい。
その後、ステップＳ１１に進む。
＜ステップＳ１１：吸気圧データ取得＞
ＥＣＵ１００は、吸気圧センサ５８が検出するインテークマニホールド５７の現在の内圧に関するデータを取得し、保持する。
その後、ステップＳ１２に進む。
＜ステップＳ１２：燃料噴射量重み係数徐変＞
ＥＣＵ１００は、第１の燃料噴射量の重み係数が増加し、第２の燃料噴射量の重み係数が減少するように、インテークマニホールド５７の内圧の低下と連動させて、各重み係数を徐変させる。
ＥＣＵ１００は、例えば、燃料噴射再開時のインテークマニホールド５７の内圧に対し、現在のインテークマニホールド５７の内圧が低下した差圧（圧力低下量）に比例して第２の燃料噴射量の重み係数を減少させるとともに、この差圧に比例して第１の燃料噴射量を増加させる。
このときの差圧に対する重み係数変化のゲインは、インテークマニホールド５７の内圧が現在のスロットルバルブ５６の開度における通常運転時のインテークマニホールド５７の内圧に収束したときに、第２の燃料噴射量の重み係数が実質的に０となる（第１の燃料噴射量のみに基づく燃料噴射制御となる）ように設定される。
その後、ステップＳ１３に進む。
＜ステップＳ１３：点火リタード量減少＞
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０において開始した点火時期リタードのリタード量が減少（点火時期進角）するよう、インテークマニホールド５７の内圧の低下と連動させて点火時期を徐変させる。
ＥＣＵ１００は、例えば、燃料噴射再開時のインテークマニホールド５７の内圧に対し、現在のインテークマニホールド５７の内圧が低下した差圧（圧力低下量）に比例して点火時期を進角（リタード量を減少）する。
このときの差圧に対する進角量のゲインは、インテークマニホールド５７の内圧が現在のスロットルバルブ５６の開度における通常運転時のインテークマニホールド５７の内圧に収束したときに、リタード量が実質的にゼロ（点火時期がＭＢＴ）となるように設定される。
その後、ステップＳ１４に進む。
＜ステップＳ１４：吸気圧判断＞
ＥＣＵ１００は、吸気圧センサ５８が検出するインテークマニホールド５７の内圧が、現在のスロットルバルブ５６の開度における通常運転時のインテークマニホールド５７の内圧を考慮して設定された判定値以下であるか否かを判別する。
インテークマニホールド５７の内圧が判定値以下である場合は、ＥＧＲバルブ診断による内圧への影響が実質的に解消されたものとして、ステップＳ１５に進む。
インテークマニホールド５７の内圧が判定値超である場合は、ＥＧＲバルブ診断の影響により通常時よりも内圧が高い状態が継続しているものとして、ステップＳ１１に戻り、以降の処理を繰り返す。
＜ステップＳ１５：エアフローメータに基づく燃料噴射制御に移行＞
ＥＣＵ１００は、インテークマニホールド５７の内圧に基づく第２の燃料噴射量の重み係数を実質的にゼロとして、エアフローメータ５４が検出する吸入空気量に基づく第１の燃料噴射量に基づく燃料噴射制御に移行する。
すなわち、第１の燃料噴射量、第２の燃料噴射量の重み係数の比（吸入空気量に基づく燃料噴射制御と吸気圧に基づく燃料噴射制御との制御分担比）は、１００：０となる。
その後、ステップＳ１６に進む。
＜ステップＳ１６：点火リタード終了＞
ＥＣＵ１００は、点火時期のリタードを終了し、点火時期を実質的にＭＢＴと一致させた通常の点火時期制御に移行する。
その後、一連の処理を終了（通常のエンジン制御に移行）する。
図３は、実施形態のエンジン制御装置におけるＥＧＲバルブ診断後における各パラメータの推移を示すタイミングチャートである。
図３において、横軸は時間を示し、縦軸はインテークマニホールド５７の内圧、第２の燃料噴射量の重み係数、第１の燃料噴射量の重み係数、点火時期リタード量（上方が遅角）を示している。
実施形態においては、各燃料噴射量の重み係数の変化、及び、点火時期リタード量の減少が、インテークマニホールド５７の内圧の低下に比例して行われる構成としたことによって、これらのパラメータの推移を示す波形は、インテークマニホールド５７の内圧の推移を示す波形と相似形を示すようになっている。
以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ＥＧＲバルブ診断後の燃料噴射の再開直後に、インテークマニホールド５７の内圧に基づいて演算される第２の燃料噴射量に基づく燃料噴射制御を行うことによって、実際に燃焼室３１に導入される空気量に対して適切な燃料噴射を行うことができ、空燃比が過度にリーンあるいはリッチとなってエンジン１の出力トルクが急変したり、失火によりエンジンストールが発生することを防止できる。
また、空燃比をストイキ（理論空燃比）近傍に維持することにより、排ガス性状の悪化も抑制することができる。
また、燃料噴射の再開後、エアフローメータ５４が検出する吸入空気量に基づく第１の燃料噴射量の重み係数が増加するとともに、第２の燃料噴射量の重み係数が減少するよう、各重み係数を徐変させることによって、エンジン１の通常運転時に一般的に用いられるエアフローメータ５４を用いた燃料噴射制御に穏やかに移行させることができる。
（２）第１、第２の燃料噴射量の重み係数が、インテークマニホールド５７の内圧の低下に比例して変化する構成としたことによって、各重み係数が徐変する変化速度を適切に設定し、スムースに通常時の制御に移行させることができる。
（３）ＥＧＲバルブ診断後の燃料噴射の再開直後に、インテークマニホールド５７の内圧に応じて点火時期をリタードすることによって、吸気管内に貯留されている多量の空気が燃焼室３１内に導入されることによる過度なトルクの発生を抑制し、車体にショックが発生することを防止してドライバビリティ及び快適性を確保することができる。
（４）点火時期のリタード量がインテークマニホールド５７の内圧の低下に比例して減少する構成としたことによって、リタード量が徐変する変化速度を適切に設定し、エンジン１の出力トルク変化を穏やかとしてスムースに通常時の点火時期に移行させることができる。
（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン制御装置及びエンジンの構成は実施形態に限定されることなく、適宜変更することが可能である。
例えば、エンジンのシリンダレイアウト、気筒数、燃料噴射方式、過給機の有無などは、適宜変更することが可能である。
また、実施形態のエンジンは一例としてガソリンエンジンであったが、本発明はこれに限らず、他の燃料を用いる火花点火式エンジンにも適用することが可能である。
（２）実施形態では、吸気管内圧力に基づく燃料噴射量とエアフローメータ流量に基づく燃料噴射量との重み係数が、吸気管内圧力の低下と相似形の波形を示すように徐変させているが、重み係数を徐変させる手法はこれに限らず、適宜変更することができる。
例えば、吸気管内圧力の低下速度を検出し、この低下速度に応じて設定される変化率で重み係数がリニアに変化する構成としてもよい。
（３）実施形態では、点火時期のリタード量が、吸気管内圧力の低下と相似形の波形を示すように徐変させているが、リタード量を徐変させる手法はこれに限らず、適宜変更することができる。
例えば、吸気管内圧力の低下速度を検出し、この低下速度に応じて設定される変化率でリタード量がリニアに減少する構成としてもよい。
（４）実施形態では、ＥＧＲバルブ診断後の燃料噴射の再開直後に、実質的に第２の燃料噴射量のみに基づいて燃料噴射制御が行われる構成としているが、これに限らず、比較的小さい重み係数により第１の燃料噴射量を併用して燃料噴射制御を行ってもよい。
１ エンジン １０ クランクシャフト
１１ クランク角センサ ２０ シリンダブロック
３０ シリンダヘッド ３１ 燃焼室
３２ 点火プラグ ３３ 吸気ポート
３４ 排気ポート ３５ 吸気バルブ
３６ 排気バルブ ３７ 吸気カムシャフト
３８ 排気カムシャフト ３９ インジェクタ
４０ ターボチャージャ
４１ タービン ４２ コンプレッサ
４３ エアバイパス流路 ４４ エアバイパスバルブ
４５ ウエストゲート流路 ４６ ウエストゲートバルブ
５０ インテークシステム ５１ インテークダクト
５２ チャンバ ５３ エアクリーナ
５４ エアフローメータ ５５ インタークーラ
５６ スロットルバルブ ５７ インテークマニホールド
５８ 吸気圧センサ
６０ エキゾーストシステム ６１ エキゾーストマニホールド
６２ エキゾーストパイプ ６３ フロント触媒
６４ リア触媒 ６５ サイレンサ
６６ 空燃比センサ ６７ リアＯ２センサ
７０ キャニスタ ７１ パージライン
７２ パージコントロールバルブ ７３ パージライン
７４ パージコントロールバルブ ８０ ＥＧＲ装置
８１ ＥＧＲ流路 ８２ ＥＧＲクーラ
８３ ＥＧＲバルブ
１００ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１０１ アクセルペダルセンサ

Claims (2)

  1. エアフローメータが検出する吸入空気量に基づいて第１の燃料噴射量を演算する第１の燃料噴射量演算部と、
    吸気圧センサが検出する吸気管内の圧力に基づいて第２の燃料噴射量を演算する第２の燃料噴射量演算部と、
    エンジンの燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御部と、
    前記エンジンの排ガスを前記吸気管に導入するＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブを制御するＥＧＲバルブ制御部と、
    燃料噴射を停止した状態で前記ＥＧＲバルブの開度を変化させた際の吸気管内の圧力に基づいて前記ＥＧＲバルブを診断するＥＧＲバルブ診断部と、
    前記エンジンの点火時期を設定する点火制御部と、
    を備えるエンジン制御装置であって、
    前記燃料噴射制御部は、前記ＥＧＲバルブ診断部による前記ＥＧＲバルブの診断が実行されていない場合、前記第１の燃料噴射量に基づいて前記燃料噴射装置を制御し、前記ＥＧＲバルブ診断部による前記ＥＧＲバルブの診断を実行した後、燃料噴射を再開する際に、前記第１の燃料噴射量及び前記第２の燃料噴射量にそれぞれ所定の重み係数を乗じて演算した燃料噴射量に基づいて前記燃料噴射装置を制御する機能を有し、
    前記燃料噴射の再開後、前記第２の燃料噴射量の重み係数を増加させ、その後、前記第２の燃料噴射量の重み係数が低下しかつ前記第１の燃料噴射量の重み係数が増加するよう各重み係数を徐変させ、
    前記点火制御部は、前記ＥＧＲバルブ診断部による前記ＥＧＲバルブの診断を実行した後、燃料噴射を再開する際に、前記吸気圧センサが検出する前記吸気管内の圧力に基づいて設定されるリタード量だけ点火時期を前記ＥＧＲバルブの診断を行わない場合に対して遅角させ、
    前記リタード量は、前記ＥＧＲバルブの非診断時の現在のスロットルバルブの開度から想定される前記吸気管内の圧力と、前記吸気圧センサが検出する前記吸気管内の圧力と、の差圧に所定の係数を乗じて設定されること
    を特徴とするエンジン制御装置。
  2. 前記燃料噴射制御部は、前記第２の燃料噴射量の重み係数と前記第１の燃料噴射量の重み係数とを、前記吸気管内の圧力の変化と連動させて徐変させること
    を特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
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